离心泵的基础知识

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1、本文由 zuiaiwanglan 贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 化工设备对操作人员的基本要求： 1、懂 结 构 、懂 原 理 、 懂 性 能 、懂 用 途 2、 会 使 用 、 会 维 护 保 养 、 会 排 除 故 障 泵的定义 泵是把原动机的机械能转 换为所抽送液体能量的机器，用来输送液体 并提高液体的压力。 泵的分类，按其工作原理 和结构特征可分为三类 1、 容 积 式 泵 ：它 是 利 用 泵 内 工 作 室 容 积 的 周 期 变 化 而 提 高 液 体 压 力 ， 达到输送的目的。如：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵 螺杆泵

2、、滑板泵 2、 叶 片 式 泵 ： 它 是 一 种 依 靠 泵 内 作 高 速 旋 转 的 叶 轮 把 能 量 传 给 液 体 ， 进行液体输送的机械。如：离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵3、 其 他 类 型 泵 喷射泵、空气升液器、水锤泵 一、离心泵的结构及主要零部件 一台离心泵 主要由泵体（蜗壳）、叶轮、密封环、旋转轴、轴封箱、吸液室等部件组成,有些离心泵还装 有导轮、诱导轮、平衡盘等。 1.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

3、力能。压液室有蜗壳和 导叶 两种形式。 2 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（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、开式叶轮和半开式叶轮。 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

4、 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。 4.密封环: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。 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。 轴封 的形式：即带有骨架的橡胶密封、填料密封和机械密封。 7.轴向力的平衡装置

5、. 二 .离 心 泵 的 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 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。三 .离 心 泵 的 主

6、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m 3 /h,m 3 /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 kgf.m/kgf。 3. 转 速 ： 泵 的 转 速 是泵每分钟旋转的次数, 用 N 来 表示。电机转速 N 一般在 2900 转/分左右。 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A hr表示，单位为米液柱。5功率与效率:泵的输入功率为轴 功率 N,

7、也就是电动机的输出功率。 泵的输出功率为有效功率 Ne。 四、泵内能量损失 泵从 原动机获得的机械能，只有一部分转换为液体的能量，而另 一部分则由于泵内消耗而损失。 泵内所有损失可分为以下几项：1 水力损失由液体在泵内的冲击、涡流和表面摩擦造成的。 冲击和涡流损失是由于液流改变方向所产生的。液体流经所接触的流道 总会出现表面摩 擦，由此而产生的能量损失主要取决于流道的长短、 大小、形状、表面粗糙度，以及液体的 流速和特性。2容积损失容积损失是已经得到能量的液体有一部分在泵内窜流和向外漏失的结果。泵的容积效率n容一般为0. 930. 98。改善密封环及密封 结构，可降低漏失量，提高容积效率。3机

8、械损失机械损失指叶轮盖板侧面与泵壳内液体 间的摩擦损失，即圆盘损失，以及泵轴在盘根、轴承及平衡装置等机械部件运动 时的摩擦损失，一 般以前者为主。 五、泵的变速-比例定律 泵的变速-泵的变速-比例定律 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。 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。 2.比 例定律的表达式：Ql/Q2=nl/n2Hl/H2=(nl/n2)2Nl/N2=(nl/n2)3 式中，Q、H、N 表示泵的额 定流量、扬程和轴功率 下标 1,2 分别表示不同的转速 n 表示转速 六、离心泵叶

9、轮的切割 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： Q/Q=D2/D2H/H=(D2/D2)2N/N=(D2/D2)3 式中，Q、H、N 表示泵的额定流量、扬程和轴 功率 角标 表示叶轮切割后的对应参数 D2 表示叶轮的外直径 七、离心泵的比转数 比转数 是由相似定律导出的综合性参数，它是工况的函数，对一台泵来说， 不同的工况就有不同的 比转数，为了便于对不同类型泵的性能与结

10、构进行比较，应用最佳工况(最高效率点)的比转数来代表这台泵。在选泵时，可根据工作需要 的 Q、 H 和结合电机的转速，计算出 ns 数，大致确 定泵的类型。当 ns30 时， 则采用离心泵、混 流泵、轴流泵等。八、离心泵的汽蚀与吸入特性 1. 汽蚀现象 根 据 离 心 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.

