泵工培训课件(122页全).ppt

泵工培训教案,一、【讲授目的】 通过学习掌握泵运行及维护的相关知识。 1、水泵的分类原理及选型 2、泵的运行操作。 3、离心泵的检修技术知识 4、离心泵的运行监控。 5、离心泵的停车操作。 6、离心泵的切换操作。 7、泵的常见故障排除及维护。,泵的定义与分类,泵的定义： 泵是用来把原动机的机械能转变为液体动能和压力能的一种设备。 泵一般用来输送液体，可以从位置低的地方送到位置高的地方，或者从压力低的容器送到压力高的容器。 泵的分类： 叶片泵：离心泵 、 轴流泵、混流泵、自吸泵、旋涡泵 容积泵：齿轮泵、螺杆泵、活塞泵 其他型式泵：喷射泵、真空泵,轴流泵的工作原理,轴流泵的工作原理就是在泵内充满液体的情况下，叶轮旋转时对液体产生提升力，把能量传递给液体，使水沿着轴向前进，同时跟着叶轮旋转。,一、泵的类型,1、根据泵的工作原理和结构分： 2、根据介质分： 清水泵、污水（污物）泵、油泵、耐腐蚀泵、衬氟泵、排污泵等； 3、从使用安装方式分： 管道泵、液下泵、潜水泵等。,一、泵型 离心泵 1、单级单吸离心泵 即一个叶轮，单面吸水。 型号：ib100-80-200 is90-65-1125 3b31、ba,2、单级双吸离心泵,即一个叶轮、双面 吸水。 型号： 250s-30 20sh-6a,3、多级单吸离心泵,即多个叶轮、 单面吸水。型号： d46-5012,混流泵,1、蜗壳式混流泵 型号：20hb-40 400hw-5,2、导叶式混流泵,型号：250hd-16,轴流泵,立式轴流泵 型号：14zld-70 14zlb-70 14zxb-70 350zlb-4,二、抽水装置,1、离心泵抽水装置,2、轴流泵抽水装置,三、叶片泵的工作原理与构造,一、离心泵 (一)离心泵的工作原理 离心泵是利用叶轮旋转而使水产生离心力来工作的。如下图。,（二）离心泵的构造 1.单级单吸离心泵：主要零部件有叶轮、泵壳、密封环、泵轴、轴承、填料函等。 2.单级双吸离心泵：与单级单吸离心泵相似。,二、轴流泵 （一）轴流泵的工作原理 轴流泵是利用叶轮在水中旋转时产生的推力将水提升的，这种泵由于水流进入叶轮和流出导叶都是沿轴向的，故称轴流泵。如下图。,（二)轴流泵的构造 轴流泵按泵轴的安装方式分为立式、卧式和斜式三种，它们的结构基本相同。目前使用较多的是立式轴流泵。主要零部件有：喇叭管、叶轮、导叶体、出水弯管、轴和轴承、填料函等。,三、混流泵 （一）混流泵的工作原理 混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵，它是靠叶轮旋转而使水产生的离心力和叶片对水产生的推力双重作用而工作的。,（二）混流泵的构造 混流泵按其结构型式可分为蜗壳式和导叶式两种。蜗壳式混流泵有卧式和立式两种。目前生产和使用比较广泛的是卧式，立式多用于大型泵。蜗壳式混流泵的结构与单级单吸离心泵相似。导叶式混流泵的外形和结构与轴流泵相近，分卧式和立式两种。,二、泵的适用范围和特性比较表,三、水泵的工作原理(叶片泵),1、离心泵的工作原理 水泵开动前，先将泵和进水管灌满水，水泵运转后，在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。 离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将水提相高处的，故称离心泵。,单级双吸离心泵结构原理图：,2、轴流泵的工作原理 轴流泵与离心泵的工作原理不同，它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力，可把水从下方推到上方。 轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转，在叶片产生的升力作用下，连续不断的将水向上推压，使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转，水也就被连续压送到高处。 *轴流泵的一般特点 （1）水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴相吸入、轴相流出，因此称轴流泵。 （2）扬程低（113米）、流量大、效益高，适于平原、湖区、河网区排灌。 （3）起动前不需灌水，操作简单。,轴流泵结构原理图：,3、混流泵的工作原理 由于混流泵的叶轮形状介于离心泵叶轮和轴流泵叶轮之间，因此，混流泵的工作原理既有离心力又有升力，靠两者的综合作用，水则以与轴组成一定角度流出叶轮，通过蜗壳室和管路把水提向高处。