मल्टीस्टेज सेंट्रीफ्यूगल पंपांमध्ये स्थिर कार्यप्रणाली सुनिश्चित करण्यासाठी अक्षीय बलाचे संतुलन करणे हे एक महत्त्वपूर्ण तंत्रज्ञान आहे. इम्पेलर्सच्या सिरीज रचनेमुळे, अक्षीय बल मोठ्या प्रमाणात (अनेक टनांपर्यंत) जमा होते. जर हे बल योग्यरित्या संतुलित केले नाही, तर त्यामुळे बेअरिंगवर अतिरिक्त भार, सीलचे नुकसान किंवा उपकरण निकामी होण्याची शक्यता असते. खाली अक्षीय बल संतुलित करण्याच्या सामान्य पद्धती, त्यांची तत्त्वे, फायदे आणि तोटे यांसह दिल्या आहेत.
१.सममित इम्पेलर मांडणी (मागे-मागे / समोरासमोर)
आधुनिक सेंट्रीफ्यूगल पंपाच्या अक्षीय बल संतुलन उपकरणाच्या डिझाइनमध्ये, इम्पेलर स्टेजची निवड सामान्यतः सम संख्येची केली जाते, कारण जेव्हा इम्पेलर स्टेजची संख्या सम असते, तेव्हा उपकरणाच्या अक्षीय बलाचे संतुलन साधण्यासाठी इम्पेलरच्या सममित वितरण पद्धतीचा वापर केला जाऊ शकतो, आणि कार्यप्रक्रियेत सममितपणे वितरित इम्पेलरद्वारे निर्माण होणारे अक्षीय बल परिमाणात समान आणि दिशेने विरुद्ध असते, आणि ते स्थूल पातळीवर संतुलन अवस्था दर्शवते. डिझाइनच्या प्रक्रियेत, हे लक्षात घेतले पाहिजे की चांगल्या सीलिंगची खात्री करण्यासाठी रिव्हर्स इम्पेलरच्या इनलेटच्या आधी सीलिंग थ्रॉटलिंगचा आकार इम्पेलरच्या व्यासाशी सुसंगत असावा.
●तत्त्वलगतचे इम्पेलर विरुद्ध दिशांमध्ये मांडलेले असतात जेणेकरून त्यांची अक्षीय बले एकमेकांना रद्द करतील.
●सलगपंप शाफ्टच्या मध्यबिंदूभोवती इम्पेलरचे दोन संच सममितीयपणे बसवलेले आहेत.
●समोरासमोरइम्पेलर्स आरशातील प्रतिमेप्रमाणे आत किंवा बाहेरच्या दिशेने तोंड करून मांडलेले असतात.
●फायदेकोणत्याही अतिरिक्त उपकरणांची आवश्यकता नाही; साधी रचना; उच्च संतुलन कार्यक्षमता (९०% पेक्षा जास्त).
●तोटे: पंप हाऊसिंगची गुंतागुंतीची रचना; प्रवाह मार्गाचे अवघड अनुकूलन; केवळ सम-संख्येच्या टप्प्यांच्या पंपांनाच लागू.
●अर्जउच्च-दाब बॉयलर फीड पंप, पेट्रोकेमिकल मल्टीस्टेज पंप.
2. बॅलन्सिंग ड्रम
बॅलन्स ड्रमच्या रचनेत (ज्याला बॅलन्स पिस्टन असेही म्हणतात) अक्षावर फिरण्यासाठी कमी जागा नसते, ज्यामुळे बहुतेक अक्षीय दाब भरून काढता येतो, परंतु संपूर्ण नाही. तसेच, अक्षावर फिरताना कोणतीही अतिरिक्त भरपाई होत नाही आणि सामान्यतः थ्रस्ट बेअरिंग्जची आवश्यकता असते. या रचनेत अंतर्गत पुनर्प्रवाह (अंतर्गत गळती) जास्त असतो, परंतु ती स्टार्ट-अप, शटडाउन आणि इतर क्षणिक परिस्थितींना अधिक सहनशील असते.
●तत्त्वशेवटच्या टप्प्यातील इम्पेलरनंतर एक दंडगोलाकार ड्रम बसवला जातो. ड्रम आणि केसिंगमधील फटीतून उच्च दाबाचा द्रव कमी दाबाच्या चेंबरमध्ये गळतो, ज्यामुळे एक प्रतिरोधी शक्ती निर्माण होते.
