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Análisis de la estructura de la tubería de equilibrado y de la tecnología de equilibrio de las fuerzas axiales en las bombas centrífugas horizontales multicelulares

Fecha de publicación:

2026-03-22

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Tras años de desarrollo, las bombas centrífugas horizontales multietapa han adoptado diversas metodologías para equilibrar las fuerzas axiales; dicho sistema de equilibrio de fuerzas axiales influye directamente en la estabilidad de funcionamiento. En las bombas centrífugas horizontales multietapa con disco de equilibrio y estructura de tambor, el tubo de equilibrio, al ser un componente clave de las bombas centrífugas de etapa única, logra la compensación de las fuerzas axiales mediante la conducción de presión. En lo sucesivo, Bomba centrífuga Fabricante Bomba Zhonglian de Changsha Los ingenieros técnicos analizarán, desde una perspectiva técnica, la ubicación estructural del tubo de equilibrio y las tecnologías de equilibrado de las fuerzas axiales en las bombas centrífugas horizontales multietapa.

1. Posicionamiento de la estructura del tubo de equilibrio

En el diseño de la empresa Changsha Zoomlion Pump, la tubería de equilibrado suele instalarse en el lado exterior del disco de la rueda de la bomba, cerca del extremo de alta presión situado próximo al cubo; el trayecto de conexión concreto consiste en derivar el fluido a alta presión desde el anillo de sellado de la salida de la tapa trasera de la rueda (lado de alta presión) y conducirlo, mediante una tubería externa, hasta el extremo de baja presión de la entrada de la bomba. Este diseño permite establecer un equilibrio dinámico entre los campos de presión en ambos lados de la rueda, reduciendo de manera eficaz la holgura axial del rotor.

2. Principio de equilibrio de las fuerzas axiales

Cuando la rueda de la bomba está en funcionamiento, una parte del fluido de alta presión en la salida se filtra hacia la cara posterior del disco de la rueda, formando una zona de alta presión que genera una diferencia de presión con la zona de baja presión en la entrada. El conducto de equilibrio, al introducir fluido desde el lado de alta presión hasta el lado de baja presión, reduce la diferencia de presión entre ambos lados de ΔP a ΔP', lo que permite contrarrestar la fuerza axial. Cabe señalar que el conducto de equilibrio solo logra compensar parcialmente la fuerza axial; el 10–15% restante de dicha fuerza debe ser soportado por el sistema de rodamientos.

3. Características técnicas del tubo de equilibrio

1. Ventajas: estructura sencilla, bajo costo, adecuado para bombas centrífugas de etapa única con caudal estable;

2. Limitaciones: Se produce una pérdida por fuga interna, lo que reduce la eficiencia de la bomba en aproximadamente un 2–3% y hace que esta sea sensible a las fluctuaciones de la presión de entrada.

4. Comparación de otras soluciones de equilibrio de fuerzas axiales

Modo de equilibrio	Escenarios de aplicación	Características técnicas
Orificio de equilibrio	Bomba centrífuga de etapa única y succión única	Para reducir la diferencia de presión entre ambos lados mediante perforaciones simétricas, es necesario utilizar un anillo de sellado. Esta solución es adecuada para aplicaciones que exigen alta precisión; en este caso, conviene prestar especial atención a la uniformidad de la geometría de las palas.
Rodete de doble aspiración	Transporte de gran caudal	Adopta un diseño de doble succión, lo que, en teoría, elimina las fuerzas axiales y lo hace adecuado para aplicaciones de transporte de gran caudal.
Disco de equilibrio	Bomba centrífuga multietapa	La compensación del gradiente de presión se logra mediante una estructura en forma de laberinto y requiere ajustes con el anillo de guía de flujo. Es adecuado para bombas centrífugas de múltiples etapas y ofrece un excelente rendimiento de equilibrado.
Tambor de equilibrio	Condición de alto diferencial de presión	Se aprovecha la resistencia generada por el espacio entre el cuerpo del tambor y la carcasa de la bomba para lograr el equilibrio, lo que resulta adecuado para aplicaciones con sistemas de sellado de eje complejos y muestra un excelente desempeño, en particular en condiciones de funcionamiento con grandes diferencias de presión.

5. Recomendación de Changsha Zhonglian Pump Industry:

Cuando el caudal del sistema es inferior a 500 m³/h, se debe dar prioridad a la combinación de tubo de equilibrado y cojinete de empuje; cuando el caudal supera los 500 m³/h y la presión excede 1,6 MPa, se recomienda actualizar a un sistema de disco de equilibrado o de tambor de equilibrado. La instalación del tubo de equilibrado debe garantizar que el diámetro de la toma esté debidamente adaptado (normalmente entre DN20 y DN50) y que se utilice acero inoxidable 316L para resistir la corrosión del medio.

6. Consideraciones de operación y mantenimiento

1. La obstrucción del tubo de equilibrado puede provocar el bloqueo del impulsor; se recomienda realizar una inspección por endoscopia cada 3000 horas de operación.

2. Antes de la puesta en marcha, es necesario verificar que el tubo de equilibrio no esté obstruido y que la presión de entrada se mantenga estable dentro del rango de ±5% del valor de diseño.

Changsha Zoomlion Pump Industry ha adoptado en todo momento el concepto de «equilibrio a nivel de sistema» para diseñar soluciones de compensación de las fuerzas axiales; el tubo de equilibrio, como solución técnica básica, suele combinarse con otros sistemas de equilibrio para garantizar la operación estable del equipo en todas las condiciones de servicio.

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