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Das Ausgleich der axialen Kraft in mehrstufigen Zentrifugalpumpen ist eine kritische Technologie, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten. Aufgrund der Serienanordnung von Stoßgern akkumulieren sich axiale Kräfte erheblich (bis zu mehreren Tonnen). Wenn dies nicht ordnungsgemäß ausbalanciert ist, kann dies zu einer Überlastung, Versiegelung von Schäden oder sogar einem Ausfall von Geräten führen. Im Folgenden finden Sie Methoden für die Ausgleichsmethoden der axialen Kraft sowie ihre Prinzipien, Vorteile und Nachteile.
1.Symmetrische Laufradanordnung (hintereinander / persönlich)
Bei der Konstruktion des axialen Kraftbilanzgeräts der modernen Zentrifugalpumpe wird die Laufradstufe im Allgemeinen als eine gleichmäßige Zahl ausgewählt, da die symmetrische Verteilungsmethode der Laufradstufe, wenn die Laufradstufe eine gleichmäßige Anzahl ist, verwendet werden kann, um die axiale Kraft des Geräts auszugleichen, und die durch den symmetrisch verteilte Axialkraft des Geräts, die im Stadium des Betriebs gleich sind, sind gleichwertig und entgegengesetzt. In der Makropie entgegengesetzt. Beim Konstruktionsprozess sollte beachtet werden, dass die drossende Dichtungsgröße vor dem Einlass des Rückwärtsfahrers mit dem Durchmesser des Laufrads übereinstimmt, um eine gute Versiegelung zu gewährleisten.
●Prinzip: Benachbarte Stecker sind in entgegengesetzte Richtungen angeordnet, so dass ihre axialen Kräfte sich gegenseitig abbrechen.
●Hintereinander: Zwei Sätze von Stoßern werden symmetrisch um den Pumpenwellenmittelpunkt installiert.
●Angesicht zu Angesicht: Impander sind in einer gespiegelten Konfiguration nach innen oder nach außen angeordnet.
●Vorteile: Keine zusätzlichen Geräte erforderlich; einfache Struktur; hohe Ausgleichseffizienz (über 90%).
●Nachteile: Komplexes Pumpengehäuse -Design; schwierige Optimierung des Durchflusspfads; Nur für Pumpen mit einer geraden Anzahl von Stufen anwendbar.
●Anwendungen: Hochdruckkessel-Futterpumpen, petrochemische mehrstufige Pumpen.
2. Trommel ausbalancieren
Die Balance -Trommelstruktur (auch als Gleichgewichtskolben bekannt) hat keine enge axiale Lauffreiheit, die den größten Teil des axialen Stoßs auskompensieren kann, nicht jedoch den gesamten axialen Schub, und es gibt keine zusätzliche Kompensation, wenn sie sich in der axialen Position bewegt, und im Allgemeinen sind Schublager erforderlich. Dieses Design wird eine höhere interne Umwälzung haben (interne Lecks), ist jedoch toleranter gegenüber Start-ups, Herunterfahren und anderen transienten Bedingungen.
●Prinzip: Nach dem Laufrad im letzten Stadium wird eine zylindrische Trommel installiert. Hochdruckflüssigkeit läuft durch den Spalt zwischen Trommel und Gehäuse in eine niedrige Druckkammer und erzeugt eine kontragende Kraft.
● aDvantationen: Starke Ausgleichsfähigkeit, geeignet für Hochdruck-, mehrstufige Pumpen (z. B. 10+ Stufen).
●Nachteile: Leckageverluste (~ 3–5% der Durchflussrate), die Effizienz verringert. Erfordert zusätzliche Ausgleichsrohre oder Umwälzsysteme, die die Wartungskomplexität erhöhen.
●Anwendungen: Große mehrstufige Zentrifugalpumpen (z. B. Langstreckenrohrpumpen).
3.Scheibe ausbalancieren
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 axial Gewalt. Im Vergleich zu anderen Methoden besteht der Vorteil der Bilanzplattenmethode darin, dass der Durchmesser der Bilanzplatte größer ist und die Empfindlichkeit höher ist, was die Betriebsstabilität des Gerätegeräts effektiv verbessert. Aufgrund der kleinen axialen Lauffreiheit ist dieses Design jedoch unter vorübergehenden Bedingungen anfällig für Verschleiß und Beschädigung.
●Prinzip: Nach dem Laufrad im letzten Stadium wird eine bewegliche Festplatte installiert. Die Druckdifferenz über die Festplatte passt seine Position dynamisch an, um der axialen Kraft entgegenzuwirken.
