sales@tkflow.com 
Aksiaaljõu tasakaalustamine mitmeastmelistes tsentrifugaalpumpades on stabiilse töö tagamiseks kriitilise tähtsusega tehnoloogia. Tiivikute järjestikku paigutamise tõttu akumuleeruvad aksiaaljõud märkimisväärselt (kuni mitu tonni). Kui see pole korralikult tasakaalustatud, võib see põhjustada laagrite ülekoormuse, tihendite kahjustumise või isegi seadmete rikke. Allpool on toodud levinumad aksiaaljõu tasakaalustamise meetodid koos nende põhimõtete, eeliste ja puudustega.
1.Sümmeetriline tiiviku paigutus (selg-seljaga / näost näkku)
Tänapäevase tsentrifugaalpumba aksiaaljõu tasakaalustusseadme projekteerimisel valitakse tiiviku astmeks tavaliselt paarisarv, sest kui tiiviku astmeks on paarisarv, saab tiiviku sümmeetrilise jaotuse meetodit kasutada seadme aksiaaljõu tasakaalustamiseks ning sümmeetriliselt jaotatud tiiviku poolt tööprotsessis tekitatud aksiaaljõud on suuruselt võrdne ja suunalt vastupidine, mis näitab makroskoopilisel tasandil tasakaaluseisundit. Projekteerimisprotsessis tuleb märkida, et tagasivoolutiiviku sisselaskeava ees oleva tihendusklapi suurus peab olema kooskõlas tiiviku läbimõõduga, et tagada hea tihendus.
●PõhimõteKõrvutiasetsevad tiivikud on paigutatud vastassuundadesse nii, et nende aksiaaljõud tühistavad teineteise.
●Seljaga-seljagaPumba võlli keskpunkti ümber on sümmeetriliselt paigaldatud kaks tiivikute komplekti.
●Näost näkkuTiivikurattad on paigutatud peegelpildis sissepoole või väljapoole.
●EelisedLisaseadmeid pole vaja; lihtne konstruktsioon; kõrge tasakaalustustõhusus (üle 90%).
●PuudusedKeerukas pumbakorpuse konstruktsioon; keeruline voolutee optimeerimine; kehtib ainult paarisarvu astmetega pumpade puhul.
●RakendusedKõrgsurvekatla toitepumbad, naftakeemiatööstuse mitmeastmelised pumbad.
2. Tasakaalustav trummel
Tasakaalustustrumli konstruktsioonil (tuntud ka kui tasakaalustuskolb) puudub tihe aksiaalne liikumislõtk, mis suudaks kompenseerida suurema osa aksiaalsest tõukejõust, kuid mitte kogu aksiaalset tõukejõudu, ning aksiaalses asendis liikumisel puudub täiendav kompensatsioon ja üldiselt on vaja tõukelaagreid. Sellel konstruktsioonil on suurem sisemine retsirkulatsioon (sisemine leke), kuid see talub paremini käivitamisi, seiskamisi ja muid mööduvaid tingimusi.
●PõhimõteViimase astme tiiviku järele on paigaldatud silindriline trummel. Kõrgsurvevedelik lekib trumli ja korpuse vahelisest pilust madalrõhukambrisse, tekitades vastujõu.
● AeelisedTugev tasakaalustusvõime, sobib kõrgsurve- ja mitmeastmelistele pumpadele (nt 10+ astet).
●PuudusedLekkekaod (~3–5% voolukiirusest), mis vähendab efektiivsust. Nõuab täiendavaid tasakaalustustorusid või retsirkulatsioonisüsteeme, mis suurendab hoolduse keerukust.
●RakendusedSuured mitmeastmelised tsentrifugaalpumbad (nt pikamaa torujuhtmepumbad).
3.Tasakaalustav ketas
Kaasaegse mitmeastmelise tsentrifugaalpumba aksiaaljõu tasakaalustusseadme projekteerimisprotsessis levinud meetodina saab tasakaalustusketta meetodit mõõdukalt reguleerida vastavalt tootmisnõudlusele. Tasakaalustusjõud tekib peamiselt ketta radiaalvahe ja aksiaalvahe ristlõike tõttu ning teine osa tekib peamiselt tasakaalustusketta aksiaalvahe ja välisraadiuse tõttu. Need kaks tasakaalustusjõudu tasakaalustavad aksiaaljõudu. Võrreldes teiste meetoditega on tasakaalustusplaadi meetodi eeliseks suurem läbimõõt ja suurem tundlikkus, mis parandab tõhusalt seadme töö stabiilsust. Kuid väikese aksiaalse töövahe tõttu on see konstruktsioon ajutistes tingimustes vastuvõtlik kulumisele ja kahjustustele.
