sales@tkflow.com 
Η εξισορρόπηση της αξονικής δύναμης στις πολυβάθμιες φυγοκεντρικές αντλίες είναι μια κρίσιμη τεχνολογία για την εξασφάλιση σταθερής λειτουργίας. Λόγω της σειριακής διάταξης των πτερωτών, οι αξονικές δυνάμεις συσσωρεύονται σημαντικά (έως και αρκετούς τόνους). Εάν δεν εξισορροπηθεί σωστά, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υπερφόρτωση ρουλεμάν, ζημιά στη στεγανοποίηση ή ακόμα και σε βλάβη του εξοπλισμού. Παρακάτω παρατίθενται οι συνήθεις μέθοδοι εξισορρόπησης αξονικής δύναμης, μαζί με τις αρχές, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους.
1.Συμμετρική διάταξη πτερωτής (πλάτη με πλάτη / πρόσωπο με πρόσωπο)
Στο σχεδιασμό της διάταξης εξισορρόπησης αξονικής δύναμης της σύγχρονης φυγοκεντρικής αντλίας, το στάδιο της πτερωτής επιλέγεται γενικά ως ζυγός αριθμός, επειδή όταν το στάδιο της πτερωτής είναι ζυγός αριθμός, η μέθοδος συμμετρικής κατανομής της πτερωτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξισορρόπηση της αξονικής δύναμης του εξοπλισμού και η αξονική δύναμη που παράγεται από την συμμετρικά κατανεμημένη πτερωτή κατά τη λειτουργία είναι ίση σε μέγεθος και αντίθετη σε κατεύθυνση και θα δείξει μια κατάσταση ισορροπίας σε μακροσκοπικό επίπεδο. Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού, πρέπει να σημειωθεί ότι το μέγεθος του στραγγαλισμού στεγανοποίησης πριν από την είσοδο της αντίστροφης πτερωτής είναι σύμφωνο με τη διάμετρο της πτερωτής για να εξασφαλιστεί καλή στεγανοποίηση.
●ΑρχήΟι γειτονικές πτερωτές είναι διατεταγμένες σε αντίθετες κατευθύνσεις έτσι ώστε οι αξονικές τους δυνάμεις να αλληλοεξουδετερώνονται.
●Πλάτη με πλάτηΔύο σετ πτερωτών είναι εγκατεστημένα συμμετρικά γύρω από το μέσο του άξονα της αντλίας.
●Πρόσωπο με πρόσωποΟι πτερωτές είναι διατεταγμένες στραμμένες προς τα μέσα ή προς τα έξω σε κατοπτρική διαμόρφωση.
●ΦόνταΔεν απαιτούνται πρόσθετες συσκευές· απλή δομή· υψηλή απόδοση εξισορρόπησης (πάνω από 90%).
●ΜειονεκτήματαΠολύπλοκος σχεδιασμός περιβλήματος αντλίας· δύσκολη βελτιστοποίηση διαδρομής ροής· εφαρμόζεται μόνο σε αντλίες με ζυγό αριθμό σταδίων.
●ΕφαρμογέςΑντλίες τροφοδοσίας λεβήτων υψηλής πίεσης, πετροχημικές πολυβάθμιες αντλίες.
2. Τύμπανο εξισορρόπησης
Η δομή του τυμπάνου ζυγοστάθμισης (γνωστή και ως έμβολο ζυγοστάθμισης) δεν έχει στενή αξονική απόσταση κίνησης, η οποία μπορεί να αντισταθμίσει το μεγαλύτερο μέρος της αξονικής ώσης, αλλά όχι όλη την αξονική ώθηση, και δεν υπάρχει πρόσθετη αντιστάθμιση κατά την κίνηση στην αξονική θέση, και γενικά απαιτούνται ωστικά ρουλεμάν. Αυτός ο σχεδιασμός θα έχει υψηλότερη εσωτερική ανακυκλοφορία (εσωτερική διαρροή), αλλά είναι πιο ανεκτικός σε εκκινήσεις, διακοπές λειτουργίας και άλλες μεταβατικές συνθήκες.
●ΑρχήΈνα κυλινδρικό τύμπανο εγκαθίσταται μετά την πτερωτή τελευταίου σταδίου. Υγρό υψηλής πίεσης διαρρέει μέσω του κενού μεταξύ του τυμπάνου και του περιβλήματος σε έναν θάλαμο χαμηλής πίεσης, δημιουργώντας μια αντίθετη δύναμη.