● अफायदेउत्तम संतुलन क्षमता, उच्च दाबाच्या, बहु-स्तरीय पंपांसाठी (उदा., १०+ टप्पे) उपयुक्त.
●तोटेगळतीमुळे होणारे नुकसान (प्रवाह दराच्या सुमारे ३-५%), ज्यामुळे कार्यक्षमता कमी होते. अतिरिक्त बॅलन्सिंग पाईप्स किंवा पुनर्चक्रण प्रणालींची आवश्यकता असते, ज्यामुळे देखभालीची गुंतागुंत वाढते.
●अर्जमोठे बहुस्तरीय केंद्रापसारक पंप (उदा., लांब पल्ल्याच्या पाइपलाइनचे पंप).
३.बॅलन्सिंग डिस्क
आधुनिक मल्टीस्टेज सेंट्रीफ्यूगल पंपाच्या अक्षीय बल संतुलन उपकरणाच्या डिझाइन प्रक्रियेतील एक सामान्य डिझाइन पद्धत म्हणून, बॅलन्स डिस्क पद्धतीमध्ये उत्पादन मागणीनुसार माफक प्रमाणात बदल करता येतो. यामध्ये संतुलन बल प्रामुख्याने डिस्कच्या रेडियल क्लिअरन्स आणि अक्षीय क्लिअरन्समधील क्रॉस-सेक्शनमुळे निर्माण होते, आणि उर्वरित भाग प्रामुख्याने अक्षीय क्लिअरन्स आणि बॅलन्स डिस्कच्या बाह्य त्रिज्या विभागामुळे निर्माण होतो. ही दोन संतुलन बले अक्षीय बलाला संतुलित करण्याचे कार्य करतात. इतर पद्धतींच्या तुलनेत, बॅलन्स प्लेट पद्धतीचा फायदा हा आहे की बॅलन्स प्लेटचा व्यास मोठा असतो आणि संवेदनशीलता जास्त असते, ज्यामुळे उपकरणाच्या कार्याची स्थिरता प्रभावीपणे सुधारते. तथापि, लहान अक्षीय रनिंग क्लिअरन्समुळे, या डिझाइनमध्ये क्षणिक परिस्थितीत झीज आणि नुकसान होण्याची शक्यता असते.
●तत्त्वशेवटच्या टप्प्यातील इम्पेलरनंतर एक चल डिस्क बसवली जाते. डिस्कवरील दाबाच्या फरकामुळे अक्षीय बलाचा प्रतिकार करण्यासाठी तिची स्थिती गतिमानपणे समायोजित होते.
●फायदेअक्षीय बलातील बदलांशी आपोआप जुळवून घेते; उच्च संतुलन अचूकता.
●तोटेघर्षणामुळे झीज होते, त्यामुळे ठराविक काळाने बदलण्याची आवश्यकता असते. द्रवाच्या स्वच्छतेबाबत संवेदनशील (कणांमुळे डिस्क अडकू शकते).
●अर्जसुरुवातीच्या काळातील बहुस्तरीय स्वच्छ-पाणी पंप (ज्यांची जागा हळूहळू बॅलन्सिंग ड्रम घेत आहेत).
४.ड्रम + डिस्क यांचे संतुलन
बॅलन्स प्लेट पद्धतीच्या तुलनेत, बॅलन्स प्लेट ड्रम पद्धत या बाबतीत वेगळी आहे की, तिच्या थ्रॉटल बुशिंग भागाचा आकार इम्पेलर हबच्या आकारापेक्षा मोठा असतो, तर बॅलन्स डिस्कमध्ये थ्रॉटल बुशिंगचा आकार इम्पेलर हबच्या आकाराशी जुळणारा असणे आवश्यक असते. सर्वसाधारणपणे, बॅलन्स प्लेट ड्रमच्या डिझाइन पद्धतीमध्ये, बॅलन्स प्लेटद्वारे निर्माण होणारे संतुलन बल हे एकूण अक्षीय बलाच्या अर्ध्याहून अधिक असते आणि ते कमाल ९०% पर्यंत पोहोचू शकते, आणि उर्वरित भाग प्रामुख्याने बॅलन्स ड्रमद्वारे पुरवला जातो. त्याच वेळी, बॅलन्स ड्रमचे संतुलन बल मध्यम प्रमाणात वाढवल्यास, बॅलन्स प्लेटचे संतुलन बल त्याच प्रमाणात कमी होते आणि त्यानुसार बॅलन्स प्लेटचा आकारही कमी होतो, ज्यामुळे बॅलन्स प्लेटची झीज कमी होते, उपकरणाच्या भागांचे सेवा आयुष्य सुधारते आणि मल्टीस्टेज सेंट्रीफ्यूगल पंपाचे सामान्य कार्य सुनिश्चित होते.
