seth@tkflow.com 
Menyeimbangkan gaya aksial pada pompa sentrifugal multistage adalah teknologi penting untuk memastikan operasi yang stabil. Karena susunan seri impeler, gaya aksial menumpuk secara signifikan (hingga beberapa ton). Jika tidak seimbang dengan benar, ini dapat menyebabkan kelebihan beban, segel kerusakan, atau bahkan kegagalan peralatan. Di bawah ini adalah metode penyeimbangan gaya aksial yang umum, bersama dengan prinsip -prinsip, kelebihan, dan kerugiannya.
1.Pengaturan Impeller Simetris (back-to-back / tatap muka)
In the design of the axial force balance device of modern centrifugal pump, the impeller stage is generally selected as an even number, because when the impeller stage is an even number, the impeller symmetrical distribution method can be used to balance the axial force of the equipment, and the axial force generated by the symmetrically distributed impeller in the operation process is equal in magnitude and opposite in direction, and it will show a equilibrium state on the macroscopic level. Dalam proses desain, harus dicatat bahwa ukuran pelambatan penyegelan sebelum saluran masuk impeller terbalik konsisten dengan diameter impeller untuk memastikan penyegelan yang baik.
●Prinsip: Pengimpor yang berdekatan diatur dalam arah yang berlawanan sehingga kekuatan aksial mereka saling membatalkan.
●Back-to-back: Dua set impeler dipasang secara simetris di sekitar titik tengah poros pompa.
●Tatap muka: Impeler diatur menghadap ke dalam atau ke luar dalam konfigurasi cermin.
●Keuntungan: Tidak diperlukan perangkat tambahan; struktur sederhana; efisiensi penyeimbangan tinggi (lebih dari 90%).
●Kerugian: Desain Perumahan Pompa Kompleks; optimasi jalur aliran yang sulit; Hanya berlaku untuk pompa dengan jumlah tahap yang merata.
●Aplikasi: Pompa umpan boiler bertekanan tinggi, pompa multistage petrokimia.
2. Menyeimbangkan drum
Struktur drum keseimbangan (juga dikenal sebagai piston keseimbangan) tidak memiliki izin berjalan aksial yang ketat, yang dapat mengkompensasi sebagian besar dorongan aksial, tetapi tidak semua dorongan aksial, dan tidak ada kompensasi tambahan ketika bergerak di posisi aksial, dan bantalan dorong umumnya diperlukan. Desain ini akan memiliki resirkulasi internal yang lebih tinggi (kebocoran internal) tetapi lebih toleran terhadap start-up, shutdown, dan kondisi sementara lainnya.
●Prinsip: Drum silinder dipasang setelah impeller tahap terakhir. Cairan tekanan tinggi bocor melalui celah antara drum dan casing ke ruang bertekanan rendah, menghasilkan gaya penangkal.
● advantages: Kemampuan penyeimbangan yang kuat, cocok untuk pompa bertekanan tinggi, multistage (misalnya, 10+ tahap).
●Kerugian: Kehilangan kebocoran (~ 3-5% dari laju aliran), mengurangi efisiensi. Membutuhkan pipa penyeimbang tambahan atau sistem resirkulasi, meningkatkan kompleksitas pemeliharaan.
●Aplikasi: Pompa sentrifugal multistage besar (misalnya, pompa pipa jarak jauh).
3.Disk Menyeimbangkan
As a common design method in the design process of the axial force balance device of modern multistage centrifugal pump, the balance disc method can be moderately adjusted according to the production demand, and the balance force is mainly generated by the cross-section between the radial clearance and the axial clearance of the disk, and the other part is mainly generated by the axial clearance and the outer radius section of the balance disc, and these two balancing forces play the role of balancing the gaya aksial. Dibandingkan dengan metode lain, keuntungan dari metode pelat keseimbangan adalah bahwa diameter pelat keseimbangan lebih besar dan sensitivitasnya lebih tinggi, yang secara efektif meningkatkan stabilitas operasi perangkat peralatan. Namun, karena izin berjalan aksial kecil, desain ini rentan terhadap keausan dan kerusakan dalam kondisi sementara.
●Prinsip: Disk bergerak dipasang setelah impeller tahap terakhir. Perbedaan tekanan di seluruh disk secara dinamis menyesuaikan posisinya untuk menangkal gaya aksial.