,1、前泵盖 2、泵体 3、叶轮螺母 4、叶轮 5、后泵盖 6、机封压盖 7、机械密封组合 8、轴套 9、前轴承压盖 10、托架 11、泵轴 12、轴承盒 13、后轴承压盖,混流泵结构原理图：,1.输送介质的物理化学性能 输送介质的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和结构，是选型时需要考虑的重要因素。介质名称、介质特性（腐蚀性、磨蚀性、毒性等）、固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度、汽化压力、气体含量、是否结晶等 2.工艺参数 （选型重要依据） (1)流量q:工艺装置生产中，要求泵输送的介质量，工艺人员一般应给出正常、最小和最大流量。 泵数据表是上往往只给出泵的正常和额定流量。选泵时，要求额定流量不小于装置的最大流量或取正常流量的1.11.15倍。 (2)扬程h:工艺装置所需的扬程值，也称计算扬程。一般要求泵的额定扬程为装置所需扬程的1.05 1.1倍。 (3)进口压力ps和出口压力pd:进、指泵进出接管法兰处的压力，进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。 (4)温度t:泵进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、最低和最高温度。 (5)装置汽蚀余量npsha:有效汽蚀余量 (6)操作状态:操作状态分连续操作和间歇操作两种。,三、泵选型条件,典型轴流泵结构图,1-叶轮 2-导流器 3-泵壳,离心泵的工作原理,离心泵的工作原理是在泵内充满水的情况下，叶轮旋转使叶轮内的水也跟着旋转，叶轮内的水在离心力的作用下获得能量，叶轮槽道中的水甩向外围流进泵壳，于是叶轮中心压力降低，低于进水管内压力，水就在这个压力差作用下流入叶轮。这样水泵就不断地吸水、供水。其优点是效率高、性能可靠、流量均匀、容易调节，应用最为广泛。,离心泵有哪些种类,离心泵按工作叶轮数目可分为：单级泵、多级泵。 按工作压力可分为：低压泵、中压泵、高压泵。 按叶轮进水方式可分为：单吸泵、双吸泵。 按泵壳结合缝形式可分为：水平中开式泵、垂直结合面泵。 按泵轴位置可分为：卧式泵、立式泵。 按叶轮出来的水引向压出室的方式可分为：蜗壳泵、导叶泵。 按泵的转速可否改变可分为：定速泵、调速泵。,离心泵的基本结构,离心泵的主要部件,叶轮 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。 叶轮一般有612片后弯叶片。 叶轮有开式、半闭式和闭式三种 叶轮有单吸和双吸两种吸液方式,开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。,离心泵的主要部件,泵壳 作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。 轴封装置 作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。 常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。 填料一般用有石墨或石棉制成。机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的。,填料密封,带水封环的填料密封结构，如图所示。它由填料箱4、水封环5、填料3、压盖2 和压紧螺栓等组成，是目前普通离心泵最常用的一种轴封结构,是目前普通离心泵最常用的一种轴封结构。填料密封的效果可用拧紧压盖螺栓进行调整，拧紧程度以一秒内有一滴水漏出即可。,机械密封,机械密封是无填料的密封装置，它是靠固定在轴上的动环和固定在泵壳上的静环，以及两个端面的紧密接近（由弹簧力滑推，同时又是缓冲补偿元件）达到密封的。在机械密封装置中，压力轴封水一方面顶住高压泄出水，另一方面窜进动静环之间，维持一层流膜，使动静环端面不接触。由于流动膜很薄，且被高压水作用着，因此泄出水量很少，这种装置只要设计得当，保证轴封水在动、静环端面上形成流动膜，也可满足“干转”下的运转。机械密封的摩擦耗功较少，一般为填料密封摩擦功率的10%15%，且轴向尺寸不大，造价又低，被认为是一种很有前途的密封装置。