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1、“ “十十五五” ”国家级国家级规划规划教材教材水泵及水泵站水泵及水泵站( (第三版第三版) )主编主编 刘竹溪刘竹溪 刘景植刘景植中国水利水电出版社中国水利水电出版社绪绪 论论一、水泵定义:水泵是输送和提升液体的机器 。它是把原动机的机械能传递给被 输送液体，使液体获得动能或势能 的增加从而被提升或者被输送的机 械。第一节第一节 水泵及水泵站的作用和地位水泵及水泵站的作用和地位n n二、二、水泵应用水泵应用: : 广泛应用于采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以广泛应用于采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以 及农林等国民经济的各个部门。及农林等国民经济的各个部门。n n三、三、水泵在城市给排水
2、工程中的应用：水泵在城市给排水工程中的应用：城市给排水系统工艺基本流程：城市给排水系统工艺基本流程：城市给水和排水系统工艺基本流程n n四、四、水泵在农业灌溉、防洪、排涝的应用水泵在农业灌溉、防洪、排涝的应用n n1 1、灌溉泵站、灌溉泵站 2 2、排涝泵站、排涝泵站 3 3、灌排、灌排结合结合第二节第二节 国内外机电排灌事业发展概况国内外机电排灌事业发展概况 （自行阅读）（自行阅读）第一章第一章 泵的基础知识泵的基础知识n n第一节第一节 泵的定义和分类泵的定义和分类n n一一、泵的、泵的定义：定义：n n二、水泵分类：水泵按其作用原理可分为二、水泵分类：水泵按其作用原理可分为以下以下三类三
3、类：n n(1)(1)叶片式水泵叶片式水泵：它对液体的压送是靠装有叶：它对液体的压送是靠装有叶 片的叶轮高速旋转而完成的。属于这一类的片的叶轮高速旋转而完成的。属于这一类的 有有离心泵、轴流泵、混流泵离心泵、轴流泵、混流泵n n(2)(2)容积式水泵容积式水泵：它对液体的压送是靠泵体工：它对液体的压送是靠泵体工 作室容积的周期性改变来完成的。一般使工作作室容积的周期性改变来完成的。一般使工作 室容积改变的方式有往复运动和旋转运动两种室容积改变的方式有往复运动和旋转运动两种 。如：喷雾器等。如：喷雾器等n n容积泵的特点是工作流量稳定，基本不受容积泵的特点是工作流量稳定，基本不受 工作压力变化的
4、影响，常用来做为计量泵工作压力变化的影响，常用来做为计量泵 使用。使用。n n(3)(3)其它类型水泵其它类型水泵：这类泵是指除叶片式水：这类泵是指除叶片式水 泵和容积式水泵以外的特殊泵。属于这一泵和容积式水泵以外的特殊泵。属于这一 类螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及类螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及 气升泵。气升泵。三、叶片三、叶片式水泵的式水泵的分类与型号分类与型号n n叶片式水泵是依靠叶轮的高速旋转来完成能量的转叶片式水泵是依靠叶轮的高速旋转来完成能量的转 换和传递的。叶轮叶片的形状则影响着水泵对水流换和传递的。叶轮叶片的形状则影响着水泵对水流 的作用力及水流的出流方向，根据叶轮出水
5、的水流的作用力及水流的出流方向，根据叶轮出水的水流 方向的不同可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和方向的不同可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和 斜向流斜向流3 3种。种。n n来看一下这三种不同情况下，来看一下这三种不同情况下，叶片式水泵图叶片式水泵图n na, a,离心泵：离心泵：叶轮出流方向为径向，叶轮叶片叶轮出流方向为径向，叶轮叶片 对水流的作用力为离心力。对水流的作用力为离心力。 n nb, b,轴流泵：轴流泵：叶轮出流方向为轴向，液体质点叶轮出流方向为轴向，液体质点 在叶轮中流动时主要受到的是轴向升力在叶轮中流动时主要受到的是轴向升力。n nc, c,混流泵：混流泵：叶轮出流方向为斜向
