sales@tkflow.com 
Балансирањето на аксијалната сила кај повеќестепените центрифугални пумпи е критична технологија за обезбедување стабилно работење. Поради серискиот распоред на работните кола, аксијалните сили се акумулираат значително (до неколку тони). Доколку не се правилно балансирани, ова може да доведе до преоптоварување на лежиштата, оштетување на заптивките, па дури и откажување на опремата. Подолу се наведени вообичаените методи за балансирање на аксијалната сила, заедно со нивните принципи, предности и недостатоци.
1.Симетричен распоред на роторот (грб-со-грб / лице-со-лице)
При дизајнирањето на уредот за балансирање на аксијалната сила кај модерната центрифугална пумпа, степенот на работното коло генерално се избира како парен број, бидејќи кога степенот на работното коло е парен број, методот на симетрична распределба на работното коло може да се користи за балансирање на аксијалната сила на опремата, а аксијалната сила генерирана од симетрично распределеното работно коло во процесот на работа е еднаква по големина и спротивна по насока, и ќе покаже состојба на рамнотежа на макроскопско ниво. При дизајнирањето, треба да се напомене дека големината на заптивната решетка пред влезот на обратното работно коло е во согласност со дијаметарот на работното коло за да се обезбеди добро запечатување.
●ПринципСоседните работни кола се распоредени во спротивни насоки, така што нивните аксијални сили се поништуваат меѓусебно.
●Еден по другДва сета работни кола се инсталирани симетрично околу средната точка на вратилото на пумпата.
●Лице в лицеРаботните кола се распоредени свртени навнатре или нанадвор во огледална конфигурација.
●ПредностиНе се потребни дополнителни уреди; едноставна структура; висока ефикасност на балансирање (над 90%).
●НедостатоциКомплексен дизајн на куќиштето на пумпата; тешка оптимизација на патеката на проток; применливо само за пумпи со парен број на фази.
●Апликации: Напојувачки пумпи за котли под висок притисок, петрохемиски повеќестепени пумпи.
2. Балансирачки тапан
Структурата на балансирачкиот барабан (исто така позната како балансирачки клип) нема тесен аксијален простор, што може да компензира за поголемиот дел од аксијалниот потисок, но не и за целиот аксијален потисок, и нема дополнителна компензација при движење во аксијална положба, а генерално се потребни потисни лежишта. Овој дизајн ќе има поголема внатрешна рециркулација (внатрешно истекување), но е потолерантен на стартувања, исклучувања и други минливи услови.
●ПринципПо работното коло од последната фаза е инсталиран цилиндричен барабан. Течност под висок притисок протекува низ отворот помеѓу барабанот и куќиштето во комора со низок притисок, генерирајќи спротивставена сила.
● АпредностиСилна способност за балансирање, погодна за повеќестепени пумпи под висок притисок (на пр., 10+ фази).
●НедостатоциЗагуби поради истекување (~3–5% од протокот), намалување на ефикасноста. Потребни се дополнителни цевки за балансирање или системи за рециркулација, што ја зголемува комплексноста на одржувањето.
●АпликацииГолеми повеќестепени центрифугални пумпи (на пр., пумпи за цевководи на долги растојанија).
3.Диск за балансирање
Како вообичаен метод на дизајнирање во процесот на дизајнирање на уред за балансирање на аксијална сила кај модерната повеќестепена центрифугална пумпа, методот со балансен диск може умерено да се прилагоди според побарувачката на производството, а балансната сила главно се генерира од пресекот помеѓу радијалниот клиренс и аксијалниот клиренс на дискот, а другиот дел главно се генерира од аксијалниот клиренс и надворешниот радиусен дел на балансниот диск, а овие две балансирачки сили играат улога на балансирање на аксијалната сила. Во споредба со другите методи, предноста на методот со балансна плоча е што дијаметарот на балансната плоча е поголем и чувствителноста е поголема, што ефикасно ја подобрува стабилноста на работењето на уредот на опремата. Сепак, поради малиот аксијален клиренс, овој дизајн е подложен на абење и оштетување под минливи услови.
