sales@tkflow.com 
L'equilibri de la força axial en bombes centrífugues multietapa és una tecnologia crítica per garantir un funcionament estable. A causa de la disposició en sèrie dels impulsors, les forces axials s'acumulen significativament (fins a diverses tones). Si no s'equilibren correctament, això pot provocar una sobrecàrrega dels coixinets, danys als segells o fins i tot fallades de l'equip. A continuació es mostren els mètodes habituals d'equilibri de força axial, juntament amb els seus principis, avantatges i desavantatges.
1.Disposició simètrica de l'impel·lent (esquena contra esquena / cara a cara)
En el disseny del dispositiu d'equilibri de força axial de la bomba centrífuga moderna, l'etapa de l'impulsor generalment es selecciona com a nombre parell, perquè quan l'etapa de l'impulsor és un nombre parell, el mètode de distribució simètrica de l'impulsor es pot utilitzar per equilibrar la força axial de l'equip, i la força axial generada per l'impulsor distribuït simètricament en el procés d'operació és igual en magnitud i oposada en direcció, i mostrarà un estat d'equilibri a nivell macroscòpic. En el procés de disseny, cal tenir en compte que la mida d'estrangulació del segellat abans de l'entrada de l'impulsor invers és coherent amb el diàmetre de l'impulsor per garantir un bon segellat.
●PrincipiEls impulsors adjacents estan disposats en direccions oposades de manera que les seves forces axials es cancel·len mútuament.
●Esquena contra esquenaDos conjunts d'impel·lents estan instal·lats simètricament al voltant del punt mitjà de l'eix de la bomba.
●PresencialEls impelents estan disposats cap a dins o cap a fora en una configuració de mirall.
●AvantatgesNo calen dispositius addicionals; estructura senzilla; alta eficiència d'equilibri (més del 90%).
●DesavantatgesDisseny complex de la carcassa de la bomba; optimització difícil del recorregut del flux; només aplicable a bombes amb un nombre parell d'etapes.
●AplicacionsBombes d'alimentació de calderes d'alta pressió, bombes petroquímiques multietapa.
2. Tambor d'equilibri
L'estructura del tambor d'equilibri (també coneguda com a pistó d'equilibri) no té un joc axial ajustat, que pot compensar la major part de l'empenta axial, però no tot l'empenta axial, i no hi ha cap compensació addicional quan es mou en posició axial, i generalment es requereixen coixinets d'empenta. Aquest disseny tindrà una recirculació interna (fuita interna) més alta, però és més tolerant a les arrencades, aturades i altres condicions transitòries.
●PrincipiUn tambor cilíndric s'instal·la després del rodet de l'última etapa. El fluid a alta pressió s'escapa a través de l'espai entre el tambor i la carcassa cap a una cambra de baixa pressió, generant una força contrària.
● AavantatgesGran capacitat d'equilibri, adequada per a bombes multietapa d'alta pressió (per exemple, de 10 o més etapes).
●DesavantatgesPèrdues per fuites (~3–5% del cabal), cosa que redueix l'eficiència. Requereix canonades d'equilibri addicionals o sistemes de recirculació, cosa que augmenta la complexitat del manteniment.
●AplicacionsBombes centrífugues multietapa grans (per exemple, bombes de canonades de llarga distància).
3.Disc d'equilibri
Com a mètode de disseny comú en el procés de disseny del dispositiu d'equilibri de força axial de la bomba centrífuga multietapa moderna, el mètode del disc d'equilibri es pot ajustar moderadament segons la demanda de producció, i la força d'equilibri es genera principalment per la secció transversal entre el joc radial i el joc axial del disc, i l'altra part es genera principalment pel joc axial i la secció del radi exterior del disc d'equilibri, i aquestes dues forces d'equilibri tenen el paper d'equilibrar la força axial. En comparació amb altres mètodes, l'avantatge del mètode de la placa d'equilibri és que el diàmetre de la placa d'equilibri és més gran i la sensibilitat és més alta, cosa que millora eficaçment l'estabilitat de funcionament del dispositiu de l'equip. Tanmateix, a causa del petit joc de funcionament axial, aquest disseny és susceptible al desgast i als danys en condicions transitòries.
