समाचार - बहुस्तरीय केन्द्रापसारी पम्पों में अक्षीय बल को संतुलित करने की विधियाँ

मल्टीस्टेज सेंट्रीफ्यूगल पंप में अक्षीय बल को संतुलित करना स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है। प्ररित करने वालों की श्रृंखलाबद्ध व्यवस्था के कारण, अक्षीय बल काफी हद तक (कई टन तक) जमा हो जाते हैं। यदि उचित रूप से संतुलित नहीं किया जाता है, तो इससे बियरिंग ओवरलोड, सील क्षति या यहां तक कि उपकरण विफलता भी हो सकती है। नीचे सामान्य अक्षीय बल संतुलन विधियाँ, उनके सिद्धांत, लाभ और नुकसान दिए गए हैं।

1.सममित प्ररितक व्यवस्था (बैक-टू-बैक / फेस-टू-फेस)

आधुनिक केन्द्रापसारक पंप के अक्षीय बल संतुलन उपकरण के डिजाइन में, प्ररित करनेवाला चरण आम तौर पर एक सम संख्या के रूप में चुना जाता है, क्योंकि जब प्ररित करनेवाला चरण एक सम संख्या है, तो प्ररित करनेवाला सममित वितरण विधि का उपयोग उपकरण के अक्षीय बल को संतुलित करने के लिए किया जा सकता है, और संचालन प्रक्रिया में सममित रूप से वितरित प्ररित करनेवाला द्वारा उत्पन्न अक्षीय बल परिमाण में बराबर और दिशा में विपरीत होता है, और यह मैक्रोस्कोपिक स्तर पर एक संतुलन स्थिति दिखाएगा। डिजाइन की प्रक्रिया में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि रिवर्स प्ररित करनेवाला के इनलेट से पहले सीलिंग थ्रॉटलिंग का आकार अच्छी सीलिंग सुनिश्चित करने के लिए प्ररित करनेवाला के व्यास के अनुरूप है।

●सिद्धांतआसन्न प्ररितकों को विपरीत दिशाओं में व्यवस्थित किया जाता है ताकि उनके अक्षीय बल एक दूसरे को रद्द कर दें।

●एक के पीछे एकपंप शाफ्ट के मध्य बिंदु के चारों ओर सममित रूप से प्ररितकों के दो सेट स्थापित किए जाते हैं।

●आमने - सामनेप्ररितकों को दर्पणीय विन्यास में अंदर या बाहर की ओर मुख करके व्यवस्थित किया जाता है।

●लाभ: किसी अतिरिक्त उपकरण की आवश्यकता नहीं; सरल संरचना; उच्च संतुलन दक्षता (90% से अधिक)।

●नुकसानजटिल पंप आवास डिजाइन; कठिन प्रवाह पथ अनुकूलन; केवल सम संख्या वाले चरणों वाले पंपों पर लागू।

●अनुप्रयोगउच्च दबाव बॉयलर फीड पंप, पेट्रोकेमिकल मल्टीस्टेज पंप।

2. संतुलन ड्रम

बैलेंस ड्रम संरचना (जिसे बैलेंस पिस्टन के रूप में भी जाना जाता है) में एक तंग अक्षीय रनिंग क्लीयरेंस नहीं होता है, जो अधिकांश अक्षीय थ्रस्ट की भरपाई कर सकता है, लेकिन सभी अक्षीय थ्रस्ट की नहीं, और अक्षीय स्थिति में चलते समय कोई अतिरिक्त क्षतिपूर्ति नहीं होती है, और आमतौर पर थ्रस्ट बियरिंग की आवश्यकता होती है। इस डिज़ाइन में उच्च आंतरिक पुनःपरिसंचरण (आंतरिक रिसाव) होगा, लेकिन स्टार्ट-अप, शटडाउन और अन्य क्षणिक स्थितियों के प्रति अधिक सहनशील है।

●सिद्धांतअंतिम चरण के प्ररितक के बाद एक बेलनाकार ड्रम स्थापित किया जाता है। उच्च दबाव वाला द्रव ड्रम और आवरण के बीच के अंतराल से कम दबाव वाले कक्ष में रिसता है, जिससे एक प्रतिरोधक बल उत्पन्न होता है।

