性工程的誕生已近半個(gè)世紀(jì)的歷史,以電子產(chǎn)品性設(shè)計(jì)為先導(dǎo)的性工程已形成一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。而對(duì)泵的性研究起步較晚,隨著化工、航天和航海等場(chǎng)合對(duì)泵的性要求的提高,有關(guān)專(zhuān)家和學(xué)者已經(jīng)開(kāi)展了一些工作,即在性分析的基礎(chǔ)上對(duì)水力兼容性、支撐結(jié)構(gòu)、密封系統(tǒng)、蝕材料、軸向力平衡等方面采取了一些改進(jìn)措施。
1、離心泵的性分析方法
計(jì)算離心泵性時(shí)可將離心泵看作一個(gè)系統(tǒng),將離心泵分成葉輪、導(dǎo)輪(殼體)、軸、密封、軸承、聯(lián)軸器、電機(jī)、螺栓、軸銷(xiāo)或鍵等部件單元。對(duì)離心泵來(lái)說(shuō),如果上述任何一個(gè)單元或部件失效,離心泵就失效。因此離心泵與上述單元或部件組成了一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)。
部件的性數(shù)據(jù)的來(lái)源為大量性試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),但由于受時(shí)間和成本的限制,在很多情況下應(yīng)從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)資料中選取。由于化工設(shè)備性資料的缺乏,總是有一些零部件的性資料無(wú)法獲得,這就需要研究人員利用相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)去估計(jì)。預(yù)測(cè)的方法主要有故障模式及影響分析法(FMEA)和故障樹(shù)分析法(FTA)。
有了泵各個(gè)部件的性數(shù)據(jù),可根據(jù)串聯(lián)系統(tǒng)性的計(jì)算方法泵的性數(shù)據(jù)。
2、提性的途徑
為了提高泵的性,就要設(shè)法延長(zhǎng)泵的使用壽命,減少故障出現(xiàn)的可能性,顯然,這些與水力設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密切相關(guān)。
2.1、水力模型的改進(jìn)
化工流程泵比轉(zhuǎn)速較低,設(shè)計(jì)時(shí)為了獲得較高的效率,容易出現(xiàn)駝峰型HQ曲線(xiàn)。為了提高泵運(yùn)行的性,應(yīng)設(shè)法HQ曲線(xiàn)上的駝峰。許多水泵科技工作者在這方面做了大量的理論分析與試驗(yàn)研究工作,諸如設(shè)置形成預(yù)旋的前導(dǎo)葉、減少葉片數(shù)、選取較小的葉片出口角、選取適當(dāng)?shù)娜~輪出口寬度等。
研究表明,葉片數(shù)的減少對(duì)駝峰是很的,許多研究成果均推薦4~5片。但又有一些試驗(yàn)證明,葉片數(shù)少會(huì)增大葉片負(fù)荷,使初生汽蝕過(guò)早出現(xiàn)。為了初生汽蝕,葉輪葉片數(shù)不宜過(guò)少,《離心泵汽蝕判據(jù)選擇和葉輪設(shè)計(jì)方法探討》建議以6~7片為宜。
2.2、支撐結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
泵的軸承把旋轉(zhuǎn)部件保持在正確位置上,其大小能承受泵中產(chǎn)生的徑向力和軸向力。通常對(duì)軸承選擇未提出要求,但軸承結(jié)構(gòu)中某些細(xì)節(jié)卻能提高泵的性,例如,保持架的主要用途是防止相鄰的兩個(gè)滾動(dòng)件直接接觸摩擦生熱,則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況正確選用。
2.3、密封系統(tǒng)
軸封是影響泵性的主要部位?;け玫膫鹘y(tǒng)式軸封結(jié)構(gòu)主要有填料密封、機(jī)械密封、水力動(dòng)力密封等。
填料密封由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更換方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于各種化工泵上,但密封不,且功耗較大。機(jī)械密封密封效果好、功耗低,但安裝拆卸不方便、價(jià)格昂貴。水力動(dòng)力軸封實(shí)際上是水力動(dòng)力軸封與停車(chē)軸封的結(jié)合,這種裝置不需要經(jīng)常維修,適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
傳統(tǒng)式軸封結(jié)構(gòu)并未從根本上解決軸封泄漏的本質(zhì)問(wèn)題?!痘るx心泵的新結(jié)構(gòu)研究》提出了一種新型軸封結(jié)構(gòu),解決了長(zhǎng)期困擾化工離心泵軸封泄漏嚴(yán)重、軸及軸承壽命短這兩大難題?!秹A泵選型的改進(jìn)》提出了另一種設(shè)計(jì),即泵在堿介質(zhì)中同樣具有泄漏量少、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),使堿泵達(dá)到了無(wú)泄漏運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.4、軸向力平衡裝置
對(duì)于多級(jí)離心泵,如果不是等量葉輪相背布置來(lái)平衡軸向力,就有軸向力平衡裝置,不是平衡鼓,就是平衡盤(pán)。根據(jù)調(diào)查顯示平衡鼓的故障率較小,不過(guò)采用平衡盤(pán)同樣也能性。
另外,建議平衡盤(pán)的設(shè)計(jì)承載能力好要有充分的裕量,以滿(mǎn)足密封環(huán)發(fā)生磨損后作用在葉輪上的軸向力逐漸增長(zhǎng)的需要。