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L'équilibrage de la force axiale dans les pompes centrifuges à plusieurs étapes est une technologie critique pour assurer un fonctionnement stable. En raison de la disposition des séries de roues, les forces axiales s'accumulent considérablement (jusqu'à plusieurs tonnes). S'il n'est pas correctement équilibré, cela peut entraîner une surcharge de roulement, des dommages au joint ou même une défaillance de l'équipement. Vous trouverez ci-dessous des méthodes d'équilibrage de la force axiale courantes, ainsi que leurs principes, avantages et inconvénients.
1 et 1Arrangement symétrique de la roue (dos à dos / face à face)
Dans la conception du dispositif d'équilibre de la force axiale de la pompe centrifuge moderne, l'étape de la roue est généralement sélectionnée comme un nombre uniforme, car lorsque le stade de la roue est un nombre uniforme, la méthode de distribution symétrique de la roue peut être utilisée pour équilibrer la force axiale de l'équipement, et la force axiale générée par la maladie distribuée symétriquement dans le processus d'opération est égale et opposée en direction, et il montrera un état d'équilibre. Dans le processus de conception, il convient de noter que la taille de la limitation de l'étanchéité avant l'entrée de la turbulence inverse est cohérente avec le diamètre de la roue pour assurer un bon étanchéité.
●Principe: Les traits adjacents sont disposés dans des directions opposées afin que leurs forces axiales s'annulent mutuellement.
●Consécutif: Deux ensembles de trousons sont installés symétriquement autour du point médian de l'arbre de pompe.
●Face à face: Les entraînements sont disposés face à l'intérieur ou à l'extérieur dans une configuration en miroir.
●Avantages: Aucun dispositif supplémentaire requis; structure simple; Efficacité d'équilibrage élevée (plus de 90%).
●Désavantage: Conception complexe du boîtier de la pompe; Optimisation difficile du chemin d'écoulement; uniquement applicable aux pompes avec un nombre uniforme d'étapes.
●Applications: Pompes d'alimentation à haute pression, pompes à plusieurs étages pétrochimiques.
2. Équilibrer le tambour
La structure du tambour d'équilibre (également connu sous le nom de piston d'équilibre) n'a pas de dégagement de course axial serré, qui peut compenser la plupart de la poussée axiale, mais pas toutes la poussée axiale, et il n'y a pas de compensation supplémentaire lors du déplacement en position axiale, et les roulements de poussée sont généralement nécessaires. Cette conception aura une recirculation interne plus élevée (fuite interne) mais est plus tolérante aux start-ups, aux arrêts et autres conditions transitoires.
●Principe: Un tambour cylindrique est installé après la roue à la dernière étape. Le liquide à haute pression fuit à travers l'écart entre le tambour et le boîtier dans une chambre à basse pression, générant une force de contre-action.
● Aavertir: Une forte capacité d'équilibrage, adaptée aux pompes à haute pression et à plusieurs étapes (par exemple, plus de 10 étapes).
●Désavantage: Pertes de fuite (~ 3 à 5% du débit), réduisant l'efficacité. Nécessite des tuyaux d'équilibrage ou des systèmes de recirculation supplémentaires, augmentant la complexité de maintenance.
●Applications: Grands pompes centrifuges à plusieurs étapes (par exemple, pompes à longue distance de pipeline).
3 et 3Disque d'équilibrage
En tant que méthode de conception courante dans le processus de conception du dispositif d'équilibre de la force axiale de la pompe centrifuge à plusieurs étages modernes, la méthode du disque d'équilibre peut être modérément ajustée en fonction de la demande de production, et la force d'équilibre est principalement générée par la partie transversale entre la clairance radiale et la clairance axiale du disque, et l'autre partie est principalement générée force axiale. Par rapport à d'autres méthodes, l'avantage de la méthode de la plaque d'équilibre est que le diamètre de la plaque d'équilibre est plus grand et que la sensibilité est plus élevée, ce qui améliore efficacement la stabilité du fonctionnement du dispositif de l'équipement. Cependant, en raison de la petite autorisation de course axiale, cette conception est susceptible d'usure et de dommages dans des conditions transitoires.
