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一、节流减压装置设计
1、级间节流减压装置
从图2可以看出，自平衡多级离心泵低压区段末级叶轮(第4级)出口压力P． 与高压区段末级叶轮(第8级)之间存在压力差，这将造成级间泄漏，其泄漏量随着△P1的增大需急剧增加，为了减少泄漏。在两区段之间应没置级间节流减压装置。在设计时按最大压差APmax计算。考虑到两端轴承跨距太大。级间节流 减压装置必要时，可设计成兼作滑动轴承和节流减压组合式的结构。
2、高压区端节流减压装置
自平衡多级离心泵高压区端轴封前腔。根据不同的轴封型式，允许的密封压力P封通常有一定的范围(前腔内应保持的压力范围)，而高压区段进水室的水压等于低压区段末级叶轮的出口压力P末(图 2所示的出口压力P4)。则进水室与轴封前腔形成压力差△P2，当该△P2较大时需要在两者之间设置节流减压装置，保证前腔的水压在规定的P封范围之内。
因多级泵叶轮级数有一定的变化范围。而轴封一旦选定，则P封范围固定不变，随泵叶轮级数的增加或减少将导致△P2 的增大或减小，直接影响减压装置设计参数和减压效果；另外 由于选择设计的有关系数经验公式的局限性和可靠性等不确 定因素的影响，设计后的减压装置可能出现偏差，可能出现如下两种情况：
2.1当自平衡多级离心泵减压装置压降过大，使得前腔压力过小。甚至造成负压时，则轴封缺水或无水润滑、冷却，将出现轴封“烧坏”的现 象，因此需设法向前腔引入压力水满足P封的压力范围。
2.2当自平衡多级离心泵减压装置减压效果差，前腔压力大大超过P封允许值时，则轴封泄漏严重甚至无法控制，因此需设法向外卸压控制P封 的压力范围。为防止以上两种情况发生，在前腔设回水管与第一级叶轮 中段箱连通，并在此管路上设有截止阀和压力表(设在图l中 第“6”项部件“平衡管”上)，以便观察、调节、控制前腔的压力。 当前腔压力满足P封时。关闭截止阀；出现上述中(1)种情况时打开截止阀，由第一级叶轮水进入前腔并控制压力满足的P封要求；出现上述中(2)种情况时同样打开截止阀，前腔的高压水 回流到第一级叶轮中段箱卸压，控制P封的压力范围。根据压力表所示计数来决定调节截止阀的开度。
3、节流减压装置设计
自平衡多级离心泵的两种节流减压装置(1l级问节流减压装置和15 高压区端节流减压装置)实际上是采用迷宫密封原理。在泄漏 通道内设置多个环形或螺旋槽来增加泄漏流动中的阻力，当泄 2 漏通道两端压差完全损失掉时即可实现完全不漏。图3中的 A1、A2、A3和B1、B2、B3所示为常用的节流减压装置形式。
Al一减压衬套(固定元件)内表面为园柱形。轴(或轴套)外表面加 工出多道环形槽；
A2一减压衬套内表面加工出多道环形槽，轴(或轴套)外表面为园 柱形；
A3一减压衬套表面和轴(或轴套)外表面均加工出多遭相互对应 的环形槽。
为进一步增加泄漏通道的阻力，减少泄漏，平衡两端压差 可将图2中A1、A2、A3的环形槽优化设计成螺旋槽。如图3中 的B1、B2、B3所示。
二、总体结构的优化设计
前面所述自平衡多级离心泵结构设计在高压区端设有轴封，为了保证轴封前 腔液体压力符合轴封要求。需增设一套节流减压装置和回水管系统。这种结构复杂。回水系统在运行时需精心调节和控制。
保留原有结构(1)低压区段、高压区段叶轮的配置方式； (2)级间节流减压装置；(3)低压区端轴封以及能承受径向和轴 向载荷的轴承等主要结构和功能。在此情况下进行结构设计的优化。
优化后自平衡多级离心泵的尾端(自由端)为水润滑滑动轴承，只承受径向 载荷，此轴承箱部封闭，因此高压区端不需设置轴封，取消高压 区端节流减压装置和回水系统如图4。从第⑤级叶轮泵腔内引 润滑水(其压力为P5)至轴承密封腔，结果使轴端受到一个向左 的轴向力，该力抵消一部分向右的不平衡轴向力，残余的轴向 力由推力轴承承受。
因此结构优化设计后自平衡多级离心泵轴承结构大大简化、双支承间的跨距 缩短、重量减少、减少制造成本，运行时平稳，维修方便。 另外，高压区端进水室非金属水润滑滑动轴承可设计成通用部 件，轴承材料选用非金属材料如夹布塑料掺入二硫化钼轴承、 尼龙轴承、聚四氟乙烯浸渍金属(铜粉)轴承、赛龙轴承等。
