臥式多級泵的每兩個葉輪以相反方向對稱地安裝在同一泵軸上,使每兩個葉輪所產生的軸向力互相抵消。
這種方案流道復雜,造價較高。當級數較多時,由于各級泄漏情況不同和各級葉輪輪轂直徑不相同,軸向力也不能完全平衡,往往還需采用輔助平衡裝置。
采用平衡鼓。為臥式多級泵葉輪后邊裝一圓柱形平衡鼓(又稱為卸荷盤),平衡鼓右邊為平衡室,通過平衡管將平衡室與第一級葉輪前的吸入室連通。因此,平衡室內的壓力P0很小,而平衡鼓左邊則為最后一級葉輪的背面泵腔,腔內壓力p2比較高。平衡鼓外圓表面與泵體上的平衡套之間有很小的間隙,使平衡鼓的兩側可以保持較大的壓力差,以此來平衡軸向力。當軸向力變化時,平衡鼓不能自動調整軸向力的平衡,但仍需裝止推軸承來承受殘余軸向力。
平衡盤裝置。對級數較多的離心泵,更多的是采用平衡盤來平衡軸向力,平衡盤裝置由平衡盤(鑄鐵制)和平衡環(鑄銅制)組成,平衡盤裝在末級葉輪后面軸上,和葉輪一起轉動。平衡環固定在出水段泵體上。
平衡盤左邊和末級葉輪出口相通,右邊則通過一接管和泵的吸入口相連。因此,平衡盤右邊的壓力接近于泵入口液體的壓力加,平衡盤左邊的壓力P’小于末級葉輪出口壓力P0。即高壓液體能通過平衡盤與平衡環之間的問隙%回流至泵的吸入口,在平衡盤兩側產生一個平衡力。
平衡盤在泵工作時能自動平衡軸向力。如操作條件有了變化,使指向泵吸入口的軸向力稍有增大,則軸連同平衡盤將一起向左邊吸入端移動,使平衡盤與平衡環之問間隙b0減小,液體流經此問隙時的阻力增大,引起平衡盤左邊壓力升高。P’的升高,使平衡盤兩邊的壓差增大,這就推動平衡盤及整個轉子向右移動,達到新的平衡,反之亦然。在實際工作中,泵的轉子不會停止在某一位置,而是在某一平衡位置作左右脈動,當泵的工作點改變時,轉子會自動從平衡位置移到另一平衡位置作軸向脈動。由于平衡盤有自動平衡軸向力的特性,因而得到廣泛應用。為了減少泵啟動時的磨損,平衡盤與平衡環問隙b0一般為0.1~0.2mm。
另外還有采用平衡盤與平衡鼓組合的軸向力平衡裝置。用于大容量高參數的分段式臥式多級泵中,效果良好。