6、，它是上述叶轮出流方向为斜向，它是上述 两种叶轮的过渡形式，液体质点在这种水两种叶轮的过渡形式，液体质点在这种水 泵叶轮中流动时既受离心力的作用，又有泵叶轮中流动时既受离心力的作用，又有 轴向升力的作用。轴向升力的作用。n n再来认识一下这几种水泵的外形再来认识一下这几种水泵的外形: :单级单吸式离心泵单级双吸式离心泵大型单级双吸式离心泵卧式蜗壳式混流泵轴流泵混流泵四、四、 叶片泵的叶片泵的工作工作原理原理n n1 1，离心泵的工作原理：离心泵在启动之前，应先，离心泵的工作原理：离心泵在启动之前，应先 用水灌满泵壳和吸水管道，然后，驱动电机，使用水灌满泵壳和吸水管道，然后，驱动电机，使 叶轮和
7、水作高速旋转运动，此时，水受到离心力叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力 作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水 泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在 这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真 空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水 管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转 动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这 样，
8、就形成了离心泵的连续输水样，就形成了离心泵的连续输水 。离离 心心 泵泵 的的 工工 作作 原原 理理n n2 2，轴流泵轴流泵的工作原理的工作原理空气动力学中机翼的升力理论空气动力学中机翼的升力理论PBAPn n3 3，混流泵的工作原理混流泵的工作原理第二节第二节 叶片叶片泵泵的的主要零部件主要零部件n n本节主要介绍离心泵与轴流泵的主要部件。本节主要介绍离心泵与轴流泵的主要部件。n n一、离心泵的主要零部件一、离心泵的主要零部件n n离心泵的部件离心泵的部件组成组成主要有：叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴主要有：叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴 封装置、减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡装置封装置、减
9、漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡装置。n n1 1，叶轮叶轮n n叶轮的作用叶轮的作用n n叶轮是离心泵最重要的部件，通常由盖板、叶片、轮毂等叶轮是离心泵最重要的部件，通常由盖板、叶片、轮毂等 组成组成a,单吸式叶轮 1-前盖板；2 一后盖板；3一叶片 4一叶 槽；5一吸入口；6轮毂； 7泵轴b,双吸式叶轮 1-吸入口； 2一轮盖； 3一叶片 4一轮 毂；5一轴孔叶轮按其叶轮按其盖板盖板情况可分封闭式叶轮、敞开式叶情况可分封闭式叶轮、敞开式叶轮和半开式叶轮轮和半开式叶轮3 3种形式种形式封闭式封闭式开敞式开敞式半开敞式半开敞式2 2、泵泵 轴轴n n泵轴是泵轴是用来支承和固定用来支承和固定并带
10、动叶轮旋转的，常用材并带动叶轮旋转的，常用材 料是碳素钢和不锈钢。泵轴应有足够的料是碳素钢和不锈钢。泵轴应有足够的抗扭强度抗扭强度和和 足够的刚度足够的刚度，其挠度不超过允许值；工作转速不能，其挠度不超过允许值；工作转速不能 接近产生共振现象的临界转速。接近产生共振现象的临界转速。3 3、泵、泵 壳壳 泵壳一般由泵 盖、壳体（蜗 壳）、出水接 管组成泵壳的作用：1，使水流平顺 地进入叶轮2，汇集叶轮甩 出的流体泵壳通常铸成泵壳通常铸成蜗壳形蜗壳形，其过水部分要求有良，其过水部分要求有良 好的水力条件。泵壳顶上设有充水和放气好的水力条件。泵壳顶上设有充水和放气 的螺孔，以便在水泵起动前用来充水及
