মাল্টিস্টেজ সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পের স্থিতিশীল কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য অ্যাক্সিয়াল ফোর্সের ভারসাম্য রক্ষা করা একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি। ইম্পেলারগুলোর সিরিজ বিন্যাসের কারণে, অ্যাক্সিয়াল ফোর্স উল্লেখযোগ্যভাবে (কয়েক টন পর্যন্ত) জমা হয়। যদি সঠিকভাবে ভারসাম্য রক্ষা করা না হয়, তবে এর ফলে বিয়ারিং-এর উপর অতিরিক্ত চাপ, সিলের ক্ষতি, বা এমনকি যন্ত্র বিকলও হয়ে যেতে পারে। নিচে অ্যাক্সিয়াল ফোর্সের ভারসাম্য রক্ষার প্রচলিত পদ্ধতিগুলো, তাদের মূলনীতি, সুবিধা এবং অসুবিধাসহ উল্লেখ করা হলো।
১.প্রতিসম ইম্পেলার বিন্যাস (পিঠাপিঠি / মুখোমুখি)
আধুনিক সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পের অ্যাক্সিয়াল ফোর্স ব্যালেন্স ডিভাইসের ডিজাইনে, ইম্পেলার স্টেজ সাধারণত জোড় সংখ্যা হিসেবে নির্বাচন করা হয়, কারণ ইম্পেলার স্টেজ জোড় সংখ্যা হলে যন্ত্রের অ্যাক্সিয়াল ফোর্স ভারসাম্য করার জন্য ইম্পেলার সিমেট্রিক্যাল ডিস্ট্রিবিউশন পদ্ধতি ব্যবহার করা যায়, এবং অপারেশন প্রক্রিয়ায় সিমেট্রিক্যালি ডিস্ট্রিবিউটেড ইম্পেলার দ্বারা উৎপন্ন অ্যাক্সিয়াল ফোর্স মানে সমান ও দিকে বিপরীত হয়, এবং এটি ম্যাক্রোস্কোপিক স্তরে একটি ভারসাম্যপূর্ণ অবস্থা প্রদর্শন করে। ডিজাইন প্রক্রিয়ায়, এটি লক্ষ্য রাখা উচিত যে রিভার্স ইম্পেলারের ইনলেটের আগে সিলিং থ্রটলিং সাইজ যেন ইম্পেলারের ব্যাসের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয়, যাতে ভালো সিলিং নিশ্চিত করা যায়।
●নীতিসংলগ্ন ইম্পেলারগুলোকে বিপরীত দিকে এমনভাবে সাজানো হয় যাতে তাদের অক্ষীয় বল পরস্পরকে বাতিল করে দেয়।
●পরপরপাম্প শ্যাফটের মধ্যবিন্দুকে কেন্দ্র করে দুই সেট ইম্পেলার প্রতিসমভাবে স্থাপন করা হয়।
●মুখোমুখিইম্পেলারগুলো প্রতিবিম্বিত বিন্যাসে ভেতরের দিকে বা বাইরের দিকে মুখ করে সাজানো থাকে।
●সুবিধাগুলিকোনো অতিরিক্ত ডিভাইসের প্রয়োজন নেই; সরল গঠন; উচ্চ ভারসাম্য দক্ষতা (৯০% এর বেশি)।
●অসুবিধাজটিল পাম্প হাউজিং ডিজাইন; কঠিন প্রবাহ পথের অনুকূলীকরণ; শুধুমাত্র জোড় সংখ্যক পর্যায়বিশিষ্ট পাম্পের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।
●অ্যাপ্লিকেশনউচ্চ-চাপের বয়লার ফিড পাম্প, পেট্রোকেমিক্যাল মাল্টিস্টেজ পাম্প।
2. ভারসাম্য ড্রাম
ব্যালেন্স ড্রাম কাঠামোতে (যা ব্যালেন্স পিস্টন নামেও পরিচিত) একটি সংকীর্ণ অক্ষীয় চলমান ক্লিয়ারেন্স থাকে না, যা অক্ষীয় থ্রাস্টের বেশিরভাগ অংশ পূরণ করতে পারলেও সম্পূর্ণটা পারে না, এবং অক্ষীয় অবস্থানে চলার সময় কোনো অতিরিক্ত ক্ষতিপূরণ হয় না, এবং সাধারণত থ্রাস্ট বিয়ারিংয়ের প্রয়োজন হয়। এই নকশায় অভ্যন্তরীণ পুনঃসঞ্চালন (অভ্যন্তরীণ লিকেজ) বেশি হবে, কিন্তু এটি স্টার্ট-আপ, শাটডাউন এবং অন্যান্য ক্ষণস্থায়ী অবস্থার প্রতি অধিক সহনশীল।
●নীতিশেষ পর্যায়ের ইম্পেলারের পরে একটি নলাকার ড্রাম স্থাপন করা থাকে। ড্রাম এবং কেসিং-এর মধ্যবর্তী ফাঁক দিয়ে উচ্চ-চাপের তরল চুইয়ে একটি নিম্ন-চাপের প্রকোষ্ঠে প্রবেশ করে, যা একটি প্রতিরোধকারী বল তৈরি করে।
