Was ist die Funktion des Gleichgewichtsrohrs einer Zentrifugalpumpe? Wie kann man die axiale Kraft ausgleichen?

Zentrifugalpumpen sind weit verbreitete Flüssigkeitsförderungsgeräte in Industrie, Landwirtschaft, Gemeinde Engineering und täglichem Leben. Ihre Leistungsstabilität und Zuverlässigkeit sind entscheidend. Bei der strukturellen Konstruktion von Zentrifugalpumpen spielt das Gleichgewichtsrohr als Schlüsselkomponente für das Ausgleich von axialen Kräften eine entscheidende Rolle.

1. Grundstruktur von Zentrifugalpumpen und axialen Kraftproblemen

Die Grundstruktur einer Zentrifugalpumpe besteht hauptsächlich aus einem Laufrad, Pumpenkörper (Gehäuse), Pumpenwelle, Lager, Dichtungsringen und einem Füllkasten. Der Laufrad ist die Kernkomponente der Zentrifugalpumpe und verantwortlich für die Übertragung mechanischer Energie in die Flüssigkeit und vermittelt kinetische und statische Druckenergie. Während des Betriebs erzeugt die auf dem Laufrad wirkende Flüssigkeit jedoch eine axiale Kraft, die in Richtung des Sauganschlusss der Pumpe gerichtet ist. Diese axiale Kraft drückt den Rotor zur Saugseite. In schweren Fällen kann es Reibung oder Kollision zwischen dem Laufrad und dem Pumpengehäuse verursachen und einen sicheren Betrieb beeinträchtigen.

2. Position und Funktion des Gleichgewichtsrohrs

Um axiale Kraftprobleme anzugehen, wird ein Gleichgewichtsrohr in die Zentrifugalpumpenkonstruktionen eingebaut. Das Ausgleichsrohr befindet sich typischerweise auf der Außenseite der Laufradscheibe in der Nähe der hohen Druckseite des Hubs und ist an den Sauganschluss der Zentrifugalpumpe angeschlossen. Insbesondere erstreckt sich das Ausgleichsrohr vom Auslassring der Pumpe und verbindet über externe Rohrleitungen mit dem Sauganschluss der Pumpe. Seine Hauptfunktion besteht darin, den axialen Schub der Pumpe auszugleichen, die axiale Bewegung des Rotors zu verringern und die Reibung zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse zu verhindern.

Wenn die Pumpe arbeitet, wird hoch - Druckwasser aus dem Laufradauslass ausgeworfen, wobei ein Teil zum hinteren Teil des Laufrads fließt und den Druck hinter dem Laufrad im Wesentlichen dem Auslassdruck entspricht. Die Vorderseite des Laufrads, die Saugseite, hat einen viel niedrigeren Druck, wodurch ein großer Druckdifferential über dem Laufrad und erzeugt axiale Schub erzeugt wird. Die Funktion des Gleichgewichtsrohrs besteht darin, das unter Druck stehende Wasser hinter dem Laufrad auf die Saugseite zu lenken, den Druck über den Laufrad auszubalancieren und so den axialen Schub zu beseitigen oder zu reduzieren.

3. Ausgleichungsprinzip und Auswirkung des Gleichgewichtsrohrs

Das Ausgleichsprinzip des Gleichgewichtsrohrs besteht darin, die Flüssigkeit von der hohen Druckseite von - zum niedrigen - Druckseite zu leiten, das Druckdifferential über den Laufrad zu balancieren und somit die axiale Kraft auszugleichen. Es ist jedoch zu beachten, dass das Gleichgewichtspfeifen die axiale Kraft nicht vollständig ausgleichen kann. Die verbleibende axiale Kraft muss von einem speziell installierten Schublager getragen werden. Darüber hinaus kann die Verwendung eines Gleichgewichtsrohrs flüssigen Rückfluss verursachen und die Pumpeneffizienz verringern. Trotzdem wird das Gleichgewichtsrohr aufgrund seiner einfachen Struktur und einfachen Implementierung immer noch häufig für die Konstruktion von Zentrifugalpumpen verwendet.

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Neben dem Ausgleich von Röhrchen können Zentrifugalpumpen axiale Kräfte auf verschiedene Weise ausgleichen, darunter:
1. Löcher im Laufrad ausbalancieren
Auf der Laufradscheibe in der Nähe des Hubs werden mehrere kleine Löcher (genannte Ausgleichslöcher) symmetrisch gebohrt. Dichtungen werden auf der Pumpengehäuse und der Laufradscheibe platziert, um die Druckdifferenz zwischen der Flüssigkeit auf beiden Seiten des Laufrads zu minimieren, wodurch die axialen Kräfte reduziert werden. Diese Methode wird üblicherweise in der einzelnen - -Pufe, einzelner - Saugzentrifugalpumpen verwendet.
2. Verwenden Sie ein doppeltes - -Saugantriebsrad
Aufgrund ihrer Symmetrie erzeugen doppelte - -Saugverpeller theoretisch keine axialen Kräfte. Aufgrund der Herstellungsqualität und der Unterschiede im Flüssigkeitsfluss auf beiden Seiten des Laufrads können die axialen Kräfte jedoch nicht vollständig ausgeglichen werden.
3.. Mit einem ausgewogenen Laufrad verwenden
An der Außenseite der Laufradscheibe werden radiale Rippen installiert, um axiale Kräfte auszugleichen. Mit diesen Rippen dreht sich die hohe Druckflüssigkeit im Laufrad unter der Kraft der Rippen. Die Zentrifugalkraft verringert den Druck der Flüssigkeit in dieser Hohlheit und balanciert so die axialen Kräfte auf beiden Seiten des Laufrads.
4. Installieren eines Schublagers
Für kleine Pumpen mit niedrigen axialen Kräften werden häufig Stempelkugellager verwendet, um axiale Kräfte auszugleichen. Radiale Schublager erfordern jedoch eine Richtungsanlage. Eine unsachgemäße Installation wird die axialen Kräfte nicht ausgleichen und kann sogar Unfälle verursachen.
5. Ausgleichsmethoden für mehrstufige Zentrifugalpumpen
Mehrstufige Zentrifugalpumpen verwenden in der Regel Ausgleichsscheiben, Ausgleichsedrums oder eine Kombination dieser Geräte, um axiale Kräfte auszugleichen. Diese Methoden sind relativ komplex, aber effektiv.

Zusammenfassend befindet sich das Ausgleichsrohr der Zentrifugalpumpe zwischen der hohen Druckseite der Laufradscheibe in der Nähe des Hubs und dem Sauganschluss. Seine Hauptfunktion besteht darin, den axialen Schub der Pumpe auszugleichen und die Reibung zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse zu verhindern. Während das Ausgleichsrohr nicht vollständig axiale Kräfte ausgleichen und flüssigen Rückfluss verursachen und die Effizienz verringern kann, machen seine einfache Struktur und einfache Implementierung das Design der Zentrifugalpumpe entscheidend. Abhängig von der spezifischen Art und der Betriebsbedingungen der Zentrifugalpumpe können andere Ausgleichsmethoden verwendet werden, um einen sicheren und stabilen Pumpenbetrieb zu gewährleisten.