●ПринципПодвижен диск е инсталиран по работното коло од последната фаза. Разликата во притисокот низ дискот динамички ја прилагодува неговата положба за да се спротивстави на аксијалната сила.
●ПредностиАвтоматски се прилагодува на варијациите на аксијалната сила; висока прецизност на балансирање.
●НедостатоциТриењето предизвикува абење, што бара периодична замена. Чувствително на чистотата на течноста (честичките можат да го заглават дискот).
●АпликацииПовеќестепени пумпи за чиста вода во рана фаза (постепено заменливи со балансирачки барабани).
4.Балансирачки тапан + комбинација на диск
Во споредба со методот со балансна плоча, методот со балансен барабан се разликува по тоа што големината на неговиот дел од чаурата за гас е поголема од големината на главчината на работното коло, додека балансниот диск бара големината на чаурата за гас да одговара на големината на главчината на работното коло. Општо земено, во методот на дизајнирање на бандажот со балансна плоча, балансната сила генерирана од балансната плоча сочинува повеќе од половина од вкупната аксијална сила, а максимумот може да достигне 90% од вкупната аксијална сила, а другите делови главно се обезбедени од балансниот барабан. Во исто време, умереното зголемување на балансната сила на балансниот барабан соодветно ќе ја намали балансната сила на балансната плоча и соодветно ќе ја намали големината на балансната плоча, со што ќе се намали степенот на абење на балансната плоча, ќе се подобри работниот век на деловите од опремата и ќе се обезбеди нормално функционирање на повеќестепената центрифугална пумпа.
●ПринципТапанот се справува со поголемиот дел од аксијалната сила, додека дискот ја фино подесува преостанатата сила.
●ПредностиКомбинира стабилност и прилагодливост, погодно за променливи услови на работа.
●НедостатоциКомплексна структура; повисока цена.
●АпликацииВисокоефикасни индустриски пумпи (на пр., пумпи за ладење на нуклеарни реактори).
5. Потисни лежишта (помошно балансирање)
●ПринципАголните контактни топчести лежишта или лежиштата Кингсбери апсорбираат преостаната аксијална сила.
●ПредностиСигурна резервна копија за други методи на балансирање.
●НедостатоциПотребно е редовно подмачкување; пократок век на траење при високи аксијални оптоварувања.
●АпликацииМали до средни повеќестепени пумпи или пумпи со голема брзина.
6. Дизајн со двојно вшмукување на работното коло
●ПринципВо првата или средната фаза се користи работно коло со двојно вшмукување, кое ја балансира аксијалната сила преку двостраничен прилив.
●ПредностиЕфикасно балансирање, а воедно и подобрување на перформансите на кавитација.
●НедостатоциУрамнотежува само едностепена аксијална сила; потребни се други методи за повеќестепени пумпи.
7. Отвори за хидраулична рамнотежа (дупки на задната плоча на работното коло)
●ПринципНа задната плоча на работното коло се дупчат дупки, што овозможува течноста под висок притисок да рециркулира во зоната со низок притисок, намалувајќи ја аксијалната сила.
●Предности: Едноставно и ефтино.
●НедостатоциЈа намалува ефикасноста на пумпата (~2–4%).Погодно само за апликации со мала аксијална сила; честопати се потребни дополнителни потисни лежишта.
Споредба на методите за балансирање на аксијална сила
| Метод | Ефикасност | Сложеност | Трошоци за одржување | Типични апликации |
| Симетрични работни кола | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Едностепени пумпи за висок притисок |
| Балансирачки тапан | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Повеќестепени пумпи со висок притисок |
| Диск за балансирање | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Чисти течности, променливи оптоварувања |
| Комбинација од тапан + диск | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Екстремни услови (нуклеарни, воени) |
| Потисни лежишта | ★★ | ★★ | ★★★ | Балансирање на преостанатата аксијална сила |
| Двојно вшмукувачко работно коло | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Прва или средна фаза |
| Дупки за рамнотежа | ★★ | ★ | ★ | Мали пумпи со низок притисок |
Време на објавување: 29 март 2025 година