sales@tkflow.com 
Echilibrarea forței axiale în pompele centrifuge multietajate este o tehnologie critică pentru asigurarea unei funcționări stabile. Datorită aranjamentului în serie al rotoarelor, forțele axiale se acumulează semnificativ (până la câteva tone). Dacă nu sunt echilibrate corespunzător, acest lucru poate duce la supraîncărcarea rulmenților, deteriorarea etanșărilor sau chiar defectarea echipamentului. Mai jos sunt prezentate metode comune de echilibrare a forței axiale, împreună cu principiile, avantajele și dezavantajele acestora.
1.Aranjament simetric al rotorului (spate în spate / față în față)
În proiectarea dispozitivului de echilibrare a forței axiale a pompei centrifuge moderne, treapta rotorului este în general selectată ca număr par, deoarece atunci când treapta rotorului este un număr par, metoda de distribuție simetrică a rotorului poate fi utilizată pentru a echilibra forța axială a echipamentului, iar forța axială generată de rotorul distribuit simetric în procesul de funcționare este egală în magnitudine și opusă în direcție, și va prezenta o stare de echilibru la nivel macroscopic. În procesul de proiectare, trebuie remarcat faptul că dimensiunea de strangulare a etanșării înainte de intrarea rotorului invers este în concordanță cu diametrul rotorului pentru a asigura o bună etanșare.
●PrincipiuRotoarele adiacente sunt dispuse în direcții opuse, astfel încât forțele lor axiale să se anuleze reciproc.
●Spate în spateDouă seturi de rotoare sunt instalate simetric în jurul punctului median al arborelui pompei.
●Față în fațăRotoarele sunt aranjate orientate spre interior sau spre exterior într-o configurație oglindă.
●AvantajeNu sunt necesare dispozitive suplimentare; structură simplă; eficiență ridicată de echilibrare (peste 90%).
●DezavantajeDesign complex al carcasei pompei; optimizare dificilă a traseului de curgere; aplicabil numai pompelor cu un număr par de etape.
●AplicațiiPompe de alimentare cu cazane de înaltă presiune, pompe petrochimice multietajate.
2. tambur de echilibrare
Structura tamburului de echilibrare (cunoscută și sub denumirea de piston de echilibrare) nu are un joc axial strâns, care poate compensa cea mai mare parte a împingerii axiale, dar nu toată împingerea axială, și nu există nicio compensare suplimentară la deplasarea în poziție axială, fiind în general necesari rulmenți axiali. Acest design va avea o recirculare internă (scurgeri interne) mai mare, dar este mai tolerant la porniri, opriri și alte condiții tranzitorii.
●PrincipiuUn tambur cilindric este instalat după rotorul din ultima etapă. Fluidul de înaltă presiune se scurge prin spațiul dintre tambur și carcasă într-o cameră de joasă presiune, generând o forță contrară.
● AavantajeCapacitate puternică de echilibrare, potrivită pentru pompe multietajate de înaltă presiune (de exemplu, 10+ etape).
●DezavantajePierderi prin scurgeri (~3–5% din debit), reducând eficiența. Necesită conducte de echilibrare suplimentare sau sisteme de recirculare, crescând complexitatea întreținerii.
●AplicațiiPompe centrifuge multietajate mari (de exemplu, pompe pentru conducte de lungă distanță).
3.Disc de echilibrare
Ca metodă comună de proiectare în procesul de proiectare a dispozitivului de echilibrare a forței axiale a pompelor centrifuge multietajate moderne, metoda discului de echilibrare poate fi ajustată moderat în funcție de cererea de producție, iar forța de echilibrare este generată în principal de secțiunea transversală dintre jocul radial și jocul axial al discului, iar cealaltă parte este generată în principal de jocul axial și secțiunea razei exterioare a discului de echilibrare, iar aceste două forțe de echilibrare joacă rolul de echilibrare a forței axiale. Comparativ cu alte metode, avantajul metodei plăcii de echilibrare este că diametrul plăcii de echilibrare este mai mare, iar sensibilitatea este mai mare, ceea ce îmbunătățește eficient stabilitatea în funcționare a dispozitivului echipamentului. Cu toate acestea, datorită jocului axial de rulare mic, acest design este susceptibil la uzură și deteriorare în condiții tranzitorii.
