离心泵与风机资料课件

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1、第第7 7章章其它常用泵与风机及其应用其它常用泵与风机及其应用 轴流式泵与风机、贯流式风机和管道泵等轴流式泵与风机、贯流式风机和管道泵等 7.1 7.1 轴流风机与轴流泵及其应用轴流风机与轴流泵及其应用 7.1.1 7.1.1 轴流式风机及其应用轴流式风机及其应用 l1轴流式风机的基本构造 主要由圆形风筒、钟罩形吸入口，装有扭曲叶片的轮毂、流线形轮毂罩、电动机、电动机罩、扩压管等组成。 1-风筒；2-叶片及轮毂；3-吸入口4-扩压管；5-电机及轮毂 图7-1 轴流风机基本构造 图7-2 长轴式轴流通风机 轴流式风机的基本构造 轴流式风机的叶轮由轮毂和铆在其上的叶片组成，叶片从根部到稍部常呈扭曲

2、状态或与轮毂呈轴向倾斜状态，安装角一般不能调节。但大型轴流式风机的叶片安装角是可以调节的（称为动叶可调）。 调节叶片安装角，就可以改变风机的流量和风压。 大型风机进气口上还常常装置导流叶片（称为前导叶），出气口上装置整流叶片（称为后导叶），以消除气流增压后产生的旋转运动，提高风机效率。 部分轴流风机还在后导叶之后设置扩压管（流线型尾罩），这样更有助于气流的扩散，进而使气流中的一部分动压转变为静压，减少流动损失。 轴流式叶轮图轴流式风机的种类 轴流式风机的种类很多：l单级轴流式风机l双级轴流式风机l长轴式轴流风机等 轴流式风机示意图2轴流风机的工作原理 当电动机带动叶轮作高速旋转运动时，由于叶片

3、对流体的推力作用，迫使自吸入管吸入机壳的气体产生回转上升运动，从而使气体的压强及流速增高。增速增压后的气体经固定在机壳上的导叶作用，使气体的旋转运动变为轴向运动，把旋转的动能变为压力能而自压出管流出。 3轴流风机的性能特点与运行调节 轴流风机与离心风机相比，具有流量大、全压低、流体在叶轮中沿轴向流动等特点。轴流风机的其它特点可归纳为如下几点： u 1）结构紧凑、外形尺寸小，重量轻。u 2）动叶可调轴流式风机的变工况性能好，工作范围大。 u 3）动叶可调轴流风机的转子结构较复杂，转动部件多，制造、安装精度要求高，维护工作量大。u 4）轴流风机的耐磨性不如离心风机。u 5）轴流风机噪声大，可达（1

4、10-130）dB(A)，离心风机一般为（90-110）dB(A)。u 6）轴流风机的Q-H曲线呈陡降形，曲线上有拐点 。 u 7）Q-N曲线为陡降型，当流量Q=0时，功率N达到最大值。这一点与离心风机正好相反。因此，轴流式风机启动时应当在阀全开的情况下来启动电动机，即“开闸启动”。实际工作中，轴流风机总会在启动时经历一个低流量阶段，因而在选配电机时，应注意留出足够的余量。u 8）Q-曲线的稳定高效率工作范围很窄。因此，一般轴流式风机均不设置调节阀门来调节流量，以避免进入不稳定工作区运行。 图7-3 轴流风机与离心风机轴功率对比 轴流风机是一种大大流量、低压头流量、低压头的风机，从其性能曲线上

5、看，存在着一个较大范围的不稳不稳定工作区定工作区（图中Q-H曲线上c点左边的区域），在运行中应注意尽量避开这个区域。因此在考虑轴流风机的调节方法时，要特别慎重，以满足经济运行和安全运行的两个要求。 图7-4 轴流风机性能曲线 一般而言，轴流式风机的调节方法主要有：动叶调节、前导叶调节（又称为导向静压调节）、转速调节等。 各调节方法的特点。轴流式风机的调节方法5轴流风机的应用 （1）轴流风机的用途 常用的轴流风机用途有：一般厂房通风换气；冷却塔通风；纺织厂通风换气；降温凉风用通风；空气调节；锅炉通风、引风；矿井通风；隧道通风用等等。 （2）轴流风机的选用 （3）轴流风机的安装与试运行 （4）轴流

