sales@tkflow.com 
A többfokozatú centrifugálszivattyúk axiális erőinek kiegyensúlyozása kritikus fontosságú technológia a stabil működés biztosításához. A járókerekek soros elrendezése miatt az axiális erők jelentősen felhalmozódnak (akár több tonnát is elérhetnek). Ha nincs megfelelően kiegyensúlyozva, ez csapágy túlterheléshez, tömítéskárosodáshoz vagy akár berendezés meghibásodáshoz is vezethet. Az alábbiakban a gyakori axiális erőkiegyensúlyozási módszereket ismertetjük, azok alapelveivel, előnyeivel és hátrányaival együtt.
1.Szimmetrikus járókerék-elrendezés (hátul-hátul / szemtől szemben)
A modern centrifugálszivattyú axiális erőkiegyenlítő berendezésének tervezésekor a járókerék fokozatát általában páros számúnak választják, mivel amikor a járókerék fokozata páros számú, a járókerék szimmetrikus eloszlási módszere kiegyensúlyozhatja a berendezés axiális erejét, és a szimmetrikusan elosztott járókerék által a működési folyamat során létrehozott axiális erő nagyságrendje megegyezik, irányú pedig ellentétes, és makroszkopikus szinten egyensúlyi állapotot mutat. A tervezés során meg kell jegyezni, hogy a fordított járókerék bemenete előtti tömítő fojtás mérete összhangban van a járókerék átmérőjével a jó tömítés biztosítása érdekében.
●AlapelvA szomszédos járókerekek ellentétes irányban vannak elrendezve, így axiális erőik kiegyenlítik egymást.
●Egymás utánKét járókerékpár van szimmetrikusan felszerelve a szivattyútengely középpontja körül.
●Szemtől szembenA járókerekek tükörképükben befelé vagy kifelé nézve vannak elrendezve.
●ElőnyökNincs szükség további eszközökre; egyszerű szerkezet; magas kiegyensúlyozási hatásfok (90% felett).
●HátrányokKomplex szivattyúház-kialakítás; nehézkes az áramlási út optimalizálása; csak páros számú fokozatú szivattyúkra alkalmazható.
●AlkalmazásokNagynyomású kazántápszivattyúk, petrolkémiai többfokozatú szivattyúk.
2. Kiegyensúlyozó dob
A kiegyensúlyozó dob szerkezete (más néven kiegyensúlyozó dugattyú) nem rendelkezik szűk axiális futási hézaggal, amely kompenzálhatná az axiális tolóerő nagy részét, de nem az egészét, és axiális helyzetben történő mozgáskor nincs további kompenzáció, és általában axiális csapágyakra van szükség. Ez a kialakítás nagyobb belső recirkulációval (belső szivárgással) rendelkezik, de jobban tolerálja az indításokat, leállásokat és egyéb átmeneti körülményeket.
●AlapelvEgy hengeres dobot szerelnek be az utolsó fokozatú járókerék után. Nagynyomású folyadék szivárog a dob és a ház közötti résen keresztül egy alacsony nyomású kamrába, ellenerőt generálva.
● EgyelőnyökKiváló kiegyensúlyozási képesség, alkalmas nagynyomású, többfokozatú szivattyúkhoz (pl. 10+ fokozat).
●HátrányokSzivárgási veszteségek (az áramlási sebesség ~3–5%-a), ami csökkenti a hatásfokot. További kiegyenlítő csöveket vagy recirkulációs rendszereket igényel, ami növeli a karbantartás bonyolultságát.
●AlkalmazásokNagy, többfokozatú centrifugálszivattyúk (pl. távolsági csővezeték-szivattyúk).
3.Kiegyensúlyozó tárcsa
A modern többfokozatú centrifugálszivattyúk axiális erőkiegyenlítő berendezésének tervezési folyamatában elterjedt tervezési módszerként a kiegyenlítő tárcsa módszer mérsékelten állítható a termelési igényeknek megfelelően, és az egyensúlyozó erőt főként a tárcsa radiális és axiális hézagja közötti keresztmetszet, másik részét pedig főként a kiegyenlítő tárcsa axiális hézagja és külső sugarú szakasza hozza létre, és ez a két kiegyenlítő erő játssza az axiális erő kiegyensúlyozásának szerepét. Más módszerekkel összehasonlítva a kiegyenlítő lemez módszer előnye, hogy a kiegyenlítő lemez átmérője nagyobb, és az érzékenysége nagyobb, ami hatékonyan javítja a berendezés működési stabilitását. A kis axiális futási hézag miatt azonban ez a kialakítás hajlamos a kopásra és a károsodásra átmeneti körülmények között.
●AlapelvAz utolsó fokozatú járókerék után egy mozgatható tárcsa van beépítve. A tárcsán fellépő nyomáskülönbség dinamikusan állítja a helyzetét, hogy ellensúlyozza az axiális erőt.