●Principe: Un disque mobile est installé après la roue à la dernière étape. La différence de pression à travers le disque ajuste dynamiquement sa position pour contrer la force axiale.
●Avantages: S'adapte automatiquement aux variations de force axiale; Précision équilibrée élevée.
●Désavantage: La friction provoque l'usure, nécessitant un remplacement périodique. Sensible à la propreté des fluides (les particules peuvent bloquer le disque).
●Applications: Pompes en eau propre à plusieurs étapes à un stade précoce (étant progressivement remplacées par l'équilibre des tambours).
4Équilibrage de la combinaison de tambour + disque
Comparé à la méthode de la plaque d'équilibre, la méthode du tambour de la plaque de bilan est différente en ce que la taille de sa partie de la bague de papillon est plus grande que la taille du moyeu de roue, tandis que le disque d'équilibre nécessite la taille de la bague de papillon pour correspondre à la taille du moyeu de roue. D'une manière générale, dans la méthode de conception du tambour de la plaque d'équilibre, la force d'équilibre générée par la plaque de solde représente plus de la moitié de la force axiale totale, et le maximum peut atteindre 90% de la force axiale totale, et les autres parties sont principalement fournies par le tambour de solde. Dans le même temps, l'augmentation modérément de la force d'équilibre du tambour d'équilibre réduira en conséquence la force d'équilibre de la plaque d'équilibre et réduira en conséquence la taille de la plaque d'équilibre, réduisant ainsi le degré d'usure de la plaque d'équilibre, améliorant la durée de vie des parties de l'équipement et assurant le fonctionnement normal de la pompe centrifugale à plusieurs degrés.
●Principe: Le tambour gère la majeure partie de la force axiale, tandis que le disque afflige la force résiduelle.
●Avantages: Combine la stabilité et l'adaptabilité, adaptées aux conditions de fonctionnement variables.
●Désavantage: Structure complexe; Coût plus élevé.
●Applications: Pompes industrielles haute performance (par exemple, pompes de liquide de refroidissement du réacteur nucléaire).
5. Roulements de poussée (équilibrage auxiliaire)
●Principe: Les roulements à billes de contact angulaire ou les roulements de Kingsbury absorbent la force axiale résiduelle.
●Avantages: Sauvegarde fiable pour d'autres méthodes d'équilibrage.
●Désavantage: Nécessite une lubrification régulière; Des durée de vie plus courte sous des charges axiales élevées.
●Applications: Pompes à plusieurs à moyens ou pompes à grande vitesse.
6. Conception de la roue à double session
●Principe: Une roue à double session est utilisée au premier stade ou intermédiaire, équilibrant la force axiale à travers un afflux à double côté.
●Avantages: Équilibrage efficace tout en améliorant les performances de cavitation.
●Désavantage: Uniquement équilibre la force axiale à un étage; D'autres méthodes sont nécessaires pour les pompes à plusieurs étapes.
7. trous d'équilibre hydraulique (trous de plaque arrière de la roue)
●Principe: Les trous sont forés dans la plaque arrière de la roue, permettant au liquide à haute pression de recirculer dans la zone à basse pression, réduisant la force axiale.
●Avantages: Simple et à faible coût.
●Désavantage: Réduit l'efficacité de la pompe (~ 2 à 4%).Convient uniquement pour les applications de force axiale faibles; nécessite souvent des roulements de poussée supplémentaires.
Comparaison des méthodes d'équilibrage de la force axiale
| Méthode | Efficacité | Complexité | Coût de maintenance | Applications typiques |
| Impulaires symétriques | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Pompes à haute pression à un stade |
| Équilibrer le tambour | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Pompes à plusieurs étapes à tête haute |
| Disque d'équilibrage | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Fluides propres, charges variables |
| Combo tambour + disque | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Conditions extrêmes (nucléaire, militaire) |
| Roulements de poussée | ★★ | ★★ | ★★★ | Équilibrage de la force axiale résiduelle |
| Roue à double session | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Étape d'abord ou intermédiaire |
| Trous d'équilibre | ★★ | ★ | ★ | Petites pompes à basse pression |
Heure du poste: mars-29-2025