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1、包装部 王志权,2013年11月,离心泵基础知识,目 录,离心泵的定义及原理,离心泵的主要零部件,离心泵的主要工作参数,离心泵的结构,离心泵的变速,离心泵叶轮的切割,离心泵的汽蚀及吸入特性,离心泵的操作和维护,离心泵的串并联,思考题,离心泵定义及原理,离心泵是根据离心力原理设计的，通过高速旋转的叶轮叶片带动液体转动，将液体甩出,从而将液体延管路进行输送的机械。,离心泵的结构,离心泵的主要零部件,1.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。 叶轮分类: 按照液体流入分类：单吸叶轮（在叶轮的一侧有一个入口）和双吸叶轮(d
2、) （液体从叶轮的两侧对称地流到叶轮流道中）。 按照液体相对于旋转轴线的流动方向分类：径流式叶轮、轴流式叶轮和混流式叶轮。 按照叶轮的结构形式分类:闭式叶轮(a)、开式叶轮(b)和半开式叶轮(c) 。,离心泵的主要零部件,2.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。,离心泵的主要零部件,3轴:是传递机械能的重要零件,原动机的扭矩通过它传给叶轮。泵轴是泵转子的主要零件，轴上装有叶轮、轴套、平衡盘等零件。泵轴靠两端轴承支承
3、，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。 轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承一般使用润滑脂作为润滑剂加油要适当一般为2/33/4的体积，太多会发热，太少润滑不充分；滑动轴承使用的是稀油作润滑剂,加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出，太少轴承又要过热烧坏造成事故。在水泵运行过程中轴承的温度最高在85，一般运行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理。,离心泵的主要零部件,4.密封环（口环）:是安装在转动的叶轮和静止的泵壳（中段和导叶的组合件）之间的密封装置。其作用是
4、通过控制二者之间间隙的方法，增加泵内高低压腔之间液体流动的阻力，减少泄漏（内漏）。 密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低；间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外缘结合处装有密封环，密封的间隙保持在0.251.10mm之间为宜。,离心泵的主要零部件,5. 轴套：轴套是用来保护泵轴的，使之不受腐蚀和磨损。必要时，轴套可以更换。,6.轴封：泵轴和前后端盖间的填料函装置简称为轴封，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
5、封的形式：带有骨架的橡胶密封、填料密封和机械密封。 填料函主要由填料、水封环、填料筒、填料压盖、水封管组成。填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不让泵内的水流流到外面，也不让外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空，泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管注水到水封圈内使填料冷却，保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意！在运行600个小时左右就要对填料进行更换。,离心泵的主要零部件,6.1 填料密封：结构简单、易于制造，用于普通水泵和一般化工泵，效果较差，泄漏量大，需经常更换填料。,1、填料箱体；2、填料；3、液封圈；4、填料压盖；5、底衬套,离心
6、泵的主要零部件,6.2 机械密封：由垂直于主轴的两个光制的、精密的平面在弹性元件及密封液体压力的作用下相互紧帖并作相对运动而构成的动密封装置。效果好,使用寿命长,造价高。,图120非平衡型单端面机械密封 图121非平衡型双端面机械密封 l一紧定螺钉；2一弹簧座；3弹簧；4推环； 1一静密封圈；2静环；3动环；4一动环密封圈； 5一动环密封圈；6一动环；7静环； 5一推环；6一弹簧；7紧定螺钉；8弹簧座； 8静环密封圈；9防转销 9一防转销,离心泵的主要零部件,7.轴向力的平衡装置：在离心泵运行过程中，由于液体是在低压下进入叶轮，而在高压下流出，使叶轮两侧所受压力不等，产生了指向入口方向的轴向推
7、力，会引起转子发生轴向窜动，产生磨损和振动，因此应设置轴向力的平衡装置，以便平衡轴向力。 对于单级泵可采用：开平衡孔、加平衡叶片、使用双吸叶轮；对于多级泵可采用卸荷盘、平衡盘、叶轮对称排列等。,开平衡孔,离心泵的主要零部件,双吸叶轮,卸荷盘,离心泵的主要零部件,平衡盘,叶轮对称排列,离心泵的主要工作参数,1.流量:即泵在单位时间内排出的液体量,通常用体积单位表示,符号Q,单位有m3/h,m3/s,l/s等, 2.扬程:输送单位重量的液体从泵入口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰),其能量的增值,用H表示,单位为J/kg ，m液柱。（J=Nm） 注：H是液体获得的能量，不是简单的排送高度！