● এসুবিধাগুলিশক্তিশালী ভারসাম্য রক্ষার ক্ষমতা, যা উচ্চ-চাপের বহুস্তরীয় পাম্পের (যেমন, ১০+ স্তর) জন্য উপযুক্ত।
●অসুবিধালিকেজের কারণে অপচয় হয় (প্রবাহ হারের প্রায় ৩-৫%), যা কার্যকারিতা কমিয়ে দেয়। এর জন্য অতিরিক্ত ব্যালান্সিং পাইপ বা রিসার্কুলেশন সিস্টেমের প্রয়োজন হয়, যা রক্ষণাবেক্ষণের জটিলতা বাড়িয়ে তোলে।
●অ্যাপ্লিকেশনবৃহৎ বহুস্তরীয় কেন্দ্রাতিগ পাম্প (যেমন, দূরপাল্লার পাইপলাইন পাম্প)।
৩.ভারসাম্য ডিস্ক
আধুনিক মাল্টিস্টেজ সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পের অ্যাক্সিয়াল ফোর্স ব্যালেন্স ডিভাইসের ডিজাইন প্রক্রিয়ায় একটি প্রচলিত ডিজাইন পদ্ধতি হিসেবে, ব্যালেন্স ডিস্ক পদ্ধতিকে উৎপাদনের চাহিদা অনুযায়ী পরিমিতভাবে সমন্বয় করা যায়। এর ভারসাম্য বল প্রধানত ডিস্কের রেডিয়াল ক্লিয়ারেন্স এবং অ্যাক্সিয়াল ক্লিয়ারেন্সের মধ্যবর্তী প্রস্থচ্ছেদ দ্বারা উৎপন্ন হয় এবং অন্য অংশটি প্রধানত অ্যাক্সিয়াল ক্লিয়ারেন্স ও ব্যালেন্স ডিস্কের বাইরের ব্যাসার্ধীয় প্রস্থচ্ছেদ দ্বারা উৎপন্ন হয়, এবং এই দুটি ভারসাম্য বল অ্যাক্সিয়াল ফোর্সের ভারসাম্য রক্ষার ভূমিকা পালন করে। অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায়, ব্যালেন্স প্লেট পদ্ধতির সুবিধা হলো এর ব্যাস বড় এবং সংবেদনশীলতা বেশি, যা যন্ত্রের পরিচালন স্থিতিশীলতাকে কার্যকরভাবে উন্নত করে। তবে, কম অ্যাক্সিয়াল রানিং ক্লিয়ারেন্সের কারণে, এই ডিজাইনটি পরিবর্তনশীল পরিস্থিতিতে ক্ষয় ও ক্ষতির ঝুঁকিতে থাকে।
●নীতিশেষ পর্যায়ের ইম্পেলারের পরে একটি চলনশীল ডিস্ক স্থাপন করা থাকে। ডিস্কটির দুই প্রান্তের চাপের পার্থক্য গতিশীলভাবে এর অবস্থান সমন্বয় করে অক্ষীয় বলকে প্রতিহত করে।
●সুবিধাগুলিঅক্ষীয় বলের তারতম্যের সাথে স্বয়ংক্রিয়ভাবে খাপ খাইয়ে নেয়; উচ্চ ভারসাম্য নির্ভুলতা।
●অসুবিধাঘর্ষণের কারণে ক্ষয় হয়, তাই নিয়মিত প্রতিস্থাপন প্রয়োজন। তরলের পরিচ্ছন্নতার প্রতি সংবেদনশীল (কণা ডিস্কটি আটকে দিতে পারে)।
●অ্যাপ্লিকেশনপ্রাথমিক পর্যায়ের বহুস্তরীয় বিশুদ্ধ পানির পাম্প (যা ক্রমান্বয়ে ব্যালান্সিং ড্রাম দ্বারা প্রতিস্থাপিত হচ্ছে)।
৪.ব্যালেন্সিং ড্রাম + ডিস্ক সংমিশ্রণ
ব্যালেন্স প্লেট পদ্ধতির তুলনায় ব্যালেন্স প্লেট ড্রাম পদ্ধতির পার্থক্য হলো, এর থ্রটল বুশিং অংশের আকার ইম্পেলার হাবের আকারের চেয়ে বড় হয়, যেখানে ব্যালেন্স ডিস্কের ক্ষেত্রে থ্রটল বুশিংয়ের আকার ইম্পেলার হাবের আকারের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হয়। সাধারণত, ব্যালেন্স প্লেট ড্রামের নকশা পদ্ধতিতে, ব্যালেন্স প্লেট দ্বারা উৎপন্ন ভারসাম্য বল মোট অক্ষীয় বলের অর্ধেকেরও বেশি হয়ে থাকে, এবং এটি সর্বোচ্চ মোট অক্ষীয় বলের ৯০% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, এবং বাকি অংশ প্রধানত ব্যালেন্স ড্রাম দ্বারা সরবরাহ করা হয়। একই সাথে, ব্যালেন্স ড্রামের ভারসাম্য বল পরিমিতভাবে বৃদ্ধি করলে তা আনুপাতিকভাবে ব্যালেন্স প্লেটের ভারসাম্য বল কমিয়ে দেয় এবং ফলস্বরূপ ব্যালেন্স প্লেটের আকারও ছোট করে, যার ফলে ব্যালেন্স প্লেটের ক্ষয়ের মাত্রা কমে যায়, যন্ত্রাংশের কার্যকাল বৃদ্ধি পায় এবং মাল্টিস্টেজ সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পের স্বাভাবিক কার্যক্রম নিশ্চিত হয়।
