sales@tkflow.com 
Afbalancering af aksialkraft i flertrinscentrifugalpumper er en kritisk teknologi for at sikre stabil drift. På grund af seriearrangementet af løbere akkumuleres aksialkræfterne betydeligt (op til flere tons). Hvis det ikke er korrekt afbalanceret, kan dette føre til overbelastning af lejer, beskadigelse af pakninger eller endda udstyrsfejl. Nedenfor er almindelige metoder til afbalancering af aksialkraft sammen med deres principper, fordele og ulemper.
1.Symmetrisk impellerarrangement (ryg mod ryg / ansigt mod ansigt)
I designet af den aksiale kraftbalanceringsanordning i moderne centrifugalpumper vælges impellertrinnet generelt som et lige tal, fordi når impellertrinnet er et lige tal, kan impellerens symmetriske fordelingsmetod bruges til at afbalancere udstyrets aksiale kraft, og den aksiale kraft, der genereres af det symmetrisk fordelte impeller under drift, er lige stor og modsat i retning, og den vil vise en ligevægtstilstand på makroskopisk niveau. I designprocessen skal det bemærkes, at tætningsdrosselstørrelsen før indløbet til det omvendte impeller er i overensstemmelse med impellerens diameter for at sikre god tætning.
●PrincipTilstødende impeller er arrangeret i modsatte retninger, så deres aksiale kræfter ophæver hinanden.
●Ryg mod rygTo sæt impellere er installeret symmetrisk omkring pumpeakselens midtpunkt.
●Ansigt til ansigtImpellerne er arrangeret spejlvendt indad eller udad.
●FordeleIngen yderligere enheder kræves; enkel struktur; høj afbalanceringseffektivitet (over 90%).
●UlemperKomplekst pumpehusdesign; vanskelig optimering af strømningsvejen; kun anvendelig til pumper med et lige antal trin.
●ApplikationerHøjtrykskedelfødepumper, petrokemiske flertrinspumper.
2. Balancerende tromle
Balancetromlestrukturen (også kendt som balancestemplet) har ikke et snævert aksialt spillerum, som kan kompensere for det meste af det aksiale tryk, men ikke hele det aksiale tryk, og der er ingen yderligere kompensation ved bevægelse i aksial position, og axiallejer er generelt påkrævet. Dette design vil have højere intern recirkulation (intern lækage), men er mere tolerant over for opstarter, nedlukninger og andre transiente forhold.
●PrincipEn cylindrisk tromle er installeret efter sidste-trins impeller. Højtryksvæske lækker gennem mellemrummet mellem tromlen og huset ind i et lavtrykskammer, hvilket genererer en modvirkende kraft.
● EnfordeleStærk afbalanceringsevne, egnet til højtrykspumper med flere trin (f.eks. 10+ trin).
●UlemperLækagetab (~3-5% af flowhastigheden), hvilket reducerer effektiviteten. Kræver yderligere balanceringsrør eller recirkulationssystemer, hvilket øger vedligeholdelsens kompleksitet.
●ApplikationerStore flertrinscentrifugalpumper (f.eks. langdistance rørledningspumper).
3.Balanceringsskive
Som en almindelig designmetode i designprocessen for aksialkraftbalanceringsanordningen i moderne flertrinscentrifugalpumper kan balanceskivemetoden justeres moderat i henhold til produktionsbehovet, og balancekraften genereres hovedsageligt af tværsnittet mellem skivens radiale spillerum og aksiale spillerum, og den anden del genereres hovedsageligt af aksialspillerum og balanceskivens ydre radiussektion, og disse to balanceringskræfter spiller rollen som balancering af aksialkraften. Sammenlignet med andre metoder er fordelen ved balanceplademetoden, at balancepladens diameter er større, og følsomheden er højere, hvilket effektivt forbedrer udstyrsanordningens driftsstabilitet. På grund af det lille aksiale spillerum er dette design dog modtageligt for slid og skader under forbigående forhold.