11、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.离心泵的吸 入特性：1 泵发生汽蚀的基本条件是:叶片入口处的最低液流压力PkW该温度下液体的饱 和蒸汽压Pt。2 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能头。用 ha表示。3 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

12、4 hr表示。4込hr与氐ha的 区别和联系： haA hr泵不汽蚀 ha=A hr haA hr泵开始汽蚀 泵严重汽蚀5 对于一台泵，为了保证其安全运行而不发生汽蚀，对于泵的必须汽 蚀余量还应加一个 安全裕量,一般取0.5米液柱。于是，泵的允许汽蚀余量为： hr=A hr+0.5。6 泵的 允许几何安装高度表达式为：Hg1 = (P a -P t )/r-hS - h r 。P a 吸入罐压 力P t 液体在输送温度下的饱和蒸汽压力r液体重度h AS 吸入管内流动 损失 h r 允许气蚀余量7 提高离心泵抗汽蚀性能的方法有：A.改进机泵结构，降 低4 hr，属机泵设计问题。B.提高装置内的有

13、效汽蚀余量最主要最常用 的 方 法 是 采 用 灌 注 头 吸入装置. 此外，尽量减少吸入管路阻力损失，降低液体的饱 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。&轴向力的平衡装置 轴向力的产生原因a.叶轮前后两侧因流体压力分布情况不同(轮盖侧压力低，轮盘压力高) 引起的轴向力A1,其方向为自叶轮背侧指向叶轮入口。b.流 体流入和流出叶轮的 方 向 和 速 度 不 同 而 产 生 的 动 反 力 A2， 其 方 向与 A1 相反， 所以总轴向力 A=A1-A2, 方向一般与 A1 相同(一般 A2

14、较 小)。 轴向力的平衡a. 采 用 双 吸 式 叶 轮 :叶轮两侧对称, 流体从两端吸入, 轴向力自动抵消 而达到平 衡。b.开平衡孔或装平衡管：A:在叶轮轮盘上相对于吸入口处开几个平衡孔。B:为 避 免 开 平 衡 孔 后 , 因 主 流 受 扰 动 而 增 加 水 力 损 失 , 可 设 平 衡 管代替平衡 孔,即采用一小管引入口压力至轮盘背侧。c:采用平 衡叶片：在叶轮盘背面铸 几 条 径 向 筋片, 筋片带动叶轮背面 间隙内的流体加速旋转, 增大离心力, 从而使叶轮背 面压力显著降低。d:利用止推轴承承受轴向力。一般小型的单吸泵中止推轴承可以承受全 部的轴向力，防止泵轴窜动。 多级离

15、心泵轴向力的平衡: a. 同单级离心泵方法相同 b. 对 称布置叶轮 c. 采用平衡鼓, 部分平衡轴向力 d. 采用自动平衡盘, 全部自动平衡轴向力。离心 泵检修部分 离心泵的 第一章 离心泵的检修 吸离心泵的拆装 一、单吸离心泵的拆装1、解体步骤(1) 先将泵盖和泵体上的紧固螺栓松开，将转子组件从泵体中取出。 (2) 将叶轮前的叶 轮螺母松开，即可取下叶轮(叶轮键应妥善保管好)。 (3) 取下泵盖和轴套，并松开轴承压盖， 即可将轴从悬架中抽出(注意在用铜棒敲打 轴头时，应戴上叶轮螺母以防损伤螺纹)。 2、装 配顺序 (1) 检查各零部件有无损伤，并清洗干净； (2) 将各连接螺栓、丝堵等分别

16、拧紧在 相应的部件上；(3)将“0”形密封圈及纸垫分别放置在相应的位置；(4)将密封环、水封 环及填料压盖等依次装到泵盖内； (5) 将轴承装到轴上后，装入悬架内并合上压盖，将轴承 压紧，然后在轴上套好挡 水圈； (6) 将轴套在轴上装好，再将泵盖装在悬架上，然后将叶 轮、止动垫圈、叶轮螺母 等依次装入并拧紧，最后将上述组件装到泵体内并拧紧泵体、泵盖 的连接螺栓。 在上述过程中，对平键、挡油环、挡水圈及轴套内的“0”形密封圈等小件易 遗漏或 错装，应特别引起注意。 3、安装精度 这里给出的主要是联轴器对中的精度要求。泵 与电机联轴器装好后，其间应保持23mm间隙，两联轴器的外圆上下、左右的偏差不得超 过0.1mm，两联轴器端面间隙的最大、最小值差值不得超过0.08mm。双吸水泵的拆装二、 双吸水泵的拆装型单级单吸式离心泵结构(甲式) 1-泵体； 2-泵壳；