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多段階遠心ポンプの軸力のバランスをとる方法

多段階遠心ポンプの軸方向の力のバランスは、安定した動作を確保するための重要な技術です。インペラのシリーズ配置により、軸方向の力は大幅に蓄積します(最大数トン)。適切にバランスが取れていない場合、これは負荷の負荷、シールの損傷、さらには機器の故障につながる可能性があります。以下は、一般的な軸方向の力のバランスをとる方法と、その原則、利点、および短所です。

1。対称的なインペラーの配置(連続 /対面)

 

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インペラステージが偶数である場合、インペラーの対称分布を使用して機器の軸力のバランスをとることができるため、現代の遠心ポンプの軸力バランスデバイスの設計では、インペラステージは一般に偶数として選択されます。設計の過程で、逆インペラーの入口の前のシーリングスロットリングサイズは、良好なシーリングを確保するためにインペラーの直径と一致していることに注意する必要があります。

原理:隣接するインペラは反対方向に配置されているため、軸方向の力が互いにキャンセルされます。

背中合わせ:ポンプシャフトの中間点の周りに2セットのインペラが対称に設置されています。

対面:インペラは、ミラー化された構成で内側または外側に向けて配置されます。

利点:追加のデバイスは必要ありません。単純な構造;高いバランス効率(90%以上)。

短所:複雑なポンプハウジング設計。困難なフローパスの最適化。偶数ステージのポンプにのみ適用されます。

アプリケーション:高圧ボイラー飼料ポンプ、石油化学的多段階ポンプ。

2. ドラムのバランス

 

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バランスドラム構造(バランスピストンとも呼ばれます)には、軸方向の推力のほとんどを補償することができますが、すべての軸方向の推力を補うことができ、軸方向の位置に移動するときに追加の補償はありません。この設計は、内部再循環(内部漏れ)が高くなりますが、スタートアップ、シャットダウン、およびその他の一時的な条件により寛容です。

 

原理:最後のステージインペラの後に円筒形のドラムが設置されます。高圧液は、ドラムとケーシングの間のギャップを通り、低圧チャンバーに漏れ、反動力を生成します。

●aDVANTAGES:高圧の多段階ポンプに適した強力なバランス能力(例:10以上)。

短所:漏れ損失(流量の約3〜5%)、効率を低下させます。追加のバランスパイプまたは再循環システムが必要であり、メンテナンスの複雑さが増加します。

アプリケーション:大きな多段階遠心ポンプ(例、長距離パイプラインポンプ)。

3。バランスディスク

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近代的な多段階遠心ポンプの軸力バランスデバイスの設計プロセスにおける共通の設計方法として、バランスディスク法は生産需要に応じて適度に調整でき、バランス力は主に放射状のクリアランスとディスクの軸クリアランスによって生成され、他方は主にバランス断面によって主に生成されます。 力。他の方法と比較して、バランスプレートの方法の利点は、バランスプレートの直径が大きく、感度が高く、機器デバイスの動作安定性を効果的に改善することです。ただし、軸方向のクリアランスが小さいため、この設計は、一時的な条件下での摩耗や損傷の影響を受けやすくなります。

 

原理:移動可能なディスクは、最後のステージインペラーの後に取り付けられます。ディスク全体の圧力差は、軸方向の力に対抗するように位置を動的に調整します。

利点:軸方向の力の変動に自動的に適応します。高いバランスをとる精度。

短所:摩擦は摩耗を引き起こし、定期的な交換が必要です。液体の清潔さに敏感です(粒子はディスクを妨害する可能性があります)。

アプリケーション:初期段階の多段階のきれいな水ポンプ(徐々にドラムのバランスをとることに置き換えられます)。

4。ドラム +ディスクの組み合わせのバランス

 

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バランスプレート法と比較して、バランスプレートドラム法は、スロットルブッシングパーツのサイズがインペラーハブのサイズよりも大きく、バランスディスクにはインペラーハブのサイズに対応するためにスロットルブッシングのサイズが必要であるという点で異なります。一般的に言えば、バランスプレートドラムの設計方法では、バランスプレートによって生成されるバランス力が総軸力の半分以上を占め、最大値は総軸力の90%に達することができ、他の部分は主にバランスドラムによって提供されます。同時に、バランスドラムのバランス力を適度に増加させると、それに応じてバランスプレートのバランス力が低下し、バランスプレートのサイズを縮小し、それによりバランスプレートの摩耗程度を減らし、機器部品の耐用年数を改善し、多段階遠心性ポンプの通常の動作を確保します。

 

原理:ドラムはほとんどの軸力を処理し、ディスクは残留力を微調整します。

利点:変数の動作条件に適した安定性と適応性を組み合わせます。

短所:複雑な構造。より高いコスト。

アプリケーション:高性能産業ポンプ(例、原子炉クーラントポンプなど)。

 

5。スラストベアリング(補助バランシング)

原理:角度接触ボールベアリングまたはキングズベリーベアリングは、残留軸力を吸収します。

利点:他のバランス方法のための信頼できるバックアップ。

短所:通常の潤滑が必要です。高軸荷重の下での寿命が短い。

アプリケーション:小〜mediumの多段階ポンプまたは高速ポンプ。

 

6.二重吸引インペラー設計

原理:二重吸引インペラーは、第1段または中間段階で使用され、デュアルサイドの流入を介して軸方向の力のバランスを取ります。

利点:キャビテーション性能の向上中の効果的なバランス。

短所:単一段階の軸方向の力のみをバランスさせます。多段階ポンプには他の方法が必要です。

 

7。油圧バランスの穴(インペラーバックプレート穴)

原理:穴はインペラバックプレートに掘削されているため、高圧液が低圧ゾーンに再循環し、軸方向の力が低下します。

利点:シンプルで低コスト。

短所:ポンプの効率を低下させます(〜2〜4%)。低軸力アプリケーションにのみ適しています。多くの場合、補足的なスラストベアリングが必要です。


軸方向の力バランス方法の比較

方法 効率 複雑 メンテナンスコスト 典型的なアプリケーション
対称的なインペラ ★★★★★ ★★★ ★★ 偶数段階の高圧ポンプ
ドラムのバランス ★★★★ ★★★★ ★★★ ハイヘッドマルチステージポンプ
バランスディスク ★★★ ★★★★ ★★★★ きれいな液体、可変荷重
ドラム +ディスクコンボ ★★★★★ ★★★★★ ★★★★ 極端な状態(核、軍事)
スラストベアリング ★★ ★★ ★★★ 残留軸力バランス
二重吸引インペラー ★★★★ ★★★ ★★ 最初または中間段階
バランスホール ★★ 小さな低圧ポンプ

投稿時間:Mar-29-2025