●PrincipiuUn disc mobil este instalat după rotorul din ultima etapă. Diferența de presiune de-a lungul discului ajustează dinamic poziția acestuia pentru a contracara forța axială.
●AvantajeSe adaptează automat la variațiile forței axiale; precizie ridicată de echilibrare.
●DezavantajeFrecarea provoacă uzură, necesitând înlocuirea periodică. Sensibil la curățenia fluidelor (particulele pot bloca discul).
●AplicațiiPompe multietajate pentru apă curată în stadiu incipient (înlocuite treptat cu tambure de echilibrare).
4.Combinație tambur + disc de echilibrare
Comparativ cu metoda cu placă de echilibrare, metoda cu tambur cu placă de echilibrare diferă prin faptul că dimensiunea bucșei de accelerație este mai mare decât dimensiunea butucului rotorului, în timp ce discul de echilibrare necesită ca dimensiunea bucșei de accelerație să corespundă dimensiunii butucului rotorului. În general, în metoda de proiectare a tamburului cu placă de echilibrare, forța de echilibrare generată de placa de echilibrare reprezintă mai mult de jumătate din forța axială totală, iar maximul poate ajunge la 90% din forța axială totală, iar celelalte părți sunt furnizate în principal de tamburul de echilibrare. În același timp, creșterea moderată a forței de echilibrare a tamburului de echilibrare va reduce în mod corespunzător forța de echilibrare a plăcii de echilibrare și, în mod corespunzător, dimensiunea plăcii de echilibrare, reducând astfel gradul de uzură al plăcii de echilibrare, îmbunătățind durata de viață a pieselor echipamentului și asigurând funcționarea normală a pompei centrifuge multietajate.
●PrincipiuTamburul preia cea mai mare parte a forței axiale, în timp ce discul reglează fin forța reziduală.
●AvantajeCombină stabilitatea și adaptabilitatea, fiind potrivit pentru condiții variabile de funcționare.
●DezavantajeStructură complexă; cost mai mare.
●AplicațiiPompe industriale de înaltă performanță (de exemplu, pompe de răcire pentru reactoare nucleare).
5. Rulmenți axiali (echilibrare auxiliară)
●PrincipiuRulmenții cu bile cu contact oblic sau rulmenții Kingsbury absorb forța axială reziduală.
●AvantajeCopiere de rezervă fiabilă pentru alte metode de echilibrare.
●DezavantajeNecesită lubrifiere regulată; durată de viață mai scurtă sub sarcini axiale mari.
●AplicațiiPompe multietajate mici spre medii sau pompe de mare viteză.
6. Design cu rotor cu dublă aspirație
●PrincipiuUn rotor cu dublă aspirație este utilizat în prima etapă sau în cea intermediară, echilibrând forța axială prin fluxul de aer pe ambele părți.
●AvantajeEchilibrare eficientă, îmbunătățind în același timp performanța în cazul cavitației.
●DezavantajeEchilibrează doar forța axială într-o singură treaptă; pentru pompele multietajate sunt necesare alte metode.
7. Orificii de echilibrare hidraulică (orificii ale plăcii posterioare a rotorului)
●PrincipiuÎn placa din spate a rotorului sunt perforate găuri, permițând fluidului de înaltă presiune să recirculeze în zona de joasă presiune, reducând forța axială.
●AvantajeSimplu și ieftin.
●DezavantajeReduce eficiența pompei (~2–4%).Potrivit doar pentru aplicații cu forță axială redusă; necesită adesea rulmenți axiali suplimentari.
Compararea metodelor de echilibrare a forței axiale
| Metodă | Eficienţă | Complexitate | Costul de întreținere | Aplicații tipice |
| Rotoare simetrice | ★★★★★★ | ★★★ | ★★ | Pompe de înaltă presiune cu etape uniforme |
| tambur de echilibrare | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Pompe multietajate cu înălțime mare |
| Disc de echilibrare | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Fluide curate, încărcături variabile |
| Combo Tobă + Disc | ★★★★★★ | ★★★★★★ | ★★★★ | Condiții extreme (nucleare, militare) |
| Rulmenți axiali | ★★ | ★★ | ★★★ | Echilibrarea forței axiale reziduale |
| Rotor cu dublă aspirație | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Prima etapă sau etapa intermediară |
| Găuri de echilibru | ★★ | ★ | ★ | Pompe mici de joasă presiune |
Data publicării: 29 martie 2025