离心泵的结构和原理.

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1、离心泵 离心泵 v水泵分类： v按其产生的压力分大小分为，高压泵、中压泵和低 压泵。 v按其工作原理分为，容积式泵和叶片式泵。其中容 积式泵又包括往复式泵和回转式泵两种，叶片式泵 又包括离心泵、轴流泵和混流泵三种 v在电厂设备中离心泵占很大比重。下面我针对各类 离心泵的结构和原理加以讲解。 一、概述 v1、泵是输送液体并提高液体压力的机器（一种“增能”机 器 ）。 v2、泵分为化工用泵、水泵。 v3、主要差异：特殊材料和设计，防止腐蚀和适应化工工艺 ， 包括结构、轴封、材料及检修难度。 v4、化工用泵的要求 v（1）、适应化工工艺要求运行可靠。 v（2）、耐腐蚀，耐磨损。 v（3）、满足无泄漏

2、要求。 v（4）、耐高温或耐低温并能有效连续工作。 二、离心泵的工作原理、 分类、型号及结构 v（一）、离心泵的装置及工 作原理 v1、为了使离心泵能正常工作 ，离心泵必须配备一定的管 路和管件，这种配备有一定 管路系统的离心泵称为离心 泵装置。图11所示为离心 泵的一般装置示意图，主要 有底阀、吸入管路、排出阀 、排出管线等。复查联轴器 找正对中 2、离心泵的工作原理 v 离心泵在启动之前，依靠高速旋转的叶轮，液体在 惯性离心力作用下获得了能量以提高了压强。水泵 在工作前，泵体和进水管必须罐满水，防止气蚀现 象发生。当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转 ，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞

3、去，泵 内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。 一面不断地吸入液体，一面又不断地给予吸入的液 体一定的能量，将液体排出。离心泵便如此连续不 断地工作。 （二）、离心泵的气蚀 v1、所谓的气蚀是指：离心泵启动时，若泵内 存在空气，由于空气的密度很低，旋转后产 生的离心力很小，因而叶轮中心区所形成的 低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵 内，不能输送流体的现象。 v2、 离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以 后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动 ，出水量减少，对水泵造成损坏（简称“气蚀” ）造成设备事故！ （三）、离心泵的分类 v离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种 方式 v1、按叶

4、轮吸入方式分：（1）单吸式离心泵；如 图1-2所示 （2）双吸式离心泵；如图1-3所示， （3）单级双吸离心泵 v扬程范围为10140m，流量范围是9028600m3h。按 轴的安装位置不同，分卧式和立式两种结构。图123为卧 式S型单级双吸离心泵结构。这种泵实际上相当于两个B型 泵叶轮组合而成，液体从叶轮左、右两侧进入叶轮，流量大 。转子为两端支承，泵壳为水平副分的蜗壳形。两个呈半螺 旋形的吸液室与泵壳一起为中开式结构，共用一根吸液管， 吸、排液管均布在下半个泵壳的两侧，检查泵时，不必拆动 与泵相连接的管路。由于泵壳和吸液室均为蜗壳形，为了在 灌泵时能将泵内气体排出，在泵壳和吸液室的最高点处

5、分别 开有螺孔，灌泵完毕用螺栓封住。泵的轴封装置多采用填料 密封，填料函中设置水封圈，用细管将压液室内的液体引入 其中以冷却并润滑填料。轴向力自身平衡，不必设置轴向力 平衡装置。在相同流量下双吸泵比单吸泵的抗汽蚀性能要好 。 2按叶轮数目分： v（1）单级离心泵 泵中只有一个叶轮，单级 离心泵是一种应用广泛的泵。由于液体在泵 内只有一次增能，所以扬程较低。如图12 所示为单级单吸离心泵。 v（2）多级离心泵 具有两个或两个以上叶轮 的离心泵称为多级离心泵。级数越多压力越 高。图14所示为一台分段式离心水泵，这 种泵的叶轮一般为单吸式。 多级离心泵 结构图 多级离心泵 3、 按离心泵扬程分： v

6、（1）、低压泵：扬程20m； v（2）、中压泵 ：扬程 20-100m； v（3）、高压泵：扬程100m ； 4、按泵的用途和输送液体性质分类 ： v泵可分为： v（1）清水泵； v（2）泥浆泵； v（3）酸泵； v（4）碱泵； v（5）油泵； v（6）砂泵； v（7）低温泵； v（8）高温泵； v（9）屏蔽泵等。 （四）、离心泵型号及结构 v1、离心泵的型号 型 号 泵 的 名 称 型 号 泵 的 名 称 IS B或BA D或DA DL Y YG F P ISO3国际标准型单级单 吸离心水 泵 单级单 吸悬臂式离心清水泵 多级分段式离心泵 多级立式管形离心泵 离心式油泵 离心式管道油泵 耐腐

