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1、 离心泵的结构与工作原理技术培训课件 新疆五江兴华实业有限公司朱柏杨2016 3 目录 一 离心泵绪论二 几种典型离心泵图片三 离心泵的分类四 离心泵的工作原理五 离心泵的基本构造及其作用六 离心泵的性能参数七 离心泵的型号及选用八 离心泵的汽蚀及其危害九 离心泵的汽敷现象十 离心泵的基本操作及维护保养十一 单级离心泵的常见故障 故障原因及解决方法 一 离心泵绪论 泵是用来输送液体并提高其压力的设备 它能够将液体从低处送往高处 从低压升为高压 或者从一个地方送往另一个地方 作为液体输送设备 泵在国民经济的各个部门中得到了广泛的应用 如农业的灌溉和排涝 城市的供排水 热力发电厂的锅炉给水 原油长
2、途输送等 在化工生产中 由于原料 半成品 成品大多是液体 就需要用泵将它们从一个设备输送到另一个设备 或从一个车间输送到另一个车间 或从一个地方送往另一个地方 直至产品灌装出厂 均需提供工艺所需的压力和流量 泵是维持化工生产连续性的重要设备之一 泵的正常运转是保证生产正常进行的关键 如果泵发生了故障 就会影响生产 甚至使全厂处于停顿状态 如果把管路比作人体的血管 那么泵就好比是人体的心脏 DL型立式多级离心泵 GDL型立式多级管道泵 二 几种典型离心泵图片 二 几种典型离心泵图片 单级双吸离心泵 二 几种典型离心泵 单级单吸全不锈钢耐腐蚀离心泵 IS ISR ISY型离心泵 IS单级离心泵 I
3、SG型系列管道泵 IS单级离心泵 二 几种典型离心泵 S型单级双吸中开泵 TSWA型卧式多级离心泵 二 几种典型离心泵 三 离心泵的分类 按工作叶轮数目分 单级泵 泵轴上只有一个叶轮多级泵 泵轴上有两个或两个以上的叶轮按工作压力分 低压泵 压力P 2MPa中压泵 压力2MPa P 6MPa之间高压泵 压力P 6MPa 按叶轮进液方式分 单侧进液泵 又叫单吸泵 叶轮上只有一个进液口双侧进液泵 又叫双吸泵 叶轮两侧各有一个进液口按泵轴位置分 卧式泵 泵轴位于水平位置立式泵 泵轴位于垂直位置 三 离心泵的分类 按叶轮出来的液体引向吸入室方式分 蜗壳泵 液体从叶轮出来后 直接进入具有螺旋线形状的泵壳导
4、叶泵 液体从叶轮出来后 进入它外面设置的导叶 之后进入下一级或出口管路 卧式离心泵和立式离心泵的区别 外形不同 即轴与水平面的相对位置不同 占地空间不同 立式泵占地面积小 维修难度不同 立式泵的维修难度大 连接形式不同 立式泵自下而上叠加连接 卧式泵纵向排列于底座上 功率不同 立式泵功率不宜做的太大 75Kw 卧式泵功率可以做很大 一般小流量 高扬程用立式多级离心泵 建筑给水系统常用 流量扬程比较均衡的一般选用立式单级离心泵 大流量低扬程选建议卧式泵 四 离心泵工作原理 离心泵是根据离心原理设计的 高速旋转的叶轮叶片带动液体转动 将液体甩出 从而达到输送的目的 离心力 由于物体旋转而产生脱离旋
5、转中心的力 离心原理 做圆周运动的物体 在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时 将做逐渐远离圆心的运动 利用离心运动的原理制成的机械 称为离心机械 例如离心分液器 离心节速器 离心式水泵 离心式调节阀离心球磨机等都是利用离心运动的原理 四 离心泵工作原理 为什么要罐泵 罐泵的目的在于使泵产生抽吸液体必须的低压或真空度 由于液体的密度比气体的大的多 所以抽送液体产生的离心力要比不罐泵抽送空气产生的离心力大 这样才能形成抽吸液体的真空度 离心泵在启动之前 泵内应灌满液体 此过程为罐泵 启动后工作时 驱动机通过泵轴带动叶轮旋转 叶轮中的叶片驱使液体一起旋转 因而产生离心力 在离心力的作用
6、下 液体被甩向叶轮出口 并流经蜗壳送入排出管 液体从叶轮获得能量 使压力能和速度能均增加 并依靠此能量将液体送到储罐或工作地点 四 离心泵工作原理 离心泵工作过程 四 离心泵工作原理 四 离心泵工作原理 四 离心泵工作原理 1 叶轮2 泵轴3 键4 泵壳5 泵座6 灌水孔7 放水孔8 真空表接孔9 压力表接孔10 泄水孔11 填料盒12 减漏环13 轴承座14 填料压盖调节螺栓15 传动轮 图2 2单级单吸卧式离心泵结构示意图 四 离心泵工作原理 四 离心泵工作原理 五 离心泵基本构造及其作用 单级卧式离心泵的结构 1 轴2 机封3 扩压管4 叶轮5 吸入室6 口环7 蜗壳 五 离心泵基本构造
