Die balansering van aksiale krag in meerstadium-sentrifugale pompe is 'n kritieke tegnologie om stabiele werking te verseker. As gevolg van die serie-rangskikking van waaiers, versamel aksiale kragte aansienlik (tot etlike tonne). Indien dit nie behoorlik gebalanseer is nie, kan dit lei tot laeroorlading, seëlskade of selfs toerustingversaking. Hieronder is algemene aksiale kragbalanseringsmetodes, tesame met hul beginsels, voordele en nadele.
1.Simmetriese waaierrangskikking (rug-aan-rug / aangesig-aan-aangesig)

In die ontwerp van die aksiale kragbalanseringstoestel van moderne sentrifugale pompe word die waaierstadium oor die algemeen as 'n ewe getal gekies, want wanneer die waaierstadium 'n ewe getal is, kan die waaier se simmetriese verspreidingsmetode gebruik word om die aksiale krag van die toerusting te balanseer, en die aksiale krag wat deur die simmetries verspreide waaier in die bedryfsproses gegenereer word, is gelyk in grootte en teenoorgesteld in rigting, en dit sal 'n ewewigstoestand op die makroskopiese vlak toon. In die ontwerpproses moet daarop gelet word dat die verseëlingsversperringsgrootte voor die inlaat van die omgekeerde waaier ooreenstem met die deursnee van die waaier om goeie verseëling te verseker.
●BeginselAangrensende waaiers is in teenoorgestelde rigtings gerangskik sodat hul aksiale kragte mekaar uitkanselleer.
●Rug-aan-rugTwee stelle waaiers word simmetries om die middelpunt van die pompas geïnstalleer.
●Van aangesig tot aangesigImpellers word in 'n spieëlvormige konfigurasie na binne of na buite gerangskik.
●VoordeleGeen bykomende toestelle benodig nie; eenvoudige struktuur; hoë balanseringsdoeltreffendheid (meer as 90%).
●NadeleKomplekse pompbehuisingsontwerp; moeilike vloeipadoptimalisering; slegs van toepassing op pompe met 'n ewe aantal stadiums.
●ToepassingsHoëdruk-ketelvoerpompe, petrochemiese meerstadiumpompe.
2. Balanserende Trommel

Die balanstrommelstruktuur (ook bekend as die balanssuier) het nie 'n noue aksiale loopspeling nie, wat vir die meeste van die aksiale stoot kan kompenseer, maar nie vir al die aksiale stoot nie, en daar is geen bykomende kompensasie wanneer dit in die aksiale posisie beweeg nie, en stuallagers word oor die algemeen benodig. Hierdie ontwerp sal hoër interne hersirkulasie (interne lekkasie) hê, maar is meer verdraagsaam teenoor aanvangs, afsluitings en ander oorgangstoestande.
●Beginsel'n Silindriese drom word na die laaste-stadium-waaier geïnstalleer. Hoëdrukvloeistof lek deur die gaping tussen die drom en die omhulsel in 'n laedrukkamer, wat 'n teenkrag genereer.
● 'nvoordeleSterk balanseringsvermoë, geskik vir hoëdruk-, meerstadiumpompe (bv. 10+ stadiums).
●NadeleLekkasieverliese (~3–5% van vloeitempo), wat doeltreffendheid verminder. Vereis addisionele balanseringspype of hersirkulasiestelsels, wat die kompleksiteit van onderhoud verhoog.
●ToepassingsGroot meerstadium-sentrifugale pompe (bv. langafstand-pyplynpompe).
3.Balanserende skyf

As 'n algemene ontwerpmetode in die ontwerpproses van die aksiale kragbalanstoestel van moderne meerstadium-sentrifugale pompe, kan die balansskyfmetode matig aangepas word volgens die produksievraag, en die balanskrag word hoofsaaklik gegenereer deur die dwarssnit tussen die radiale speling en die aksiale speling van die skyf, en die ander deel word hoofsaaklik gegenereer deur die aksiale speling en die buitenste radiusgedeelte van die balansskyf, en hierdie twee balanseringskragte speel die rol van die balansering van die aksiale krag. In vergelyking met ander metodes, is die voordeel van die balansplaatmetode dat die deursnee van die balansplaat groter is en die sensitiwiteit hoër is, wat die bedryfsstabiliteit van die toerustingtoestel effektief verbeter. As gevolg van die klein aksiale loopspeling is hierdie ontwerp egter vatbaar vir slytasie en skade onder oorgangstoestande.
●Beginsel'n Beweegbare skyf word na die laaste-stadium-waaier geïnstalleer. Die drukverskil oor die skyf pas die posisie dinamies aan om aksiale krag teen te werk.
●VoordelePas outomaties aan by aksiale kragvariasies; hoë balanseringspresisie.
●NadeleWrywing veroorsaak slytasie, wat periodieke vervanging vereis. Sensitief vir vloeistofskoonheid (deeltjies kan die skyf vassteek).
●ToepassingsVroeëstadium meerstadium skoonwaterpompe (word geleidelik vervang deur balanserende dromme).
4.Balanserende Trom + Skyf Kombinasie

