seth@tkflow.com 
Echilibrarea forței axiale în pompele centrifuge pe mai multe etape este o tehnologie critică pentru a asigura o funcționare stabilă. Datorită aranjamentului seriei de rotație, forțele axiale se acumulează semnificativ (până la mai multe tone). Dacă nu este echilibrat corespunzător, acest lucru poate duce la supraîncărcarea rulmentului, la deteriorarea etanșării sau chiar la defectarea echipamentului. Mai jos sunt metode comune de echilibrare a forței axiale, împreună cu principiile, avantajele și dezavantajele lor.
1.Aranjament de rotor simetric (back-to-back / față în față)
În proiectarea dispozitivului de echilibru a forței axiale a pompei centrifuge moderne, etapa rotorului este în general selectată ca un număr egal, deoarece atunci când stadiul rotorului este un număr egal, metoda de distribuție simetrică a rotorului poate fi utilizată pentru a echilibra forța axială a echipamentului, iar forța axială generată de simetric distribuită cu un impuls în procesul de funcționare este egal cu MACCOSCOPIC în direcție. În procesul de proiectare, trebuie menționat că dimensiunea de accelerare a etanșării înainte de intrarea rotorului invers este în concordanță cu diametrul rotorului pentru a asigura o etanșare bună.
●Principiu: Rotiștii adiacenți sunt aranjați în direcții opuse, astfel încât forțele lor axiale să se anuleze reciproc.
●Înapoi la spate: Două seturi de rotație sunt instalate simetric în jurul punctului mijlociu al arborelui pompei.
●Față în față: Imbrătorii sunt aranjați cu fața spre interior sau spre exterior într -o configurație oglindită.
●Avantaje: Nu sunt necesare dispozitive suplimentare; structură simplă; Eficiență de echilibrare ridicată (peste 90%).
●Dezavantaje: Proiectare complexă a carcasei pompei; optimizarea dificilă a căilor de flux; Se aplică numai pompelor cu un număr egal de etape.
●Aplicații: Pompe de alimentare a cazanului de înaltă presiune, pompe petrochimice cu mai multe etape.
2. Tambur de echilibrare
Structura tamburului de echilibru (cunoscută și sub denumirea de piston de echilibru) nu are o gardă de rulare axială strânsă, care poate compensa cea mai mare parte a tracțiunii axiale, dar nu toate tracțiunile axiale și nu există o compensație suplimentară atunci când se deplasează în poziția axială, iar rulmenții de tracțiune sunt în general necesare. Acest design va avea o recirculare internă mai mare (scurgeri interne), dar este mai tolerant la start-up-uri, opriri și alte condiții tranzitorii.
●Principiu: Un tambur cilindric este instalat după rotorul din ultima etapă. Fluidul de înaltă presiune se scurge prin decalajul dintre tambur și carcasă într-o cameră de joasă presiune, generând o forță de contracarare.
● aDvantaje: Capacitate puternică de echilibrare, potrivită pentru pompe de înaltă presiune, mai multe etape (de exemplu, 10+ etape).
●Dezavantaje: Pierderi de scurgere (~ 3–5% din debit), reducând eficiența. Necesită conducte de echilibrare suplimentare sau sisteme de recirculare, crescând complexitatea de întreținere.
●Aplicații: Pompe centrifuge mari pe mai multe etape (de exemplu, pompe de conductă pe distanțe lungi).
3.Echilibrarea discului
As a common design method in the design process of the axial force balance device of modern multistage centrifugal pump, the balance disc method can be moderately adjusted according to the production demand, and the balance force is mainly generated by the cross-section between the radial clearance and the axial clearance of the disk, and the other part is mainly generated by the axial clearance and the outer radius section of the balance disc, and these two balancing forces play the role of balancing forța axială. În comparație cu alte metode, avantajul metodei plăcii de echilibru este că diametrul plăcii de echilibru este mai mare, iar sensibilitatea este mai mare, ceea ce îmbunătățește eficient stabilitatea de funcționare a dispozitivului de echipament. Cu toate acestea, din cauza garniturii de rulare axială mică, acest proiect este susceptibil de uzură și deteriorare în condiții tranzitorii.
●Principiu: Un disc mobil este instalat după rotorul din ultima etapă. Diferența de presiune pe disc își ajustează dinamic poziția pentru a contracara forța axială.
