منبع اصلی نیروی محوری در پمپ گریز از مرکز افقی چیست

پمپ های گریز از مرکز افقی متداول ترین تجهیزات حمل و نقل سیال در فرآیندهای صنعتی هستند و قابلیت اطمینان عملیاتی آنها به طور مستقیم بر راندمان تولید تأثیر می گذارد. در این زمینه حرفه ای ، محوری محوری یک پارامتر طراحی و عملیاتی مهم است. درک مکانیسم تولید محوری محوری و نحوه تعادل آن برای انتخاب پمپ ، نصب ، عیب یابی و گسترش عمر یاتاقان ها و مهر و موم های مکانیکی بسیار مهم است.

1. منبع اصلی نیروی محوری: اختلاف فشار در سراسر پروانه

علت اساسی نیروی محوری عدم تعادل فشار مایع در هر دو طرف پروانه است. این اصلی ترین و اغلب بزرگترین منبع نیروی محوری است.

یک پروانه تک مرحله و تک نفره معمولی ترین نمونه است. هنگامی که یک پمپ گریز از مرکز کار می کند:

در قسمت جلوی پروانه (سمت مکش): ناحیه مرکزی پروانه یک منطقه کم فشار است که فشار نزدیک یا پایین فشار اتمسفر (بسته به NPSH) است.

قسمت پشتی کفپوش پروانه (پشت): با جریان مایع از پروانه و به داخل حجم ، برخی از مایع با فشار بالا از بین می رود یا از شکاف های موجود در حلقه های پوشیدن به پشت پروانه باز می گردد. علاوه بر این ، فشار زیاد در پریز برق نیز فشار بر پشت پروانه وارد می کند. بنابراین ، فشار متوسط ​​در پشت پروانه معمولاً بسیار بالاتر از جلو است.

این اختلاف فشار بین جلو و پشت پروانه ، پیش بینی شده بر روی ناحیه مؤثر ، یک نیروی واکنشی را به سمت درگاه مکش ایجاد می کند - یک نیروی محوری. بزرگی این نیرو به طور مستقیم با سر پمپ ، قطر پروانه و شکاف حلقه پوشیدن مرتبط است. سر بالاتر اختلاف فشار و در نتیجه نیروی محوری را افزایش می دهد.

2. اثر تغییر حرکت در عبور جریان پروانه

دومین منبع مهم نیروی محوری ، نیروی واکنش تغییر حرکت است که هنگام تغییر سیال جهت و سرعت در عبور جریان داخلی پروانه ایجاد می شود.

هنگامی که مایع از درگاه مکش وارد پروانه می شود ، جریان از محوری (موازی با محور پمپ) به شعاعی (عمود بر محور پمپ) تغییر می کند. طبق قانون دوم نیوتن ، هنگامی که مایع تحت این تغییر جهت در پروانه قرار می گیرد ، به ناچار نیروی واکنشی بر روی پروانه ایجاد می کند. مؤلفه این نیروی واکنش ، که در امتداد شافت پمپ عمل می کند ، یک نیروی محوری در جهت مخالف است.

در اکثر طرح های پروانه تک نفره ، جهت این نیروی محوری ناشی از حرکت بر خلاف نیروی محوری ناشی از دیفرانسیل فشار است ، اما بزرگی آن به طور معمول از نیروی محوری ناشی از دیفرانسیل فشار کوچکتر است.

3. تأثیر مهر و موم های شافت و سوراخ های متعادل: توزیع فشار محلی

طراحی و شرایط عملیاتی منطقه مهر و موم شافت نیز بر توزیع نیروی محوری محلی تأثیر می گذارد.

محل جعبه مهر و موم مکانیکی: در مهر و موم شافت ، نیرویی که روی شافت پمپ عمل می کند ، نیروی ترکیبی فشار مایع در محفظه مهر و موم و فشار اتمسفر است. اگر فشار درون محفظه مهر و موم زیاد باشد ، شافت را به سمت بیرون در امتداد شافت پمپ فشار می دهد.

سوراخ های تعادل: برای پروانهرهایی که از سوراخ های متعادل برای تعادل نیروهای محوری استفاده می کنند ، عملکرد سوراخ های متعادل کردن این است که با هدایت مایع پر فشار در پشت پروانه به درگاه مکش یا ناحیه فشار کم ، فشار پشت پروانه را کاهش دهید. طراحی قطر و تعداد سوراخ متعادل به طور مستقیم میزان اختلاف فشار بین سطوح جلو و عقب پروانه را از بین می برد.

4. پروانه های دو نفری و تعادل ذاتی نیروهای محوری

شایان ذکر است که در پمپ های گریز از مرکز دو نفره ، پروانه ها با مکش دو طرفه متقارن طراحی شده اند.

ساختار متقارن: مایع به طور همزمان و متقارن از هر دو طرف وارد مرکز پروانه می شود.

لغو مکانیکی: این بدان معنی است که هندسه مسیر جریان دو پروانه کاملاً متقارن است و توزیع فشار از هر دو طرف نیز اساساً متقارن است. در حین کار ، نیروهای محوری تولید شده توسط دو پروانه از نظر بزرگی برابر و در مقابل هستند و از لحاظ تئوریکی به تعادل نیروی محوری اتوماتیک می رسند. این یکی از مهمترین مزایای ساختاری پمپ های دو منظوره است که آنها را قادر می سازد تا شرایط جریان زیاد را کنترل کنند.

5. اهمیت تعادل و اقدامات متقابل نیروی محوری

در طراحی پمپ گریز از مرکز ، از بین بردن یا به حداقل رساندن نیروهای محوری باقیمانده بسیار مهم است. در غیر این صورت ، نیروهای محوری بیش از حد می توانند منجر به:

تحمل اضافه بار: نیروهای محوری مداوم بارهای قابل توجهی را بر روی بلبرینگ رانش ، تسریع در سایش و خرابی قرار می دهند. این یکی از رایج ترین حالت های خرابی در پمپ های گریز از مرکز است.

آسیب مهر و موم مکانیکی: تغییرات شدید در نیروهای محوری می تواند باعث فشرده سازی بیش از حد یا جداسازی بین حلقه های چرخان و ثابت مهر و موم مکانیکی شود و در نتیجه نشت یا سایش شدید ایجاد شود.

بنابراین ، علاوه بر طراحی خود متعادل کننده پروانه های دو نفره ، مکانیسم های تخصصی زیر اغلب در طرح های مهندسی برای تعادل نیروهای محوری استفاده می شود:

سوراخ های تعادل و ون های پشتی: در پمپ های تک نفره استفاده می شود.

دیسک های تعادل/طبل: دستگاه های متعادل کننده فشار بالا در پمپ های چند مرحله ای استفاده می شوند.

دقیق کنترل نیروهای محوری پمپ های گریز از مرکز افقی و اطمینان از پایداری شافت پمپ الزامات فنی اصلی برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت و قابل اعتماد تجهیزات است. $ $