6、风机的开、停机 7.1.2 7.1.2 轴流泵及其应用轴流泵及其应用 图7-11 三种轴流泵外形示意图 轴流泵示意图轴流式泵叶轮的汽蚀7.1.2.1 7.1.2.1 轴流泵的基本构造与工作原理轴流泵的基本构造与工作原理 轴流泵的外形象一根水管，泵壳直径与吸水口直径差不多，既可垂直安装，也可水平或倾斜安装。 根据安装方式的不同，轴流泵通常分为立式、卧式和斜式三种。 立式轴流泵的工作示意图。 立式轴流式泵的构造如图所示。主要由吸入管（进水喇叭口）、叶轮、导叶、轴和轴承、机壳、出水弯管及密封装置等组成。 1-吸入管；2-叶片；3-叶轮；4-导叶；5-轴；6-机壳；7-压水管 图7-12 轴流泵工作示

7、意图 1吸水管吸水管的形状如流线型的喇叭管，以便汇集水流，并使其得到良好的水力条件。 图7-14 立式轴流泵的构造 2叶轮 叶轮是轴流泵的主要工作部件。叶片的形状和安装角度直接影响到泵的性能。叶轮按叶片安装角度调节的可能性分为固定式、半调式和全调式三种。固定式轴流泵的叶片与轮毂铸成一体，叶片的安装角度不能调节；半调式轴流泵的叶片是用螺栓装配在轮毂体上的，叶片的根部刻有基准线，轮毂体上刻有相应的安装角度位置线。 3导叶 导叶固定在泵壳上，其作用是把叶轮中向上流出的水流由旋转运动变为轴向运动，把旋转的动能变为压力能，并减少水头损失。导叶一般为36片。 4轴与轴承 轴流泵轴的作用是把扭矩传递给工作轮

8、。在大型全调式轴流泵中，为了在泵轴中布置调节、操作机构，常常把泵轴做成空心轴，里面安装动力油和回油管路，用来操作液压调节机构以改变叶片的安装角。 轴承在轴流泵中按功能有两种：导轴承，用来承受径向力，起径向定位作用；推力轴承，安装在电机基座上，在立式轴流泵中，其主要作用是用来承受水流作用在叶片上的方向向下的轴向推力、水泵转动部件重量以及维持转子的轴向位置，并将这些推力通过电机机座传到电机基础上去。 此外，轴流泵出水弯管的轴孔处为防止压力水泄漏，需要设置密封装置，目前常用的密封装置仍属压盖填料型的填料盒。 轴流泵的工作原理为： 水流通过进水喇叭口吸入叶轮，在叶轮里由高速旋转的叶片对其增速增压后，然

9、后通过装在叶轮之后的导叶将使水流变为回转上升运回转运动变为轴向运动，并使其动能的一部分转变为压力能而使水流压力进一步提高，最后通过出水弯管排出去。 7.1.2.2 轴流泵的特点与应用轴流泵的特点与应用 图7-15 轴流泵的特性曲线 轴流泵的特性曲线的特点 1）Q-H曲线为陡降型并存在拐点。 一般而言，轴流泵的空转扬程即流量Q=0时的扬程为设计扬程的1.52.0倍。2）Q-N曲线为陡降型。 在小流量范围内轴功率较大是因为：一方面叶轮进出口之间产生回流，回流内水力损失要消耗能量；另一方面叶片进出口出产生回流旋涡，使主流从轴向流动变为斜流形式，这也要损失能量。这使得Q=0时，轴流泵的轴功率为设计轴功