●নীতিড্রামটি বেশিরভাগ অক্ষীয় বল সামলায়, আর ডিস্কটি অবশিষ্ট বলকে সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় করে।
●সুবিধাগুলিস্থিতিশীলতা ও অভিযোজন ক্ষমতার সমন্বয়, যা পরিবর্তনশীল কার্যপরিবেশের জন্য উপযুক্ত।
●অসুবিধাজটিল কাঠামো; উচ্চ ব্যয়।
●অ্যাপ্লিকেশনউচ্চ-কর্মক্ষমতাসম্পন্ন শিল্প পাম্প (যেমন, পারমাণবিক চুল্লির শীতলকারী পাম্প)।
৫. থ্রাস্ট বিয়ারিং (সহায়ক ভারসাম্য রক্ষাকারী)
●নীতিঅ্যাঙ্গুলার কন্টাক্ট বল বিয়ারিং বা কিংসবারি বিয়ারিং অবশিষ্ট অক্ষীয় বল শোষণ করে।
●সুবিধাগুলিঅন্যান্য ব্যালান্সিং পদ্ধতির জন্য নির্ভরযোগ্য ব্যাকআপ।
●অসুবিধানিয়মিত তৈলাক্তকরণ প্রয়োজন; উচ্চ অক্ষীয় চাপের অধীনে এর আয়ুষ্কাল কমে যায়।
●অ্যাপ্লিকেশনছোট থেকে মাঝারি আকারের মাল্টিস্টেজ পাম্প বা উচ্চ-গতির পাম্প।
৬. দ্বৈত-চোষণ ইম্পেলার ডিজাইন
●নীতিপ্রথম বা মধ্যবর্তী পর্যায়ে একটি ডাবল-সাকশন ইম্পেলার ব্যবহার করা হয়, যা দ্বিমুখী প্রবাহের মাধ্যমে অক্ষীয় বলের ভারসাম্য রক্ষা করে।
●সুবিধাগুলিক্যাভিটেশন কর্মক্ষমতা উন্নত করার পাশাপাশি কার্যকর ভারসাম্য রক্ষা করা।
●অসুবিধাএটি শুধুমাত্র এক-পর্যায়ের অক্ষীয় বলের ভারসাম্য রক্ষা করে; বহু-পর্যায়ের পাম্পের জন্য অন্যান্য পদ্ধতির প্রয়োজন হয়।
৭. হাইড্রোলিক ব্যালেন্স হোল (ইম্পেলার ব্যাকপ্লেট হোল)
●নীতিইম্পেলার ব্যাকপ্লেটে ছিদ্র করা থাকে, যা উচ্চ-চাপের তরলকে নিম্ন-চাপ অঞ্চলে পুনঃসঞ্চালিত হতে দেয় এবং অক্ষীয় বল হ্রাস করে।
●সুবিধাগুলিসহজ এবং স্বল্প খরচের।
●অসুবিধাপাম্পের কার্যক্ষমতা কমিয়ে দেয় (~২–৪%)।শুধুমাত্র কম অক্ষীয় বলের প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত; প্রায়শই অতিরিক্ত থ্রাস্ট বেয়ারিংয়ের প্রয়োজন হয়।
অক্ষীয় বল ভারসাম্য পদ্ধতির তুলনা
| পদ্ধতি | দক্ষতা | জটিলতা | রক্ষণাবেক্ষণ খরচ | সাধারণ প্রয়োগ |
| প্রতিসম ইম্পেলার | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | এমনকি-পর্যায়ের উচ্চ-চাপ পাম্প |
| ভারসাম্য ড্রাম | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | উচ্চ-হেড মাল্টিস্টেজ পাম্প |
| ভারসাম্য ডিস্ক | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | পরিষ্কার তরল, পরিবর্তনশীল লোড |
| ড্রাম + ডিস্ক কম্বো | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | চরম পরিস্থিতি (পারমাণবিক, সামরিক) |
| থ্রাস্ট বিয়ারিং | ★★ | ★★ | ★★★ | অবশিষ্ট অক্ষীয় বলের ভারসাম্য |
| ডাবল-সাকশন ইম্পেলার | ★★★★ | ★★★ | ★★ | প্রথম বা মধ্যবর্তী পর্যায় |
| ভারসাম্য ছিদ্র | ★★ | ★ | ★ | ছোট নিম্নচাপের পাম্প |
পোস্ট করার সময়: ২৯ মার্চ, ২০২৫