8、3.转速:泵的转速是泵每分钟旋转的次数,用n来表示。单位为rpm，或r/s 。 4.汽蚀余量:离心泵的汽蚀余量是表示泵的性能的主要参数,用符号hr表示,单位为米液柱。 5.功率:泵的输入功率为轴功率N,也就是电动机的输出功率。泵的输出功率为有效功率Ne。 5.效率：用表示，是衡量泵的经济性的指标。,离心泵的变速,1.离心泵的变速: 一台离心泵,当它的转速改变时,其额定流量、扬程和轴功率都将按一定比例关系发生改变。,Q1/Q2=n1/n2,2.切割定律的表达式:,H1/H2=(n1/n2)2,P1/P2=(n1/n2)3,式中：Q、H、P、n分别表示泵的额定流量、扬程、轴功率和转速；下标1,2分
9、别表示变速前后的值。,目前,采用变频调速电机来实现离心泵的变速,是一条新的重要的节能途径。,离心泵的叶轮切割切割定律,1.切割的目的: 一台离心泵,在一定的转速下仅有一条性能曲线,为扩大泵的工作范围,常采用切割叶轮外径的方法，使其工作范围由一条线变成一个面。当切割量较少时，可以认为切割前后叶片的出口安置角和通流面积基本不变，泵效率近似相等。,2.切割定律的表达式:,Q1/Q2=D1/D2,H1/H2=(D1/D2)2,P1/P2=(D1/D2)3,式中：Q、H、P、D分别表示泵的额定流量、扬程、轴功率和叶轮外径；下标1,2分别表示切割前后的值。,离心泵的汽蚀及吸入特性,1.汽蚀现象： 根据离心
10、泵的工作原理可知,液流是在吸入罐压力Pa和叶轮入口最低压力Pk间形成的压差(Pa-Pk)作用下流入叶轮的,则叶轮入口处压力Pk越低,吸入能力就越大。但若Pk降低到某极限值(目前多以液体在输送温度下的饱和蒸汽压力Pt为液体汽化压力的临界值)时,就会出现汽蚀现象。 2.汽蚀会引起的严重后果： (1)产生振动和噪音。 (2)对泵的工作性能有影响:当汽蚀发展到一定程度时,汽泡大量产生,会堵塞流道,使泵的流量、扬程、效率等均明显下降。 (3)对流道的材质会有破坏:主要是在叶片入口附近金属的疲劳剥蚀。 3.提高离心泵抗汽蚀性能的方法： A.改进机泵结构,属机泵设计问题。 B.尽量减少吸入管路阻力损失，降低
11、液体的饱和蒸汽压，即在设计吸入管路时尽可能选用管径大些，长度短些，弯头和阀门少些，输送液体的温度尽可能低些等措施，都可提高装置的有效气蚀余量。,离心泵的操作和维护,1.启动前准备工作 检查泵及出、入口管线的各部件，如阀门、法兰、地脚螺钉、联轴器、温度计和压力表等，看是否正常。 给轴承箱内加油，油面应在视窗的1/22/3处。 盘车，检查泵的转动情况，是否有不正常的声音。 打开压力表阀。 打开泵的入口阀，排除泵内存气，使泵内允满液体。 检查泵的安全设施(联轴器防护罩，接地线等)，是否安全有效。,2 .离心泵的启动和日常维护 启动时应注意旋转方向(如不对，立即停止)，同时注意电机电流变化，不允许超过
12、规定。待电流、转数和压力达到正常，密封也不漏，再慢慢打开泵的出口阀。 注意：不要使泵在出口阀关闭状态下长时间运转，一般不超过三分钟。否则，泵中液体循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。 泵的流量用出口阀控制。切忌不能用入口阀来调节流量。 泵正常运行时，要经常检查泵出口压力、流量、电流等，不允许超过规定指标。 轴承温度不应高于65，电机温度不应高于70。 检查泵运转中有无杂音、震动及泄漏等，发现有异常，应查明原因，及时消除。 定期更换润滑油和润滑脂。,离心泵的操作和维护,3.离心泵停车 慢慢关闭出口阀门。避免停泵后出口管线中的高压液体倒流入泵体内，使叶轮高速反转而造成事故。 切断电源。 关闭泵的入门
13、阀。 关掉压力表阀。 冬季停泵后，要从泵壳和管线中放掉存水及其它易冻结液体，或打开少量冷却水流通，防止冻裂泵壳。,离心泵的操作和维护,离心泵的串并联,1.离心泵的并联 离心泵并联运行时，其流量小于各泵单独运行的流量之和；并联的台数越多，差值越大。 并联运行时各台离心泵的轴功率，小于其单独运行时的轴功率。 随着并联台数的增加，总流量增加，但每台泵的流量减少，效率下降，故并联使用的台数不宜过多，一般不超过5台。 2.离心泵的串联 两台同型号离心泵(额定流量相同)串联运行时，其流量不变，扬程增加1倍。 不同额定流量的泵串联（尽量不采用），应把大流量的泵放在前面。,思考题,1.离心泵在出口阀门关闭的情
14、况下运行电机会因过载烧毁吗？为什么？ 答：不会。因为此时离心泵轴功率最小，电机接近空负荷运转。 2.离心泵在工作时为什么会产生轴向力？ 答：离心泵在工作时，叶轮两侧的液体压力是不同的，叶轮进口压力较低，而另一侧受到的是从叶轮出口排出的液体压力显然较大，因此叶轮两侧压力的不平衡而产生轴向推力。 3.发生汽蚀现象的原因有哪些？ 答：发生汽蚀现象的原因有：吸入液面下降或灌注头不够量。大气压力降低。系统内压力降低。介质温度升高，饱和蒸汽压加大。吸入管阻力大。 吸入管路漏空气。 4.离心泵为什么不能反转、空转？ 答：反转会使泵的叶轮背帽等松动、脱落，造成事故。空转时无液体进入和排出泵，使液体在泵内摩擦引起发热振动，使零件遭到破坏，严重时会引起抱轴等事故。 5.机械密封的“四点一面”的具体部位？ 答：动环与轴套，静环与压盖，轴套与轴，压盖与壳体；动静环密封面。,
