seth@tkflow.com 
Afbalancering af aksial kraft i multistagescentrifugalpumper er en kritisk teknologi for at sikre stabil drift. På grund af seriearrangementet af skovlhjul akkumuleres aksiale kræfter markant (op til flere tons). Hvis det ikke er afbalanceret korrekt, kan dette føre til bærende overbelastning, forseglingsskader eller endda udstyrssvigt. Nedenfor er almindelige aksiale kraftafbalanceringsmetoder sammen med deres principper, fordele og ulemper.
1.Symmetrisk pumpehjularrangement (back-to-back / ansigt til ansigt)
I designet af den aksiale kraftbalanceindretning af moderne centrifugalpumpe vælges pumpehjulstadiet generelt som et jævnt antal, for når pumpehjulets scene er et jævnt antal, kan det skovlens symmetriske distributionsmetode bruges til at afbalancere den aksiale kraft af udstyr Makroskopisk niveau. I designprocessen skal det bemærkes, at forseglingens throttlingstørrelse inden indløbet af det omvendte pumpehjul er i overensstemmelse med pumpehjulets diameter for at sikre god forsegling.
●Princip: Tilstødende skovlhjul er arrangeret i modsatte retninger, så deres aksiale kræfter annullerer hinanden.
●Back-to-back: To sæt skader er installeret symmetrisk omkring pumpeakslen midtpunkt.
●Ansigt til ansigt: Impellers er arrangeret mod indad eller udad i en spejlet konfiguration.
●Fordele: Ingen yderligere enheder kræves; enkel struktur; Effektivitet med høj balance (over 90%).
●Ulemper: Kompleks pumpehusdesign; vanskelig strømningsstioptimering; kun relevant for pumper med et jævnt antal trin.
●Applikationer: Foderpumper med høj tryk, petrokemiske multistagespumper.
2. Afbalanceringstromle
Balance trommestrukturen (også kendt som balancestemplet) har ikke en stram aksial kørselsafstand, hvilket kan kompensere for det meste af det aksiale tryk, men ikke alle de aksiale tryk, og der er ingen yderligere kompensation, når man bevæger sig i den aksiale position, og drivkraften er generelt påkrævet. Dette design vil have højere intern recirkulation (intern lækage), men er mere tolerant over for nystartede virksomheder, nedlukninger og andre kortvarige forhold.
●Princip: En cylindrisk tromme er installeret efter den sidste fase. Højtryksvæskelækager gennem kløften mellem tromlen og kabinet i et lavtrykskammer, hvilket genererer en modvirker kraft.
● advantager: Stærk balancekapacitet, der er egnet til højtryk, multistagespumper (f.eks. 10+ trin).
●Ulemper: Lækage -tab (~ 3–5% af strømningshastigheden), hvilket reducerer effektiviteten. Kræver yderligere afbalanceringsrør eller recirkulationssystemer, hvilket øger vedligeholdelseskompleksiteten.
●Applikationer: Store multistagescentrifugalpumper (f.eks. Langdistance-rørledningspumper).
3.Afbalancering af disk
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 the aksial kraft. Sammenlignet med andre metoder er fordelen ved balanceplade -metoden, at diameteren af balancepladen er større, og følsomheden er højere, hvilket effektivt forbedrer driftsstabiliteten af udstyrsenheden. På grund af den lille aksiale løbsklarering er dette design imidlertid modtageligt for slid og skader under kortvarige forhold.
●Princip: En bevægelig disk er installeret efter den sidste trins pumpehjul. Trykforskellen på tværs af disken justerer dynamisk sin position til at modvirke aksial kraft.
●Fordele: Tilpas automatisk til aksiale kraftvariationer; Høj balance præcision.
●Ulemper: Friktion forårsager slid, der kræver periodisk udskiftning. Følsom over for væskens renlighed (partikler kan fastklemme disken).
●Applikationer: Multistages-vandpumper i tidlig fase (gradvist erstattes af afbalancering af trommer).
4.Afbalancering af tromme + diskkombination
Sammenlignet med balanceplade -metoden er balanceplade -trommetmetoden forskellig, idet størrelsen på dens gashåndtagsdel er større end størrelsen på pumpehjulsnavet, mens balanceskiven kræver størrelsen på gashåndtaget for at svare til størrelsen på pumpehjulsnavet. Generelt set i designmetoden for balancepladen tromle udgør balancekraften, der genereres af balancepladen, mere end halvdelen af den samlede aksiale kraft, og det maksimale kan nå 90% af den samlede aksiale kraft, og de andre dele leveres hovedsageligt af balancetromlen. På samme tid vil moderat øge balancekraften for balancetrommen tilsvarende reducere balancekraften på balancepladen og tilsvarende reducere størrelsen på balancepladen og derved reducere slidgraden af balancepladen, forbedre udstyrets levetid for udstyrsdele og sikre den normale drift af multistage -centrifugalpumpen.
●Princip: Tromlen håndterer det meste af den aksiale kraft, mens disken finjusterer den resterende kraft.
●Fordele: Kombinerer stabilitet og tilpasningsevne, der er egnet til variable driftsbetingelser.
●Ulemper: Kompleks struktur; højere omkostninger.
●Applikationer: High-performance industrielle pumper (f.eks. Atomreaktor kølevæskepumper).
5. Skrivelejer (hjælpebalancering)
●Princip: Vinkelkontaktkuglelejer eller Kingsbury -lejer absorberer resterende aksial kraft.
●Fordele: Pålidelig sikkerhedskopi til andre afbalanceringsmetoder.
●Ulemper: Kræver regelmæssig smøring; Kortere levetid under høje aksiale belastninger.
●Applikationer: Små til mellemstore multistagespumper eller højhastighedspumper.
6. Double-Suction Impeller Design
●Princip: En dobbelt-suktionshjul bruges på det første eller mellemstadium, der afbalancerer aksial kraft gennem tilstrømning af dobbelt side.
●Fordele: Effektiv afbalancering under forbedring af kavitationsydelsen.
●Ulemper: Kun afbalancerer en-trins aksial kraft; Andre metoder er nødvendige for multistagespumper.
7. Hydrauliske balancehuller (pumpehjul bagpladehuller)
●Princip: Huller bores i skovlens bagplade, hvilket gør det muligt for højtryksvæske at recirkulere til lavtrykszonen, hvilket reducerer den aksiale kraft.
●Fordele: Enkel og billig.
●Ulemper: Reducerer pumpeeffektivitet (~ 2–4%).Kun egnet til applikationer med lav aksial kraft; kræver ofte supplerende tryklejer.
Sammenligning af Axial Force -afbalanceringsmetoder
| Metode | Effektivitet | Kompleksitet | Vedligeholdelsesomkostninger | Typiske applikationer |
| Symmetriske skader | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Even-trins højtrykspumper |
| Afbalanceringstromle | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Multistagespumper med høj hoved |
| Afbalancering af disk | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Rene væsker, variable belastninger |
| Tromme + diskkombination | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Ekstreme forhold (nuklear, militær) |
| Tryklejer | ★★ | ★★ | ★★★ | Resterende aksial kraftafbalancering |
| Dobbelt-suktionshjul | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Første eller mellemstadium |
| Balance huller | ★★ | ★ | ★ | Små lavtrykspumper |
Posttid: Mar-29-2025