Cân bằng lực dọc trục trong máy bơm ly tâm nhiều tầng là một công nghệ quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định. Do sự sắp xếp loạt của các cánh quạt, lực dọc trục tích lũy đáng kể (lên đến vài tấn). Nếu không được cân bằng đúng cách, điều này có thể dẫn đến quá tải, hư hỏng hoặc thậm chí lỗi thiết bị. Dưới đây là các phương pháp cân bằng lực trục phổ biến, cùng với các nguyên tắc, ưu điểm và nhược điểm của chúng.
1.Sắp xếp bánh công tác đối xứng (quay lại / trực tiếp)

Trong thiết kế của thiết bị cân bằng lực dọc trục của bơm ly tâm hiện đại, giai đoạn cánh quạt thường được chọn là một số chẵn, bởi vì khi giai đoạn cánh quạt là một số chẵn, phương pháp phân phối đối xứng cánh quạt có thể được sử dụng để cân bằng lực dọc của thiết bị. Trong quá trình thiết kế, cần lưu ý rằng kích thước điều chỉnh niêm phong trước khi đầu vào của bánh công tác ngược phù hợp với đường kính của bánh công tác để đảm bảo niêm phong tốt.
●Nguyên tắc: Những kẻ thúc đẩy liền kề được sắp xếp theo các hướng ngược lại để lực trục của chúng hủy bỏ nhau.
●Back-to-back: Hai bộ Impeller được lắp đặt đối xứng xung quanh điểm giữa trục bơm.
●Mặt đối mặt: Impeller được sắp xếp hướng vào bên trong hoặc bên ngoài trong một cấu hình được nhân đôi.
●Thuận lợi: Không cần thiết bị bổ sung; cấu trúc đơn giản; Hiệu quả cân bằng cao (hơn 90%).
●Bất lợi: Thiết kế nhà ở máy bơm phức tạp; Tối ưu hóa đường dẫn dòng chảy khó khăn; Chỉ áp dụng cho các máy bơm có số lượng chẵn.
●Ứng dụng: Bơm cấp nồi hơi áp suất cao, bơm đa tầng hóa dầu.
2. Cân bằng trống

Cấu trúc trống cân bằng (còn được gọi là pít -tông cân bằng) không có độ thanh thải dọc trục chặt chẽ, có thể bù cho hầu hết lực đẩy trục, nhưng không phải tất cả lực đẩy dọc trục và không cần phải bù thêm khi di chuyển ở vị trí dọc trục và thường phải có vòng bi. Thiết kế này sẽ có tuần hoàn nội bộ cao hơn (rò rỉ nội bộ) nhưng dung nạp hơn với các công ty khởi nghiệp, tắt máy và các điều kiện thoáng qua khác.
●Nguyên tắc: Một trống hình trụ được cài đặt sau cánh quạt giai đoạn cuối. Chất lỏng áp suất cao rò rỉ qua khoảng cách giữa trống và vỏ vào buồng áp suất thấp, tạo ra một lực chống lại.
● aDVANTAGES: Khả năng cân bằng mạnh mẽ, phù hợp cho áp suất cao, bơm nhiều tầng (ví dụ: 10 giai đoạn).
●Bất lợi: Tổn thất rò rỉ (~ 3 Hàng5% tốc độ dòng chảy), giảm hiệu quả. Yêu cầu các đường ống cân bằng bổ sung hoặc hệ thống tuần hoàn, tăng độ phức tạp bảo trì.
●Ứng dụng: Máy bơm ly tâm đa tầng lớn (ví dụ: bơm đường ống đường dài).
3.Đĩa cân bằng

Là một phương pháp thiết kế phổ biến trong quá trình thiết kế của thiết bị cân bằng lực dọc trục của bơm ly tâm đa tầng hiện đại, phương pháp đĩa cân bằng có thể được điều chỉnh vừa phải theo nhu cầu sản xuất, và lực cân bằng chủ yếu được tạo ra bởi phần mềm của mặt cắt. lực trục. So với các phương pháp khác, lợi thế của phương pháp tấm cân bằng là đường kính của tấm cân bằng lớn hơn và độ nhạy cao hơn, giúp cải thiện hiệu quả sự ổn định hoạt động của thiết bị thiết bị. Tuy nhiên, do giải phóng mặt bằng chạy trục nhỏ, thiết kế này dễ bị mòn và hư hỏng trong điều kiện thoáng qua.
●Nguyên tắc: Một đĩa di động được cài đặt sau quá trình cánh quạt giai đoạn cuối. Sự chênh lệch áp suất trên đĩa điều chỉnh động vị trí của nó để chống lại lực dọc trục.
●Thuận lợi: Tự động thích nghi với các biến thể của lực trục; Độ chính xác cân bằng cao.
●Bất lợi: Ma sát gây ra hao mòn, yêu cầu thay thế định kỳ. Nhạy cảm với độ sạch chất lỏng (các hạt có thể kẹt đĩa).
●Ứng dụng: Bơm nước sạch ở giai đoạn đầu (dần dần được thay thế bằng trống cân bằng).
4.Cân bằng trống + kết hợp đĩa

