sales@tkflow.com 
متعادل کردن نیروی محوری در پمپ‌های گریز از مرکز چند مرحله‌ای یک فناوری حیاتی برای تضمین عملکرد پایدار است. به دلیل چیدمان سری پروانه‌ها، نیروهای محوری به طور قابل توجهی (تا چندین تن) جمع می‌شوند. اگر به درستی متعادل نشوند، می‌توانند منجر به اضافه بار یاتاقان، آسیب به آب‌بند یا حتی خرابی تجهیزات شوند. در زیر روش‌های متداول متعادل کردن نیروی محوری به همراه اصول، مزایا و معایب آنها آورده شده است.
۱.چیدمان متقارن پروانه‌ها (پشت به پشت / رو به رو)
در طراحی دستگاه تعادل نیروی محوری پمپ‌های گریز از مرکز مدرن، معمولاً تعداد طبقات پروانه زوج انتخاب می‌شود، زیرا وقتی تعداد طبقات پروانه زوج باشد، می‌توان از روش توزیع متقارن پروانه برای متعادل کردن نیروی محوری تجهیزات استفاده کرد و نیروی محوری تولید شده توسط پروانه با توزیع متقارن در فرآیند کار، از نظر بزرگی برابر و از نظر جهت مخالف است و در سطح ماکروسکوپی حالت تعادل را نشان می‌دهد. در فرآیند طراحی، باید توجه داشت که اندازه دریچه آب‌بندی قبل از ورودی پروانه معکوس با قطر پروانه سازگار باشد تا آب‌بندی خوب تضمین شود.
●اصل: پروانه‌های مجاور در جهت مخالف یکدیگر قرار گرفته‌اند به طوری که نیروهای محوری آنها یکدیگر را خنثی می‌کنند.
●پشت سر همدو مجموعه پروانه به صورت متقارن در اطراف نقطه میانی محور پمپ نصب شده‌اند.
●حضوریپروانه‌ها به صورت آینه‌ای رو به داخل یا خارج چیده شده‌اند.
●مزایابدون نیاز به دستگاه اضافی؛ ساختار ساده؛ راندمان بالانس بالا (بیش از ۹۰٪).
●معایبطراحی پیچیده محفظه پمپ؛ بهینه‌سازی دشوار مسیر جریان؛ فقط برای پمپ‌هایی با تعداد طبقات زوج قابل اجرا است.
●کاربردهاپمپ‌های تغذیه دیگ بخار فشار بالا، پمپ‌های چند مرحله‌ای پتروشیمی
2. درام متعادل کننده
ساختار درام بالانس (که به عنوان پیستون بالانس نیز شناخته می‌شود) دارای لقی محوری محکمی نیست که بتواند بیشتر نیروی محوری را جبران کند، اما نه همه نیروی محوری را، و هیچ جبران اضافی هنگام حرکت در موقعیت محوری وجود ندارد و عموماً یاتاقان‌های رانشی مورد نیاز هستند. این طراحی گردش مجدد داخلی (نشتی داخلی) بالاتری خواهد داشت اما در برابر روشن شدن، خاموش شدن و سایر شرایط گذرا تحمل بیشتری دارد.
●اصلیک درام استوانه‌ای بعد از پروانه مرحله آخر نصب می‌شود. سیال پرفشار از طریق شکاف بین درام و محفظه به داخل یک محفظه کم‌فشار نشت می‌کند و نیرویی مخالف ایجاد می‌کند.
● الفمزایاقابلیت بالانس قوی، مناسب برای پمپ‌های فشار بالا و چند مرحله‌ای (مثلاً بیش از ۱۰ مرحله).
●معایبتلفات نشتی (حدود ۳ تا ۵ درصد از دبی جریان)، کاهش راندمان. نیاز به لوله‌های متعادل‌کننده اضافی یا سیستم‌های گردش مجدد، که پیچیدگی تعمیر و نگهداری را افزایش می‌دهد.
●کاربردها: پمپ های گریز از مرکز چند مرحله ای بزرگ (مثلاً پمپ های خطوط لوله با مسافت طولانی).
۳.دیسک متعادل کننده
به عنوان یک روش طراحی رایج در فرآیند طراحی دستگاه تعادل نیروی محوری پمپ گریز از مرکز چند مرحله‌ای مدرن، روش دیسک تعادل می‌تواند به طور متوسط با توجه به تقاضای تولید تنظیم شود و نیروی تعادل عمدتاً توسط سطح مقطع بین لقی شعاعی و لقی محوری دیسک ایجاد می‌شود و بخش دیگر عمدتاً توسط لقی محوری و بخش شعاع بیرونی دیسک تعادل ایجاد می‌شود و این دو نیروی متعادل کننده نقش متعادل کننده نیروی محوری را ایفا می‌کنند. در مقایسه با سایر روش‌ها، مزیت روش صفحه تعادل این است که قطر صفحه تعادل بزرگتر و حساسیت بالاتر است که به طور موثر پایداری عملکرد دستگاه تجهیزات را بهبود می‌بخشد. با این حال، به دلیل لقی محوری کم، این طرح در شرایط گذرا مستعد سایش و آسیب است.