●PõhimõteViimase astme tiiviku järele on paigaldatud liikuv ketas. Rõhuerinevus ketta kohal reguleerib dünaamiliselt selle asendit, et neutraliseerida aksiaalset jõudu.
●EelisedKohandub automaatselt aksiaaljõu muutustega; kõrge tasakaalustustäpsus.
●PuudusedHõõrdumine põhjustab kulumist, mis nõuab perioodilist vahetamist. Tundlik vedeliku puhtuse suhtes (osakesed võivad ketta kinni kiiluda).
●RakendusedAlgstaadiumis mitmeastmelised puhtaveepumbad (mida järk-järgult asendatakse tasakaalustustrumlitega).
4.Tasakaalustustrumli ja ketta kombinatsioon
Võrreldes tasakaalustusplaadi meetodiga erineb tasakaalustusplaadi trumli meetod selle poolest, et selle drosselklapi puksosa suurus on suurem kui tiiviku rummu suurus, samas kui tasakaalustusketta puhul peab drosselklapi puks vastama tiiviku rummu suurusele. Üldiselt moodustab tasakaalustusplaadi trumli projekteerimismeetodis tasakaalustusplaadi tekitatud tasakaalustusjõud üle poole kogu aksiaaljõust ja võib ulatuda kuni 90%-ni kogu aksiaaljõust ning ülejäänud osa tuleb peamiselt tasakaalustustrumlist. Samal ajal vähendab tasakaalustustrumli tasakaalustusjõu mõõdukas suurendamine vastavalt tasakaalustusplaadi tasakaalustusjõudu ja vastavalt ka tasakaalustusplaadi suurust, vähendades seeläbi tasakaalustusplaadi kulumisastet, parandades seadmeosade kasutusiga ja tagades mitmeastmelise tsentrifugaalpumba normaalse töö.
●PõhimõteTrummel kannab suuremat osa aksiaaljõust, samal ajal kui ketas peenhäälestab jääkjõudu.
●Eelised: Ühendab stabiilsuse ja kohanemisvõime, sobib muutuvate töötingimuste jaoks.
●PuudusedKeerukas struktuur; kõrgem hind.
●RakendusedSuure jõudlusega tööstuspumbad (nt tuumareaktori jahutuspumbad).
5. Tõukelaagrid (abi tasakaalustamine)
●PõhimõteNurkkontaktkuullaagrid või Kingsbury laagrid neelavad jääktelgjõudu.
●EelisedUsaldusväärne varukoopia teistele tasakaalustusmeetoditele.
●PuudusedVajab regulaarset määrimist; lühem eluiga suure aksiaalkoormuse korral.
●RakendusedVäikesed kuni keskmise suurusega mitmeastmelised pumbad või kiired pumbad.
6. Topeltimemisega tiiviku disain
●PõhimõteEsimeses ehk vaheastmes kasutatakse kahekordse imemisega tiivikut, mis tasakaalustab aksiaaljõudu kahepoolse sissevoolu kaudu.
●EelisedTõhus tasakaalustamine, parandades samal ajal kavitatsiooni jõudlust.
●PuudusedTasakaalustab ainult üheastmelist aksiaaljõudu; mitmeastmeliste pumpade jaoks on vaja teisi meetodeid.
7. Hüdraulilise tasakaalu augud (tiiviku tagaplaadi augud)
●PõhimõteTiiviku tagaplaadile puuritakse augud, mis võimaldavad kõrgsurvevedelikul retsirkuleerida madalrõhutsooni, vähendades aksiaalset jõudu.
●EelisedLihtne ja odav.
●PuudusedVähendab pumba efektiivsust (~2–4%).Sobib ainult väikese aksiaaljõuga rakenduste jaoks; sageli vajab see täiendavaid aksiaallaagreid.
Aksiaaljõudude tasakaalustamise meetodite võrdlus
| Meetod | Tõhusus | Keerukus | Hoolduskulud | Tüüpilised rakendused |
| Sümmeetrilised tiivikud | ★★★★★★ | ★★★ | ★★ | Ühtlase astmega kõrgsurvepumbad |
| Tasakaalustav trummel | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Kõrgsurvelised mitmeastmelised pumbad |
| Tasakaalustav ketas | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Puhtad vedelikud, muutuvad koormused |
| Trummide ja ketta kombo | ★★★★★★ | ★★★★★★ | ★★★★ | Äärmuslikud tingimused (tuuma-, sõjanduslikud) |
| Tõukejõu laagrid | ★★ | ★★ | ★★★ | Jääkjõu tasakaalustamine aksiaaljõu abil |
| Topeltimemisega tiivik | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Esimene ehk vaheetapp |
| Tasakaaluaugud | ★★ | ★ | ★ | Väikesed madalrõhupumbad |
Postituse aeg: 29. märts 2025