Chức năng của ống cân bằng của bơm ly tâm là gì? Làm thế nào để cân bằng lực trục?

Bơm ly tâm được sử dụng rộng rãi các thiết bị truyền tải chất lỏng trong công nghiệp, nông nghiệp, kỹ thuật thành phố và cuộc sống hàng ngày. Sự ổn định và độ tin cậy hiệu suất của họ là rất quan trọng. Trong thiết kế kết cấu của máy bơm ly tâm, ống cân bằng, như một thành phần chính để cân bằng các lực dọc trục, đóng một vai trò quan trọng.

1. Cấu trúc cơ bản của máy bơm ly tâm và các vấn đề lực trục

Cấu trúc cơ bản của bơm ly tâm bao gồm chủ yếu là một cánh quạt, thân máy bơm (vỏ), trục bơm, vòng bi, vòng niêm phong và hộp nhồi. Bánh công tác là thành phần cốt lõi của bơm ly tâm, chịu trách nhiệm chuyển năng lượng cơ học vào chất lỏng, truyền đạt động năng và năng lượng áp suất tĩnh. Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động, chất lỏng tác dụng lên bánh công tác tạo ra một lực dọc trục hướng vào cổng hút của máy bơm. Lực trục này đẩy rôto về phía phía hút. Trong trường hợp nghiêm trọng, nó có thể gây ra ma sát hoặc va chạm giữa bánh công tác và vỏ bơm, thỏa hiệp hoạt động an toàn.

2. Vị trí và chức năng của đường ống cân bằng

Để giải quyết các vấn đề của lực dọc trục, một ống cân bằng được tích hợp vào các thiết kế bơm ly tâm. Ống cân bằng thường nằm ở phía bên ngoài của đĩa bánh công tác, gần phía cao - của trung tâm và được kết nối với cổng hút của máy bơm ly tâm. Cụ thể, đường ống cân bằng mở rộng từ vòng niêm phong ổ cắm của máy bơm và kết nối với cổng hút của máy bơm thông qua đường ống bên ngoài. Chức năng chính của nó là cân bằng lực đẩy dọc trục của máy bơm, giảm chuyển động trục của rôto và ngăn chặn ma sát giữa bánh công tác và vỏ.

Khi máy bơm hoạt động, nước áp suất cao - được đẩy ra khỏi đầu ra bánh công tác, với một phần chảy vào phía sau của bánh công tác, giữ áp lực phía sau cánh quạt về cơ bản bằng áp suất đầu ra. Mặt trước của bánh công tác, mặt hút, ở áp suất thấp hơn nhiều, tạo ra một chênh lệch áp suất lớn trên bánh công tác và tạo ra lực đẩy trục. Chức năng của đường ống cân bằng là hướng nước có áp lực phía sau bánh công tác đến phía hút, cân bằng áp suất trên bánh công tác và do đó loại bỏ hoặc giảm lực đẩy dọc trục.

3. Nguyên tắc cân bằng và ảnh hưởng của ống cân bằng

Nguyên tắc cân bằng của đường ống cân bằng là trực tiếp chất lỏng từ phía cao - đến phía thấp -, cân bằng chênh lệch áp suất trên cánh quạt và do đó cân bằng lực trục. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng ống cân bằng không thể cân bằng hoàn toàn lực dọc trục; Lực trục còn lại phải được chịu bởi một ổ trục được cài đặt đặc biệt. Hơn nữa, việc sử dụng ống cân bằng có thể gây ra dòng chảy chất lỏng, giảm hiệu quả của bơm. Mặc dù vậy, do cấu trúc đơn giản và dễ thực hiện, ống cân bằng vẫn được sử dụng rộng rãi trong thiết kế bơm ly tâm.

4. Các phương pháp khác để cân bằng lực dọc trục trong máy bơm ly tâm

Ngoài các ống cân bằng, máy bơm ly tâm có thể cân bằng lực trục theo nhiều cách khác nhau, bao gồm:
1. Cân bằng các lỗ trong cánh quạt
Một số lỗ nhỏ (được gọi là các lỗ cân bằng) được khoan đối xứng trên đĩa cánh quạt gần trung tâm. Các con dấu được đặt trên vỏ bơm và đĩa bánh công tác để giảm thiểu chênh lệch áp suất giữa chất lỏng ở cả hai bên của bánh công tác, do đó làm giảm lực trục. Phương pháp này thường được sử dụng trong giai đoạn -, đơn - bơm ly tâm hút.
2. Sử dụng Double - cánh quạt hút
Do sự đối xứng của chúng, Double - Bộ hút Imteller về mặt lý thuyết tạo ra không có lực trục. Tuy nhiên, do chất lượng sản xuất và sự khác biệt trong dòng chất lỏng ở cả hai bên của bánh công tác, lực dọc trục không thể được cân bằng hoàn toàn.
3. Sử dụng một cánh quạt cân bằng
Sườn xuyên tâm được lắp đặt ở bên ngoài đĩa bánh công tác để cân bằng các lực trục. Với các xương sườn này, chất lỏng áp suất- cao bên trong bánh công tác quay dưới lực của xương sườn. Lực ly tâm làm giảm áp lực của chất lỏng trong khoang này, do đó cân bằng lực trục ở cả hai bên của bánh công tác.
4. Cài đặt ổ chịu lực đẩy
Đối với các máy bơm nhỏ có lực trục thấp, vòng bi lực đẩy thường được sử dụng để cân bằng lực dọc trục. Tuy nhiên, vòng bi lực xuyên tâm yêu cầu lắp đặt định hướng. Việc cài đặt không đúng sẽ không cân bằng các lực dọc trục và thậm chí có thể gây ra tai nạn.
5. Phương pháp cân bằng cho máy bơm ly tâm đa tầng
Bơm ly tâm đa tầng thường sử dụng các đĩa cân bằng, cân bằng trống hoặc kết hợp các thiết bị này để cân bằng lực dọc trục. Những phương pháp này tương đối phức tạp nhưng hiệu quả.

Tóm lại, ống cân bằng của máy bơm ly tâm nằm giữa phía cao - của đĩa bánh công, gần trung tâm và cổng hút. Chức năng chính của nó là cân bằng lực đẩy trục của máy bơm và ngăn chặn ma sát giữa bánh công tác và vỏ. Mặc dù ống cân bằng không thể cân bằng hoàn toàn các lực dọc trục và có thể gây ra dòng chảy ngược chất lỏng và giảm hiệu quả, cấu trúc đơn giản và dễ thực hiện của nó làm cho nó rất quan trọng trong thiết kế bơm ly tâm. Tùy thuộc vào loại cụ thể và điều kiện vận hành của bơm ly tâm, các phương pháp cân bằng khác có thể được sử dụng để đảm bảo hoạt động bơm an toàn và ổn định.