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1、 泵类的基本知识（一）一、泵的概述 二、离心泵工作原理 三、离心泵的主要工作参数 四、离心泵分类 五、离心泵型号及结构 六、离心泵的主要零部件 七、离心泵的汽蚀 八、离心泵的故障和排除方法目录一、泵的概述1、泵的定义：泵是输送液体并提高液体压力的机器（一种“增能”机 器） 把原动机（电动机、柴油机、汽轮机、水轮机等）的机械 能变为液体能量（动能、势能）从而达到提升液体、输送液 体或使液体增加压力机器统称为泵。 液体种类包括水、化工介质、油、酸碱、乳化液、悬乳液 和液态金属等，也可以是液体、气体混合物以及含悬浮固体 物的液体。2、泵的用途在化工和石油企业的生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而
2、将原料制成半 成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体，为化 学反应提供压力、流量的作用。此外，还可以用泵来调节温度。在农业生产中，泵是主要的排灌机械。我国农村幅员广阔，每年农村都需要大量 的泵。据统计资料显示，农业用泵占其总产量一半以上。在矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。如矿井下的排水、选矿、冶炼、 轧制过程中，需要用泵来供水等。计量泵 柱塞式计量泵在电力部门中，热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵、灰渣液泵 等。在船舶制造工业中，每艘远洋轮上所使用的各种泵大多都在百台以上，其类型也 是各式各样的。在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节，军舰和坦
3、克炮塔的转动，潜艇 的沉浮等都会用到泵。内燃(蒸汽)机车的用油(水)、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂白液和染料 、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类等，都需要有大量的泵 。总之，无论是重工业还是轻工业，无论是国防建设还是军事装备，无论是尖端科 学技术还是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行3 3、泵的分类、泵的分类（1）、按工作原理可分为叶片式泵、容积式泵和其他特殊类型泵 叶片式泵，又叫叶轮式泵或动力式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力 作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加 ，随后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵、混 流泵和
4、旋涡泵等。 容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量 周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作 元件的运动形式又可分为往复泵（包括柱塞泵、活塞隔膜泵）和回转泵 （包括齿轮泵、螺杆泵和凸轮式泵）。其他类型的泵，以其他形式传递能量。如射流泵依靠高速喷射的工作 流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵 利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量 ；电磁泵是使通电 的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。（2）、按结构形式分按泵轴方向分为卧式、立式和斜式。按泵壳体剖分方向分径向剖分式、节段式和中开式。按级数分单级、双级和多级。按吸
5、入方式分单吸、双吸。按支承形式分中心支承式、悬臂式、托架式。特殊结构的泵不如液下泵、管道泵、自吸泵和无堵塞泵。（3）、按用途分锅炉给水泵、循环水泵、污水泵、消防水泵、酸碱耐腐蚀泵、化工泵、清水泵、纸浆泵等等。二、离心泵的工作原理1、离心泵的装置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、离心泵工作原理驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力,在离心力作用下,液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排出管。液体从叶轮获得
6、能量, 使压力能和速度能均增加,并依靠此能量将液体输送到工作地点在液体被甩向叶轮出口的同时,叶轮入口中心处形成了低压, 在吸液罐和叶轮中心处的液体之间就产生了压差,吸液罐中的液体在这个压差作用下,不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。液体甩出，叶轮中心形成低压液体甩出，叶轮中心形成低压驱动机带动叶轮高速旋转叶轮带动液体高速旋转产生产生离心力离心力液体获得能量（压力能 、速度能增加） 吸入罐与泵之间产生压差吸入罐与泵之间产生压差吸入液体，实现连续工作吸入液体，实现连续工作输送液体输送液体3、离心泵工作流程：4 4、离心泵工作动画演示、离心泵工作动画演示三、离心泵主要工作参数 流量 Q 扬程 H
7、 转速 n 功率 N 效率 气蚀余量（hr）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, 体积流量Q ： m/h m/s L/s 质量流量m ： kg/h kg/s t/h m=Q 液体密度kg/m3。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。常用H表示,单位J/kg、m液柱。 （J=Nm） 提高位高； 克服阻力； 增加液体静压能和速度能 H是液体获得的能量，不是简单的排送高度！特别注意！HH2.3 转速泵的转速是泵每分钟旋转的次数,用n来表示。单位：rpm（r/min），或r/s一
8、般离心泵转速970 rpm、1450 rpm、2950 rpm；高速离心泵的转速可达 20000 rpm以上。 2.4 功率单位时间内所做的功。单位：工程单位：1 kW=1000 W 有效功率Ne 单位时间内泵输送出去的液体有效能头 。KW 轴功率N： 泵轴输入的功率。5、 效率用表示，是衡量泵的经济性的指标。N：泵输入功率 （轴功率） Ne：液体得到功率（有效功率）两者的差别在于损失，包括流动损失、泄漏、机械摩 擦等。 6、 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。 有效汽蚀余量液体流自吸液罐,经吸入管路到达泵吸入口后 ,所富余的高出汽化压力的那部分
