Осевое усилие в центробежных насосах и способы уравновешивания

Рабочее колесо одностороннего входа представляет собой неуравновешенную систему из-за отсутствия симметрии относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения насоса. В результате возникает осевая сила давления, направленная в сторону входного отверстия рабочего колеса (рисунок 3.6).

Точно определить осевую силу затруднительно, так как давление между корпусом и колесом изменяется в радиальном направлении. Для ориентировочных расчетов можно воспользоваться формулой:

где D₁ и d - диаметры входного отверстия колеса и вала; Н – напор насоса.

Для уравновешивания осевых сил применяются следующие способы:

1. Установка рабочих колес двустороннего всасывания.

2. Установка рабочих колес с щелевым уплотнением на заднем диске А и разгрузочным отверстием В (рисунок 3.7). Через разгрузочное отверстие давление передается на плоскость заднего диска и тем самым снимается избыточное давление на задний диск.

3. Установка саморегулирующих устройств (рисунок 3.8) (гидравлических пят). За последней ступенью многоступенчатого насоса на валу устанавливается диск I. Жидкость после рабочего колеса перетекает из камеры А в камеру В через щелевое уплотнение С, где давление Р₂ падает до давления , и отводится во всасывающую полость насоса. Так как давление в камере А выше, чем в камере Б, на диск действует усилие, разгружающее осевую силу, стремящуюся сместить колесо в сторону всасывания, т.е. разгружающая сила зависит от перепада давлений, возрастающего в случае уменьшения зазора под действием осевой силы и наоборот.

Рисунок 3.6

4. Уравновешивание осевой силы достигается взаимно-противоположным расположением рабочих колес (рисунок 3.9 а, в), т.к. осевая сила по величине одинакова на всех ступенях.

Рисунок 3.7 Рисунок 3.8

Рисунок 3.9