So với phương pháp tấm cân bằng, phương pháp trống tấm cân bằng khác nhau ở chỗ kích thước của phần ống lót ga của nó lớn hơn kích thước của trung tâm cánh quạt, trong khi đĩa cân bằng yêu cầu kích thước của ống lót ga tương ứng với kích thước của trung tâm cánh quạt. Nói chung, trong phương pháp thiết kế của trống tấm cân bằng, lực cân bằng được tạo ra bởi tấm cân bằng chiếm hơn một nửa tổng lực trục và mức tối đa có thể đạt 90% tổng lực dọc trục và các bộ phận khác chủ yếu được cung cấp bởi trống cân bằng. Đồng thời, tăng vừa phải lực cân bằng của trống cân bằng sẽ giảm tương ứng lực cân bằng của tấm cân bằng và giảm tương ứng kích thước của tấm cân bằng, do đó giảm mức độ hao mòn của tấm cân bằng, cải thiện tuổi thọ của các bộ phận thiết bị và đảm bảo hoạt động bình thường của bơm ly tâm đa tầng.
●Nguyên tắc: Trống xử lý hầu hết các lực trục, trong khi đĩa tinh chỉnh lực dư.
●Thuận lợi: Kết hợp sự ổn định và khả năng thích ứng, phù hợp cho các điều kiện hoạt động thay đổi.
●Bất lợi: Cấu trúc phức tạp; chi phí cao hơn.
●Ứng dụng: Bơm công nghiệp hiệu suất cao (ví dụ: bơm làm mát lò phản ứng hạt nhân).
5. Vòng bi lực (cân bằng phụ trợ)
●Nguyên tắc: Vòng bi tiếp xúc góc hoặc vòng bi Kingsbury hấp thụ lực trục còn lại.
●Thuận lợi: Sao lưu đáng tin cậy cho các phương pháp cân bằng khác.
●Bất lợi: Yêu cầu bôi trơn thường xuyên; Tuổi thọ ngắn hơn dưới tải trọng trục cao.
●Ứng dụng: Bơm đa tầng nhỏ đến trung bình hoặc máy bơm tốc độ cao.
6. Thiết kế bánh công tác bán đôi
●Nguyên tắc: Một bánh công tác bán đôi được sử dụng ở giai đoạn đầu tiên hoặc trung gian, cân bằng lực dọc trục thông qua dòng chảy hai bên.
●Thuận lợi: Cân bằng hiệu quả trong khi cải thiện hiệu suất xâm thực.
●Bất lợi: Chỉ cân bằng lực trục một giai đoạn; Các phương pháp khác là cần thiết cho máy bơm nhiều tầng.
7.
●Nguyên tắc: Các lỗ được khoan trong tấm bazan của bánh công tác, cho phép chất lỏng áp suất cao tuần hoàn với vùng áp suất thấp, giảm lực dọc trục.
●Thuận lợi: Đơn giản và chi phí thấp.
●Bất lợi: Giảm hiệu quả bơm (~ 2 trận4%).Chỉ thích hợp cho các ứng dụng lực trục thấp; Thường yêu cầu vòng bi lực bổ sung.
So sánh các phương pháp cân bằng lực trục
Phương pháp | Hiệu quả | Sự phức tạp | Chi phí bảo trì | Các ứng dụng điển hình |
Impeller đối xứng | ★★★★★ | ★★★ | ★★★ | Máy bơm áp suất cao đều ở giai đoạn |
Cân bằng trống | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★ | Máy bơm đa tầng cao |
Đĩa cân bằng | ★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | Chất lỏng sạch, tải biến đổi |
Trống + combo đĩa | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | Điều kiện khắc nghiệt (hạt nhân, quân đội) |
Vòng bi đẩy | ★★★ | ★★★ | ★★★ | Cân bằng lực trục còn lại |
Bánh công tác bán đôi | ★★★★★ | ★★★ | ★★★ | Giai đoạn đầu tiên hoặc trung gian |
Cân bằng lỗ | ★★★ | ★ | ★ | Máy bơm áp suất nhỏ |
Thời gian sau: Mar-29-2025