第一節(jié)離心泵的工作原理和基本構(gòu)造

一、離心泵的工作原理我們可以作一個(gè)這樣的試驗(yàn)向一個(gè)敞口圓筒內(nèi)灌注肯定高度的水，并使其做等速旋轉(zhuǎn)心力來(lái)工作的。圖1內(nèi)灌滿水〔也可用真空泵或射流泵將泵體和進(jìn)水管內(nèi)抽成真空引水，以使葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠地被吸入和甩出，形成水泵的連續(xù)抽水。二、離心泵的分類(lèi)安裝葉輪的個(gè)數(shù)可分為單級(jí)泵和多級(jí)泵?，F(xiàn)就各類(lèi)離心泵的構(gòu)造特點(diǎn)和性能范圍分述如下：?jiǎn)渭?jí)單吸臥式離心泵軸的一端，泵的進(jìn)出水口相互垂直，其性能特點(diǎn)是流量小、揚(yáng)程高。BBA型單級(jí)單吸式離心泵已被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為淘汰產(chǎn)品。IS系列泵是我國(guó)水泵行業(yè)首批承受?chē)?guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的單級(jí)單吸清水離心泵29種根本型號(hào),51個(gè)規(guī)格,66.3~400m3/h，5~125m0.55~110kw1450r/min2900r/min兩種。其外形及構(gòu)造如下圖。單級(jí)雙吸式離心泵單級(jí)雙吸臥式離心泵的構(gòu)造特點(diǎn)為：水從葉輪的兩側(cè)吸入，即葉輪有兩個(gè)進(jìn)水口，故稱雙吸。水泵進(jìn)出水口均垂直于泵軸且在泵軸線下方，有利于進(jìn)出水管路的布置與安裝。臥式離心泵型號(hào)有Sh、SaS等幾種。其中Sh型為最常用泵型，共有30個(gè)品種、61種規(guī)144~12500m3/h9~140m225m。S型單級(jí)雙吸離心泵多級(jí)臥式離心泵水平中開(kāi)式兩種泵型。常見(jiàn)的分段式多級(jí)離心泵為D型，其外形及構(gòu)造如下圖。它由進(jìn)水段、中段和出水輪，每個(gè)葉輪前后均裝有密封環(huán)。D型分段式多級(jí)臥式離心泵的性能范圍：流量3.75~1100m3/h54~1050m。D系列多級(jí)離心泵輪、泵殼、密封環(huán)、泵軸、軸承、軸封裝置、軸向力平衡裝置及聯(lián)軸器等?，F(xiàn)分述如下葉輪葉輪的主要作用是將動(dòng)力機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體，使液體的能量增加。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，的離心力也越來(lái)越大，故稱離心泵葉輪為徑流式葉輪。葉輪一般由葉片、輪轂、前蓋板和后蓋板組成。式和開(kāi)敞式三種。具有前、后兩個(gè)輪盤(pán)的葉輪稱為封閉式葉輪，葉輪上有6-8個(gè)葉片。只有后蓋板而無(wú)前蓋板的葉輪稱為半開(kāi)式葉輪，既無(wú)前蓋板也無(wú)后蓋板的葉輪稱為開(kāi)敞式葉輪，其葉片數(shù)較少，一般僅有2-5個(gè)葉片，槽道較寬，多用于抽取污水或漿粒狀液體。雙吸式葉輪兩邊進(jìn)水，其外形似乎兩個(gè)無(wú)后輪盤(pán)的單吸式葉輪背靠背組合而成。葉輪應(yīng)具有高強(qiáng)度、抗腐蝕、抗沖刷的力量，因此制造葉輪的材料一般為鑄鐵、鑄鋼、青銅或黃銅。目前在低揚(yáng)程水泵中也有用高強(qiáng)度塑料制造的葉輪。泵殼為壓能。