Quelle est la fonction du tuyau d'équilibre d'une pompe centrifuge? Comment équilibrer la force axiale?

Les pompes centrifuges sont des dispositifs de transport de liquide largement utilisés dans l'industrie, l'agriculture, l'ingénierie municipale et la vie quotidienne. Leur stabilité de performance et leur fiabilité sont cruciales. Dans la conception structurelle des pompes centrifuges, le tuyau d'équilibre, en tant que composant clé pour équilibrer les forces axiales, joue un rôle crucial.

1. Structure de base des pompes centrifuges et des problèmes de force axiale

La structure de base d'une pompe centrifuge se compose principalement d'une roue, d'un corps de pompe (boîtier), d'une arbre de pompe, de roulements, d'anneaux d'étanchéité et d'une boîte de farce. La roue est le composant central de la pompe centrifuge, responsable du transfert de l'énergie mécanique au fluide, transmettant l'énergie de pression cinétique et statique. Cependant, pendant le fonctionnement, le fluide agissant sur la roue génère une force axiale dirigée vers le port d'aspiration de la pompe. Cette force axiale pousse le rotor vers le côté aspiration. Dans les cas graves, il peut provoquer une friction ou une collision entre la roue et le boîtier de la pompe, compromettant un fonctionnement sûr.

2. Position et fonction du tuyau d'équilibre

Pour résoudre les problèmes de force axiale, un tuyau d'équilibre est incorporé dans les conceptions de pompes centrifuges. Le tuyau d'équilibre est généralement situé du côté extérieur du disque de roue, près du côté de pression élevé - du moyeu, et connecté au port d'aspiration de la pompe centrifuge. Plus précisément, le tuyau d'équilibre s'étend de l'anneau d'étanchéité de la sortie de la pompe et se connecte au port d'aspiration de la pompe via une tuyauterie externe. Sa fonction principale est d'équilibrer la poussée axiale de la pompe, de réduire le mouvement axial du rotor et d'empêcher le frottement entre la roue et le boîtier.

Lorsque la pompe fonctionne, l'eau de pression - est éjectée de la sortie de la roue, avec une partie s'écoulant vers l'arrière de la roue, gardant la pression derrière la roue essentiellement égale à la pression de sortie. L'avant de la roue, le côté aspiration, est à une pression beaucoup plus faible, créant un grand différentiel de pression à travers la roue et générant une poussée axiale. La fonction du tuyau d'équilibre consiste à diriger l'eau sous pression derrière la roue du côté aspiration, en équilibrant la pression à travers la roue et en éliminant ainsi ou en réduisant la poussée axiale.

3. Principe d'équilibrage et effet du tuyau d'équilibre

Le principe d'équilibrage du tuyau d'équilibre est de diriger le liquide du côté pression élevé - au côté basse -, équilibrant le différentiel de pression à travers la roue et équilibrant ainsi la force axiale. Cependant, il convient de noter que le tuyau d'équilibre ne peut pas équilibrer complètement la force axiale; La force axiale restante doit être portée par un roulement de poussée spécialement installé. De plus, l'utilisation d'un tuyau d'équilibre peut provoquer un reflux liquide, réduisant l'efficacité de la pompe. Malgré cela, en raison de sa structure simple et de sa facilité de mise en œuvre, le tuyau d'équilibre est toujours largement utilisé dans la conception de la pompe centrifuge.

4. Autres méthodes d'équilibrage des forces axiales dans les pompes centrifuges

En plus d'équilibrer les tubes, les pompes centrifuges peuvent équilibrer les forces axiales de diverses manières, notamment:
1. Équilibrer les trous dans la roue
Plusieurs petits trous (appelés trous d'équilibrage) sont forés symétriquement sur le disque de roue près du moyeu. Les joints sont placés sur le boîtier de la pompe et le disque de roue pour minimiser la différence de pression entre le liquide des deux côtés de la roue, réduisant ainsi les forces axiales. Cette méthode est couramment utilisée dans une étape unique -, des pompes centrifuges d'aspiration -.
2. À l'aide d'une double roue d'aspiration -
En raison de leur symétrie, Double - Les empreintes d'aspiration ne génèrent théoriquement aucune forces axiales. Cependant, en raison de la qualité de la fabrication et des différences de flux de fluide des deux côtés de la roue, les forces axiales ne peuvent pas être complètement équilibrées.
3. À l'aide d'une roue équilibrée
Les côtes radiales sont installées à l'extérieur du disque de roue pour équilibrer les forces axiales. Avec ces côtes, le liquide de pression élevé - à l'intérieur de la roue tourne sous la force des côtes. La force centrifuge réduit la pression du liquide dans cette cavité, équilibrant ainsi les forces axiales des deux côtés de la roue.
4. Installation d'un roulement de poussée
Pour les petites pompes avec des forces axiales faibles, les roulements à billes de poussée sont souvent utilisés pour équilibrer les forces axiales. Cependant, les roulements de poussée radiale nécessitent une installation directionnelle. Une mauvaise installation ne parviendra pas à équilibrer les forces axiales et pourrait même provoquer des accidents.
5. Méthodes d'équilibrage pour les pompes centrifuges à plusieurs étapes
Les pompes centrifuges à plusieurs étages utilisent généralement des disques d'équilibrage, des tambours d'équilibrage ou une combinaison de ces appareils pour équilibrer les forces axiales. Ces méthodes sont relativement complexes mais efficaces.

En résumé, le tube d'équilibrage de la pompe centrifuge est situé entre le côté de pression élevé - du disque de roue, près du moyeu et le port d'aspiration. Sa fonction principale est d'équilibrer la poussée axiale de la pompe et d'empêcher le frottement entre la roue et le boîtier. Bien que le tube d'équilibrage ne puisse pas équilibrer complètement les forces axiales et peut provoquer un reflux liquide et réduire l'efficacité, sa structure simple et sa facilité de mise en œuvre le rendent crucial dans la conception de la pompe centrifuge. Selon le type spécifique et les conditions de fonctionnement de la pompe centrifuge, d'autres méthodes d'équilibrage peuvent être utilisées pour assurer un fonctionnement sûr et stable.