seth@tkflow.com 
Балансування осьової сили у багатоступеневих відцентрових насосах є критичною технологією для забезпечення стабільної роботи. Завдяки розташуванню серії крильчатки, осьові сили значно накопичуються (до декількох тонн). Якщо не належним чином врівноважений, це може призвести до перевантаження, пошкодження ущільнення або навіть відмови обладнання. Нижче наведені загальні методи балансування осьової сили, а також їх принципи, переваги та недоліки.
1.Симетричне розташування крильчатки (назад до спини / віч-на-віч)
У проекті пристрою балансу осьової сили сучасного відцентрового насоса стадія крильчатки, як правило, вибирається як парне число, оскільки, коли стадія крильчатки є рівномірним числом, симетричним розподілом крильчатки може бути використаний для збалансування осьової сили обладнання, а осьова сила, що генерується симетрично розподіленим дизайнером в режимі операції на рівні Mac і протилежно в напрямку. У процесі проектування слід зауважити, що розмір герметичного дросельного дросельного колеса перед входом зворотного краплі відповідає діаметру робочого колеса, щоб забезпечити хорошу герметизацію.
●Принцип: Суміжні крильчатки розташовані в протилежних напрямках, щоб їх осьові сили скасовували один одного.
●Спина до спини: Два набори крильчатки встановлені симетрично навколо середньої точки валу насоса.
●Віч-на-віч: Кульпеляри розташовані обличчям усередині або назовні у дзеркальній конфігурації.
●Переваги: Не потрібно додаткових пристроїв; проста структура; Висока ефективність балансування (понад 90%).
●Недоліки: Складний дизайн корпусу насоса; Оптимізація складного потоку; Застосовується лише для насосів з парною кількістю етапів.
●Заявки: Насоси для подачі котлів високого тиску, нафтохімічні багатоступеневі насоси.
2. Балансування барабан
Структура барабанного балансу (також відома як поршень балансу) не має щільного осьового пробігу, що може компенсувати більшу частину осьової тяги, але не всі осьові тяги, і немає додаткової компенсації при переміщенні в осьовому положенні, і загалом потрібні підшипники. Ця конструкція матиме більш високу внутрішню рециркуляцію (внутрішній витік), але більш толерантна до запуску, відключення та інших перехідних умов.
●Принцип: Циліндричний барабан встановлюється після останнього ступеня. Рідина високого тиску протікає через зазор між барабаном і корпусом у камеру низького тиску, генеруючи протидію сили.
● ADVANTAS: Сильна здатність до балансування, придатна для багатоступеневих насосів високого тиску (наприклад, 10+ етапів).
●Недоліки: Втрати витоку (~ 3–5% витрат), зниження ефективності. Потрібні додаткові збалансовані труби або системи рециркуляції, підвищення складності технічного обслуговування.
●Заявки: Великі багатоступеневі відцентрові насоси (наприклад, насоси трубопроводів на великі відстані).
3.Врівноважний диск
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 осьова сила. Порівняно з іншими методами, перевага методу балансової пластини полягає в тому, що діаметр балансової пластини більший, а чутливість вища, що ефективно покращує стабільність роботи пристрою обладнання. Однак через невеликий осьовий зазор, ця конструкція сприйнятлива до зносу та пошкодження в перехідних умовах.
●Принцип: Руховий диск встановлюється після останнього сцени. Різниця тиску на диску динамічно регулює його положення, щоб протидіяти осьовій силі.
●Переваги: Автоматично адаптується до варіацій осьової сили; Висока балансуюча точність.
●Недоліки: Тертя викликає знос, потребує періодичної заміни. Чутливий до чистоти рідини (частинки можуть заклинати диск).
●Заявки: Багатоступеневі багатоступеневі насоси з чистої води (поступово замінюються балансуванням барабанів).
4.Балансування барабанів + комбінація диска
Порівняно з методом балансової пластини, метод барабанного барабана балансової пластини відрізняється тим, що розмір втулки дросельної заслінки більший, ніж розмір концентратора крильчатки, тоді як для балансового диска потрібен розмір втулки дросельної заслінки, щоб відповідати розміру ступиці крильчатки. Взагалі кажучи, в методі проектування барабана балансової пластини на балансі, що утворюється за допомогою балансової пластини, становить більше половини загальної осьової сили, а максимум може досягати 90% від загальної осьової сили, а інші частини в основному забезпечуються барабаном балансу. У той же час, помірно збільшення балансової сили барабана балансу відповідно зменшить баланс балансу та відповідно зменшити розмір балансової пластини, тим самим зменшуючи ступінь зносу балансової пластини, покращуючи термін служби деталей обладнання, і забезпечуючи нормальну роботу багатоступеневого відцентрового насоса.
●Принцип: Барабан обробляє більшу частину осьової сили, а диск тонко настроєть залишкову силу.
●Переваги: Поєднує стабільність та пристосованість, що підходить для змінних умов експлуатації.
●Недоліки: Складна структура; більша вартість.
●Заявки: Високопродуктивні промислові насоси (наприклад, насоси з теплоносія ядерного реактора).
5. Підшипники тяги (допоміжне балансування)
●Принцип: Кутові підшипники контактних кульок або підшипники Kingsbury поглинають залишкову осьову силу.
●Переваги: Надійна резервна копія для інших методів балансування.
●Недоліки: Вимагає регулярного змащення; коротший термін експлуатації під високими осьовими навантаженнями.
●Заявки: Малі-середні багатоступеневі насоси або високошвидкісні насоси.
6. Дизайнермодної конструкції двійника
●Принцип: На першій або проміжній стадії застосовується двоспальне колесо, що врівноважує осьову силу через приплив подвійної сторони.
●Переваги: Ефективне врівноваження, покращуючи ефективність кавітації.
●Недоліки: Тільки врівноважує одноетапну осьову силу; Інші методи необхідні для багатоступеневих насосів.
7. Гідравлічні отвори для балансу (отвори для задніх пластин)
●Принцип: Отвори просвердлюються в задній панелі крильчатки, що дозволяє рециркулювати рідину високого тиску до зони низького тиску, зменшуючи осьову силу.
●Переваги: Простий і недорогий.
●Недоліки: Знижує ефективність насоса (~ 2–4%).Підходить лише для застосувань низької осьової сили; Часто вимагає додаткових підшипників тяги.
Порівняння методів балансування осьової сили
| Метод | Ефективність | Складність | Вартість технічного обслуговування | Типові програми |
| Симетричні крильчатки | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Рівномірний насос високого тиску |
| Балансування барабан | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Високі багатоступеневі насоси |
| Врівноважний диск | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Чисті рідини, змінні навантаження |
| Барабан + комбінація диска | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Екстремальні умови (ядерні, військові) |
| Підшипники | ★★ | ★★ | ★★★ | Залишкова врівноваження осьової сили |
| Крильчатка з подвійним навчанням | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Перший або проміжний етап |
| Балансуйте отвори | ★★ | ★ | ★ | Невеликі насоси з низьким тиском |
Час посади: 29-2025 рр.