● ΑπλεονεκτήματαΙσχυρή ικανότητα εξισορρόπησης, κατάλληλη για αντλίες υψηλής πίεσης, πολλαπλών βαθμίδων (π.χ., 10+ βαθμίδες).
●ΜειονεκτήματαΑπώλειες λόγω διαρροών (~3–5% του ρυθμού ροής), μειώνοντας την απόδοση. Απαιτούνται πρόσθετοι σωλήνες εξισορρόπησης ή συστήματα ανακυκλοφορίας, αυξάνοντας την πολυπλοκότητα συντήρησης.
●ΕφαρμογέςΜεγάλες πολυβάθμιες φυγοκεντρικές αντλίες (π.χ. αντλίες αγωγών μεγάλων αποστάσεων).
3.Δίσκος εξισορρόπησης
Ως μια κοινή μέθοδος σχεδιασμού στη διαδικασία σχεδιασμού της συσκευής εξισορρόπησης αξονικής δύναμης της σύγχρονης πολυβάθμιας φυγοκεντρικής αντλίας, η μέθοδος δίσκου εξισορρόπησης μπορεί να ρυθμιστεί μέτρια ανάλογα με τη ζήτηση παραγωγής και η δύναμη εξισορρόπησης παράγεται κυρίως από τη διατομή μεταξύ της ακτινικής απόστασης και της αξονικής απόστασης του δίσκου, και το άλλο μέρος παράγεται κυρίως από την αξονική απόσταση και την εξωτερική ακτίνα του δίσκου εξισορρόπησης, και αυτές οι δύο δυνάμεις εξισορρόπησης παίζουν τον ρόλο της εξισορρόπησης της αξονικής δύναμης. Σε σύγκριση με άλλες μεθόδους, το πλεονέκτημα της μεθόδου πλάκας εξισορρόπησης είναι ότι η διάμετρος της πλάκας εξισορρόπησης είναι μεγαλύτερη και η ευαισθησία είναι υψηλότερη, γεγονός που βελτιώνει αποτελεσματικά τη σταθερότητα λειτουργίας της συσκευής εξοπλισμού. Ωστόσο, λόγω της μικρής αξονικής απόστασης λειτουργίας, αυτός ο σχεδιασμός είναι ευαίσθητος σε φθορά και ζημιές υπό μεταβατικές συνθήκες.
●ΑρχήΈνας κινητός δίσκος εγκαθίσταται μετά την πτερωτή τελευταίου σταδίου. Η διαφορά πίεσης στον δίσκο προσαρμόζει δυναμικά τη θέση του για να αντισταθμίσει την αξονική δύναμη.
●ΦόνταΠροσαρμόζεται αυτόματα στις διακυμάνσεις της αξονικής δύναμης· υψηλή ακρίβεια εξισορρόπησης.
●Μειονεκτήματα: Η τριβή προκαλεί φθορά, απαιτώντας περιοδική αντικατάσταση. Ευαίσθητο στην καθαριότητα του υγρού (τα σωματίδια μπορούν να μπλοκάρουν τον δίσκο).
●ΕφαρμογέςΠολυβάθμιες αντλίες καθαρού νερού πρώιμου σταδίου (που αντικαθίστανται σταδιακά από τύμπανα εξισορρόπησης).
4.Συνδυασμός τυμπάνου εξισορρόπησης + δίσκου
Σε σύγκριση με τη μέθοδο πλάκας εξισορρόπησης, η μέθοδος τυμπάνου πλάκας εξισορρόπησης διαφέρει στο ότι το μέγεθος του τμήματος του δακτυλίου πεταλούδας είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος της πλήμνης της πτερωτής, ενώ ο δίσκος εξισορρόπησης απαιτεί το μέγεθος του δακτυλίου πεταλούδας να αντιστοιχεί στο μέγεθος της πλήμνης της πτερωτής. Γενικά, στη μέθοδο σχεδιασμού του τυμπάνου πλάκας εξισορρόπησης, η δύναμη εξισορρόπησης που παράγεται από την πλάκα εξισορρόπησης αντιπροσωπεύει περισσότερο από το ήμισυ της συνολικής αξονικής δύναμης και το μέγιστο μπορεί να φτάσει το 90% της συνολικής αξονικής δύναμης, ενώ τα άλλα μέρη παρέχονται κυρίως από το τύμπανο εξισορρόπησης. Ταυτόχρονα, η μέτρια αύξηση της δύναμης εξισορρόπησης του τυμπάνου εξισορρόπησης θα μειώσει αντίστοιχα τη δύναμη εξισορρόπησης της πλάκας εξισορρόπησης και αντίστοιχα θα μειώσει το μέγεθος της πλάκας εξισορρόπησης, μειώνοντας έτσι τον βαθμό φθοράς της πλάκας εξισορρόπησης, βελτιώνοντας τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων του εξοπλισμού και διασφαλίζοντας την κανονική λειτουργία της πολυβάθμιας φυγοκεντρικής αντλίας.
