L'equilibriu di a forza assiale in e pompe centrifughe multistadio hè una tecnulugia critica per assicurà un funziunamentu stabile. A causa di a disposizione in serie di e giranti, e forze assiali s'accumulanu significativamente (finu à parechje tunnellate). S'ellu ùn hè micca equilibratu currettamente, questu pò purtà à un sovraccaricu di i cuscinetti, danni à e guarnizioni, o ancu guasti à l'apparecchiature. Quì sottu sò i metudi cumuni di equilibriu di a forza assiale, inseme cù i so principii, vantaghji è svantaghji.
1.Disposizione Simmetrica di a Girante (Schiena à Schiena / Faccia à Faccia)
In a cuncepzione di u dispusitivu di equilibriu di a forza assiale di a pompa centrifuga muderna, u stadiu di a girante hè generalmente sceltu cum'è un numeru paru, perchè quandu u stadiu di a girante hè un numeru paru, u metudu di distribuzione simmetrica di a girante pò esse adupratu per equilibrà a forza assiale di l'equipaggiu, è a forza assiale generata da a girante distribuita simmetricamente in u prucessu di funziunamentu hè uguale in magnitudine è opposta in direzzione, è mostrerà un statu di equilibriu à u livellu macroscopicu. In u prucessu di cuncepzione, si deve nutà chì a dimensione di strozzatura di sigillatura prima di l'entrata di a girante inversa hè coerente cù u diametru di a girante per assicurà una bona sigillatura.
●PrincipiuE giranti adiacenti sò disposte in direzzioni opposte in modu chì e so forze assiali si annullinu.
●Schiena à schienaDui gruppi di giranti sò stallati simmetricamente intornu à u puntu mediu di l'alberu di a pompa.
●Faccia à facciaE giranti sò disposte versu l'internu o versu l'esternu in una cunfigurazione speculare.
●VantaghjiNisun dispusitivu supplementariu hè necessariu; struttura simplice; alta efficienza di equilibriu (più di 90%).
●SvantaghjiCuncepimentu cumplessu di l'alloghju di a pompa; ottimizazione difficiule di u percorsu di flussu; applicabile solu à e pompe cù un numeru paru di stadii.
●ApplicazioniPompe di alimentazione di caldaie à alta pressione, pompe petrolchimiche multistadio.
2. Tamburu d'equilibriu
A struttura di u tamburu d'equilibriu (cunnisciuta ancu cum'è u pistone d'equilibriu) ùn hà micca un ghjocu assiale strettu, chì pò cumpensà a maiò parte di a spinta assiale, ma micca tutta a spinta assiale, è ùn ci hè micca compensazione supplementaria quandu si move in pusizione assiale, è i cuscinetti di spinta sò generalmente richiesti. Stu disignu avarà una ricirculazione interna più alta (perdita interna) ma hè più tollerante à l'avviamenti, l'arresti è altre cundizioni transitorie.
●PrincipiuUn tamburu cilindricu hè stallatu dopu à a girante di l'ultima tappa. U fluidu à alta pressione si filtra per u spaziu trà u tamburu è l'involucru in una camera à bassa pressione, generendu una forza contraria.
● UnvantaghjiForte capacità di equilibramentu, adatta per pompe multistadio ad alta pressione (per esempiu, 10+ stadi).
●SvantaghjiPerdite di fuga (~3-5% di a portata), riducendu l'efficienza. Richiede tubi di bilanciamentu supplementari o sistemi di ricirculazione, aumentendu a cumplessità di a manutenzione.
●ApplicazioniPompe centrifughe multistadio di grandi dimensioni (per esempiu, pompe per condutture à longa distanza).
3.Discu d'equilibriu
Cum'è un metudu di cuncepimentu cumunu in u prucessu di cuncepimentu di u dispusitivu di equilibriu di forza assiale di a pompa centrifuga multistadio muderna, u metudu di u discu di equilibriu pò esse moderatamente aghjustatu secondu a dumanda di pruduzzione, è a forza di equilibriu hè generata principalmente da a sezione trasversale trà u ghjocu radiale è u ghjocu assiale di u discu, è l'altra parte hè generata principalmente da u ghjocu assiale è a sezione di u raghju esternu di u discu di equilibriu, è queste duie forze di equilibriu ghjocanu u rolu di equilibrà a forza assiale. In paragone cù altri metudi, u vantaghju di u metudu di a piastra di equilibriu hè chì u diametru di a piastra di equilibriu hè più grande è a sensibilità hè più alta, ciò chì migliora efficacemente a stabilità di funziunamentu di u dispusitivu di l'equipaggiu. Tuttavia, per via di u picculu ghjocu di funziunamentu assiale, questu cuncepimentu hè suscettibile à l'usura è à i danni in cundizioni transitorie.
