双箭潜水泵轴向力平衡的新方法

　　双箭潜水泵属多级离心泵，其轴向力是可观存在的，轴向力不仅影响水泵向高扬程发展，而且还影响泵的使用寿命和效率。经相关调查表明：潜水泵的事故停车很多事由于水泵轴向力太大，造成了潜水电机石墨推力轴承很快磨损，甚至将石墨推力轴承压裂，所以寻找简单而有效的轴向力平衡的新方法，尽可能减少或者消除轴向力是水泵的探讨之一，双箭潜水泵常用的轴向力平衡的方法有：叶轮开平衡孔；叶轮对称布置；采用平衡盘。

　　双箭潜水泵受井径的限制，其特点是径向短轴向长，因此在水泵设计中，一般采用在叶轮上开衡的方法来减小轴向力，剩余轴向力由电机推力轴承承受。由于剩余轴向力的存在，有因为电机承受轴向力是有限的，这就影响了水泵的使用寿命和向高扬程的发展。

　　对双箭潜水泵而言，轴向力的形成是由液体作用在叶轮后盖板压力分布不同而产生作用在叶轮上的轴向力，液体从叶轮进口到出口液流方向发生变化引起的作用在叶轮上的动反力正，反之为负。对分轴向力的计算，目前还没有一种有效的方法，传统方法是假高叶轮盖板与泵体之间的间隙为定值，一种情况人为密封环泄露量小到可以忽略不计，泵腔内液体以等角速度旋转，分析得出液体压力沿半径的分布律；另一种情况认为密封环严重磨损的情况下，泄漏量达到非常大的数值（达到无限大）泵腔内的液体不受任何外力按动量矩守衡规律运动，得出液体压力沿半径分布规律。而实际上双箭潜水泵的泄漏量既不会是零也不会达到无限大，因此实际压力分布应介于两极限之间，这就是分轴乡里无法精确计算的原因。

　　潜水泵的叶轮一般分为闭式，半开式2种，其轴向力的计算各不相同，在此仅就闭式叶轮的轴向力进行探讨。

　　双箭潜水泵轴向力平衡装置，其径向间隙由叶轮后密封环、壳体、平衡装置构成；轴向间隙由石磨盘、不锈钢盘构成；平衡装置的腔体与大气相通，当水泵工作时，泵产生压力经径向间隙和轴向间隙减压后达到平衡装置的腔体，在间隙内形成了一定的泄漏量。

　　经过探讨，双箭潜水泵由于平衡装置的作用，产生了与叶轮吸入口方向相反的轴向力，设计好的平衡装置可以完全解决双箭潜水泵的平衡轴向力。