●ElőnyökAutomatikusan alkalmazkodik az axiális erőváltozásokhoz; nagy kiegyensúlyozási pontosság.
●HátrányokA súrlódás kopást okoz, ezért időszakos cserét igényel. Érzékeny a folyadék tisztaságára (a részecskék beszoríthatják a tárcsát).
●AlkalmazásokKorai fokozatú, többfokozatú tisztavíz-szivattyúk (ezeket fokozatosan kiegyensúlyozó dobok váltják fel).
4.Kiegyensúlyozó dob + tárcsa kombináció
A kiegyenlítőlemezes módszerrel összehasonlítva a kiegyenlítődobos módszer abban különbözik, hogy a fojtószelep-persely része nagyobb, mint a járókerék agyának mérete, míg a kiegyenlítőtárcsa megköveteli, hogy a fojtószelep-persely mérete megfeleljen a járókerék agyának méretének. Általánosságban elmondható, hogy a kiegyenlítőlemezes dob tervezési módszerében a kiegyenlítőlemez által létrehozott kiegyenlítőerő a teljes axiális erő több mint felét teszi ki, és a maximum elérheti a teljes axiális erő 90%-át, a többi részt pedig főként a kiegyenlítődob biztosítja. Ugyanakkor a kiegyenlítődob kiegyenlítőerejének mérsékelt növelése ennek megfelelően csökkenti a kiegyenlítőlemez kiegyenlítőerejét, és ennek megfelelően csökkenti a kiegyenlítőlemez méretét, ezáltal csökkentve a kiegyenlítőlemez kopási fokát, javítva a berendezés alkatrészeinek élettartamát, és biztosítva a többfokozatú centrifugálszivattyú normál működését.
●AlapelvA dob kezeli az axiális erő nagy részét, míg a tárcsa finomhangolja a maradék erőt.
●ElőnyökA stabilitást és az alkalmazkodóképességet ötvözi, így alkalmas változó üzemi körülményekhez.
●HátrányokKomplex szerkezet; magasabb költség.
●AlkalmazásokNagy teljesítményű ipari szivattyúk (pl. atomreaktor hűtőfolyadék-szivattyúk).
5. Axiális csapágyak (kiegészítő kiegyensúlyozás)
●AlapelvA ferde hatásvonalú golyóscsapágyak vagy a Kingsbury csapágyak elnyelik a maradék axiális erőt.
●ElőnyökMegbízható tartalék más kiegyensúlyozási módszerekhez.
●HátrányokRendszeres kenést igényel; rövidebb élettartam nagy axiális terhelések esetén.
●AlkalmazásokKis és közepes méretű, többfokozatú szivattyúk vagy nagy sebességű szivattyúk.
6. Dupla szívókerekes kialakítás
●AlapelvAz első vagy közbenső fokozatban kettős szívókereket használnak, amely a kétoldali beáramlás révén kiegyenlíti az axiális erőt.
●ElőnyökHatékony kiegyensúlyozás, miközben javítja a kavitációs teljesítményt.
●HátrányokCsak az egyfokozatú axiális erőt egyenlíti ki; többfokozatú szivattyúkhoz más módszerekre van szükség.
7. Hidraulikus kiegyensúlyozó furatok (járókerék hátlap furatai)
●AlapelvA járókerék hátlapjába furatokat fúrnak, amelyek lehetővé teszik a nagynyomású folyadék visszakeringetését az alacsony nyomású zónába, csökkentve az axiális erőt.
●ElőnyökEgyszerű és olcsó.
●HátrányokCsökkenti a szivattyú hatásfokát (~2–4%).Csak kis axiális erőhatású alkalmazásokhoz alkalmas; gyakran kiegészítő axiális csapágyakat igényel.
Axiális erőkiegyensúlyozási módszerek összehasonlítása
| Módszer | Hatékonyság | Bonyolultság | Karbantartási költség | Tipikus alkalmazások |
| Szimmetrikus járókerekek | ★★★★★★ | ★★★ | ★★ | Páros fokozatú nagynyomású szivattyúk |
| Kiegyensúlyozó dob | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★ | Nagy emelőmagasságú, többfokozatú szivattyúk |
| Kiegyensúlyozó tárcsa | ★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | Tiszta folyadékok, változó terhelések |
| Dob + lemez kombó | ★★★★★★ | ★★★★★★ | ★★★★★ | Extrém körülmények (nukleáris, katonai) |
| Axiális csapágyak | ★★ | ★★ | ★★★ | Maradó axiális erő kiegyensúlyozása |
| Dupla szívókerék | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Első vagy köztes szakasz |
| Egyensúlylyukak | ★★ | ★ | ★ | Kisméretű, alacsony nyomású szivattyúk |
Közzététel ideje: 2025. márc. 29.