มีคำถามใช่ไหม โทรหาเราได้เลย: 0086-13817768896

วิธีการปรับสมดุลแรงตามแนวแกนในปั๊มแรงเหวี่ยงหลายขั้นตอน

การปรับสมดุลแรงตามแนวแกนในปั๊มแรงเหวี่ยงหลายขั้นตอนเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานที่เสถียร เนื่องจากใบพัดเรียงกันเป็นอนุกรม แรงตามแนวแกนจึงสะสมขึ้นอย่างมาก (มากถึงหลายตัน) หากไม่ปรับสมดุลอย่างเหมาะสม อาจทำให้แบริ่งรับภาระเกินพิกัด ซีลเสียหาย หรือแม้กระทั่งอุปกรณ์ทำงานล้มเหลว ด้านล่างนี้คือวิธีการปรับสมดุลแรงตามแนวแกนที่ใช้กันทั่วไป พร้อมด้วยหลักการ ข้อดี และข้อเสีย

1.การจัดเรียงใบพัดแบบสมมาตร (หันหลังชนกัน / หันหน้าชนกัน)

 

111

ในการออกแบบอุปกรณ์ปรับสมดุลแรงตามแนวแกนของปั๊มแรงเหวี่ยงสมัยใหม่ โดยทั่วไปจะเลือกจำนวนขั้นของใบพัดเป็นเลขคู่ เพราะเมื่อจำนวนขั้นของใบพัดเป็นเลขคู่ จะสามารถใช้วิธีการกระจายแบบสมมาตรของใบพัดเพื่อปรับสมดุลแรงตามแนวแกนของอุปกรณ์ได้ และแรงตามแนวแกนที่เกิดจากใบพัดที่กระจายแบบสมมาตรในระหว่างการทำงานจะมีขนาดเท่ากันและทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งจะแสดงสภาวะสมดุลในระดับมหภาค ในกระบวนการออกแบบ ควรสังเกตว่าขนาดของรูรั่วก่อนทางเข้าของใบพัดย้อนกลับนั้นสอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดผนึกที่ดี

●หลักการใบพัดที่อยู่ติดกันจะถูกจัดเรียงในทิศทางตรงข้ามกัน เพื่อให้แรงตามแนวแกนของใบพัดหักล้างกันเอง

●ติดกัน: ใบพัดสองชุดถูกติดตั้งอย่างสมมาตรโดยรอบจุดกึ่งกลางของเพลาปั๊ม

●เผชิญหน้ากันใบพัดจะถูกจัดเรียงให้หันเข้าด้านในหรือด้านนอกในลักษณะสมมาตร

●ข้อดี: ไม่ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม โครงสร้างเรียบง่าย ประสิทธิภาพการทรงตัวสูง (มากกว่า 90%)

●ข้อเสีย: การออกแบบตัวเรือนปั๊มที่ซับซ้อน; การเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางการไหลทำได้ยาก; ใช้ได้เฉพาะกับปั๊มที่มีจำนวนขั้นเป็นเลขคู่เท่านั้น

●แอปพลิเคชันปั๊มป้อนน้ำหม้อไอน้ำแรงดันสูง, ปั๊มหลายขั้นตอนสำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมี

2. กลองทรงตัว

 

222

โครงสร้างดรัมปรับสมดุล (หรือที่เรียกว่าลูกสูบปรับสมดุล) ไม่มีระยะห่างในการเคลื่อนที่ตามแนวแกนที่แคบ ซึ่งสามารถชดเชยแรงผลักตามแนวแกนได้ส่วนใหญ่ แต่ไม่ใช่ทั้งหมด และไม่มีการชดเชยเพิ่มเติมเมื่อเคลื่อนที่ในตำแหน่งตามแนวแกน และโดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้ตลับลูกปืนรับแรงผลัก การออกแบบนี้จะมีการไหลเวียนภายใน (การรั่วไหลภายใน) สูงกว่า แต่ทนต่อการเริ่มต้น การหยุดทำงาน และสภาวะชั่วคราวอื่นๆ ได้ดีกว่า

 

●หลักการ: มีการติดตั้งดรัมทรงกระบอกไว้หลังใบพัดขั้นสุดท้าย ของเหลวแรงดันสูงจะรั่วผ่านช่องว่างระหว่างดรัมและตัวเรือนเข้าไปในห้องแรงดันต่ำ ทำให้เกิดแรงต้าน