●PrincipiuUn discu mobile hè stallatu dopu à a girante di l'ultima tappa. A differenza di pressione à traversu u discu aghjusta dinamicamente a so pusizione per cuntrastà a forza assiale.
●VantaghjiS'adatta automaticamente à e variazioni di forza assiale; alta precisione di equilibratura.
●SvantaghjiL'attritu provoca usura, chì richiede una sustituzione periodica. Sensibile à a pulizia di i fluidi (e particelle ponu bluccà u discu).
●ApplicazioniPompe d'acqua pulita multistadio di prima fase (chì sò gradualmente rimpiazzate da tamburi di equilibratura).
4.Cumbinazione di tamburu d'equilibriu + discu
In paragone cù u metudu di a piastra d'equilibriu, u metudu di u tamburu di a piastra d'equilibriu hè differente in quantu a dimensione di a so parte di a boccola di l'acceleratore hè più grande di a dimensione di u mozzu di a girante, mentre chì u discu d'equilibriu richiede chì a dimensione di a boccola di l'acceleratore currisponde à a dimensione di u mozzu di a girante. In generale, in u metudu di cuncepimentu di u tamburu di a piastra d'equilibriu, a forza d'equilibriu generata da a piastra d'equilibriu rapprisenta più di a metà di a forza assiale tutale, è u massimu pò ghjunghje à u 90% di a forza assiale tutale, è l'altre parte sò principalmente furnite da u tamburu d'equilibriu. À u listessu tempu, aumentà moderatamente a forza d'equilibriu di u tamburu d'equilibriu riducerà currispundente a forza d'equilibriu di a piastra d'equilibriu, è riducerà currispundente a dimensione di a piastra d'equilibriu, riducendu cusì u gradu di usura di a piastra d'equilibriu, migliurendu a vita di serviziu di e parte di l'equipaggiu, è assicurendu u funziunamentu nurmale di a pompa centrifuga multistadio.
●PrincipiuU tamburu gestisce a maiò parte di a forza assiale, mentre chì u discu regola cù precisione a forza residuale.
●VantaghjiCombina stabilità è adattabilità, adatta à cundizioni operative variabili.
●SvantaghjiStruttura cumplessa; costu più altu.
●ApplicazioniPompe industriali d'altu rendimentu (per esempiu, pompe di refrigerazione di reattori nucleari).
5. Cuscinetti reggispinta (equilibratura ausiliaria)
●PrincipiuI cuscinetti à sfere à cuntattu angulare o i cuscinetti Kingsbury assorbenu a forza assiale residua.
●VantaghjiCopia di salvezza affidabile per altri metudi di equilibramentu.
●SvantaghjiRichiede una lubrificazione regulare; durata di vita più corta sottu à carichi assiali elevati.
●ApplicazioniPompe multistadio di piccula à media cilindrata o pompe à alta velocità.
6. Cuncepimentu di a girante à doppia aspirazione
●PrincipiuUna girante à doppia aspirazione hè aduprata in a prima fase o intermedia, equilibrendu a forza assiale per mezu di un flussu da dui lati.
●VantaghjiEquilibriu efficace mentre migliora e prestazioni di cavitazione.
●SvantaghjiEquilibra solu a forza assiale à un solu stadiu; altri metudi sò necessarii per e pompe multistadio.
7. Fori di equilibriu idraulicu (fori di a piastra posteriore di a girante)
●PrincipiuI fori sò perforati in a piastra posteriore di a girante, chì permettenu à u fluidu à alta pressione di ricirculà in a zona di bassa pressione, riducendu a forza assiale.
●Vantaghji: Simplice è à pocu costu.
●SvantaghjiRiduce l'efficienza di a pompa (~2–4%).Adattu solu per applicazioni à bassa forza assiale; spessu richiede cuscinetti reggispinta supplementari.
Paragone di i Metodi di Equilibriu di a Forza Assiale
| Metudu | Efficienza | Cumplessità | Costu di mantenimentu | Applicazioni tipiche |
| Giranti simmetriche | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | Pompe à alta pressione à stadii uniformi |
| Tamburu d'equilibriu | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Pompe multistadio à alta prevalenza |
| Discu d'equilibriu | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | Fluidi puliti, carichi variabili |
| Combo di tamburi + discu | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | Cundizioni estreme (nucleari, militari) |
| Cuscinetti di spinta | ★★ | ★★ | ★★★ | Equilibriu di a forza assiale residuale |
| Girante à doppia aspirazione | ★★★★ | ★★★ | ★★ | Prima tappa o intermedia |
| Fori di equilibriu | ★★ | ★ | ★ | Piccule pompe à bassa pressione |
Data di publicazione: 29 di marzu di u 2025