●ΑρχήΤο τύμπανο χειρίζεται το μεγαλύτερο μέρος της αξονικής δύναμης, ενώ ο δίσκος ρυθμίζει με ακρίβεια την υπολειπόμενη δύναμη.
●ΦόνταΣυνδυάζει σταθερότητα και προσαρμοστικότητα, κατάλληλο για μεταβλητές συνθήκες λειτουργίας.
●ΜειονεκτήματαΠολύπλοκη δομή· υψηλότερο κόστος.
●ΕφαρμογέςΒιομηχανικές αντλίες υψηλής απόδοσης (π.χ. αντλίες ψυκτικού μέσου πυρηνικών αντιδραστήρων).
5. Ρουλεμάν ώσης (βοηθητική ζυγοστάθμιση)
●ΑρχήΤα ρουλεμάν γωνιακής επαφής ή τα ρουλεμάν Kingsbury απορροφούν την υπολειμματική αξονική δύναμη.
●ΦόνταΑξιόπιστη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας για άλλες μεθόδους εξισορρόπησης.
●ΜειονεκτήματαΑπαιτείται τακτική λίπανση· μικρότερη διάρκεια ζωής υπό υψηλά αξονικά φορτία.
●ΕφαρμογέςΜικρές έως μεσαίες πολυβάθμιες αντλίες ή αντλίες υψηλής ταχύτητας.
6. Σχεδιασμός πτερωτής διπλής αναρρόφησης
●ΑρχήΣτο πρώτο ή ενδιάμεσο στάδιο χρησιμοποιείται πτερωτή διπλής αναρρόφησης, η οποία εξισορροπεί την αξονική δύναμη μέσω της εισροής διπλής πλευράς.
●ΦόνταΑποτελεσματική εξισορρόπηση με παράλληλη βελτίωση της απόδοσης σπηλαίωσης.
●ΜειονεκτήματαΙσορροπεί μόνο την μονοβάθμια αξονική δύναμη. Για τις πολυβάθμιες αντλίες απαιτούνται άλλες μέθοδοι.
7. Οπές υδραυλικής εξισορρόπησης (Οπές πίσω πλάκας πτερωτής)
●ΑρχήΣτην πίσω πλάκα της πτερωτής ανοίγονται οπές, επιτρέποντας την ανακυκλοφορία υγρού υψηλής πίεσης στη ζώνη χαμηλής πίεσης, μειώνοντας την αξονική δύναμη.
●Φόντα: Απλό και οικονομικό.
●ΜειονεκτήματαΜειώνει την απόδοση της αντλίας (~2–4%).Κατάλληλο μόνο για εφαρμογές χαμηλής αξονικής δύναμης· συχνά απαιτεί συμπληρωματικά ωστικά ρουλεμάν.
Σύγκριση μεθόδων εξισορρόπησης αξονικής δύναμης
| Μέθοδος | Αποδοτικότητα | Περίπλοκο | Κόστος Συντήρησης | Τυπικές εφαρμογές |
| Συμμετρικές πτερωτές | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Αντλίες υψηλής πίεσης ομοιόμορφου σταδίου |
| Τύμπανο εξισορρόπησης | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Πολυβάθμιες αντλίες υψηλής πίεσης |
| Δίσκος εξισορρόπησης | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Καθαρά υγρά, μεταβλητά φορτία |
| Συνδυασμός τυμπάνων + δίσκου | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Ακραίες συνθήκες (πυρηνικές, στρατιωτικές) |
| Ρουλεμάν ώσης | ★★ | ★★ | ★★★ | Εξισορρόπηση υπολειμματικής αξονικής δύναμης |
| Πτερωτή διπλής αναρρόφησης | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Πρώτο ή ενδιάμεσο στάδιο |
| Τρύπες ισορροπίας | ★★ | ★ | ★ | Μικρές αντλίες χαμηλής πίεσης |
Ώρα δημοσίευσης: 29 Μαρτίου 2025