●Keuntungan: Secara otomatis beradaptasi dengan variasi gaya aksial; presisi penyeimbangan tinggi.
●Kerugian: Penyebab gesekan keausan, membutuhkan penggantian berkala. Peka terhadap kebersihan cairan (partikel dapat merusak disk).
●Aplikasi: Pompa air bersih multistage tahap awal (secara bertahap digantikan dengan menyeimbangkan drum).
4.Menyeimbangkan kombinasi drum + disk
Dibandingkan dengan metode pelat keseimbangan, metode drum pelat keseimbangan berbeda karena ukuran bagian bushing throttle lebih besar dari ukuran hub impeller, sedangkan disc keseimbangan membutuhkan ukuran bushing throttle agar sesuai dengan ukuran hub impeller. Secara umum, dalam metode desain drum pelat keseimbangan, gaya keseimbangan yang dihasilkan oleh pelat keseimbangan menyumbang lebih dari setengah gaya aksial total, dan maksimum dapat mencapai 90% dari total gaya aksial, dan bagian lain terutama disediakan oleh drum keseimbangan. Pada saat yang sama, cukup meningkatkan gaya keseimbangan drum keseimbangan akan mengurangi gaya keseimbangan pelat keseimbangan, dan dengan demikian mengurangi ukuran pelat keseimbangan, sehingga mengurangi tingkat keausan pelat keseimbangan, meningkatkan masa pakai bagian peralatan, dan memastikan operasi normal pompa sentrifugal multistage.
●Prinsip: Drum menangani sebagian besar gaya aksial, sedangkan disk menyempurnakan gaya residu.
●Keuntungan: Menggabungkan stabilitas dan kemampuan beradaptasi, cocok untuk kondisi operasi variabel.
●Kerugian: Struktur kompleks; Biaya yang lebih tinggi.
●Aplikasi: Pompa industri berkinerja tinggi (misalnya, pompa pendingin reaktor nuklir).
5. Bantalan dorongan (penyeimbangan tambahan)
●Prinsip: Bantalan bola kontak sudut atau bantalan Kingsbury menyerap gaya aksial residual.
●Keuntungan: Cadangan yang andal untuk metode penyeimbangan lainnya.
●Kerugian: Membutuhkan pelumasan reguler; Umur yang lebih pendek di bawah beban aksial tinggi.
●Aplikasi: Pompa multistage kecil hingga menengah atau pompa berkecepatan tinggi.
6. Desain Impeller Ganda
●Prinsip: Impeller ganda ganda digunakan pada tahap pertama atau menengah, menyeimbangkan gaya aksial melalui aliran dual-side.
●Keuntungan: Balancing yang efektif saat meningkatkan kinerja kavitasi.
●Kerugian: Hanya menyeimbangkan gaya aksial tahap tunggal; Metode lain diperlukan untuk pompa multistage.
7. Lubang keseimbangan hidrolik (lubang pelat belakang impeller)
●Prinsip: Lubang dibor di pelat belakang impeller, memungkinkan cairan bertekanan tinggi untuk resirkulasi ke zona bertekanan rendah, mengurangi gaya aksial.
●Keuntungan: Sederhana dan berbiaya rendah.
●Kerugian: Mengurangi efisiensi pompa (~ 2-4%).Hanya cocok untuk aplikasi gaya aksial rendah; seringkali membutuhkan bantalan dorong tambahan.
Perbandingan metode penyeimbangan gaya aksial
| Metode | Efisiensi | Kompleksitas | Biaya perawatan | Aplikasi khas |
| Impeler simetris | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Pompa bertekanan tinggi tahap genap |
| Menyeimbangkan drum | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Pompa multistage head tinggi |
| Disk Menyeimbangkan | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Cairan bersih, beban variabel |
| Drum + Disk Combo | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Kondisi ekstrem (nuklir, militer) |
| Bantalan dorong | ★★ | ★★ | ★★★ | Keseimbangan gaya aksial residual |
| Impeller ganda | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Tahap pertama atau menengah |
| Menyeimbangkan lubang | ★★ | ★ | ★ | Pompa bertekanan rendah kecil |
Waktu posting: Mar-29-2025