7、及其作用 单级双吸离心泵的基本结构 五 离心泵基本构造及其作用 单级立式离心泵的简单结构 五 离心泵基本构造及其作用 离心泵的主要部件 叶轮 它是离心泵内传递能量给液体的唯一元件 叶轮用键固定于轴上 随轴由原动机带动旋转 通过叶片把原动机的能量传给液体 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体 以增加液体的静压能和动能 主要增加静压能 叶轮有开式 半闭式和闭式三种 如图所示 开式叶轮在叶片两侧无盖板 制造简单 清洗方便 适用于输送含有较大量悬浮物的物料 效率较低 输送的液体压力不高 半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板 而在另一侧有盖板 适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料 效率也较低 闭式叶轮在叶片两侧
8、有前后盖板 效率高 适用于输送不含杂质的清洁液体 一般的离心泵叶轮多为此类 五 离心泵基本构造及其作用 1 前盖板2 后盖板3 叶片4 叶槽1 吸入口2 轮盖3 叶片5 吸水口6 轮毂7 泵轴4 轮毂5 轴孔 图2 3单吸式叶轮示意图图2 4双吸式叶轮示意图 五 离心泵基本构造及其作用 a 为封闭式叶轮b 为敞开式叶轮c 为半开式叶轮 叶轮的作用是什么 图2 5开式 半开式 封闭式叶轮示意图 做功 开式 半开式 封闭式叶轮原型 五 离心泵基本构造及其作用 泵体 即泵的壳体 包括吸入室和压液室 吸入室 它的作用是使液体均匀地流进叶轮 压液室 它的作用是收集液体 并把它送入下级叶轮或导向排出管 与
9、此同时降低液体的速度 使动能进一步变成压力能 压液室有蜗壳和导叶两种形式 泵轴轴是传递机械能的主要部件 将原动机的扭矩通过它传给叶轮 轴上装有叶轮 轴套 平衡盘等零件 泵轴靠两端轴承支承 在泵中作高速回转 因而泵轴要承载能力大 耐磨 耐腐蚀 泵轴的材料一般选用碳素钢或合金钢并经调质处理 五 离心泵基本构造及其作用 轴承 是套在泵轴上支撑轴的部件 有滚动轴承和滑动轴承之分 滚动轴承结构简单 摩擦力较小 可以减少启动时的摩擦损失 并能保证泵轴晃动量小 因而密封的径向间隙较小 从而降低泄露损失 提高容积效率 滚动轴承 是在承受载荷和彼此相对运动的零件间有滚动体作滚动运动的轴承 是将运转的轴与轴座之间
10、的滑动摩擦变为滚动摩擦 从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件 滚动轴承一般由外圈 内圈 滚动体和保持架组成 一般见到的都是滚动轴承 应用于较小的机械 承受较低的载荷 1 外圈 装在轴承座孔内 一般不转动2 内圈 装在轴颈上 随轴转动3 滚动体 滚动轴承的核心元件4 保持架 将滚动体均匀隔开 避免摩擦 五 离心泵基本构造及其作用 滚动轴承 五 离心泵基本构造及其作用 轴承座构造 1 双列滚珠轴承2 泵轴3 阻漏油橡皮圈4 油杯孔5 封板6 冷却水套 图2 9轴承座的构造 五 离心泵基本构造及其作用 滑动轴承 在滑动摩擦下工作的轴承 在液体润滑条件下 滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触 还可以大
11、大减小摩擦损失和表面磨损 油膜还具有一定的吸振能力 滑动轴承一般用于大型机械 承受的载荷较大 用轴承瓦来减少磨损 轴承瓦可以更换的 五 离心泵基本构造及其作用 轴封 由于泵轴转动而泵壳固定不动 在轴和泵壳的接触处必然有一定间隙 为避免泵内高压液体沿间隙漏出 或防止外界空气从相反方向进入泵内 必须设置轴封装置 轴封装置主要防止泵中的液体泄漏和空气进入泵中 以达到密封和防止进气引起泵气蚀的目的 轴封的形式有带骨架的橡胶密封 填料密封和机械密封 目前主要采用机械密封 机械密封的工作原理 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力 或磁力 作用下保持贴合并配以辅助密封而达