11、排的螺孔，以便在水泵起动前用来充水及排 走泵壳内的空气。走泵壳内的空气。泵壳的材料一般有铸铁、铸钢、不锈钢等泵壳的材料一般有铸铁、铸钢、不锈钢等4 4、泵座泵座 n n泵座的作用是用来支承和固定水泵的。泵座的作用是用来支承和固定水泵的。n n泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔。泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔。n n上述的零件中，叶轮和泵轴是离心泵中的上述的零件中，叶轮和泵轴是离心泵中的 转动部件，泵壳和泵座是离心泵中的固定转动部件，泵壳和泵座是离心泵中的固定 部件。部件。n n轴封装置位于泵轴穿过泵壳处，作用是密封轴封装置位于泵轴穿过泵壳处，作用是密封 水泵的转动部件和固定部件之间的间隙，
12、防水泵的转动部件和固定部件之间的间隙，防 止水泵内的高压水（单吸式离心水泵、混流止水泵内的高压水（单吸式离心水泵、混流 泵、轴流泵）向泵外泄漏，或者是为了防止泵、轴流泵）向泵外泄漏，或者是为了防止 泵外的空气向泵内渗入（双吸式离心泵）破泵外的空气向泵内渗入（双吸式离心泵）破 坏水泵进水口处的真空状态。坏水泵进水口处的真空状态。n n轴封装置主要有两种形式：填料密封和机械轴封装置主要有两种形式：填料密封和机械 密封。密封。n n（1 1）填料）填料密封装置也称填料盒（见构造示密封装置也称填料盒（见构造示 意图）。意图）。5 5、轴封装置、轴封装置叶轮水泵 轴固定部 分与转 动部分 的间隙n n（
13、2 2）机械密封）机械密封也称端面密封。也称端面密封。6 6、减漏环减漏环 n n减漏环位于叶轮吸减漏环位于叶轮吸 入口的外圆与泵壳入口的外圆与泵壳 内壁的接缝处内壁的接缝处减漏减漏 环环减漏减漏 环环n n减漏环的作用是减少回流损失，同时承受减漏环的作用是减少回流损失，同时承受 磨损，所以也称为承磨环。由于其位于水磨损，所以也称为承磨环。由于其位于水 泵叶轮的进口处，也称为口环。泵叶轮的进口处，也称为口环。n n7 7、轴承体轴承体n n支承水泵的转动部分（叶轮和泵轴）支承水泵的转动部分（叶轮和泵轴）n n8 8、联轴器联轴器n n将原动机械和水泵的轴联接起来的装置将原动机械和水泵的轴联接起
14、来的装置n n原动机械与水泵之间的联接和传动方式一原动机械与水泵之间的联接和传动方式一 般有：般有：n n（1 1）皮带皮带传动（皮带轮、皮带）传动（皮带轮、皮带）n n（2 2）联轴器）联轴器传动（弹性联轴器、刚性联轴传动（弹性联轴器、刚性联轴 器）器）n n9 9、轴向力平衡装置轴向力平衡装置平衡孔 1 排出压力；2加装的减漏环 3平衡孔；4泵壳上的减漏环二、轴流泵的主要部件二、轴流泵的主要部件第三节第三节 机电排灌常用泵的典机电排灌常用泵的典 型结构型结构n n一、离心泵的典型结构型式一、离心泵的典型结构型式n n离心泵：按吸水方式分离心泵：按吸水方式分-单吸式与双吸式单吸式与双吸式n
15、n按叶轮个数分按叶轮个数分-单级和多级单级和多级1 1，单级单吸卧式离心泵的基本构造单级单吸卧式离心泵的基本构造单级单吸卧式离心泵1一叶轮，2一泵轴；3一键，4一泵壳，5一泵座6一灌水孔，7 一放水孔：8一接真空表孔，9一接压力表孔，10一泄水孔，1l 一填料盒，12一减漏环，13一轴承座，14压盖调节螺栓，15 传动轮（皮带轮或联轴器）单级单吸式离心泵2 2，单级双吸式离心泵的构造单级双吸式离心泵的构造单级双吸离心泵结构图 1泵体；2 泵盖；3叶轮；4泵轴；5密度封环；6轴套：7填料盒 ；8填料；9水封环；10压盖；11轴套螺母：12轴承体；13固定 螺钉；14轴承体压盖；15滚动轴承；16
16、联轴器；17轴承端；18 挡水圈；19螺杆；20键单级双吸式离心泵3 3，多级泵多级泵n n多级泵是指一个泵轴上串装两个以上的叶多级泵是指一个泵轴上串装两个以上的叶 轮的水泵，叶轮的个数即为水泵的级数。轮的水泵，叶轮的个数即为水泵的级数。二、轴流泵的典型结构二、轴流泵的典型结构n n轴流泵主要有立式、卧式和斜式三种结构轴流泵主要有立式、卧式和斜式三种结构 形式形式n n轴流泵的叶片的安装形式有固定式、半调轴流泵的叶片的安装形式有固定式、半调 节式和全调节式三种，固定式主要用于小节式和全调节式三种，固定式主要用于小 口径的轴流泵（小于口径的轴流泵（小于300mm300mm）三、三、 混流泵的典型结构混流泵的典型结构n n混流泵混流泵根据其压水室的不同，通常可分为蜗壳式和根据其压水室的不同，通常可分为蜗壳式和 导叶式两种导叶式两种。