7、蚀泵 屏蔽式离心泵 S或sh DS KD KDS Z FY W WX 单级双吸式离心水泵 多级分段式首级为双吸叶 轮 多级中开式离心泵 多级中开式首级为双吸叶 轮 自吸式离心泵 耐腐蚀液下式离心泵 一般旋涡泵 旋涡离心泵 2、离心泵的结构 v离心泵的品种很多，各种类型泵的结构虽然不同，但主要零部件基本相同。 v主要零部件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、密封环、泵轴、机封或填料函、联轴器、轴承等。 （1）、单级单吸离心泵如图1-5所示 v1-叶轮背帽 v2-叶轮背帽止回 垫 v3-叶轮外口环 v4-叶轮内口环 v5-密封填料 v6-密封填料压盖 v7-支撑轴承压盖 v8-支撑轴承 v9-托架 v10-

8、止推轴承 v11-油封 v12-泵轴 v13-叶轮键 v14-挡油环 单级单吸离心泵的特点 vB型泵此泵用于输送温度不超过80的清水及与水相近的清洁液体，扬 程范围为8125m，流量范围为4.5362m3h。B型泵结构简单，工 作可靠，易于加工制和维护保养，是在IS型泵之前应用最广泛的一种离 心泵。 v B型泵有前开门式和后开门式两种。前开门式为叶轮前面为泵盖， 后面为泵壳；而后开门式与前开门式相反，叶轮前面为泵壳，后面为泵 盖。 v 图15所示为B型泵的前开门式结构，泵的进口在泵盖上，出口在泵 壳上，泵壳是螺旋形蜗壳，泵轴的一端支承在泵体内的轴承上，另一端 伸出称为悬臂端，叶轮装在悬臂端。叶

9、轮上开有平衡孔，用来平衡部分 轴向力，未平衡的轴向力由轴承承受。轴承用润滑脂润滑,多为球轴承。 轴封装置采用填料密封，泵内的压力水可直接由开在泵壳上的孔送到水 封环，起水封作用。 (2) IS型泵仍是单级单吸 悬臂式离心泵 IS型泵仍是单级单吸悬臂式离心泵 特 点 v但它是按国际标准规定的性能和尺寸设计的，是一种节能新 产品，目前已替代B型泵。IS型泵用于输送清水和性质与水 相似的液体，温度不超过80，流量范围为63400m3 h，扬程范围为5125m，转速为2900rmin或1450rmin 。 v图l6所示为IS型泵的结构。它为后开门结构，主要由泵壳 、泵盖、叶轮、轴、密封环、轴套及泵体等

10、组成。泵通过加 长弹性联轴器与电动机相连接，自进口方向看叶轮逆时针旋 转。与B型泵比较，IS型泵的效率和吸程有较大提高，噪声 低、振动小。拆下加长联轴器的中间连接件，即可取下泵的 转子，故检修方便。 （3）、单级双吸式离心泵 如图1-3 所示 v图13为卧式S型单级双吸离心泵结构。这种泵实际上相当 于两个B型泵叶轮组合而成，液体从叶轮左、右两侧进入叶 轮，流量大。转子为两端支承，泵壳为水平剖分的蜗壳形。 两个呈半螺旋形的吸液室与泵壳一起为中开式结构，共用一 根吸液管，吸、排液管均布在下半个泵壳的两侧，检查泵时 ，不必拆动与泵相连接的管路。由于泵壳和吸液室均为蜗壳 形，为了在灌泵时能将泵内气体排

11、出，在泵壳和吸液室的最 高点处分别开有螺孔，灌泵完毕用螺栓封住。泵的轴封装置 多采用填料密封，填料函中设置水封圈，用细管将压液室内 的液体引入其中以冷却并润滑填料。轴向力自身平衡，不必 设置轴向力平衡装置。在相同流量下双吸泵比单吸泵的抗汽 蚀性能要好。 （4）、多级离心泵 如图1-4所示； v人们把若干个叶轮安装在同一个泵轴上，每个叶轮与其外周 的液体导流装置形成一个独立的工作室，这个工作室与叶轮 组成的系统可以认为是一个单级离心泵，每个工作室前后串 联，就构成了多级泵。与多个单级离心泵串联相比，多级泵 具有效率高、占地面积小、操作费用低、便于维修等优点。 该泵流量范围为5720m3h，扬程最