10、率的1.21.4倍，因此轴流泵一般要开阀启动。 轴流泵的特性曲线的特点 3）Q-曲线为单驼峰型，高效区很窄。 一旦运行工况偏离设计工况时，效率下降很快，因此不宜采用节流调节。 轴流泵的应用轴流泵的主要应用有： 适于输送清水或物理、化学性质类似于清水的液体，不同类型的轴流泵对所输送液体温度的要求不同（如ZLB型、QZW型等要求液体温度不超过500C），可供电站循环水、城市给水、农田排灌等之用。轴流泵的选用、安装与运行可参考轴流风机执行（但要考虑介质为液体所带来的影响）。 500ZQB-100轴流泵通用特性曲线 500ZLB-7.1轴流泵通用特性曲线 7.2 贯流式风机及其应用贯流式风机及其应用

11、贯流式风机也称横流式风机，是莫蒂尔于1892年创立的一种特殊的风机。 贯流式风机有一个圆筒形多叶叶轮转子，转子上的叶片互相平行且按一定的倾角沿转子圆周均匀排列，呈前向叶型，转子两端面是封闭的。气流沿径向从转子一侧的叶栅进入叶轮，然后穿过叶轮转子内部，从转子另一侧叶栅沿径向排出，使气流两次横穿叶片。 贯流式风机叶轮内的速度场是非稳定的，流动情况较为复杂。 (a)贯流式风机叶轮结构示意图(b) 贯流式风机中的气流 1-叶片；2-封闭端面 图7-17 贯流风机示意图 贯流式风机的流量Q与叶轮直径D2、叶轮圆周速度u及叶轮宽度b成正比，即：Q= bD2u 式中 称为流量系数，一般说来，对于小流量风机，

12、=00.3，中流量风机 =0.30.9，大流量风机 0.9。 贯流式风机的叶轮宽度b可以不做限制，按其实际需要确定。显然，当叶轮宽度增大时，流量也随之而增大。宽度愈大，制造的技术要求也愈高。 贯流式风机贯流式风机 贯流式风机的压力系数较大压力系数较大，Q-H曲线呈驼峰形，且风机效率比较低效率比较低，约为30%50%。 贯流式风机具有动压较高动压较高，不必改变气流流动方向， 可获得扁平而高速的气流，并且气流到达的宽度比较宽等特点，再加上它结构简单，宜与各种扁平形或细长形设备相配合，使贯流式风机获得了许多用途。 应用 贯流式风机目前广泛应用在低压通风换气、空调工程中，尤其是在风机盘管、空气幕装置、

13、小型废气管道抽风、车辆电动机冷却及家用电器等设备上（如家用分体挂壁空高室内机的送风机就是采用的贯流风机）。 l 贯流式风机的使用范围一般为：流量Q500m3/min；全压H（P）980Pa。 图7-18 挂壁空调室内机采用的贯流风机 7.3 7.3 管道泵及其应用管道泵及其应用 7.3.1 7.3.1 管道泵的构造及特性管道泵的构造及特性 l管道泵也称管道离心泵。lG型管道泵是立式离心泵，G型（GD、GR、GF型）管道泵的结构如图7-19所示。 G型泵G型泵有两种结构：l 泵口径小于或等于100mm的中、小型泵中，泵轴与电机转子同轴，整机由泵体、盖架、叶轮、密封环、机械密封和放气阀等组成，其机

14、械密封为单端面非平衡型；l 泵口径大于100mm的较大型泵中，由泵体、盖架、叶轮、密封环、机械密封、联接轴、轴承、轴承盖和放气阀等主要零部件组成，电机轴直接套入联接轴孔内，通过键带动联接轴。口径100mm口径100mm 图7-19 G型管道离心泵结构图 1放气阀 2泵体 3叶轮螺母 4机械密封 5挡水圈 6电机 7电机轴 8盖架 9叶轮10密封环 11支承脚 12轴承盖 13轴承 14轴承垫圈 15弹性挡圈 16联接轴 不论大小型泵均采用上开式结构，即只要旋开盖架上的螺母，就可把除泵体外的零部件全部取出来，其优点是不用拆卸泵体和管道便可取出转子部分进行检修。管道泵的特点管道泵是一种比较适合于供