●PrincipiUn disc mòbil s'instal·la després del rodet de l'última etapa. La diferència de pressió a través del disc ajusta dinàmicament la seva posició per contrarestar la força axial.
●AvantatgesS'adapta automàticament a les variacions de força axial; alta precisió d'equilibri.
●DesavantatgesLa fricció provoca desgast, cosa que requereix una substitució periòdica. Sensible a la neteja dels fluids (les partícules poden bloquejar el disc).
●AplicacionsBombes d'aigua neta multietapa de fase inicial (que s'estan substituint gradualment per tambors d'equilibrat).
4.Combinació de tambor i disc d'equilibri
En comparació amb el mètode de la placa d'equilibri, el mètode del tambor de la placa d'equilibri es diferencia en què la mida de la seva part del casquet d'acceleració és més gran que la mida del cub de l'impulsor, mentre que el disc d'equilibri requereix que la mida del casquet d'acceleració correspongui a la mida del cub de l'impulsor. En general, en el mètode de disseny del tambor de la placa d'equilibri, la força d'equilibri generada per la placa d'equilibri representa més de la meitat de la força axial total, i el màxim pot arribar al 90% de la força axial total, i les altres parts són proporcionades principalment pel tambor d'equilibri. Al mateix temps, augmentar moderadament la força d'equilibri del tambor d'equilibri reduirà corresponentment la força d'equilibri de la placa d'equilibri i, en conseqüència, reduirà la mida de la placa d'equilibri, reduint així el grau de desgast de la placa d'equilibri, millorant la vida útil de les peces de l'equip i garantint el funcionament normal de la bomba centrífuga multietapa.
●PrincipiEl tambor gestiona la major part de la força axial, mentre que el disc ajusta amb precisió la força residual.
●AvantatgesCombina estabilitat i adaptabilitat, adequada per a condicions de funcionament variables.
●DesavantatgesEstructura complexa; cost més elevat.
●AplicacionsBombes industrials d'alt rendiment (per exemple, bombes de refrigerant de reactors nuclears).
5. Rodaments d'empenta (equilibri auxiliar)
●PrincipiEls rodaments de boles de contacte angular o els rodaments Kingsbury absorbeixen la força axial residual.
●AvantatgesCòpia de seguretat fiable per a altres mètodes d'equilibri.
●DesavantatgesRequereix lubricació regular; vida útil més curta sota càrregues axials elevades.
●AplicacionsBombes multietapa petites o mitjanes o bombes d'alta velocitat.
6. Disseny de doble impulsor d'aspiració
●PrincipiA la primera etapa o intermèdia s'utilitza un impulsor de doble succió, que equilibra la força axial mitjançant un flux d'entrada bilateral.
●AvantatgesEquilibri eficaç alhora que millora el rendiment de la cavitació.
●DesavantatgesNomés equilibra la força axial d'una sola etapa; es necessiten altres mètodes per a bombes multietapa.
7. Forats d'equilibri hidràulic (forats de la placa posterior de l'impel·lent)
●PrincipiEs perforen forats a la placa posterior de l'impel·lent, permetent que el fluid d'alta pressió recirculi a la zona de baixa pressió, reduint la força axial.
●Avantatges: Simple i de baix cost.
●DesavantatgesRedueix l'eficiència de la bomba (~2–4%).Només és adequat per a aplicacions de baixa força axial; sovint requereix coixinets d'empenta suplementaris.
Comparació de mètodes d'equilibri de forces axials
| Mètode | Eficiència | Complexitat | Cost de manteniment | Aplicacions típiques |
| Impulsors simètrics | ★★★★★★ | ★★★ | ★★ | Bombes d'alta pressió d'etapa uniforme |
| Tambor d'equilibri | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Bombes multietapa d'alta pressió |
| Disc d'equilibri | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Fluids nets, càrregues variables |
| Combo de bateria + disc | ★★★★★★ | ★★★★★★ | ★★★★ | Condicions extremes (nuclear, militar) |
| Rodaments d'empenta | ★★ | ★★ | ★★★ | Equilibri de força axial residual |
| Impulsor de doble succió | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Primera etapa o etapa intermèdia |
| Forats d'equilibri | ★★ | ★ | ★ | Bombes petites de baixa pressió |
Data de publicació: 29 de març de 2025