9、能头。用ha表示。 泵的必须汽蚀余量液流从泵入口到叶轮内最低压力点K处的全部能量损失,用hr表示。hr与ha的区别和联系: hahr 泵不汽蚀 ha=hr 泵开始汽蚀 ha3000rpm时，油位在轴承最 下部滚动体中心以下，但不低于 滚动体下缘。N15003000rpm时，油位在 轴承最下部滚动体中心以上，但 不得浸没滚动体上缘。N1500rpm时，油位在轴承最 下部滚动体的上缘或浸没滚动体 。C、恒位油杯原理恒位油杯的作用是使轴承箱体内的润滑油位保持恒定。恒位油杯的结构简图如右所示，斜面的位置对恒位油杯非常关键，由此形成的工作油位点是正常工作状态时的油位。有的恒位油杯没有专门的气孔，但都要保
10、证斜面以上部位与大气自由相通。图为恒位油杯正常工作状态，理论设计上工作油位点和设计油位是相同的，恒位油杯内初始油量一般保持在整个油杯的2/3处。恒位油杯内液面高于轴承箱体内液面并能保持一定高度的液位，是由于连通器的原理，油杯内气体压力小于外界大气压力。右图为恒位油杯补油状态图。当轴承箱体内的润滑油由于各种原因而损耗后，箱体内油位下降，由于连通器原理，恒位油杯斜面处的油位降低到工作油位点以下，导致恒位油杯内油液的压力平衡被破坏，润滑油从恒位油杯内流出并进入轴承箱体，外界气体在大气压力作用下通过斜面的上端进入恒位油杯，直到润滑油液面恢复到工作油位点时，补油结束。泵用联轴器一般选用挠性联轴器，目的是
11、传递功率，补偿泵轴与电机轴的相对位移，减低对联轴器安装的精确对中要求，缓和冲击，改变轴系的自振频率和避免发生危害性振动等。泵常用联轴器有：(1)爪（T）型弹性联轴器(2)弹性柱销联轴器(3)膜片联轴器(4)液力偶合器7、联轴器 又称弹性块联轴器，其特点：体积小，重量轻，结构简单， 安装方便，价格廉价，常用于小功率及不太重要的场合。(1)爪(T)型弹性联轴器弹性柱销联轴器以柱销与两半联轴器的凸缘相联，柱销的一端以圆 锥面和螺母与半联轴器凸缘上的锥形销孔形成固定装配，另一端带有弹 性套，装在另一半联轴器凸缘的柱孔销中。弹性套用橡胶制成。弹性套柱销联轴器的特点：结构简单，安装方便，更换容易，尺寸 小
12、，重量轻，传动扭矩大，广泛应用于各种旋转泵中。(2)弹性柱销联轴器膜片联轴器是采用一组厚度很薄的金属弹簧片，制成各种形状，用 螺栓分别与两半联轴器联接。膜片联轴器结构简单，不需要润滑和维护，抗高温，抗不对中性能 好，可靠性高，传动扭距大，但价格较高。水泵行业推荐的膜片联轴器 为JM1J型接中间轴整体式膜片联轴器。(3)膜片联轴器(4)液力偶合器:液力耦合器是一种液力传动装置，又称液力联轴器。液力耦合器其结 构主要由壳体、泵轮、涡轮三个部分组成，如图所示。液力耦合器工作时，电动机的动能通过泵轮传给液压油，液压油在循 环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。 液力耦合器启动平稳，有过载保护及无级调速等
13、功能，缺点是存在一 定的功率损耗，价格较贵。一般均用于大功率或工况需经常改变的大泵。七、离心泵的汽蚀1、 汽蚀发生的机理离心泵运转时，流体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降，在叶片附近 ，液体压力最低。此后，由于叶轮对液体做功，压力很快上升。当叶轮叶片 入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。同 时，还可能有溶解在液体内的气体溢出，它们形成许多汽泡。当汽泡随液体 流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡 会凝结溃灭形成空穴。瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液 体互相撞击，使局部的压力骤然剧增（有的可达数百个大气压）。这不仅阻碍流体的
14、正常流动，更为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附 近溃灭，则液体就像无数小弹头一样，连续地打击金属表面，其撞击频率很 高（有的可达20003000Hz），金属表面会因冲击疲劳而剥裂。若汽泡内夹 杂某些活性气体（如氧气等），他们借助汽泡凝结时放出的能量（局部温度 可达200300），还会形成热电偶并产生电解，对金属起电化学腐蚀作用 ，更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击，形成高 压、高温、高频率的冲击载荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏 的综合现象称为汽蚀。2、 汽蚀的后果汽蚀使过流部件被剥蚀破坏 通常离心泵受汽蚀破坏的部位，先在叶片入口附近，继而延 至叶轮出口。起初
15、是金属表面出现麻点，继而表面呈现槽沟 状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕，严重时造成叶片或叶轮前后盖 板穿孔，甚至叶轮破裂，造成严重事故。因而汽蚀严重影响 到泵的安全运行和使用寿命。汽蚀使泵的性能下降 汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰，使泵的 性能下降，严重时会使液流中断无法工作。 汽蚀使泵产生噪音和振动气泡溃灭时，液体互相撞击并撞击壁面，会产生各种频率 的噪音。严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声，同时引起 机组的振动。而机组的振动又进一步足使更多的汽泡产生和 溃灭，如此互相激励，导致强烈的汽蚀共振，致使机组不得 不停机，否则会遭到破坏。3、离心泵产生汽蚀的原因1、被输送的介质温度过高；2
16、、水池液位过低，有气体被吸入；3、泵的安装高度过高；4、流速和吸入管路上的阻力太大；5、吸入管道、阀门、法兰密封不好，有空气进入。6、流量过大，也就是说出口阀门开的太大4、气蚀的解决方案清理进口管路的异物使进口畅通，或者增加管径的大小；降低输送介质的温度； 降低安装高度； 重新选泵，或者对泵的某些部件进行改进，比如选用耐汽 蚀材料 等等 6 使泵体内灌满液体或者在进口增加一缓冲罐就可以解决 八、离心泵的故障和排除方法八、离心泵的故障和排除方法故障产生原因排除方法启动 后水 泵不 出水 或出 水不 足1 泵壳内有空气，灌泵工作没 做好 2 吸水管路及填料有漏气3 水泵转向不对 4 水泵转速太低 5 叶轮进水口及流道堵塞6 底阀堵塞或漏水 7 吸水井水位下
