sales@tkflow.com 
Aksiālā spēka līdzsvarošana daudzpakāpju centrbēdzes sūkņos ir kritiski svarīga tehnoloģija, lai nodrošinātu stabilu darbību. Lāpstiņriteņu secīgā izvietojuma dēļ aksiālie spēki ievērojami uzkrājas (līdz pat vairākām tonnām). Ja tas netiek pareizi līdzsvarots, tas var izraisīt gultņu pārslodzi, blīvējuma bojājumus vai pat iekārtas bojājumus. Tālāk ir norādītas izplatītākās aksiālā spēka līdzsvarošanas metodes, kā arī to principi, priekšrocības un trūkumi.
1.Simetrisks lāpstiņriteņa izvietojums (mugura pret muguru / aci pret aci)
Mūsdienu centrbēdzes sūkņa aksiālā spēka balansēšanas ierīces projektēšanā lāpstiņriteņa pakāpe parasti tiek izvēlēta kā pāra skaitlis, jo, ja lāpstiņriteņa pakāpe ir pāra skaitlis, lāpstiņriteņa simetriskā sadales metodi var izmantot, lai līdzsvarotu iekārtas aksiālo spēku, un simetriski sadalītā lāpstiņriteņa darbības procesā radītais aksiālais spēks ir vienāda lieluma un pretējā virzienā, un tas makroskopiskā līmenī parādīs līdzsvara stāvokli. Projektēšanas procesā jāņem vērā, ka blīvējuma droseļvārsta izmērs pirms reversā lāpstiņriteņa ieplūdes atveres atbilst lāpstiņriteņa diametram, lai nodrošinātu labu blīvējumu.
●PrincipsBlakus esošie lāpstiņriteņi ir izvietoti pretējos virzienos tā, lai to aksiālie spēki viens otru izslēgtu.
●Seku pēc otraDivi lāpstiņriteņu komplekti ir uzstādīti simetriski ap sūkņa vārpstas viduspunktu.
●Aci pret aciLāpstiņriteņi ir izvietoti spoguļattēlā, vērsti uz iekšu vai uz āru.
●PriekšrocībasNav nepieciešamas papildu ierīces; vienkārša struktūra; augsta balansēšanas efektivitāte (virs 90%).
●TrūkumiSarežģīta sūkņa korpusa konstrukcija; sarežģīta plūsmas ceļa optimizācija; piemērojams tikai sūkņiem ar pāra skaitu pakāpju.
●PieteikumiAugstspiediena katlu padeves sūkņi, naftas ķīmijas daudzpakāpju sūkņi.
2. Balansēšanas bungas
Balansēšanas trumuļa konstrukcijai (pazīstamai arī kā balansēšanas virzulim) nav stingras aksiālās kustības klīrensa, kas varētu kompensēt lielāko daļu aksiālās vilces, bet ne visu aksiālo vilci, un, pārvietojoties aksiālajā pozīcijā, nav papildu kompensācijas, un parasti ir nepieciešami vilces gultņi. Šai konstrukcijai būs lielāka iekšējā recirkulācija (iekšējā noplūde), taču tā ir tolerantāka pret iedarbināšanu, izslēgšanu un citiem pārejas apstākļiem.
●PrincipsAiz pēdējās pakāpes lāpstiņriteņa ir uzstādīts cilindrisks cilindrs. Augstspiediena šķidrums noplūst caur spraugu starp cilindru un korpusu zemspiediena kamerā, radot pretēju spēku.
● ApriekšrocībasSpēcīgas balansēšanas iespējas, piemērotas augstspiediena, daudzpakāpju sūkņiem (piemēram, 10+ pakāpēm).
●TrūkumiNoplūdes zudumi (~3–5 % no plūsmas ātruma), kas samazina efektivitāti. Nepieciešamas papildu balansēšanas caurules vai recirkulācijas sistēmas, kas palielina apkopes sarežģītību.
●PieteikumiLieli daudzpakāpju centrbēdzes sūkņi (piemēram, tālsatiksmes cauruļvadu sūkņi).
3.Balansēšanas disks
Kā izplatīta projektēšanas metode mūsdienu daudzpakāpju centrbēdzes sūkņa aksiālā spēka balansēšanas ierīces projektēšanas procesā, balansēšanas diska metode var tikt mēreni pielāgota atbilstoši ražošanas pieprasījumam, un balansēšanas spēku galvenokārt rada diska radiālā klīrensa un aksiālā klīrensa šķērsgriezums, bet otru daļu galvenokārt rada balansēšanas diska aksiālā klīrenss un ārējais rādiusa šķērsgriezums, un šie divi balansēšanas spēki spēlē aksiālā spēka līdzsvarošanas lomu. Salīdzinot ar citām metodēm, balansēšanas plāksnes metodes priekšrocība ir tā, ka balansēšanas plāksnes diametrs ir lielāks un jutība ir augstāka, kas efektīvi uzlabo iekārtas ierīces darbības stabilitāti. Tomēr mazās aksiālās darbības klīrensa dēļ šī konstrukcija ir pakļauta nodilumam un bojājumiem pārejas apstākļos.
