離心式化工泵可靠性研究與設(shè)計(jì)

可靠性工程的誕生已近半個(gè)世紀(jì)的歷史，以電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)為先導(dǎo)的可靠性工程已形成一門獨(dú)立的學(xué)科。而對泵的可靠性研究起步較晚，隨著化工、航天和航海等場合對泵的可靠性要求的提高，有關(guān)專家和學(xué)者已經(jīng)開展了一些工作，即在可靠性分析的基礎(chǔ)上對水力兼容性、支撐結(jié)構(gòu)、密封系統(tǒng)、耐腐蝕材料、軸向力平衡等方面采取了一些改進(jìn)措施。
　　1、離心泵的可靠性分析方法
　　計(jì)算離心泵可靠性時(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、軸銷或鍵等部件單元。對離心泵來說，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)。
　　部件的可靠性數(shù)據(jù)   可靠的來源為大量可靠性試驗(yàn)和現(xiàn)場統(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)備可靠性資料的缺乏，總是有一些零部件的可靠性資料無法獲得，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)測的方法主要有故障模式及影響分析法(FMEA)和故障樹分析法(FTA)。
　　有了泵各個(gè)部件的可靠性數(shù)據(jù)，可根據(jù)串聯(lián)系統(tǒng)可靠性的計(jì)算方法得到泵的可靠性數(shù)據(jù)。
　　2、提高可靠性的途徑
　　為了提高泵的可靠性，就要設(shè)法延長泵的使用壽命，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。為了提高泵運(yùn)行的可靠性，應(yīng)設(shè)法消除HQ曲線上的駝峰。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)的減少對消除駝峰是很的，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，使初生汽蝕過早出現(xiàn)。為了初生汽蝕，葉輪葉片數(shù)不宜過少，《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)卻能提高泵的可靠性，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)
　　軸封是影響泵可靠性的   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)簡單、   換方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于各種化工泵上，但密封不十分可靠，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)力軸封與停車軸封的結(jié)合，這種裝置不需要經(jīng)常維修，適合長時(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)問題。《化工離心泵的新結(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、壽命長的優(yōu)點(diǎn)，使堿泵達(dá)到了無泄漏運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　2.4、軸向力平衡裝置
　　對于多級(jí)離心泵，如果不是等量葉輪相背布置來平衡軸向力，就   有軸向力平衡裝置，不是平衡鼓，就是平衡盤。根據(jù)調(diào)查顯示平衡鼓的故障率較小，不過采用平衡盤同樣也能保證可靠性。
　　另外，建議平衡盤的設(shè)計(jì)承載能力   好要有充分的裕量，以保證滿足密封環(huán)發(fā)生磨損后作用在葉輪上的軸向力逐漸增長的需要。