泵殼的進(jìn)出水接收上各有一螺孔用以安裝測(cè)量水泵進(jìn)出口壓力的真空表和壓力表頂部設(shè)有灌水〔或抽氣〕孔，以便在水泵啟動(dòng)前向泵中充水、排氣。泵殼底部設(shè)有放水孔，用以停泵后或檢修時(shí)放空泵中積水。密封環(huán)經(jīng)葉輪進(jìn)口與泵殼之間間隙的漏水量損。當(dāng)該環(huán)磨損過(guò)量，間隙增大后便予以更換。對(duì)口徑大、揚(yáng)程高的IS型泵，特別是對(duì)葉輪后蓋板上開(kāi)有平衡孔的泵，在后輪盤(pán)和泵殼之了削減水量的漏失。從削減泄漏量和改善葉輪入口流態(tài)來(lái)看，密封環(huán)間隙越小越好，但其間隙也不宜過(guò)小，否則將產(chǎn)生氣械磨損，降低泵的機(jī)械效率，嚴(yán)峻時(shí)甚至?xí)ト?，使密封環(huán)與葉輪咬死0.1~0.4mm為宜。泵軸泵軸用于傳遞扭矩給葉輪以使之旋轉(zhuǎn)。泵軸為受扭、受彎構(gòu)件，故要有足夠的抗扭、抗因這種鍵只能傳遞扭矩，而不能固定葉輪的軸向位置，所以一般用軸套和反向螺母來(lái)定位，轉(zhuǎn)越緊。軸承軸承用以支承轉(zhuǎn)動(dòng)局部的重量并承受泵運(yùn)行時(shí)的徑向力和軸向力〔一般泵軸直徑大于75m分為徑向軸承〔只承受徑向荷載〕〔只承受軸向荷載〕以及同時(shí)承受徑向荷載和軸向荷載的徑向止推軸承。軸封裝置〔如單吸式離心泵，此處正對(duì)葉片反面泵內(nèi)液體壓力為真空時(shí)〔如雙吸離心泵，此處正對(duì)葉輪進(jìn)口，空氣就會(huì)從今處透入泵內(nèi)，較多的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。 填料密封。填料密封裝置稱填料函〔或填料盒，它由填料、壓蓋、水封環(huán)、水封管和底襯環(huán)組成。填料又名盤(pán)根，被纏繞在填料環(huán)兩側(cè)的軸上，再用填料壓蓋壓緊，其作用是填充泵軸穿出泵殼處的間隙，進(jìn)展密封。常用的填料用石棉繩編制并用黃油浸透，再壓成截面為矩形的條狀，外表涂以石墨粉，具有耐磨、耐高溫順略有彈性等特點(diǎn)。近年來(lái)，又消滅了各種耐高溫、耐磨損及耐強(qiáng)腐蝕的填料，如用碳素纖維、不銹鋼纖維及合成樹(shù)脂纖維等編織的填料。水封環(huán)套裝于泵軸上，位于填料中部。環(huán)上開(kāi)有假設(shè)干小孔，泵內(nèi)的高壓水通過(guò)水封管進(jìn)入這些小孔并滲入填料，起著水封、冷卻和潤(rùn)滑的作用。對(duì)葉輪上無(wú)平衡填料壓蓋用來(lái)壓緊填料。填料的壓緊程度用壓蓋上的螺絲來(lái)調(diào)整，填料壓得過(guò)緊，雖然可削減水、氣的泄漏，但卻使填料與軸套的摩擦力增大，縮短填料和軸套的使用壽命，使填料和軸套發(fā)熱甚至燒毀；相反，填料壓得過(guò)松，則會(huì)增加漏水量或進(jìn)氣量，降低泵的效率，影響泵的吸水性能。一般比較適宜的壓緊程度是每分鐘40-60滴為宜。 機(jī)械密封。機(jī)械密封的根本元件由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊彈簧和密封膠圈組成。動(dòng)面A貼合在一起并保持極薄的一層液體膜而到達(dá)密封的目的。而動(dòng)環(huán)與軸之間的間B和靜環(huán)與壓蓋之間的間隙C均由橡膠密封圈來(lái)密封。機(jī)械密封裝置構(gòu)造緊湊，機(jī)械摩擦小，密封性能牢靠。但制造工藝要求高，在渾水中動(dòng)、靜環(huán)貼合面易被磨蝕而使密封失效，適合于清水中使用。軸向力平衡裝置指向進(jìn)水側(cè)的軸向力。此軸向力隨著泵的增大和揚(yáng)程的增高而增大。