sales@tkflow.com 
Het balanceren van de axiale kracht in meertraps centrifugaalpompen is een cruciale technologie om een stabiele werking te garanderen. Door de serieschakeling van waaiers lopen de axiale krachten aanzienlijk op (tot enkele tonnen). Een onjuiste balancering kan leiden tot overbelasting van de lagers, schade aan de afdichtingen of zelfs uitval van de apparatuur. Hieronder vindt u veelgebruikte methoden voor het balanceren van de axiale kracht, inclusief hun principes, voor- en nadelen.
1.Symmetrische waaieropstelling (rug-aan-rug / gezicht-aan-gezicht)
Bij het ontwerp van de axiale krachtbalans van moderne centrifugaalpompen wordt de waaiertrap doorgaans gekozen als een even getal. Dit komt doordat bij een even getal de symmetrische waaierverdelingsmethode kan worden gebruikt om de axiale kracht van de apparatuur te balanceren. De axiale kracht die door de symmetrisch verdeelde waaier tijdens de werking wordt gegenereerd, is gelijk in grootte en tegengesteld in richting. Dit zal op macroscopisch niveau een evenwichtstoestand vertonen. Tijdens het ontwerpproces moet er rekening mee worden gehouden dat de afdichtingssmoorklep vóór de inlaat van de omgekeerde waaier consistent is met de diameter van de waaier om een goede afdichting te garanderen.
●Beginsel:Aangrenzende waaiers zijn in tegengestelde richtingen geplaatst, zodat hun axiale krachten elkaar opheffen.
●Achter elkaar:Twee sets waaiers zijn symmetrisch rond het middelpunt van de pompas gemonteerd.
●Persoonlijk:De waaiers zijn in spiegelbeeld naar binnen of naar buiten gericht.
●Voordelen: Geen extra apparaten nodig; eenvoudige structuur; hoge balanceringsefficiëntie (meer dan 90%).
●Nadelen: Complex pomphuisontwerp; moeilijke optimalisatie van het stroompad; alleen toepasbaar op pompen met een even aantal trappen.
●Toepassingen: Hogedrukketelvoedingspompen, meertraps petrochemische pompen.
2. Balancerende trommel
De balanstrommelconstructie (ook wel balanszuiger genoemd) heeft geen nauwe axiale speling, wat de axiale stuwkracht grotendeels kan compenseren, maar niet volledig. Er is geen extra compensatie bij beweging in de axiale positie, en axiaallagers zijn doorgaans vereist. Dit ontwerp heeft een hogere interne recirculatie (interne lekkage), maar is beter bestand tegen opstarten, uitschakelen en andere tijdelijke omstandigheden.
●Beginsel: Een cilindrische trommel wordt na de waaier van de laatste trap geplaatst. Vloeistof onder hoge druk lekt door de opening tussen de trommel en de behuizing in een lagedrukkamer, waardoor een tegenwerkende kracht ontstaat.
● Eenvoordelen: Sterk balancerend vermogen, geschikt voor hogedrukpompen met meerdere fasen (bijv. 10+ fasen).
●Nadelen: Lekverliezen (~3-5% van de stroomsnelheid), waardoor de efficiëntie afneemt. Vereist extra balanceerleidingen of recirculatiesystemen, wat de onderhoudscomplexiteit verhoogt.
●Toepassingen: Grote meertraps centrifugaalpompen (bijvoorbeeld pijpleidingpompen voor lange afstanden).
3.Balancerende schijf
Als een gebruikelijke ontwerpmethode in het ontwerpproces van de axiale krachtbalansinrichting van moderne meertraps centrifugaalpompen, kan de balansschijfmethode matig worden aangepast aan de productievraag, en wordt de balanskracht voornamelijk gegenereerd door de doorsnede tussen de radiale speling en de axiale speling van de schijf, en het andere deel wordt voornamelijk gegenereerd door de axiale speling en de buitenradiussectie van de balansschijf, en deze twee balanceerkrachten spelen de rol van het balanceren van de axiale kracht. Vergeleken met andere methoden is het voordeel van de balansplaatmethode dat de diameter van de balansplaat groter is en de gevoeligheid hoger is, wat de bedrijfsstabiliteit van het apparaat effectief verbetert. Vanwege de kleine axiale speling is dit ontwerp echter gevoelig voor slijtage en schade onder transiënte omstandigheden.
