如果多級(jí)泵的所有單吸葉輪安裝的朝向相同，則作用于泵吸入端的理論總水力軸向推力將是單個(gè)葉輪推力的總和。推力大小近似等于泵的凈壓力與環(huán)形不平衡面積的乘積。實(shí)際上，軸向推力約為這一理論值的 70% 至 80%。

必須使用某種形式的水力平衡裝置（機(jī)構(gòu)）來(lái)平衡軸向推力，并降低最后一級(jí)葉輪附近密封腔的壓力。這種水力平衡裝置可以是平衡鼓、平衡盤(pán)或者兩者的組合。

末級(jí)葉輪后部的平衡室通過(guò)一個(gè)平衡鼓與泵內(nèi)部隔開(kāi)，平衡鼓通常與軸通過(guò)鍵連接并隨軸旋轉(zhuǎn)。平衡鼓與固定在泵殼體上的平衡裝置的靜止部分（稱(chēng)為平衡套）之間有一個(gè)很小的徑向間隙。

平衡室通過(guò)管路要么與泵的吸入口相連，要么與泵吸入的容器相連。因此，平衡室的背壓只略高于吸入壓力，兩者之間的差值等于平衡室和回流點(diǎn)之間的摩擦損失。當(dāng)然，平衡鼓和平衡套之間的泄漏量取決于平衡鼓兩端的壓差和間隙面積。

第一個(gè)力大于第二個(gè)力，從而平衡施加在單吸葉輪上的軸向推力。根據(jù)承載任何推力軸承負(fù)載的需要，可以選擇平衡鼓的直徑以平衡軸向推力或選擇平衡90%至95%的軸向推力。

在前面的簡(jiǎn)單描述中，假設(shè)作用在葉輪壁上的壓力在其整個(gè)表面上是恒定的，并且軸向推力等于所產(chǎn)生的總凈壓力和不平衡面積的乘積。實(shí)際上，由于外部葉輪蓋板對(duì)液體施加的離心力，該壓力在徑向方向上有些變化。此外，由于葉輪壁和分隔連續(xù)級(jí)的殼體部分之間的間隙變化，相對(duì)葉輪表面上的兩個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)（圖1中的D和E）處的壓力可能不相等。最后，葉輪壁表面上的壓力分布可能隨著揚(yáng)程和流量的運(yùn)行工況的變化而變化。

這種壓力分布和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以在任何一種固定的運(yùn)行工況下非常準(zhǔn)確地確定，并且可以基于這種壓力分布產(chǎn)生的力來(lái)設(shè)計(jì)有效的平衡鼓。遺憾的是，不同的揚(yáng)程和流量條件會(huì)改變壓力分布，而且由于平衡鼓的面積是固定的，因此軸向力的平衡可能會(huì)被破壞。

對(duì)此的異議主要不是推力的大小，而是由于內(nèi)部壓力的不確定性，無(wú)法預(yù)先確定推力的方向。盡管如此，還是建議預(yù)先確定正常的推力方向，因?yàn)檫@會(huì)影響外部機(jī)械推力軸承的設(shè)計(jì)。由于在實(shí)踐中無(wú)法實(shí)現(xiàn)100%的平衡，而且推力軸承可以承受輕微但可預(yù)測(cè)的不平衡，因此平衡鼓通常設(shè)計(jì)為僅平衡葉輪總推力的90%至95%（不同泵廠有所不同 – 泵沙龍注1）。

平衡鼓能令人滿意地平衡單吸葉輪的軸向推力，并降低泵出口側(cè)填料函的壓力。然而，它缺乏自動(dòng)補(bǔ)償因不同葉輪反作用特性變化而引起的軸向推力的變化。實(shí)際上，如果軸向推力和平衡鼓的作用力不相等，則旋轉(zhuǎn)元件將傾向于向作用力更大的方向移動(dòng)。此時(shí)，推力軸承必須防止旋轉(zhuǎn)元件過(guò)度移動(dòng)。在平衡鼓力（通常稱(chēng)為平衡力 – 泵沙龍注2）再次等于軸向推力之前，平衡鼓不執(zhí)行恢復(fù)功能。這種自動(dòng)補(bǔ)償是平衡盤(pán)與平衡鼓的主要區(qū)別。

平衡盤(pán)固定在軸上并隨軸旋轉(zhuǎn)。它與固定在殼體上的平衡套之間有一個(gè)很小的軸向間隙。通過(guò)該間隙的泄漏流入平衡室，并從那里通過(guò)平衡回流管路流向泵吸入口或泵吸入的容器。平衡盤(pán)的背面受平衡室背壓的影響，而平衡盤(pán)的表面（正面）則承受一系列壓力。這些壓力從其最小直徑處的出口壓力到其外圍的背壓不等。選擇平衡盤(pán)內(nèi)徑和外徑的目的，是使作用在平衡盤(pán)表面的總力和作用在平衡盤(pán)背面的總力之差能夠平衡葉輪的軸向推力。

在運(yùn)行過(guò)程中，如果葉輪的軸向推力超過(guò)作用在平衡盤(pán)上的推力，則平衡盤(pán)會(huì)向平衡套移動(dòng)，從而減小兩者之間的軸向間隙。通過(guò)間隙的泄漏量減少，從而也減少了泄漏回流管路（即平衡回流管 – 泵沙龍注3）中的摩擦損失，從而降低了平衡室中的背壓。這種壓力的降低會(huì)自動(dòng)增加作用在平衡盤(pán)上的壓差，并使其遠(yuǎn)離平衡套，從而增大間隙。此時(shí)，壓力在平衡室中積聚，平衡盤(pán)再次向平衡套移動(dòng)，直到達(dá)到平衡。

為確保平衡盤(pán)在運(yùn)行中達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶?，平衡室中背壓的變化必須達(dá)到可觀的幅度。因此，在平衡盤(pán)相對(duì)于平衡套全開(kāi)的情況下，背壓必須大大高于吸入壓力，才能產(chǎn)生恢復(fù)正常平衡盤(pán)位置的作用力。這可以通過(guò)在泄漏回流管路中引入一個(gè)節(jié)流孔來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)通過(guò)平衡盤(pán)的泄漏量超過(guò)正常值時(shí)，該節(jié)流孔會(huì)增加背壓。這種布置的缺點(diǎn)是密封腔的壓力是可變的，這種情況可能會(huì)損害密封的使用壽命，因此應(yīng)避免這種情況。

盡管簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的平衡盤(pán)的位置恢復(fù)功能需要背壓變化很大，但現(xiàn)在可以依賴于中間壓力的變化來(lái)達(dá)到相同的效果。其工作原理如下：當(dāng)泵轉(zhuǎn)子由于軸向推力增加而向吸入端）移動(dòng)時(shí)，軸向間隙減小，中間緩壓室內(nèi)壓力增加，從而增加了作用在區(qū)域 B的中間壓力平均值。中間壓力的增加迫使平衡盤(pán)向出口端移動(dòng)，直至達(dá)到平衡。泵轉(zhuǎn)子向出口端移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生相反的效果，增加軸向間隙和泄漏，并降低作用在區(qū)域B的中間壓力。

如今，有許多水力平衡機(jī)構(gòu)的改進(jìn)型正在使用中。一種典型的設(shè)計(jì)是將組合結(jié)構(gòu)的鼓部分分成兩半，一半在平衡盤(pán)之前，另一半在平衡盤(pán)之后。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是在中間緩壓室有一定的緩沖作用，從而避免了過(guò)于積極的恢復(fù)動(dòng)作，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致平衡盤(pán)表面接觸和劃傷。