●PrincipEn bevægelig skive er installeret efter sidste-trins impelleren. Trykforskellen over skiven justerer dynamisk dens position for at modvirke aksial kraft.
●FordeleTilpasser sig automatisk til variationer i aksialkraft; høj præcision i afbalanceringen.
●UlemperFriktion forårsager slid, hvilket kræver periodisk udskiftning. Følsom over for væskerenhed (partikler kan blokere skiven).
●ApplikationerFlertrins rentvandspumper i tidlig fase (bliver gradvist erstattet af balanceringstromler).
4.Balancerende tromle + skivekombination
Sammenlignet med balanceplademetoden adskiller balancepladetromlemetoden sig ved, at størrelsen på dens gasspjældsbøsningsdel er større end størrelsen på impellernavet, mens balanceskiven kræver, at størrelsen på gasspjældsbøsningen svarer til størrelsen på impellernavet. Generelt set tegner den balancekraft, der genereres af balancepladen, sig i designmetoden for balancepladetromlen for mere end halvdelen af den samlede aksiale kraft, og den maksimale kan nå 90% af den samlede aksiale kraft, og de andre dele leveres hovedsageligt af balancetromlen. Samtidig vil en moderat forøgelse af balancetromlens balancekraft tilsvarende reducere balancepladens balancekraft og tilsvarende reducere balancepladens størrelse, hvorved slidgraden på balancepladen reduceres, udstyrsdelenes levetid forbedres og den normale drift af flertrinscentrifugalpumpen sikres.
●PrincipTromlen håndterer det meste af den aksiale kraft, mens skiven finjusterer den resterende kraft.
●FordeleKombinerer stabilitet og tilpasningsevne, egnet til variable driftsforhold.
●UlemperKompleks struktur; højere omkostninger.
●ApplikationerHøjtydende industrielle pumper (f.eks. kølevæskepumper til atomreaktorer).
5. Aksilelejer (hjælpebalancering)
●PrincipVinkelkontaktkuglelejer eller Kingsbury-lejer absorberer resterende aksialkraft.
●FordelePålidelig backup til andre afbalanceringsmetoder.
●UlemperKræver regelmæssig smøring; kortere levetid under høje aksiale belastninger.
●ApplikationerSmå til mellemstore flertrinspumper eller højhastighedspumper.
6. Dobbeltsugende impellerdesign
●PrincipEn dobbeltsugende impeller anvendes i det første eller mellemliggende trin, der afbalancerer aksialkraften gennem dobbeltsidet indstrømning.
●FordeleEffektiv afbalancering samtidig med forbedret kavitationsydelse.
●UlemperAfbalancerer kun aksialkraft i et trin; andre metoder er nødvendige for flertrinspumper.
7. Huller til hydraulisk balance (huller til løbehjulets bagplade)
●PrincipDer bores huller i impellerens bagplade, hvilket tillader højtryksvæske at recirkulere til lavtrykszonen og reducere aksialkraften.
●FordeleEnkel og billig.
●UlemperReducerer pumpens effektivitet (~2-4%).Kun egnet til applikationer med lav aksialkraft; kræver ofte supplerende axiallejer.
Sammenligning af aksialkraftbalanceringsmetoder
| Metode | Effektivitet | Kompleksitet | Vedligeholdelsesomkostninger | Typiske anvendelser |
| Symmetriske impellere | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Højtrykspumper med lige trin |
| Balancerende tromle | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Højtrykspumper med flere trin |
| Balanceringsskive | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Rene væsker, variable belastninger |
| Tromme + disk-kombination | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Ekstreme forhold (nukleare, militære) |
| Akselejer | ★★ | ★★ | ★★★ | Resterende aksial kraftbalancering |
| Dobbeltsugende impeller | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Første eller mellemliggende fase |
| Balancehuller | ★★ | ★ | ★ | Små lavtrykspumper |
Opslagstidspunkt: 29. marts 2025