●Beginsel: Een beweegbare schijf is na de waaier van de laatste trap geplaatst. Het drukverschil over de schijf past de positie dynamisch aan om de axiale kracht tegen te gaan.
●Voordelen: Past zich automatisch aan aan axiale krachtvariaties; hoge balanceerprecisie.
●Nadelen: Wrijving veroorzaakt slijtage, waardoor periodieke vervanging noodzakelijk is. Gevoelig voor de reinheid van de vloeistof (deeltjes kunnen de schijf blokkeren).
●Toepassingen: Meertraps-schoonwaterpompen in een vroeg stadium (worden geleidelijk vervangen door balanceertrommels).
4.Balancerende drum- en schijfcombinatie
Vergeleken met de balansplaatmethode verschilt de balansplaattrommelmethode doordat de grootte van het gasklephuis groter is dan de grootte van de waaiernaaf, terwijl voor de balansschijf de grootte van de gasklephuis overeenkomt met de grootte van de waaiernaaf. Over het algemeen geldt bij het ontwerp van de balansplaattrommel dat de door de balansplaat gegenereerde balanskracht meer dan de helft van de totale axiale kracht vertegenwoordigt, en maximaal 90% van de totale axiale kracht kan bereiken, terwijl de andere onderdelen voornamelijk door de balanstrommel worden geleverd. Tegelijkertijd zal een matige verhoging van de balanskracht van de balanstrommel de balanskracht van de balansplaat dienovereenkomstig verminderen en de grootte van de balansplaat dienovereenkomstig verkleinen, waardoor de slijtage van de balansplaat wordt verminderd, de levensduur van de apparatuuronderdelen wordt verlengd en de normale werking van de meertraps centrifugaalpomp wordt gegarandeerd.
●Beginsel:De trommel verwerkt het grootste deel van de axiale kracht, terwijl de schijf de resterende kracht nauwkeurig afstemt.
●Voordelen: Combineert stabiliteit en aanpassingsvermogen, geschikt voor wisselende bedrijfsomstandigheden.
●Nadelen: Complexe structuur; hogere kosten.
●Toepassingen: Hoogwaardige industriële pompen (bijvoorbeeld koelmiddelpompen voor kernreactoren).
5. Druklagers (hulpbalancering)
●Beginsel: Hoekcontactkogellagers of Kingsbury-lagers absorberen de resterende axiale kracht.
●Voordelen: Betrouwbare back-up voor andere balanceringsmethoden.
●Nadelen: Vereist regelmatige smering; kortere levensduur bij hoge axiale belasting.
●Toepassingen: Kleine tot middelgrote meertrapspompen of hogesnelheidspompen.
6. Dubbel-zuigwaaierontwerp
●Beginsel:In de eerste of tussentrap wordt een dubbelzuigwaaier gebruikt, waardoor de axiale kracht in evenwicht wordt gebracht door instroom aan twee zijden.
●Voordelen: Effectief balanceren en tegelijkertijd de cavitatieprestaties verbeteren.
●Nadelen: Balanceert alleen de axiale kracht in één fase; voor meertrapspompen zijn andere methoden nodig.
7. Gaten voor hydraulische balans (gaten in de waaierachterplaat)
●Beginsel:Er worden gaten geboord in de achterplaat van de waaier, waardoor vloeistof onder hoge druk kan recirculeren naar de zone met lage druk, waardoor de axiale kracht wordt verminderd.
●Voordelen:Eenvoudig en goedkoop.
●Nadelen: Vermindert de pompefficiëntie (~2–4%).Alleen geschikt voor toepassingen met lage axiale krachten; vereist vaak extra axiaallagers.
Vergelijking van axiale krachtbalanceringsmethoden
| Methode | Efficiëntie | Complexiteit | Onderhoudskosten | Typische toepassingen |
| Symmetrische waaiers | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Even-stage hogedrukpompen |
| Balancerende trommel | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Meertrapspompen met hoge opvoerhoogte |
| Balancerende schijf | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Schone vloeistoffen, variabele belastingen |
| Drum + schijfcombinatie | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Extreme omstandigheden (nucleair, militair) |
| Druklagers | ★★ | ★★ | ★★★ | Resterende axiale krachtbalancering |
| Dubbel-zuigwaaier | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Eerste of tussenliggende fase |
| Balansgaten | ★★ | ★ | ★ | Kleine lagedrukpompen |
Plaatsingstijd: 29-03-2025