● เอข้อดี: มีความสามารถในการปรับสมดุลสูง เหมาะสำหรับปั๊มแรงดันสูงหลายขั้นตอน (เช่น 10 ขั้นตอนขึ้นไป)

●ข้อเสีย: การสูญเสียจากการรั่วไหล (~3–5% ของอัตราการไหล) ทำให้ประสิทธิภาพลดลง จำเป็นต้องใช้ท่อปรับสมดุลเพิ่มเติมหรือระบบหมุนเวียน ทำให้การบำรุงรักษาซับซ้อนขึ้น

●แอปพลิเคชันปั๊มแรงเหวี่ยงหลายขั้นตอนขนาดใหญ่ (เช่น ปั๊มสำหรับท่อส่งระยะไกล)

3.จานปรับสมดุล

333

วิธีการออกแบบแผ่นปรับสมดุลแรงตามแนวแกนของปั๊มแรงเหวี่ยงหลายขั้นตอนสมัยใหม่ที่ใช้กันทั่วไปคือ วิธีนี้สามารถปรับได้อย่างเหมาะสมตามความต้องการในการผลิต โดยแรงปรับสมดุลส่วนใหญ่เกิดจากพื้นที่หน้าตัดระหว่างช่องว่างรัศมีและช่องว่างตามแนวแกนของแผ่น และอีกส่วนหนึ่งเกิดจากช่องว่างตามแนวแกนและพื้นที่หน้าตัดรัศมีด้านนอกของแผ่นปรับสมดุล ซึ่งแรงปรับสมดุลทั้งสองนี้ทำหน้าที่ในการปรับสมดุลแรงตามแนวแกน เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอื่นๆ ข้อดีของวิธีแผ่นปรับสมดุลคือ เส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นปรับสมดุลมีขนาดใหญ่กว่าและความไวสูงกว่า ซึ่งช่วยเพิ่มเสถียรภาพในการทำงานของเครื่องจักรได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากช่องว่างการทำงานตามแนวแกนมีขนาดเล็ก การออกแบบนี้จึงมีแนวโน้มที่จะสึกหรอและเสียหายได้ง่ายภายใต้สภาวะชั่วคราว

 

●หลักการ: มีการติดตั้งแผ่นดิสก์ที่เคลื่อนที่ได้ไว้หลังใบพัดขั้นสุดท้าย ความแตกต่างของความดันคร่อมแผ่นดิสก์จะปรับตำแหน่งของแผ่นดิสก์โดยอัตโนมัติเพื่อต้านแรงตามแนวแกน

●ข้อดี: ปรับตัวโดยอัตโนมัติให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของแรงตามแนวแกน; ความแม่นยำในการปรับสมดุลสูง

●ข้อเสียแรงเสียดทานทำให้เกิดการสึกหรอ จึงต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนเป็นระยะ และมีความไวต่อความสะอาดของของเหลว (อนุภาคอาจเข้าไปติดขัดในแผ่นดิสก์ได้)

●แอปพลิเคชัน: ปั๊มน้ำสะอาดแบบหลายขั้นตอนในระยะเริ่มต้น (ซึ่งกำลังถูกแทนที่ด้วยดรัมปรับสมดุลทีละน้อย)

4.ชุดดรัมและดิสก์ปรับสมดุล

 

444

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการใช้แผ่นปรับสมดุล วิธีการใช้ดรัมปรับสมดุลจะแตกต่างออกไปตรงที่ขนาดของบูชควบคุมการไหลมีขนาดใหญ่กว่าขนาดของดุมใบพัด ในขณะที่แผ่นปรับสมดุลต้องการให้ขนาดของบูชควบคุมการไหลสอดคล้องกับขนาดของดุมใบพัด โดยทั่วไปแล้ว ในวิธีการออกแบบดรัมปรับสมดุล แรงปรับสมดุลที่เกิดจากแผ่นปรับสมดุลจะมีค่ามากกว่าครึ่งหนึ่งของแรงตามแนวแกนทั้งหมด และสูงสุดสามารถสูงถึง 90% ของแรงตามแนวแกนทั้งหมด ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่จะมาจากดรัมปรับสมดุล ในขณะเดียวกัน การเพิ่มแรงปรับสมดุลของดรัมปรับสมดุลอย่างเหมาะสมจะช่วยลดแรงปรับสมดุลของแผ่นปรับสมดุลลง และลดขนาดของแผ่นปรับสมดุลลงตามไปด้วย ซึ่งจะช่วยลดการสึกหรอของแผ่นปรับสมดุล ยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนอุปกรณ์ และทำให้ปั๊มแรงเหวี่ยงหลายขั้นตอนทำงานได้อย่างปกติ