●तत्त्वड्रम बहुतेक अक्षीय बल हाताळतो, तर डिस्क उर्वरित बलाचे सूक्ष्म समायोजन करते.
●फायदेस्थिरता आणि अनुकूलनक्षमतेचा मिलाफ, बदलत्या कार्य परिस्थितींसाठी उपयुक्त.
●तोटेगुंतागुंतीची रचना; जास्त खर्च.
●अर्ज: उच्च-कार्यक्षमतेचे औद्योगिक पंप (उदा., अणुभट्टी शीतलक पंप).
५. थ्रस्ट बेअरिंग्ज (सहाय्यक संतुलन)
●तत्त्वअँग्युलर कॉन्टॅक्ट बॉल बेअरिंग्ज किंवा किंग्सबरी बेअरिंग्ज अवशिष्ट अक्षीय बल शोषून घेतात.
●फायदेइतर बॅलन्सिंग पद्धतींसाठी विश्वसनीय बॅकअप.
●तोटेनियमित स्नेहन आवश्यक; उच्च अक्षीय भाराखाली आयुर्मान कमी होते.
●अर्जलहान ते मध्यम आकाराचे मल्टीस्टेज पंप किंवा हाय-स्पीड पंप.
६. दुहेरी-शोषक इम्पेलर डिझाइन
●तत्त्वपहिल्या किंवा मधल्या टप्प्यात डबल-सक्शन इम्पेलर वापरला जातो, जो दुहेरी बाजूच्या प्रवाहाद्वारे अक्षीय बलाचे संतुलन साधतो.
●फायदेकॅव्हिटेशनची कार्यक्षमता सुधारताना प्रभावी संतुलन साधणे.
●तोटे: फक्त एकल-टप्प्यातील अक्षीय बलाचे संतुलन करते; बहु-टप्प्यातील पंपांसाठी इतर पद्धतींची आवश्यकता असते.
७. हायड्रॉलिक बॅलन्स होल्स (इम्पेलर बॅकप्लेट होल्स)
●तत्त्वइम्पेलरच्या बॅकप्लेटमध्ये छिद्रे पाडली जातात, ज्यामुळे उच्च-दाबाचे द्रव कमी-दाबाच्या क्षेत्रात पुन्हा फिरू शकते, आणि त्यामुळे अक्षीय बल कमी होते.
●फायदेसाधे आणि कमी खर्चाचे.
●तोटेपंपाची कार्यक्षमता कमी करते (~२–४%).केवळ कमी अक्षीय बलाच्या अनुप्रयोगांसाठी उपयुक्त; अनेकदा पूरक थ्रस्ट बेअरिंगची आवश्यकता असते.
अक्षीय बल संतुलित करण्याच्या पद्धतींची तुलना
| पद्धत | कार्यक्षमता | गुंतागुंत | देखभाल खर्च | ठराविक अनुप्रयोग |
| सममित इम्पेलर्स | ★★★★★ | ★★★ | ★★ | सम-स्तरीय उच्च-दाब पंप |
| बॅलन्सिंग ड्रम | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | उच्च-दाब बहुस्तरीय पंप |
| बॅलन्सिंग डिस्क | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | स्वच्छ द्रव, बदलणारे भार |
| ड्रम + डिस्क कॉम्बो | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | अत्यंत कठीण परिस्थिती (अणु, लष्करी) |
| थ्रस्ट बेअरिंग्ज | ★★ | ★★ | ★★★ | अवशिष्ट अक्षीय बल संतुलन |
| दुहेरी-शोषक इम्पेलर | ★★★★ | ★★★ | ★★ | पहिला किंवा मध्यवर्ती टप्पा |
| संतुलन छिद्रे | ★★ | ★ | ★ | लहान कमी दाबाचे पंप |
पोस्ट करण्याची वेळ: २९ मार्च २०२५