12、高达2800m。 v 多级离心泵除了具有单级离心泵的优点之外，它最大的 优点就是扬程高。多级离心泵的用途十分广泛，例如，化肥 生产中，用多级泵将氨水打入碳化塔，由氨水吸收加压氮氢 混合气中的二氧化碳，生产出碳酸氢铵；锅炉的给水；山区 的深井提灌等。 （5）、屏蔽式离心泵 如图1-7所示 屏蔽式离心泵的特点 v化工厂常用的屏蔽泵，属于单级悬臂式离心泵，其结构图如图1-7所示； v屏蔽泵又称无填料泵，这种泵用于输送易燃、易爆、有毒、有放射性及 贵重液体，也可选作高压设备的循环用泵。其结构特点使泵的叶轮与电 机的转子在同一根轴上，装在同一格密封的壳体内，没有联轴器和封装 置，从根本上消除了液体外漏。

13、为了防止输送液体昱电气部分接触，电 机的定子和转子分别用金属薄壁圆筒（屏蔽套）于液体隔离。屏蔽套的 材料应能耐腐蚀，并具有非磁性和高电阻率，以减少电动机因屏蔽套存 在而产生额外功率消耗。为了不干扰电机的磁场，这种金属薄臂圆筒采 用奥氏体系非磁性材料（1Gr18Ni9Ti）制成。由于有屏蔽套，增加了电 机转子和定子的间隙，使电机效率下降，因此，要求屏蔽套的壁要很薄 ，一般为0.30.8mm. v 屏蔽泵具有结构简单紧凑，零件少，占地少，操作可靠，长期不要检 修等优点。缺点是效率低，比一般离心泵低2650。 (6).高速离心泵 如图18所示 高速离心泵的特点 v如图18所示，高速离心泵由电机，增速

14、器和泵三部分组成。泵和增速器一 般为封闭结构。可以露天安装使用。立式结构使用广泛，驱动功率一般为7.5 -132kW。当驱动功率超过160kW时，采用卧式结构。 高速离心泵叶轮和泵 体之间没有密封环，泵内部的间隙较大。叶轮叶片与泵体后盖板和扩散锥管 之间的间隙一般为23mm，如果达34mm还可应用，而不影响效率。泵的 轴封装置通常采用机械密封。泵内设有旋风分离器，使泵抽送的液体得以净 化，引向机械密封以延长机械密封的寿命。 v 高速离心泵的高速是通过增速器实现的，所以增速器是高速离心泵的关 键部件之一。增速器主要由齿轮构成，有一级增速和两级增速两种基本类型 。增速器齿轮一般采用模数较小的渐开线

15、直齿轮，这样可避免产生轴向力， 而且制造方便。增速器壳体分成两半，一般靠定位销定位。增速器外壳用散 热性能好的铝合金制造。 v 高速轴上的轴承对小功率泵采用巴氏合金轴承，功率在150kW以上用分 块式滑动轴承与端面止推轴承组合。增速器的润滑是由自带油泵把油经滤油 器和油冷器送人壳体各个喷嘴，通过喷嘴将油喷成雾状，用油雾来润滑齿轮 和轴承。这种泵适用在高扬程，小流量的场合。由于叶轮与壳体的间隙较大 ，所以可用来输送含固体微粒及高教度的液体。带诱导轮的叶轮具有良好的 抗汽蚀性能。 v 高速泵结构紧凑、体积小、质量轻、占地面积少。缺点是加工精度要求 高，制造上比较困难。 三、离心泵的主要零部件 v（

16、一）、离心泵转子 转子是指离心泵的转动部分， 它包括叶轮、泵轴、轴套、轴承 等零；如图19所示。 图19 1叶轮 v叶轮是离心泵的做功零件，依靠它高速旋转对液体做功而实现液体的输送，是离心泵重要 零件一。 v叶轮一般由轮毅、叶片和盖板三部分组成。叶轮的盖板有前盖板和后盖板之分，叶轮口侧 的盖板称为前盖板，另一侧的盖板称为后盖板。 v按结构形式，叶轮可分为以下三种。 v(1)闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板，盖板间有46个叶片，如图110 (a)所示。闭式叶轮 效率较高，应用最广，适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。闭式叶轮有单吸和双 吸两种类型。双吸叶轮如图111所示，适用于大流量泵，其抗汽蚀性能较好。如图110 (b)。这种叶轮结构简单，制造容易，但效率低，适用输送含较多固体悬浮物或带纤维体。 v(3)半开式叶轮这种叶轮只有后盖板，如图110 (c)所示。它适用于输送易于沉淀或含固体 悬浮物的液体，其效率介于开式和闭式叶轮之间。 v 离心泵叶轮的叶片有圆