6個(gè)平衡小輪前后輪盤(pán)上的壓力到達(dá)平衡。此法構(gòu)造簡(jiǎn)潔，便利易行，但葉輪槽道中的水流受到平衡推力不大，均不開(kāi)平衡孔。聯(lián)軸器精度要求較高，常用于小型水泵機(jī)組和立式泵機(jī)組的連接。彈性聯(lián)軸器內(nèi)帶有彈性橡膠圈，可削減傳動(dòng)時(shí)因泵軸有少量偏心而引起的軸周期性彎曲應(yīng)力和振動(dòng)承受彈性聯(lián)軸器。一、軸流泵的工作原理軸流泵是依靠葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片對(duì)水流產(chǎn)生的升力而工作的這類(lèi)外形的葉片為翼型，其工作原理與飛機(jī)飛行原理相仿，可以用空氣動(dòng)力學(xué)中機(jī)翼的升力理論來(lái)闡述，下面簡(jiǎn)述軸流泵的工作原理。假設(shè)將單個(gè)翼型放入流體中，當(dāng)流體繞過(guò)翼型時(shí)，在翼型的首端分成兩股流，分別經(jīng)型上下外表形成一個(gè)壓力差，即產(chǎn)生一個(gè)自下而上的作用力P，同樣，翼型對(duì)流體產(chǎn)生一個(gè)自上而下的反作用力P’。軸流泵葉輪上安裝有4-6ω 速度 和流出葉輪的速度 大小和方向均不相等水流對(duì)翼型產(chǎn)生向下的作用力R，Rω ωω1 2ωω分解為在方向的分力RD

和垂直于的分力R,RL D

和R分別稱為阻力和升力。LR’,R’可分解為沿軸向’ 的分力R 和垂直于軸向的分力R ’ z u力。二、軸流泵的分類(lèi)及構(gòu)造〔一〕軸流泵的分類(lèi)用螺母固定在輪轂體上在葉片的根部刻有基準(zhǔn)線，而在輪轂體上刻有假設(shè)干相應(yīng)的角度線，葉片和輪轂體鑄在一起，葉片角度不行調(diào)，多用于小型軸流泵。軸流泵的特點(diǎn)是流量大而揚(yáng)程低。常用型號(hào)為立式半調(diào)整軸流泵ZLB型和立式全調(diào)整ZLQ464-7020m3/h1.17-9.36m。大型軸流泵最大流60m3/s。ZLB型立式軸流泵〔二〕軸流泵的構(gòu)造軸流泵的外形呈圓筒狀。其主要部件有喇叭口、葉輪、導(dǎo)葉體、出水彎管、泵軸及軸承和軸封裝置等?，F(xiàn)分述如下：喇叭口其主要作用是把水流以最小的損失均勻平順地引入葉輪叭管，其直徑約為葉輪直徑的1.5倍。大型軸流泵一般不用喇叭口，而承受現(xiàn)場(chǎng)澆制的進(jìn)水流道。葉輪軸流泵的葉輪通常由葉片、輪轂、導(dǎo)水錐等組成，其葉片一般為4-6片，呈扭曲形，安裝在輪轂體上。葉輪型式有固定式、半調(diào)整式和全調(diào)整式三種。葉片的材料要求能抗腐蝕、抗汽蝕，一般承受優(yōu)質(zhì)鑄鐵，大型泵多承受鑄鋼制造。導(dǎo)葉體導(dǎo)葉體為軸流泵的壓水室，裝在葉輪上方，由導(dǎo)葉、導(dǎo)葉轂和外殼組成。導(dǎo)葉一般有6-12片，固定于導(dǎo)葉轂和外殼上，外殼呈倒圓錐狀。導(dǎo)葉體的主要作用是將從葉輪番出的還裝有下導(dǎo)軸承。軸和軸承分為水潤(rùn)滑的橡膠導(dǎo)軸承和油潤(rùn)滑的金屬導(dǎo)軸承兩種。中小型立式軸流泵多承受橡膠導(dǎo)軸承，并有上下導(dǎo)軸承之分。上導(dǎo)軸承設(shè)于泵軸穿出泵殼處，下導(dǎo)軸承設(shè)于導(dǎo)葉體內(nèi)。在上導(dǎo)軸承處設(shè)有引水管，用于在水泵啟動(dòng)前向該軸承體內(nèi)加注清水進(jìn)展?jié)櫥３杏赏屏︻^、推力瓦塊、絕緣墊、鏡板和抗重螺栓等組成。軸封裝置軸封裝置設(shè)于泵軸穿出泵殼的軸孔處用以防止壓力水的泄漏，常用的軸封裝置