15、暖系统应用的水泵，与普通离心泵相比具有以下特点： 1）泵的体积小、重量轻，进、出水口均在同一直线上，可以直接安装在回水干管上，不需设置混凝土基础，安装方便，占地极少。 2）采用机械密封，密封性能好，泵运行时不漏水。 3）泵的效率高、耗电小、噪声低。 类型 常用的管道泵有G型（又分为GD、GF、GR三种）、BG型两类。G型管道泵是立式单级单吸离心泵。 其中GD为普通型，供输送常温清水或物理化学性质类似清水的其它介质，主要用于制冷、空调、消防和一般供水系统。 GR为热水型，供输送1200C以下的热水，用于采暖和热力系统中作循环泵。 GF为耐腐蚀型，可根据所输送的不同腐蚀介质选配对应的抗腐蚀材料，主

16、要用于石油、化工、医药、食品等行业中输送腐蚀介质或卫生介质。 G型泵 G型泵可以直接安装在水平或竖直管道中，也可以多台串联或并联运行，宜作循环水或高楼供水用泵。 在制冷空调工程中，管道泵主要用于中小型系统的冷却水、冷冻水的管路，为制冷空调系统提供循环的冷却水与冷冻水，便于实现制冷空调系统的热量转移。 图7-20 G型管道泵性能曲线（GD、GR、GF型都相同）7.3.2 7.3.2 管道泵装配与拆卸管道泵装配与拆卸 管道泵装配前首先检查零件有无影响装配的缺陷，并要求清洗干净后才可进行装配。装配的步骤如下（管道泵的拆卸按下述相反步骤进行）： 1）把各处的连接螺栓、丝堵等分别拧紧在相应的位置上。 2

17、）把纸垫、油毛毡分别放在相应的位置上。 3）把挡水圈装在轴上。7.3.2 7.3.2 管道泵装配与拆卸管道泵装配与拆卸 4）把密封环装到泵体上或泵盖上，并将机械密封静环装到盖架上。 5）对有连接轴的泵，首先把轴承、轴承垫圈装到连接轴并用挡圈固定，然后将装好的连接轴装到盖架上，合上压盖。 6）把泵盖架装到电机上用螺栓固定。 7）把机械密封、平键、叶轮、止动垫圈装到轴上，并用叶轮螺母拧紧。 8）把电机、泵盖架组件装到泵体上并用螺栓、螺母拧紧，最后装放气阀。 G型（型（GD、GF、GR）管道泵性能表（节录）管道泵性能表（节录） 7.3.3 7.3.3 管道泵的安装与运行管道泵的安装与运行 1管道泵的

18、安装 管道泵的安装要求 2管道泵的启动 管道泵的启动步骤 3运转 管道泵在运转时应注意的问题 4停泵 （停止运转时，应先关闭出口闸阀，再切断电源使 电机停止运转，最后关闭压力表阀 ）5管道泵的常见故障及处理方法 7.4 屏蔽泵屏蔽泵 在制冷空调工程中，还需要用到另一种泵，要求具有防腐蚀、零泄漏等功能，这就是所谓的无泄漏泵，主要有屏蔽泵和磁力泵。 它们在结构上只有静密封而无动密封，因此输送液体时能保证一滴不漏。如在溴化锂吸收式制冷系统中，溶液循环泵等就是采用全封闭、无机械密封的屏蔽泵。 广泛应用于暖通、制冷、空调、化工、冶金、造纸、环保、给排水、电力、建筑等多个领域，低噪音、低气蚀、无泄露，适合