●اصلیک دیسک متحرک بعد از پروانه آخرین مرحله نصب می‌شود. اختلاف فشار در دو طرف دیسک، موقعیت آن را به صورت دینامیکی تنظیم می‌کند تا نیروی محوری را خنثی کند.
●مزایا: به طور خودکار با تغییرات نیروی محوری سازگار می‌شود؛ دقت بالا در بالانس.
●معایباصطکاک باعث سایش می‌شود و نیاز به تعویض دوره‌ای دارد. به تمیزی سیال حساس است (ذرات می‌توانند دیسک را گیر کنند).
●کاربردهاپمپ‌های آب تمیز چند مرحله‌ای در مراحل اولیه (که به تدریج با درام‌های متعادل‌کننده جایگزین می‌شوند).
۴.ترکیب درام و دیسک متعادل‌کننده
در مقایسه با روش صفحه تعادل، روش درام صفحه تعادل از این نظر متفاوت است که اندازه قسمت بوش دریچه گاز آن بزرگتر از اندازه توپی پروانه است، در حالی که دیسک تعادل نیاز دارد که اندازه بوش دریچه گاز با اندازه توپی پروانه مطابقت داشته باشد. به طور کلی، در روش طراحی درام صفحه تعادل، نیروی تعادل تولید شده توسط صفحه تعادل بیش از نیمی از کل نیروی محوری را تشکیل می‌دهد و حداکثر می‌تواند به 90٪ از کل نیروی محوری برسد و سایر قسمت‌ها عمدتاً توسط درام تعادل تأمین می‌شوند. در عین حال، افزایش متوسط نیروی تعادل درام تعادل به طور متناظر نیروی تعادل صفحه تعادل را کاهش می‌دهد و به طور متناسب اندازه صفحه تعادل را کاهش می‌دهد و در نتیجه میزان سایش صفحه تعادل را کاهش می‌دهد، عمر مفید قطعات تجهیزات را بهبود می‌بخشد و عملکرد طبیعی پمپ گریز از مرکز چند مرحله‌ای را تضمین می‌کند.
●اصلدرام بیشتر نیروی محوری را تحمل می‌کند، در حالی که دیسک نیروی باقیمانده را به طور دقیق تنظیم می‌کند.
●مزایا: ترکیبی از پایداری و سازگاری، مناسب برای شرایط عملیاتی متغیر.
●معایبساختار پیچیده؛ هزینه بالاتر.
●کاربردها: پمپ های صنعتی با کارایی بالا (مثلاً پمپ های خنک کننده راکتور هسته ای).
۵. یاتاقان‌های رانشی (متعادل‌کننده کمکی)
●اصل: بلبرینگ های تماس زاویه ای یا بلبرینگ های کینگزبری نیروی محوری پسماند را جذب می کنند.
●مزایا: پشتیبان قابل اعتماد برای سایر روش‌های متعادل‌سازی.
●معایبنیاز به روانکاری منظم؛ طول عمر کوتاه‌تر در بارهای محوری بالا.
●کاربردهاپمپ‌های چند مرحله‌ای کوچک تا متوسط یا پمپ‌های پرسرعت.
۶. طراحی پروانه دو مکشه
●اصلیک پروانه دو مکشه در مرحله اول یا میانی استفاده می‌شود و نیروی محوری را از طریق جریان ورودی دو طرفه متعادل می‌کند.
●مزایا: متعادل‌سازی مؤثر ضمن بهبود عملکرد کاویتاسیون.
●معایبفقط نیروی محوری تک مرحله‌ای را متعادل می‌کند؛ برای پمپ‌های چند مرحله‌ای به روش‌های دیگری نیاز است.
۷. سوراخ‌های بالانس هیدرولیکی (سوراخ‌های صفحه پشتی پروانه)
●اصلسوراخ‌هایی در صفحه پشتی پروانه ایجاد شده‌اند که به سیال پرفشار اجازه می‌دهند تا به ناحیه کم‌فشار بازگردد و نیروی محوری را کاهش دهد.
●مزایا: ساده و کم هزینه.
●معایب: راندمان پمپ را کاهش می‌دهد (حدود ۲ تا ۴ درصد).فقط برای کاربردهای با نیروی محوری کم مناسب است؛ اغلب به یاتاقان‌های کف‌گرد اضافی نیاز دارد.
مقایسه روش‌های متعادل‌سازی نیروی محوری
| روش | کارایی | پیچیدگی | هزینه نگهداری | کاربردهای معمول |
| پروانه‌های متقارن | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | پمپ‌های فشار قوی هم مرحله‌ای |
| درام متعادل کننده | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | پمپ‌های چند مرحله‌ای با هد بالا |
| دیسک متعادل کننده | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | سیالات تمیز، بارهای متغیر |
| ترکیب درام + دیسک | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | شرایط سخت (هسته‌ای، نظامی) |
| یاتاقان‌های رانشی | ★★ | ★★ | ★★★ | متعادل‌سازی نیروی محوری پسماند |
| پروانه دو مکشه | ★★★★ | ★★★ | ★★ | مرحله اول یا میانی |
| سوراخ‌های تعادل | ★★ | ★ | ★ | پمپ‌های کوچک فشار پایین |
زمان ارسال: ۲۹ مارس ۲۰۲۵