Осевые усилия в центробежных насосах. Причины возникновения, способы компенсации

При работе центробежных насосов в особенности многоступенчатых, рабочие колеса подвержены действию осевой силы, являющейся суммой двух сил:

- статической

-динамической

Статическая сила возникает в результате асимметрии рабочего колеса одностороннего входа жидкости. Эта сила действует в сторону всасывания и в многоступенчатых насосах достигает значительных величин. При вращении колес действует также и динамическая сила. Осевая сила может быть определена по формуле:

Ро = π/4Д₁²(Р₂-Р₁)

Где: Р_о – осевая сила

Д_{1 –} диаметр входного отверстия рабочего колеса

Р_1, Р₂- давление на входе и выходе рабочего колеса

Не скомпенсированная осевая сила может привести к смещению рабочих колес, нагреву подшипников, контакту колес со стенками корпуса и, в результате – к поломкам.

Осевое усилие может быть устранено или значительно уменьшено за счет следующих мероприятий:

- применение рабочих колес с двухсторонним входом жидкости в рабочее колесо

- перепуск жидкости из полости зазора заднего диска во всасывающий патрубок. Площадь сечения перепускной трубы должен быть в четыре раза больше сечения зазора между уплотнением колеса и корпусом насоса. Сальник на напорной стороне будет находиться под давлением всасывания.

- устройство отверстий во втулке рабочего колеса со стороны заднего диска в область всасывания на уровне всасывающей кромки рабочего колеса. Тем самым выравниваются площади воздействия давления Р₂ на передний и задний диски.

- применение радиальных ребер на заднем диске рабочего колеса.

- применение радиально-упорных упорных подшипников.

В многоступенчатых насосах осевые силы уравновешивают различными способами:

- применением специального разгрузочного устройства (гидравлической пяты)

- попарно противоположной установкой рабочих колес на валу с соответствующей системой перепуска жидкости от колеса к колесу.