19、于输送水或类似于水的介质。还可以用来输送压力和温度不产生结晶和凝固的液体，特别是对人体及环境有害的和不安全的液体和贵重液体等，如强腐蚀性，剧毒性，挥发性，放射性等介质。 7.4.1 屏蔽泵的结构与工作原理屏蔽泵的结构与工作原理 屏蔽泵的组成部件主要含有叶轮、泵轴、泵壳、轴承座、循环管、屏蔽套、电机定子与转子等。其工作原理与普通离心泵类似，不同的是动力的传递方式，即屏蔽泵是靠磁场将定子的转矩传递给转子的。 在屏蔽泵中，泵和电动机联在一起，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电动机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传递给转子。 图7-21 SPG系列管道

20、屏蔽泵结构示意图 图7-22 微型屏蔽泵外形及结构分解示意图1商标 2接线盒 3不锈钢套 4挡板 5转子 6封水螺丝7机壳筒 8、9陶瓷轴承 10密封圈 11叶轮 12泵体 图7-23 WRS50/8180W型屏蔽泵的性能曲线7.4.2 屏蔽泵保护系统屏蔽泵保护系统（1）轴承磨损监测器 轴承磨损监测器有机械式、电气式、机械电气式等型式。在运转时若发生轴承损坏则立即停车。（2）电流保护器 屏蔽泵在无液情况下空运转时，会造成轴承损坏。当流量大幅度下降时，电流也会大大降低，此时电流保护器可自动动作而停车。同样，在负载过大时，电流增加较多，电流保护器也会动作，自动切断电流，使电机停止运转，防止事故发生

21、。 除以上两种保护装置外，如果需要，屏蔽泵还可配热交换能力监测器、液面监测器或在电动机内部装有内压保护器等，以满足不同用途屏蔽泵安全保护的需要。7.4.3 屏蔽泵的特点屏蔽泵的特点 1屏蔽泵的优点（1）与有密封泵相比，省去了维修和更换密封的麻烦，也省去了联轴器，零件数量少（只有机械密封泵的30%左右），可靠性高。无滚动轴承和电机的风扇，不需要加润滑油，且运转平稳、噪音低，一般为6065dB(A)。可配置轴承磨损监视器，检测轴承的磨损情况。屏蔽泵的优点（2）结构紧凑，占用空间小，对底座和基础的要求低，没有联轴器的对中问题，安装容易且费用低。日常维修工作量少，维修费用低。（3）能在真空系统或“真空

22、”与“正压”交替运行的情况下正常运转而无泄漏。可以在高真空度情况下直接从真空槽中把物料送至其它容器中。使用范围广，对于高温、高压、极低温、高熔点等各种工况均能满足要求。7.4.3 屏蔽泵的特点屏蔽泵的特点 2屏蔽泵的缺点（1）由于采用滑动轴承，且用被输送的介质润滑，故对润滑性较差的介质就不适宜采用屏蔽泵输送。一般适合于屏蔽泵的介质粘度范围为0.120cPa。（2）屏蔽泵的效率通常低于有密封的离心泵。但在中、小功率的情况下，与双端面密封泵相比，后者由于增加了冷却和冲洗系统的功率消耗，故总效率相差不大。（3）离心泵运行时，要求流量应高于最小连续流量。对屏蔽泵这点尤为重要，因为在小流量情况下，泵效率

23、较低且会导致发热，使流体蒸发而造成泵干转，引起滑动轴承的损坏。屏蔽泵的缺点3屏蔽泵的型式及适用范围 根据被输送液体的温度、压力、有否颗粒和粘度高低等不同要求，屏蔽泵一般可分为基本型(标准型)、逆循环型、高温型、高融点型、高压型、自吸型、液下型、泥浆型、高压管路型，以及专为船舶、核电站和吸收制冷装置用的各种类型屏蔽泵。 7.4.4 屏蔽泵选型和使用中的注意事项屏蔽泵选型和使用中的注意事项 选用屏蔽泵时除考虑其工艺参数如流量、扬程、功率等之外，还应注意以下问题： （1）对于滑动轴承为石墨材质的屏蔽泵，应设轴承磨损监测仪表。监测仪表的具体形式（机械式、电气式、机械电气式等）由用户根据自己的需要确定。