 

●หลักการ: ดรัมรับแรงตามแนวแกนส่วนใหญ่ ในขณะที่ดิสก์จะปรับแต่งแรงที่เหลืออยู่ให้เหมาะสม

●ข้อดี: ผสานความเสถียรและความสามารถในการปรับตัว เหมาะสำหรับสภาวะการทำงานที่หลากหลาย

●ข้อเสียโครงสร้างซับซ้อน ต้นทุนสูงกว่า

●แอปพลิเคชันปั๊มอุตสาหกรรมประสิทธิภาพสูง (เช่น ปั๊มสำหรับสารหล่อเย็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์)

 

5. ตลับลูกปืนกันรุน (การปรับสมดุลเสริม)

●หลักการตลับลูกปืนแบบสัมผัสเชิงมุม หรือตลับลูกปืนคิงส์เบอรี ช่วยดูดซับแรงตามแนวแกนที่เหลืออยู่

●ข้อดี: ระบบสำรองข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับวิธีการปรับสมดุลอื่นๆ

●ข้อเสีย: ต้องหล่อลื่นเป็นประจำ อายุการใช้งานสั้นลงเมื่อรับแรงตามแนวแกนสูง

●แอปพลิเคชันปั๊มหลายขั้นตอนขนาดเล็กถึงขนาดกลาง หรือปั๊มความเร็วสูง

 

6. การออกแบบใบพัดดูดสองทาง

●หลักการ: ใบพัดดูดสองทางจะใช้ในขั้นตอนแรกหรือขั้นตอนกลาง โดยปรับสมดุลแรงตามแนวแกนผ่านการไหลเข้าจากทั้งสองด้าน

●ข้อดี: ปรับสมดุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมทั้งปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันการเกิดโพรงอากาศ (cavitation)

●ข้อเสีย: วิธีนี้ใช้ได้ผลเฉพาะกับการปรับสมดุลแรงตามแนวแกนของปั๊มแบบขั้นตอนเดียวเท่านั้น สำหรับปั๊มแบบหลายขั้นตอน จำเป็นต้องใช้วิธีการอื่น

 

7. รูปรับสมดุลไฮดรอลิก (รูแผ่นรองใบพัด)

●หลักการ: มีการเจาะรูที่แผ่นรองด้านหลังของใบพัด เพื่อให้ของเหลวที่มีแรงดันสูงไหลเวียนกลับไปยังบริเวณที่มีแรงดันต่ำ ลดแรงตามแนวแกน

●ข้อดี: เรียบง่ายและราคาประหยัด

●ข้อเสีย: ลดประสิทธิภาพการทำงานของปั๊ม (~2–4%)เหมาะสำหรับงานที่มีแรงตามแนวแกนต่ำเท่านั้น และมักต้องใช้ตลับลูกปืนกันแรงดันเพิ่มเติม


การเปรียบเทียบวิธีการปรับสมดุลแรงตามแนวแกน

วิธี ประสิทธิภาพ ความซับซ้อน ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา การใช้งานทั่วไป
ใบพัดสมมาตร ★★★★★ ★★★ ★★ ปั๊มแรงดันสูงแบบขั้นคู่
กลองทรงตัว ★★★★ ★★★★ ★★★ ปั๊มหลายขั้นตอนแรงดันสูง
จานปรับสมดุล ★★★ ★★★★ ★★★★ ของเหลวสะอาด รับน้ำหนักได้หลากหลาย
ชุดดรัม + ดิสก์ ★★★★★ ★★★★★ ★★★★ สภาวะสุดขั้ว (นิวเคลียร์, การทหาร)
แบริ่งรับแรงดัน ★★ ★★ ★★★ การปรับสมดุลแรงตามแนวแกนที่เหลืออยู่
ใบพัดดูดสองทาง ★★★★ ★★★ ★★ ระยะแรกหรือระยะกลาง
รูสมดุล ★★ ★ ★ ปั๊มขนาดเล็กแรงดันต่ำ

วันที่โพสต์: 29 มีนาคม 2025