●PrincipsPēc pēdējās pakāpes lāpstiņriteņa ir uzstādīts kustīgs disks. Spiediena starpība pāri diskam dinamiski pielāgo tā pozīciju, lai neitralizētu aksiālo spēku.
●PriekšrocībasAutomātiski pielāgojas aksiālā spēka izmaiņām; augsta balansēšanas precizitāte.
●TrūkumiBerze izraisa nodilumu, tāpēc nepieciešama periodiska nomaiņa. Jūtīgs pret šķidruma tīrību (daļiņas var iesprūst diskā).
●PieteikumiDaudzpakāpju tīra ūdens sūkņi agrīnās stadijas stadijā (pakāpeniski aizstājot tos ar balansējošiem trumuļiem).
4.Balansēšanas trumuļa un diska kombinācija
Salīdzinot ar balansēšanas plāksnes metodi, balansēšanas plāksnes trumuļa metode atšķiras ar to, ka tās droseles bukses daļas izmērs ir lielāks nekā lāpstiņriteņa rumbas izmērs, savukārt balansēšanas diskam droseles bukses izmēram jāatbilst lāpstiņriteņa rumbas izmēram. Vispārīgi runājot, balansēšanas plāksnes trumuļa projektēšanas metodē balansēšanas plāksnes radītais balansēšanas spēks veido vairāk nekā pusi no kopējā aksiālā spēka, un maksimālā vērtība var sasniegt 90% no kopējā aksiālā spēka, un pārējās daļas galvenokārt nodrošina balansēšanas trumuļa. Tajā pašā laikā, mēreni palielinot balansēšanas trumuļa balansēšanas spēku, attiecīgi samazināsies balansēšanas plāksnes balansēšanas spēks un attiecīgi samazināsies balansēšanas plāksnes izmērs, tādējādi samazinot balansēšanas plāksnes nodiluma pakāpi, uzlabojot iekārtas detaļu kalpošanas laiku un nodrošinot daudzpakāpju centrbēdzes sūkņa normālu darbību.
●PrincipsCilindrs apstrādā lielāko daļu aksiālā spēka, savukārt disks precīzi noregulē atlikušo spēku.
●PriekšrocībasApvieno stabilitāti un pielāgošanās spēju, piemērots mainīgiem ekspluatācijas apstākļiem.
●TrūkumiSarežģīta struktūra; augstākas izmaksas.
●PieteikumiAugstas veiktspējas rūpnieciskie sūkņi (piemēram, kodolreaktoru dzesēšanas šķidruma sūkņi).
5. Vilces gultņi (palīglīdzināšana)
●PrincipsLeņķiskie kontakta lodīšu gultņi vai Kingsbury gultņi absorbē atlikušo aksiālo spēku.
●PriekšrocībasUzticama rezerves kopija citām balansēšanas metodēm.
●TrūkumiNepieciešama regulāra eļļošana; īsāks kalpošanas laiks pie lielām aksiālām slodzēm.
●PieteikumiMaza līdz vidēja izmēra daudzpakāpju sūkņi vai ātrgaitas sūkņi.
6. Divkāršās iesūkšanas lāpstiņriteņa konstrukcija
●PrincipsPirmajā jeb starpposmā tiek izmantots divkāršās iesūkšanas lāpstiņritenis, kas līdzsvaro aksiālo spēku, izmantojot divpusēju pieplūdi.
●PriekšrocībasEfektīva balansēšana, vienlaikus uzlabojot kavitācijas veiktspēju.
●Trūkumi: Līdzsvaro tikai vienpakāpes aksiālo spēku; daudzpakāpju sūkņiem ir nepieciešamas citas metodes.
7. Hidrauliskā balansa caurumi (lāpstiņriteņa aizmugurējās plāksnes caurumi)
●PrincipsLāpstiņriteņa aizmugurējā plāksnē ir izurbti caurumi, kas ļauj augstspiediena šķidrumam recirkulēt zemspiediena zonā, samazinot aksiālo spēku.
●PriekšrocībasVienkārša un lēta.
●TrūkumiSamazina sūkņa efektivitāti (~2–4 %).Piemērots tikai lietojumiem ar mazu aksiālo spēku; bieži vien nepieciešami papildu vilces gultņi.
Aksiālo spēku balansēšanas metožu salīdzinājums
| Metode | Efektivitāte | Sarežģītība | Apkopes izmaksas | Tipiski pielietojumi |
| Simetriski lāpstiņriteņi | ★★★★★★ | ★★★ | ★★ | Vienpakāpju augstspiediena sūkņi |
| Balansēšanas bungas | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Augstspiediena daudzpakāpju sūkņi |
| Balansēšanas disks | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Tīri šķidrumi, mainīgas slodzes |
| Bungas + diska kombinācija | ★★★★★★ | ★★★★★★ | ★★★★ | Ekstrēmi apstākļi (kodolieroči, militārie) |
| Vilces gultņi | ★★ | ★★ | ★★★ | Atlikušā aksiālā spēka līdzsvarošana |
| Divkāršās iesūkšanas lāpstiņritenis | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Pirmais vai starpposms |
| Līdzsvara caurumi | ★★ | ★ | ★ | Mazie zemspiediena sūkņi |
Publicēšanas laiks: 2025. gada 29. marts