24、 （2）屏蔽泵使用时，应定期检查电流，轴承磨损情况，是否渗漏运行，是否平稳，振动和噪声是否正常等。 7.4.4 屏蔽泵选型和使用中的注意事项屏蔽泵选型和使用中的注意事项 （3）用户应留意屏蔽泵的排气问题。重载荷屏蔽泵最好应为自排气型；中、轻载荷屏蔽泵也宜为自排气型。对于手动排气型无密封离心泵，生产商必须在泵的醒目之处悬挂“警示”标签，以提醒用户在启动前及维修前后手动排气。屏蔽泵一般均有循环冷却管，当环境温度低于泵送液体的冰点时，则宜采用伴管等防冻措施，以保证泵启动方便。另外屏蔽泵在启动时应严格遵守出口阀和入口阀的开启顺序，停泵时先将出口阀关小，当泵运转停止后，先关闭入口阀再关闭出口阀。 7.4

25、.5 屏蔽泵的维护屏蔽泵的维护屏蔽泵主要有下面几种损坏情况： 1）石墨轴承、轴套和推力板磨损或润滑液短缺发生干磨而损坏。 2）定、转子屏蔽套损坏。造成屏蔽套损坏的原因，主要是轴承损坏或磨损超过极限值而造成定、转子屏蔽套相擦而损坏；其次由于化学腐蚀造成焊缝等处产生泄漏。 3）定子绕组损坏。除和普通电机一样过载、匝间短路、对地击穿等造成定子绕组损坏的原因外，还有因定子屏蔽套损坏而导致介质侵蚀电机绕组使绕组绝缘损坏。 7.4.5 屏蔽泵的维护屏蔽泵的维护 屏蔽泵的定期检修屏蔽泵的定期检修 （1）机械检查u 测量石墨轴承的孔径和轴套的轴径，并察看它们配合面的光洁度。 u 测量检查叶轮的上、下外止口和与

26、它们相配合的扣环及泵座内径的尺寸，这两个配合间隙是否在检修标准规定的范围内 u 观察检查定、转子屏蔽套的表观情况，尤其要注意焊缝处有无异常情况，必要时应作探伤、检漏检查。 u 经过长期运行后，有必要将转子连同叶轮等旋转零件组装在一起做动平衡试验。 屏蔽泵的定期检修屏蔽泵的定期检修 （2）电气检查u 直流电阻检查：三相电阻的不平衡度不得超过2%。u 绝缘电阻检查：屏蔽泵电机绕组的绝缘电阻一般能达到100M以上。如低于5M时需分析原因，绝缘是否受潮，或屏蔽套是否有泄漏点等，如经定子屏蔽套检漏无问题，则纯属绝缘受潮，需进行干燥处理，如定子屏蔽套有问题，则需更换屏蔽套。7.4.5 屏蔽泵的维护屏蔽泵的维护屏蔽泵的恢复性大修屏蔽泵的恢复性大修 （1）定子绕组更换 （2）屏蔽套的更换 （3）总装和检查性试验 完成总装后再检查一下直流电阻和绝缘电阻等，认为电气性能正常后，将屏蔽泵整体浸入水箱中（接线盒要在水面上，水不可进入接线盒）做通电动转试验（此时泵出水口可盖住）观察其电流、运转声、振动等有无异常。如有试验条件能做一下泵的性能试验则更好。 本章要点本章要点 1轴流泵与轴流风机的构造、性能特点、用途与选用方法。2贯流风机的特点与用途。3管道泵的构造与特点、选型、安装运行及其注意事项。4. 屏蔽泵的结构与工作原理。实训