離心泵軸向推力產(chǎn)生的原因是由于結(jié)構(gòu)的原因，離心泵在工作過程中葉輪兩側(cè)里沒有對(duì)稱，流體在離開葉輪時(shí)會(huì)有反沖力產(chǎn)生，這兩者綜合會(huì)對(duì)葉輪形成一個(gè)軸線方向的推力，因此離心泵就會(huì)產(chǎn)生軸向推力。離心泵產(chǎn)生軸向推力時(shí)應(yīng)該找出相應(yīng)的方法去消除。
離心泵的軸向力產(chǎn)生原因
離心泵在運(yùn)行時(shí)由于單吸葉輪缺乏對(duì)稱性，前蓋板會(huì)小于后蓋板的面積，承受力會(huì)略小于后蓋板的承受力，液體會(huì)在離心水泵的轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個(gè)較大的作用力，這個(gè)作用力的方向和離心泵轉(zhuǎn)軸的軸心線相平衡，被稱之為軸向力。軸向力的存在對(duì)于離心泵有著較大的危害，不平衡的軸向力會(huì)加重止推軸承的工作負(fù)荷，會(huì)對(duì)軸承很不利，軸向力會(huì)使離心泵轉(zhuǎn)子朝吸入口進(jìn)行竄動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)并且可能會(huì)導(dǎo)致葉輪口環(huán)摩擦出現(xiàn)泵體損壞，情況更嚴(yán)重的是會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子位移，可能會(huì)造成轉(zhuǎn)子元件和定子元件的摩擦和碰撞直到機(jī)器損壞。離心泵軸向推力產(chǎn)生時(shí)應(yīng)該找出消除方法。
離心泵軸向力自動(dòng)平衡裝置結(jié)構(gòu)示意圖
離心泵的軸向力消除方法
推力軸承
針對(duì)軸向力不大的小型泵，使用推力軸承去承受軸向力，這是一個(gè)簡(jiǎn)單而又經(jīng)濟(jì)的方法。可以使用它來(lái)平衡裝置，可以考慮到總有一定的剩余軸向力，偶爾也會(huì)裝設(shè)推力軸承。
平衡孔或者平衡管
在葉輪的后蓋板上加設(shè)密封環(huán)，密封環(huán)的直徑通常和前密封環(huán)相等，在后蓋板下面會(huì)開孔或者設(shè)置專用連通管和吸入側(cè)連通。液體經(jīng)過密封環(huán)間隙的阻力損失會(huì)導(dǎo)致密封下面的液體的壓力下降，進(jìn)而減小作用在后蓋板上的軸向力。減小軸向力的程度會(huì)取決于孔的數(shù)量與孔徑的大小。在這種情況下會(huì)有百分之十到百分之十五的不平衡軸向力。要想完全平衡軸向力需要進(jìn)一步增大密封環(huán)所在的直徑，要指出的是密封環(huán)與平衡孔是相輔相成的，只有密封環(huán)沒有平衡孔是不能平衡軸向力的。而只設(shè)平衡孔而不設(shè)密封環(huán)會(huì)使泄漏量加大，平衡軸向力的程度很小。
使用這種平衡方法能減小軸封的壓力，它的缺點(diǎn)是增加容積損失。經(jīng)過平衡孔的泄露和進(jìn)入葉輪的主液流沖擊，正常的流動(dòng)狀態(tài)會(huì)受到破壞，會(huì)導(dǎo)致水泵的抗汽蝕性能下降。有些泵體上開孔利用管線和吸入管進(jìn)行連通但是結(jié)構(gòu)會(huì)變得比較復(fù)雜。
使用以上平衡方法軸向力是不可以達(dá)到完全平衡的，殘余的軸向力需要由泵的推力軸承來(lái)承擔(dān)。采用平衡孔平衡軸向力的結(jié)構(gòu)使用比較廣泛，不僅可以在單級(jí)離心泵上使用，還能在多級(jí)離心泵上使用。但軸向力不可以完全平衡依然需要設(shè)置止推軸承，并且多設(shè)置了一個(gè)口環(huán)，離心泵的軸向尺寸需要增加，只適用在揚(yáng)程不高和尺寸不大的泵上。
雙吸葉輪
單級(jí)離心泵使用雙吸式葉輪后，葉輪是對(duì)稱的，葉輪兩邊的軸向力會(huì)相互抵消。葉輪兩邊密封間隙的差異或者葉輪相對(duì)于蝸室中心位置的不對(duì)中，會(huì)有一個(gè)不大的殘余軸向力，軸向力需要由軸承來(lái)承受。
背葉片
離心泵背葉片是加在后蓋板的外面，就等于在主葉輪的背面加上一個(gè)和吸入方向相反點(diǎn)的附加半開式葉輪，為了方便鑄造，這種背葉片一般都是做成徑向的也會(huì)做成彎曲的。葉輪加上背葉片后，背葉片會(huì)強(qiáng)迫液體進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，液體的運(yùn)轉(zhuǎn)角速度會(huì)有所增加，改變了后蓋板的壓力水頭分布不平衡力得到了減少，殘余的軸向力依然需要軸承來(lái)承受。
背葉片除了平衡軸向力外可以減少軸封前液體的壓力。裝背葉片泵的揚(yáng)程大約會(huì)提高百分之一到百分之二，可以使泵的效率下降百分之二到百分之三。背葉片會(huì)避免雜質(zhì)進(jìn)入軸封的功能，泵送含有雜質(zhì)液體的泵經(jīng)常使用。
葉輪對(duì)稱布置
這種方法大部分適用于多級(jí)離心泵。離心泵的所有葉片會(huì)平均分為兩個(gè)方向去布置，可以面對(duì)面也可以背靠背地按照一定的次序排列起來(lái)，能使用軸向力進(jìn)行互相平衡。
平衡鼓
平衡管是典型的結(jié)構(gòu)可以使用平衡鼓平衡軸向力時(shí)平衡鼓一般會(huì)安裝在末級(jí)葉輪的后面，平衡室會(huì)利用平衡管和泵的入口進(jìn)行連通，平衡室中液體的壓力接近泵入口處液體的壓力。平衡鼓左面是末級(jí)葉輪的后腔，可以承受的壓力接近于泵出口的壓力，平衡鼓前后有較大的壓力差，會(huì)有向后的推力形成，這個(gè)推力和作用在轉(zhuǎn)子上的總軸向力相平衡。平衡鼓結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工況下平衡軸向力很好，在其他工況下軸向力不可以全部平衡。采用平衡鼓時(shí)需要使用雙向止推軸承來(lái)承受殘余的軸向力。
平衡盤
平衡盤能在不同工況下自動(dòng)全部地平衡軸向力，平衡盤多用于多級(jí)離心泵當(dāng)中使用。
平衡盤與平衡鼓相結(jié)合
平衡盤與平衡鼓的結(jié)合保留了平衡盤自平衡的優(yōu)點(diǎn)，在離心泵的軸向力出現(xiàn)變化時(shí)，利用軸向間隙的變化來(lái)調(diào)整中間過流室的壓力來(lái)達(dá)到自平衡，不會(huì)引發(fā)平衡室的壓力變化，離心泵的機(jī)械密封不會(huì)受到影響。加氧裝置反應(yīng)器高壓進(jìn)料通常使用平衡盤與平衡鼓軸向力平衡的方法。
離心泵的軸向力產(chǎn)生原因及消除方法由離心泵廠家總結(jié)。推薦閱讀：離心泵型號(hào)及參數(shù)大全