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1、通用机械设备泵,耕育希望耘景未来,General machinery equipment - pump,一、泵的功能 二、泵的分类 三、泵的工作原理、结构及运行 四、其他常识,目 录,一、泵的功能,1、提升作用：提高液体势能（静压能）和动能（流速）即扬程。 2、抽吸作用：可将低液位贮槽或水池的液体吸入泵中即吸程。,电能 机械能 压能（势能）,泵的分类,1、 叶片式泵 （1）离心泵 （2）轴流泵和混流泵 （3）漩涡泵 （4）屏蔽泵,泵,2、 容积泵 （1）往复泵 （2）回转泵 （3）计量泵,3、其它非机械能转换泵 （1）喷射泵 （2）扬液器,叶片式-离心泵,工作原理 由于离心泵有“汽缚”现象，因
2、此离心泵在启动前应向泵壳内要灌满液体。 泵叶轮高速旋转，充满在叶片之间的液体也随着转动，在离心力*的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达1525 m/s，即液体的动能也有所增加。 液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高，于是液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。,气缚,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,叶片式-离心泵,工作原理 当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成了低压区。 当贮槽液面上方的压强大于泵吸入口处的
3、压强后，在压强差的作用下，液体便经吸入管路连续地被吸入泵内，以补充被排出液体的位置。 只要叶轮不断地转动，液体便不断地被吸入和排出。由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮。液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。,基本组成部件,叶轮,泵壳,轴封,轴,驱动 （电机）,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵的结构,魔幻瓜途 太空丝瓜种植走廊,离心泵由以下部件构成： 1）叶轮 2）泵壳和导轮装置 3）轴和轴承 4）密封装置,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵-叶轮,闭式叶轮：叶片两侧带有前盖板2及后盖板3的叶轮。 液体从叶轮中央的入口进入后，经两
4、盖板与叶片之间的流道而流向叶轮外缘，在这过程中液体从旋转叶轮获得了能量，并由于叶片间流道的逐渐扩大，故也有一部分动能转变为静压能。 半闭式叶轮：吸入口侧无前盖板的叶轮。 开式叶轮：没有前、后盖板的叶轮。 半闭式与开式叶轮可用于输送浆料或含有固体悬浮物的液体，因取消盖板后叶轮流道不容易堵塞，但由于没有盖板，液体在叶片间运动时容易产生倒流，故效率也较低。,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵-叶轮,单吸双吸叶轮,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵-泵壳和导轮装置,离心泵的泵壳：壳内有一截面逐渐扩大的蜗牛壳形通道，如图2.24的1所示。又称蜗壳 泵壳不仅作为一个汇集
5、由叶轮抛出液体的部分，而且本身又是一个转能装置。 叶轮在壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转，愈接近液体出口，通道截面积愈大。因此，液体从叶轮外缘以高速被抛出后，沿泵壳的蜗牛形通道而向排出口流动，流速便逐渐降低，减少了能量损失，且使部分动能有效地转变为静压能。所以 导轮：在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动而带有叶片的圆盘。如图2.24中的3所示。由于导轮具有很多逐渐转向的流道，使高速液体流过时能均匀而缓和地将动能转变为静压能，减少了液体直接进入蜗壳时的碰撞，因而减小能量损失。,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵-轴和轴承,泵轴是传递机械能的主要部件，必须具有足够的抗扭强度。
