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, б), т.к. осевая сила по величине одинакова на всех ступенях.

Рисунок 3.7 Рисунок 3.8

а б

Рисунок 3.9