●Avantaje: Se adaptează automat la variațiile forței axiale; Precizie de echilibrare ridicată.
●Dezavantaje: Fricțiunea provoacă uzură, necesitând înlocuirea periodică. Sensibil la curățenia fluidelor (particulele pot bloca discul).
●Aplicații: Pompe cu curat în mai multe etape în stadiu timpuriu (sunt înlocuite treptat cu echilibrarea tobelor).
4.Echilibrarea combinației de tambur + disc
În comparație cu metoda plăcii de echilibru, metoda tamburului plăcii de echilibru este diferită prin faptul că dimensiunea părții sale de bucșă de accelerație este mai mare decât dimensiunea butucului rotorului, în timp ce discul de echilibru necesită dimensiunea bucșei de accelerație pentru a corespunde dimensiunii butucului rotorului. În general, în metoda de proiectare a tamburului plăcii de echilibru, forța de echilibru generată de placa de echilibru reprezintă mai mult de jumătate din forța axială totală, iar maximul poate atinge 90% din forța axială totală, iar celelalte părți sunt furnizate în principal de tamburul de echilibru. În același timp, creșterea moderat a forței de echilibru a tamburului de echilibru va reduce în mod corespunzător forța de echilibru a plăcii de echilibru și va reduce în mod corespunzător dimensiunea plăcii de echilibru, reducând astfel gradul de uzură al plăcii de echilibru, îmbunătățind durata de viață a pieselor de echipament și asigurând funcționarea normală a pompei centrifuge multistage.
●Principiu: Tamburul se ocupă de cea mai mare parte a forței axiale, în timp ce discul fină reglează forța reziduală.
●Avantaje: Combină stabilitatea și adaptabilitatea, potrivită pentru condiții de operare variabile.
●Dezavantaje: Structură complexă; costuri mai mari.
●Aplicații: Pompe industriale de înaltă performanță (de exemplu, pompe de răcire a reactorului nuclear).
5. Rulmenți de tracțiune (echilibrare auxiliară)
●Principiu: Rulmenții cu bile de contact unghiulare sau rulmenții Kingsbury absoarbe forța axială reziduală.
●Avantaje: Backup fiabil pentru alte metode de echilibrare.
●Dezavantaje: Necesită lubrifiere regulată; durată de viață mai scurtă sub sarcini axiale mari.
●Aplicații: Pompe cu mai multe etape mici sau pompe de mare viteză.
6. Proiectare rotor cu dublu-sistem
●Principiu: Un rotor cu dublă suctină este utilizat în primul sau intermediar, echilibrând forța axială printr-un flux cu două părți.
●Avantaje: Echilibrare eficientă în timp ce îmbunătățește performanța cavitației.
●Dezavantaje: Echilibrează doar forța axială cu o singură etapă; Alte metode sunt necesare pentru pompele cu mai multe etape.
7. Găuri de echilibru hidraulic (găuri pentru plăci din spate)
●Principiu: Găurile sunt găurite în placa din spate a rotorului, permițând recircularea lichidului de înaltă presiune în zona de joasă presiune, reducând forța axială.
●Avantaje: Simplu și low-cost.
●Dezavantaje: Reduce eficiența pompei (~ 2–4%).Adecvat numai pentru aplicații de forță axială scăzută; Deseori necesită rulmenți suplimentari de tracțiune.
Comparația metodelor de echilibrare a forței axiale
| Metodă | Eficienţă | Complexitate | Costul de întreținere | Aplicații tipice |
| Rotatori simetrici | ★★★★★★ | ★★★★ | ★★ | Pompe de înaltă presiune în stadiu uniform |
| Tambur de echilibrare | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Pompe cu mai multe noiste cu capul înalt |
| Echilibrarea discului | ★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | Curățați lichide, sarcini variabile |
| Drum + DISC COMBO | ★★★★★★ | ★★★★★★ | ★★★★★ | Condiții extreme (nucleare, militare) |
| Rulmenții de tracțiune | ★★ | ★★ | ★★★★ | Echilibrarea forței axiale reziduale |
| Rotor cu dublă apă | ★★★★★ | ★★★★ | ★★ | Prima sau etapa intermediară |
| Găuri de echilibru | ★★ | ★ | ★ | Pompe mici de joasă presiune |
Timpul post: 29-2025 martie