12、到阻漏的轴封装置 五 离心泵基本构造及其作用 常用机械密封结构如图所示 1 静止环 静环 2 旋转环 动环 3 弹性元件4 弹簧座5 紧定螺钉6 旋转环辅助密封圈7 防转销8 静止环辅助密封圈9 压盖 五 离心泵基本构造及其作用 轴承箱轴承的作用是对泵轴进行支撑 实质是能够承担径向载荷 也可以理解为它是用来固定轴的 使轴只能实现转动 而控制其轴向和径向的移动 轴承箱则用来固定轴承 同时作为装载轴承润滑油的容器 5 填料盒 见图2 2中11 泵轴穿出泵壳时 在轴与壳之间存在间隙 在单吸式离心泵中 该部位如不用轴封装置 泵壳内高压水就会向外大量泄漏 填料盒就是常用的一种轴封装置 图 是较常见的压盖
13、填料盒 是由轴封套 填料 水封管 水封环和填料压盖 个部件组成 五 离心泵基本构造及其作用 填料又称 盘根 在轴封装置中起阻水隔气的密封作用 常用的填料是浸油 浸石墨的石棉绳填料 填料压盖的作用是压紧填料 它对填料的压紧程度可通过拧松或拧紧压盖上的螺栓来进行调节 使用时 压盖的松紧要适宜 压得太松 则达不到密封效果 压得太紧 则泵轴与填料的机械磨损大 消耗功率大 如果压得过紧 则有可能造成抱轴现象 产生严重的发热和磨损 一般地 压盖的松紧以水能通过填料缝隙呈滴状渗出为宜 约每分钟泄漏 滴 水封管与水封环的作用是将泵内的压力水引入填料与泵轴间的缝隙 起到引水冷却与润滑的作用 有的水泵利用在泵壳上
14、制做的沟槽来取代水封管 结构更为紧凑 五 离心泵基本构造及其作用 6 减漏环位置 叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处 它是高低压交界面且具有相对运动的部位 很容易发生泄漏 如图2 2中12所示 为了减少泵壳内高压水向吸水口的回流量 一般在水泵的构造上采用两种减漏方式 1 减小接缝间隙 不超过0 1 0 5mm 2 增加泄漏通道中的阻力 应用中 该间隙处容易发生叶轮与泵壳间的磨损现象 影响叶轮和泵壳的使用寿命 减漏环的外形与安装示意图如图2 7所示 图2 8为3种不同形式的减漏环 其中 c 为双环迷宫形的减漏环 其水流回流时的阻力很大 减漏效果好 但构造复杂 减漏环的另一作用是承磨 水泵中有了减
15、漏环 当摩擦是间隙变大后 只须更换减漏环而避免使叶轮和泵壳报废 因此 减漏环又称承磨环 是一个易损件 五 离心泵基本构造及其作用 减漏环类型示意图 图2 8减漏环类型示意图 单环型 双环型 双环迷宫型 泵壳 镶在泵壳上的减漏环 叶轮 镶在叶轮上的减漏环 五 离心泵基本构造及其作用 轴承的润滑要求 离心泵大部分采用滚动轴承 而滚动轴承各元件 滚动体 内外圈 保持架 接触面积小 单位面积压力往往很大 如果润滑不良 元件很容易胶合 或因摩擦升温过高 引起滚动体回火 使轴承失效 所以轴承时刻都要处于油膜的涂覆之中 轴承润滑通常用油槽或油雾进行润滑 为了保证滚动体和滚道接触面间形成一定厚度的油膜 油质一
16、定要合格 在油槽润滑中 轴承部分浸在油中 油浸润高度以没过轴承底的50 为宜 如果超过50 过量的油涡流会使油温上升 油温升高会加速润滑油脂的氧化 使其变质从而降低润滑性能 如果低于50 则油对轴承的冲洗作用降低 润滑效果不好 五 离心泵基本构造及其作用 8 轴向力平衡措施单吸式离心泵的叶轮缺乏对称性 导致工作时叶轮两侧的作用压力不相等 如图2 10所示 因此 在水泵叶轮上作用有一个推向吸入口的轴向力 P 必须采用专门的轴向力平衡装置来解决 单级单吸式离心泵一般在叶轮的后盖板上钻平衡孔 并在后盖板上加装减漏环 如图2 11所示 此环的直径可与前盖板上的减漏环的直径相等 压力水经此减漏环时压力下降 并经平衡孔流回叶轮中去 使叶轮后盖板上的压力与前盖板相接近 因而就消除了轴向推力 此方法的优点是结构简单 容易实行 缺点是叶轮流道中的水流受到平衡孔回流水的冲击 使水力条件变差 从而使水泵的效率有所降低 五 离心泵基本构造及其作用 轴向力平衡措施 1 排出压力2 加装的减漏环3 平衡孔4 泵壳上的减漏环 图2 10轴向推力 六 离心泵的性能参数 离心泵的主要工作参数有 流量 扬程 功率 效率