● एलाभ: मजबूत संतुलन क्षमता, उच्च दबाव, बहुस्तरीय पंपों के लिए उपयुक्त (जैसे, 10+ चरण)।

●नुकसानरिसाव से नुकसान (प्रवाह दर का ~3–5%), दक्षता कम हो जाती है। अतिरिक्त संतुलन पाइप या पुनःपरिसंचरण प्रणाली की आवश्यकता होती है, जिससे रखरखाव की जटिलता बढ़ जाती है।

●अनुप्रयोग: बड़े बहुस्तरीय केन्द्रापसारक पंप (जैसे, लंबी दूरी की पाइपलाइन पंप)।

3.बैलेंसिंग डिस्क

आधुनिक बहुस्तरीय केन्द्रापसारक पंप के अक्षीय बल संतुलन उपकरण की डिजाइन प्रक्रिया में एक सामान्य डिजाइन विधि के रूप में, संतुलन डिस्क विधि को उत्पादन की मांग के अनुसार मामूली रूप से समायोजित किया जा सकता है, और संतुलन बल मुख्य रूप से डिस्क के रेडियल क्लीयरेंस और अक्षीय क्लीयरेंस के बीच क्रॉस-सेक्शन द्वारा उत्पन्न होता है, और दूसरा भाग मुख्य रूप से अक्षीय क्लीयरेंस और बैलेंस डिस्क के बाहरी त्रिज्या अनुभाग द्वारा उत्पन्न होता है, और ये दो संतुलन बल अक्षीय बल को संतुलित करने की भूमिका निभाते हैं। अन्य तरीकों की तुलना में, बैलेंस प्लेट विधि का लाभ यह है कि बैलेंस प्लेट का व्यास बड़ा होता है और संवेदनशीलता अधिक होती है, जो प्रभावी रूप से उपकरण डिवाइस की संचालन स्थिरता में सुधार करती है। हालांकि, छोटे अक्षीय चलने वाले क्लीयरेंस के कारण, यह डिज़ाइन क्षणिक परिस्थितियों में पहनने और क्षति के लिए अतिसंवेदनशील है।

●सिद्धांत: अंतिम चरण के प्ररितक के बाद एक गतिशील डिस्क स्थापित की जाती है। डिस्क में दबाव का अंतर गतिशील रूप से अक्षीय बल का प्रतिकार करने के लिए अपनी स्थिति को समायोजित करता है।

●लाभ: अक्षीय बल विविधताओं के लिए स्वचालित रूप से अनुकूलन; उच्च संतुलन परिशुद्धता।

●नुकसानघर्षण के कारण घिसाव होता है, जिसके कारण समय-समय पर प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है। द्रव की स्वच्छता के प्रति संवेदनशील (कण डिस्क को जाम कर सकते हैं)।

●अनुप्रयोगप्रारंभिक चरण के बहुस्तरीय स्वच्छ जल पंप (धीरे-धीरे संतुलन ड्रम द्वारा प्रतिस्थापित किए जा रहे हैं)।

4.ड्रम + डिस्क संयोजन को संतुलित करना

बैलेंस प्लेट विधि की तुलना में, बैलेंस प्लेट ड्रम विधि इस मायने में अलग है कि इसके थ्रॉटल बुशिंग भाग का आकार इम्पेलर हब के आकार से बड़ा होता है, जबकि बैलेंस डिस्क के लिए थ्रॉटल बुशिंग के आकार को इम्पेलर हब के आकार के अनुरूप होना आवश्यक है। आम तौर पर, बैलेंस प्लेट ड्रम की डिज़ाइन विधि में, बैलेंस प्लेट द्वारा उत्पन्न बैलेंस बल कुल अक्षीय बल के आधे से अधिक के लिए जिम्मेदार होता है, और अधिकतम कुल अक्षीय बल का 90% तक पहुँच सकता है, और अन्य भाग मुख्य रूप से बैलेंस ड्रम द्वारा प्रदान किए जाते हैं। उसी समय, बैलेंस ड्रम के बैलेंस बल को मामूली रूप से बढ़ाने से बैलेंस प्लेट के बैलेंस बल को कम किया जा सकेगा, और बैलेंस प्लेट के आकार को भी कम किया जा सकेगा, जिससे बैलेंस प्लेट के पहनने की डिग्री कम होगी, उपकरण भागों की सेवा जीवन में सुधार होगा और मल्टीस्टेज सेंट्रीफ्यूगल पंप के सामान्य संचालन को सुनिश्चित किया जा सकेगा।