6、 卧式泵：横轴 立式泵：竖轴 斜式泵：斜轴,轴承分为滑动和滚动轴承两大类。 按承受荷载的不同 分为向心轴承和推力轴承。,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵-密封装置,泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。轴封的作用是防止高压液体从泵壳内沿轴向外泄漏，或者外界空气以相反方向向泵内流入。轴封有填料密封和机械密封两种 。叶轮与泵壳之间的密封称为密封环，主要通过两者之间的间隙来形成水密封环。,密封环,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵-轴封装置,轴封装置有填料密封 和机械密封两种,轴封装置：泵轴与泵体之间的密封,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵-轴封装置
7、-填料密封,设置在泵出口侧，内轴的出口处。目的是防止压力液体泄出泵体外。,连通低压区,与高压区连通,设置在水泵的进口侧，泵轴的出口处，目的是防止空气从进口侧的轴孔进入泵体内,填料密封,压力填料密封,真空填料密封,编织物填料的材料： （1） 输送冷水时，使用棉花，或涂油的麻做编织物； （2） 输送热水时，使用石墨石棉，或浸有二硫化钼的石棉做编织物； （3） 输送酸时，使用涂石蜡石棉做编织物。,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵-轴封装置 _机械密封,动环一般用硬材料，如高硅铸铁或由堆焊硬质合金制成。静环用非金属材料，一般由浸渍石墨、酚醛塑料等制成。这样，在动环与静环的相互摩擦中
8、，静环较易磨损，但从机械密封装置的结构看来，静环易于更换。动环与静环的密封圈常用合成橡胶或塑料制成。,机械密封装置安装时，要求动环与静环严格地与轴中心线垂直，摩擦面要很好地研合，并通过调整弹簧压力，使端面密封机构能在正常工作时，于两摩擦面间形成一薄层液膜，以造成较好的密封和润滑作用。,动环环固定在泵轴上，并与泵轴密封,静环固定在泵体上，并与泵体密封,密封面，靠动环 后的弹簧压紧,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理及结构,离心泵的运转-汽蚀现象,现象与机理：当叶片入口附近的最低压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压时，液体就在该处发生汽化并产生气泡，随同液体从低压区流向高压区，气泡在高压的
9、作用下，迅速凝结或破裂，瞬间内周围的液体即以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处形成高达几万kPa的压强，冲击频率可高达每秒几万次之多。这种现象称为汽蚀现象。 后果：汽蚀发生时，产生噪音和震动；叶轮局部地方在巨大冲击力的反复作用下，材料表面疲劳，从开始点蚀到形成严重的蜂窝状空洞，使叶片受到损坏。此外，汽蚀严重时，由于产生大量气泡，占据了液体流道的一部分空间，导致泵的流量、压头与效率显著下降。 预防：最低压强维持输送温度下液体的饱和蒸气压之上。,泵的工作原理、结构及运行,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的运转-汽蚀现象,提高泵抗气蚀性能的措施,2提高泵本身的抗气蚀性能，减小必需气蚀余量
10、（1） 采用双吸叶轮，降低入口速度； （2）增大叶轮进口直径及叶片进口宽度，降低入口速度； （3） 叶轮采用耐汽蚀材料，提高泵的抗气蚀性； （4） 进口处装设螺旋式诱导轮如图2.4-4所示，改善泵的气蚀性能。,1. 改善泵的工作条件，提高泵的有效气蚀余量 （1） 减小安装高度，提高有效气蚀余量； （2） 加大吸水管径或减小流量，以减小阻力，提高有效气蚀余量； （3） 降低液体的温度，从而降低汽化压力，提高有效气蚀余量； （4）降低泵的转速，减小阻力，提高有效气蚀余量。,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的运转-吸程,高度：当高度升高时，大气压减小，理论最大吸程减小，对实际吸程也是如此； 液体温度