●Vorteile: Passt sich automatisch an axiale Kraftvariationen an; hohe Ausgleichspräzision.
●Nachteile: Reibung führt zu Verschleiß und erfordert einen regelmäßigen Ersatz. Empfindlich gegen Flüssigkeitsreinheit (Partikel können die Scheibe sterben).
●Anwendungen: Frühstufe mehrstufige saubere Wasserpumpen (allmählich ersetzt durch das Gleichgewicht von Trommeln).
4.Trommel- + Festplattenkombination ausbalancieren
Im Vergleich zur Balanceplattenmethode unterscheidet sich die Bilanzplattentrommethode darin, dass die Größe ihres Drosselklappenbuchse größer ist als die Größe des Laufrad -Hubs, während die Gleichgewichtsscheibe die Größe der Drosselklappenbuchse erfordert, um der Größe des Laufrad -Hubs zu entsprechen. Im Allgemeinen macht bei der Entwurfsmethode der Balanceplattentrommel die durch die Bilanzplatte erzeugte Balance -Kraft mehr als die Hälfte der gesamten Axialkraft aus, und das Maximum kann 90% der gesamten Axialkraft erreichen, und die anderen Teile werden hauptsächlich durch die Bilanztrommel bereitgestellt. Gleichzeitig verringert die mäßig erhöhte Erhöhung der Gleichgewichtskraft der Balance -Trommel entsprechend die Gleichgewichtskraft der Bilanzplatte und verringert entsprechend die Größe der Bilanzplatte, wodurch der Verschleißgrad der Bilanzplatte verringert wird, wodurch die Lebensdauer der Ausrüstungsteile verbessert wird und den normalen Betrieb der mehrstufigen Zentrifugalpumpe sicherstellt.
●Prinzip: Die Trommel behandelt den größten Teil der axialen Kraft, während die Scheibe die Restkraft fein.
●Vorteile: Kombiniert Stabilität und Anpassungsfähigkeit, geeignet für variable Betriebsbedingungen.
●Nachteile: Komplexe Struktur; höhere Kosten.
●Anwendungen: Hochleistungs-Industriepumpen (z. B. Kernreaktorkühlmittelpumpen).
5. Schublager (Hilfsausgleich)
●Prinzip: Winkelkugellager oder Kingsbury -Lager absorbieren die verbleibende axiale Kraft.
●Vorteile: Zuverlässige Backup für andere Balancemethoden.
●Nachteile: Erfordert regelmäßige Schmierung; Kürzere Lebensdauer unter hohen axialen Belastungen.
●Anwendungen: Klein- bis mittelschwere mehrstufige Pumpen oder Hochgeschwindigkeitspumpen.
6. Doppelstufe-Laufrad Design
●Prinzip: Im ersten oder mittleren Stadium wird ein Doppelstuhllaufrad verwendet, wodurch die axiale Kraft durch einen zweiseitigen Zufluss ausbalanciert wird.
●Vorteile: Effektives Ausgleich und Verbesserung der Kavitationsleistung.
●Nachteile: Nur eine einstufige axiale Kraft ausbalanciert; Andere Methoden sind für mehrstufige Pumpen erforderlich.
7. Hydraulische Gleichgewichtslöcher (Backplattenlöcher im Laufrad)
●Prinzip: Löcher werden in der Backplatte im Laufrad gebohrt, sodass Hochdruckflüssigkeit in die Niederdruckzone recirculieren kann, wodurch die axiale Kraft reduziert wird.
●Vorteile: Einfach und kostengünstig.
●Nachteile: Reduziert die Pumpeneffizienz (~ 2–4%).Nur für Anwendungen mit niedriger axialer Kraft geeignet; benötigt oft zusätzliche Schublager.
Vergleich der axialen Kraftausgleichsmethoden
| Verfahren | Effizienz | Komplexität | Wartungskosten | Typische Anwendungen |
| Symmetrische Anspker | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Nochstufige Hochdruckpumpen |
| Trommel ausbalancieren | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Hochkopf mehrstufige Pumpen |
| Scheibe ausbalancieren | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Reinigen Flüssigkeiten, variable Lasten |
| Drum + Disk Combo | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Extreme Bedingungen (Atom, Militär) |
| Schublager | ★★ | ★★ | ★★★ | Reste axiale Kraftausgleich |
| Doppelstuhllaufrad | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Erste oder mittlere Stufe |
| Bilanzlöcher | ★★ | ★ | ★ | Kleine Niederdruckpumpen |
Postzeit: März-2025