In vergelyking met die balansplaatmetode, verskil die balansplaatdrommetode deurdat die grootte van sy smoorklepbusgedeelte groter is as die grootte van die waaiernaaf, terwyl die balansskyf vereis dat die grootte van die smoorklepbus ooreenstem met die grootte van die waaiernaaf. Oor die algemeen, in die ontwerpmetode van die balansplaatdrom, is die balanskrag wat deur die balansplaat gegenereer word, verantwoordelik vir meer as die helfte van die totale aksiale krag, en die maksimum kan 90% van die totale aksiale krag bereik, en die ander dele word hoofsaaklik deur die balansdrom voorsien. Terselfdertyd sal die matige verhoging van die balanskrag van die balansdrom die balanskrag van die balansplaat ooreenstemmend verminder, en die grootte van die balansplaat ooreenstemmend verminder, waardeur die slytasiegraad van die balansplaat verminder word, die lewensduur van die toerustingonderdele verbeter word en die normale werking van die meerstadium-sentrifugale pomp verseker word.
●BeginselDie trom hanteer die meeste van die aksiale krag, terwyl die skyf die oorblywende krag fyn instel.
●VoordeleKombineer stabiliteit en aanpasbaarheid, geskik vir veranderlike bedryfstoestande.
●NadeleKomplekse struktuur; hoër koste.
●ToepassingsHoëprestasie-industriële pompe (bv. kernreaktor-koelmiddelpompe).
5. Druklagers (Hulpbalansering)
●BeginselHoekkontakkogellagers of Kingsbury-laers absorbeer oorblywende aksiale krag.
●VoordeleBetroubare rugsteun vir ander balanseringsmetodes.
●NadeleVereis gereelde smering; korter lewensduur onder hoë aksiale belastings.
●ToepassingsKlein-tot-medium meerstadiumpompe of hoëspoedpompe.
6. Dubbelsuigwaaierontwerp
●Beginsel'n Dubbelsuigwaaier word in die eerste of tussenfase gebruik, wat aksiale krag deur dubbelsydige invloei balanseer.
●VoordeleDoeltreffende balansering terwyl kavitasieprestasie verbeter word.
●NadeleBalanseer slegs enkelstadium-aksiale krag; ander metodes is nodig vir meerstadiumpompe.
7. Hidrouliese Balansgate (Gate vir die Waaier se Agterplaat)
●BeginselGate word in die waaier se agterplaat geboor, wat hoëdrukvloeistof toelaat om na die laedruksone te hersirkuleer en aksiale krag te verminder.
●VoordeleEenvoudig en laekoste.
●NadeleVerminder pompdoeltreffendheid (~2–4%).Slegs geskik vir lae aksiale krag toepassings; benodig dikwels aanvullende druklagers.
Vergelyking van Aksiale Kragbalanseringsmetodes
Metode | Doeltreffendheid | Kompleksiteit | Onderhoudskoste | Tipiese toepassings |
Simmetriese waaiers | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Ewewigsfase hoëdrukpompe |
Balanserende Trommel | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Hoëdruk-meerstadiumpompe |
Balanserende skyf | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Skoon vloeistowwe, veranderlike ladings |
Trom + Skyf Kombinasie | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Ekstreme toestande (kernkrag, militêr) |
Druklagers | ★★ | ★★ | ★★★ | Residuele aksiale kragbalansering |
Dubbel-suigwaaier | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Eerste of intermediêre stadium |
Balansgate | ★★ | ★ | ★ | Klein laedrukpompe |
Plasingstyd: 29 Maart 2025