Bánh cánh và lưỡi của một bơm lưu lượng trục được thiết kế tỉ mỉ để tối ưu hóa chuyển động chất lỏng trục trong khi giảm thiểu các nhiễu loạn dòng chảy. Cấu hình lưỡi dao bao gồm độ cong, độ dày và góc bao gồm được thiết kế để duy trì các mẫu dòng chảy mượt mà trên một loạt các tốc độ dòng chảy. Đối với một số mô hình nâng cao nhất định, các lưỡi dao được điều chỉnh, cho phép các nhà khai thác thay đổi cao độ để đáp ứng nhu cầu thủy lực thay đổi. Khả năng điều chỉnh này cho phép máy bơm duy trì hiệu quả thủy lực cao và đầu ra áp suất ổn định ngay cả khi tốc độ dòng chảy khác nhau đáng kể. Bằng cách ngăn chặn sự phân tách dòng chảy và giảm thiểu nhiễu loạn, thiết kế bánh công tác làm giảm khả năng các hiện tượng tăng đột biến, có thể gây ra sự mất ổn định và thiệt hại hoạt động. Quá trình kỹ thuật sử dụng mô phỏng động lực học chất lỏng tính toán (CFD) và thử nghiệm thực nghiệm để tinh chỉnh hình học lưỡi để thực hiện tối ưu trong các điều kiện thay đổi.
Ở hạ lưu của bánh công tác, các van hướng dẫn đóng vai trò là giám đốc dòng chảy cố định chuyển đổi động năng thành năng lượng áp suất hiệu quả hơn. Bằng cách làm thẳng dòng chảy xoáy và giảm sự hình thành xoáy, các van này ổn định lưu lượng xả, đảm bảo áp lực nhất quán bất kể biến động ngược dòng. Các bộ khuếch tán tăng cường hơn nữa hiệu ứng này bằng cách mở rộng dần dòng chảy, giảm vận tốc và chuyển đổi động lượng dòng chảy thành áp suất tăng với mất năng lượng tối thiểu. Điều hòa dòng chảy này ngăn chặn các hiện tượng thủy lực bất lợi như xâm thực và tách dòng chảy, có thể làm tổn hại đến sự ổn định của bơm và tuổi thọ. Các thiết kế cánh và bộ khuếch tán hướng dẫn được thiết kế để bổ sung cho các đặc tính của bánh công tác và phạm vi hoạt động cụ thể của bơm lưu lượng trục.
Các thành phần cơ học của máy bơm, bao gồm trục và vòng bi, được thiết kế để chịu được các lực động được tạo ra bởi các điều kiện dòng chảy và áp suất thay đổi. Các trục nặng, thường được chế tạo từ các hợp kim có độ bền cao hoặc thép không gỉ, chống lại các ứng suất uốn và xoắn có thể gây ra sai lệch hoặc thất bại mệt mỏi. Lắp ráp ổ trục được chọn và bôi trơn để phù hợp với tải trọng trục và xuyên tâm, làm giảm các rung động và đảm bảo xoay tròn. Tổ chức cơ học mạnh mẽ này ngăn ngừa hao mòn sớm và duy trì sự liên kết thành phần chính xác, điều này rất quan trọng để bảo tồn hiệu quả thủy lực và độ ổn định hoạt động dưới tải dao động. Cân nhắc thiết kế bao gồm phân tích cuộc sống mệt mỏi, độ bền vật liệu và khả năng tiếp cận bảo trì.
Tích hợp các hệ thống điều khiển, đặc biệt là các ổ tần số thay đổi (VFDS), cho phép điều chỉnh chính xác tốc độ bơm để đáp ứng nhu cầu thời gian thực. Bằng cách điều chỉnh tốc độ quay của động cơ, VFD điều chỉnh tốc độ dòng chảy và áp suất xả trơn tru, tránh các cú sốc thủy lực đột ngột hoặc tăng lên có thể gây bất ổn hoạt động. Khả năng này tăng cường hiệu quả năng lượng bằng cách kết hợp đầu ra bơm chặt chẽ với các yêu cầu của hệ thống và mở rộng tuổi thọ của thiết bị bằng cách giảm thiểu ứng suất cơ học. Các hệ thống điều khiển nâng cao cũng có thể kết hợp các cảm biến và tự động hóa để bảo trì dự đoán, giám sát dòng chảy và phát hiện lỗi, cho phép quản lý chủ động các điều kiện vận hành biến. Sự kết hợp giữa VFD và tự động hóa thể hiện sự tiến bộ đáng kể trong sự ổn định và đáp ứng của bơm lưu lượng trục.
Để tiếp tục giảm thiểu tác động của biến động dòng chảy và áp suất, bơm lưu lượng trục có thể kết hợp bộ giảm chấn thủy lực hoặc các khớp nối linh hoạt hấp thụ các cú sốc và rung động thoáng qua. Bộ giảm chấn thủy lực sử dụng các nguyên tắc động lực học chất lỏng để tăng áp lực, trong khi các khớp nối linh hoạt cô lập tàu truyền động khỏi các rung động xoắn. Các cơ chế làm giảm độ ẩm này làm giảm mệt mỏi cơ học, ngăn ngừa các điều kiện cộng hưởng và bảo tồn tính toàn vẹn cấu trúc của lắp ráp bơm. Sự bao gồm của họ đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng tùy thuộc vào các chu kỳ khởi động thường xuyên hoặc thay đổi nhanh chóng về nhu cầu hệ thống.