11、： 一定真空度下的液体，其温度越高，蒸发越快。当液体通过吸入管时，就会产生蒸汽。蒸汽的压力等于与液体温度压力相符合的饱和蒸汽压力。这种蒸汽压力会减小泵的吸程； 液体的密度：泵的理论吸程与所吸液体的密度有关，成负相关；,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的运转-离心泵的并联串联,串联运转特性曲线 ： 当有P1、P2、P3多台泵串联运转时，通过每台泵的流量都是相同的，即：Q=Q1=Q2=Q3 多台泵串联运转的扬程，则等于各台扬程相加之和 Ht=H1+H2+H3 如果串联的泵是相同的，就变成多级泵的情况，其总扬程等于单个泵的扬程乘以泵数，即： Ht=nH,并联运转特性曲线 ： 当P1、P2、P3多台泵
12、并联工作时，若： H=H1=H2=H3 则并联运转时的总流量则等于各台泵在同一扬程下的流量Q1、Q2、Q3的和，即： Qt=Q1+Q2+Q3 多台泵并联工作时的HQ特性曲线，是由各台泵的HQ特性曲线在同一扬程如H下对应点上各台泵流量Q1、Q2、Q3相加而成的。 如果并联的泵是相同的，则每台泵在同一扬程点上对应的流量也是相等的，并联工作时的总流量就是每台泵的流量乘以泵数，即： Qt= nQ,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类,核电厂最常用的离心泵有以下几种： 1）单级单吸离心泵 2）单级双吸离心泵 3）多级离心泵 4）冷凝水泵 5）安全壳喷淋泵 6）生水泵、RCV上充泵及辅助给水泵,泵的工作
13、原理、结构及运行,离心泵的种类-单级单吸离心泵,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-单级单吸离心泵RRI系统泵,该泵用于GNPS核电站 RRI系统（核岛设备冷却系统）的循环泵。其主要参数如下： 额定 Q=2670 m3/h 额定 H=63 m 转速 n=1485 rpm 功率 N=630 KW,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-单级双吸离心泵,国产单级双吸水平中开式离心泵的主要型号为S及SH型。S型泵是SH型泵的更新产品，泵的性能指标比SH型先进。 1）S型双吸离心泵： S型离心泵是一种双吸单级水平中开式离心泵，是SH型的更新产品。例如S15078A： S表示双吸单级卧式离心泵；15
14、0表示进口直径，mm；78表示扬程，m； A表示叶轮外径切割。S型离心泵的基本结构图如图2.54所示。,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类- GNPS核电站单级双吸离心泵,其结构如图2.5-5和2.5-6所示。它们是二回路主给水泵组的前置增压泵和压力泵。,（1）前置增压泵 卧式双吸单级前置增压泵的结构如图2.55所示。蜗壳由马氏体不锈钢铸件制造，为双蜗壳型。进口和出口的接管在泵体的上半部，进口接管与垂直面成50角，出口是垂直向上的。端盖、轴、叶轮均为马氏体不锈钢，轴表面镀铬，以使轴颈有硬的耐磨表面。轴封设有5圈填料。3圈在套环内侧，2圈在套环外侧，轴封周围设有冷却夹套，保证轴封填料处水温不
15、超过100，以防止热量侵入填料，冷却水来自常规岛闭式冷却水系统。泵的转速1489rpm,流量813.5kg/s。,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-GNPS核电站单级双吸离心泵,（2）压力泵 卧式双吸单级压力给水泵的结构如图2.56所示，蜗壳由马氏体不锈钢制造，为双蜗壳。蜗壳内设有多叶式扩散器位于蜗壳叶片的内侧。进口管由顶部进入泵壳，出口管位于壳体底部水平面上。进口导向器位于蜗壳的非驱动端，并固定在蜗壳上。轴、叶轮、扩散器、导向器材料均为马氏体不锈钢，轴的表面镀铬，以使轴颈有硬的耐磨表面。轴封为机械密封，动环材料为碳化硅，静环材料为浸渍锑石墨。机械密封采用自循环系统水冷却。从密封室出来的
16、水经热交换器和磁粗过滤器后再循环回去。还设有一个备用磁粗滤器。热交换器的循环冷却水，来自常规岛闭式循环冷却水系统。压力泵的转速5100rpm,流量813.5kg/s（约3000m3/h），与增压泵串联运行扬程840m水柱。,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-GNPS核电站单级双吸离心泵,单级双吸离心泵在主给水泵系中的位置如下图所示：,GNPS核电站主给水泵系统是汽机热力循环中的一个重要组成部分，它包括两台半容量汽动给水泵和一台半容量电动给水泵，电动给水泵作为备用。汽动给水泵装置，由前置增压泵（升压泵）、减压箱、汽轮机、压力泵组成。增压泵和压力泵均为卧式双吸单级离心泵，由一台汽轮机带动，按增压泵减速箱汽轮机压力泵顺序串联组装，如图2.57所示。,电动给水泵装置的布局和汽动给水泵装置基本相同，只不过将汽