●सिद्धांतड्रम अधिकांश अक्षीय बल को संभालता है, जबकि डिस्क अवशिष्ट बल को नियंत्रित करती है।

●लाभ: स्थिरता और अनुकूलनशीलता का संयोजन, परिवर्तनशील परिचालन स्थितियों के लिए उपयुक्त।

●नुकसानजटिल संरचना; उच्च लागत.

●अनुप्रयोगउच्च प्रदर्शन औद्योगिक पंप (जैसे, परमाणु रिएक्टर शीतलक पंप)।

5. थ्रस्ट बियरिंग्स (सहायक संतुलन)

●सिद्धांतकोणीय संपर्क बॉल बेयरिंग या किंग्सबरी बेयरिंग अवशिष्ट अक्षीय बल को अवशोषित करते हैं।

●लाभ: अन्य संतुलन विधियों के लिए विश्वसनीय बैकअप।

●नुकसान: नियमित स्नेहन की आवश्यकता होती है; उच्च अक्षीय भार के अंतर्गत कम जीवनकाल।

●अनुप्रयोगछोटे से मध्यम बहुस्तरीय पंप या उच्च गति पंप।

6. डबल-सक्शन इम्पेलर डिज़ाइन

●सिद्धांतपहले या मध्यवर्ती चरण में दोहरे चूषण प्ररितक का उपयोग किया जाता है, जो दोहरे-पक्षीय अंतर्वाह के माध्यम से अक्षीय बल को संतुलित करता है।

●लाभकैविटेशन प्रदर्शन में सुधार करते हुए प्रभावी संतुलन।

●नुकसान: केवल एकल-चरण अक्षीय बल को संतुलित करता है; बहु-चरण पंपों के लिए अन्य विधियों की आवश्यकता होती है।

7. हाइड्रोलिक बैलेंस होल्स (इम्पेलर बैकप्लेट होल्स)

●सिद्धांतप्ररितक बैकप्लेट में छेद किए जाते हैं, जिससे उच्च दबाव वाले तरल पदार्थ को निम्न दबाव वाले क्षेत्र में पुनः प्रसारित किया जा सके, जिससे अक्षीय बल कम हो जाए।

●लाभसरल एवं कम लागत वाला।

●नुकसानपंप की दक्षता कम हो जाती है (~2–4%).केवल कम अक्षीय बल अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त; अक्सर पूरक थ्रस्ट बीयरिंग की आवश्यकता होती है।

अक्षीय बल संतुलन विधियों की तुलना

तरीका	क्षमता	जटिलता	मेंटेनेन्स कोस्ट	विशिष्ट अनुप्रयोग
सममित प्ररितक	★★★★★	★★★	★★	सम-चरण उच्च दबाव पंप
संतुलन ड्रम	★★★★	★★★★	★★★	उच्च-शीर्ष बहुस्तरीय पंप
बैलेंसिंग डिस्क	★★★	★★★★	★★★★	स्वच्छ तरल पदार्थ, परिवर्तनशील भार
ड्रम + डिस्क कॉम्बो	★★★★★	★★★★★	★★★★	चरम स्थितियाँ (परमाणु, सैन्य)
थ्रस्ट बियरिंग्स	★★	★★	★★★	अवशिष्ट अक्षीय बल संतुलन
डबल-सक्शन इम्पेलर	★★★★	★★★	★★	प्रथम या मध्यवर्ती चरण
संतुलन छेद	★★	★	★	छोटे निम्न-दबाव पंप

पोस्ट करने का समय: मार्च-29-2025