多级离心泵为什么要设置平衡盘 长沙中联泵业组织员工进行科研攻关

多级泵的平衡盘装置由平衡板、平衡盘组成。其工作原理是：从末级叶轮出来的带有压力的液体，经平衡板与平衡盘间的径向间隙流入平衡盘与平衡板间的水室中，采用平衡盘装置，能把轴向力全部平衡。为了保证平衡盘能自动平衡，轴两端的支承轴承应能在一定范附内作轴向自山移动，任何一端都不应设止推轴承。使水室处于高压状态。平衡盘后有平衡管与泵的入口相连，其压力近似为泵的入口压力。这样平衡盘两侧压力不相等，就产生了向后的轴向平衡力。轴向平衡力的大小随轴向位移的变化、调整平衡盘与平衡板间的轴向间隙(即改变平衡盘与平衡板间水室压力)而变化，从而达到平衡的目的。但这种平衡经常是动态平衡。

多级离心泵的轴向平衡装置常采用平衡盘，如图3-10所示。平衡盘固定在轴上和轴一起转动，它和泵壳间有径向间隙b和轴向间隙bo。由末级叶轮来的压力为P的液体，流经径向间隙b后，压力降低到P'，流经轴向间隙b。后压力降低到Po，流出的液体通过回流管流回泵第一级入口。因此Po接近泵入口压力。由于平衡盘两侧有压力差P' - Po,就有一个向后的力作用在平衡盘上，这个力就是平衡力，它的方向与叶轮上的轴向力刚好相反。

当叶轮上的轴向力大于平衡盘上的平衡力时，整个叶轮组受到向前的力的作用而向前移动，使bo变小，液体的泄漏爪也减少,p'增加，P'-Po也增加，使平衡力增加，推动平衡盘和叶轮组后移。当间隙增大到一定贵时，平衡力和轴向力相等。但由于叶轮组运动的惯性，还会继续后移，间隙还会增大，从而使P'降低，这时平衡力又小于轴向力，叶轮组又向前移动。如此运动不停，因此叶轮组还是在平衡位置上前后脉动达到自动平衡的。如果泵的工作点改变，叶轮组就移动到另一个平衡位置作轴向脉动。
径向间隙b是起节流作用的。如果不设径向间隙b，那么当轴向力变化时，虽然轴向间隙bo会随着变化，但不管变多大，作用于平衡盘上的压力P’永远等干末级叶轮出口压力P，作用在平衡盘上的压力差也就不变，自动平衡就建立不起来。

从末级出来的带有压力的液体，经过平衡板与平衡盘间的径向间隙流入平衡盘前的空腔中，空腔处于高压状态。平衡盘后有平衡管与泵入口相连，其压力近似为入口压力。这样平衡盘两侧压力不相等，因而也就产生了向后的轴向推力，即平衡力。平衡力与轴向力相反，因而自动地平衡了叶轮的轴向推力。当叶轮的轴向推力大于平衡盘的平衡力时，泵转子就会向入口侧移动，并由于惯性的作用，这种移动并不会立即停止在平衡位置上，而是要超出限度，引起平衡盘轴向间隙过量减小，使泄漏量减少，平衡盘前空腔的压力升高，于是平衡盘上平衡力增加，并超过叶轮的轴向推力，把转子又拉向出口侧。同样这个过程是有惯性的，使平衡盘的轴向间隙增大，引起平衡力小于轴向推力，转子又向入口侧移动，重复上述过程。这个过程是自动的，在泵工作时，转子始终是在某一平衡位置上这样轴向窜动着，不过窜动量极小，从外观上很难看出来。

平衡盘安装在多级泵的末级叶轮背后，平衡盘除轮毂（或轴套）与泵体之间有一个间隙b外，在盘与泵体之间还有一个轴向间隙b0，平衡盘的背后则是通入口管的平衡室。末级叶轮背后的高压液体流向径向间隙b，压力从P降到P′，由于P′大于P0（平衡室压力），平衡盘两侧产生一压力差，压力P′液体将平衡盘推向后面并经间隙b0流向平衡室，这推开平衡盘的力即为平衡力，与转子的轴向推力方向相反。