,泵轴 作用是支撑和带动叶轮旋转，将原动机的旋转运动和扭矩传递给叶轮 轴的材质一般是碳素钢或合金钢 轴承 轴承是支撑转子的部件，同时承受径向和轴向的载荷 轴承可分为滚动轴承和滑动轴承 联轴器 联轴器是将泵轴和原动机轴连在一起，是泵和原动机成为一个整体，当原动机旋转时泵也同时旋转并传递扭矩的作用 联轴器也叫靠背轮，用的较多的弹性联轴器,离心泵的主要部件,弹性柱销联轴器,泵的启动、运行和停止,启动前的检查确认 基础是否连接牢固 联轴器的同轴度是否校正合格 管路连接是否正确，无泄漏 转子是否能盘动（至少一圈） 安全装置是否齐全完好 轴承润滑是否良好 泵与管路的空气是否排尽 填料或机械密封是否调整好，冷却水阀门打开,泵的启动、运行和停止,泵的启动注意事项 第一次启动因检查泵的转动方向是否正确，可以看泵壳上标示的方向或通过蜗壳的形状来判断。 泵不允许干转，入口阀门要打开并将泵及管道内注满引水 泵启动后要及时调整水泵至合适出口压力，不可使水泵长时间憋压运行，也不能使流量太大造成过负荷 水泵启动前应先将关闭压力表旋塞，水泵启动后再将旋塞打开，以保护压力表不被冲坏 水泵启动前因关小泵出口阀（出口有水利控制阀的除外）以防启动过载,泵的启动、运行和停止,水泵运行中注意事项 定期检查水泵运行参数是否正常 轴承温度必须小于规定值，轴承体外部温度小于70，插入式温度探头温度小于90 稀油润滑的轴承必须保证油位，脂润滑的轴承必须定期补加润滑脂 填料泄漏可以适当压紧填料压盖至滴水为宜,泵的启动、运行和停止,泵的停止和倒换 泵停止后应检查泵是否反转 泵倒换时应做到先开后停 泵停下如做备用应注好引水，以便随时可以启动 长时间停用的泵应定期进行盘车，并转动180 ，防止轴出现弯曲,泵常见故障及排除方法,泵不吸水 注入的水不够再往泵内注水 管路或仪表漏气拧紧堵塞漏气处 底阀没打开或已淤塞校正或更换底阀 吸水管路的阻力太大清洗或更换吸水管路 吸水高度太高降低吸水高度 旋转方向不对纠正电动机的旋转方向 叶轮堵塞清洗叶轮 转速不够检查电源电压，提高转速 出水管路过小或杂物堵塞加大吸入管径，消除堵塞物,泵常见故障及排除方法,泵流量不足。 叶轮或进水管路阻塞清洗叶轮或管路 双吸密封环磨损过多，或叶轮损坏更换损坏的零件 转速低于规定值调正至额定转速 进口或出口阀没充分打开充分开启 在吸入管路中漏入空气把泄漏处封死 管道中有堵塞消除堵物,泵常见故障及排除方法,泵的功率过大 泵流量过大调整至合适工况 转动部分和固定部分有摩擦检修泵或改善使用情况 填料压的过紧或机封卡死调整填料压紧力或检查机封 介质密度与泵要求不符合重新核算或更换合适功率的电动机,泵常见故障及排除方法,泵振动大 泵发生了汽蚀调节出水闸阀，使之在规定的性 能范围内运转 叶轮不平衡叶轮校正静平衡 泵轴与电机轴不同心校正泵轴与电动机轴的同心度 底脚螺钉松动拧紧底脚螺钉 轴弯曲更换新轴 轴承磨损更换轴承 转动部分和固定部分有摩擦检修泵或改善使用情况 关小了进口打开进口阀，调节出口,泵常见故障及排除方法,轴承过热 轴承内没有油检查并清洗轴承体；加润滑油 润滑油变质排去并清洗油池再加新油 泵轴与电机轴不在同一中心线上校正两轴的同心度使在同一中心线上 振动大检查转子的平衡度或在较小的流量处运转 油脂过多重新清洗加油,离心泵的工作点及流量调节,改变离心泵的特性曲线的途径： 改变离心泵转速n 转速n增加离心泵特性曲线上移离心泵工作点上移（右移）扬程增加；流量增加。 转速n减小离心泵特性曲线下移离心泵工作点下移（左移）扬程减小；流量减小。 改变离心泵叶轮直径d 离心泵叶轮直径d减小流量减小；扬程减小工作点下移（左移）。,泵的能耗与节能,泵是能耗大户，约占世界总能耗的20% 水泵节能改造的方式 变频调节适合于流量或压力变化比较大的场合 定制换泵适合于流量和压力稳定场合,轴封是防止泵轴与壳体处泄露而设置的密封装置。常用的轴封型式有：填料密封、机械密封和动力密封。 往复泵的轴封通常是填料密封。当输送不允许泄漏介质时，可采用隔膜式往复泵。旋转式泵（含叶片式泵、转子泵等）的轴封主要有填料密封、机械密封和动力密封。 1.填料密封:结构简单、价格便宜、维护方便，但泄漏量大、功耗损失大。因此填料密封用于输送一般介质，如水；一般不适用于石油及化工介质，特别是不能用在贵重、易爆和有毒介质中。 2.机械密封:（也称端面密封）密封效果好，泄漏量很小，寿命长，但价格贵，加工安装维护保养比一般密封要求高。 机械密封适用于输送石油及化工介质，可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的介质。 3.动力密封:分为背叶片密封和副叶轮密封两类。泵工作时靠背叶片（或副叶轮）的离心力作用使洲风处的介质压力下降至常压或负压状态，使泵在使用过程中不泄漏。停车时离心力消失，靠背叶片（或副叶轮）的密封作用失效，这时靠停车密封装置起到密封作用。 与背叶片（或副叶轮）配套的停车密封装置中较多采用填料密封。 动力密封性能可靠，价格便宜，维护方便，适用于输送含有固体颗粒较多的介质。缺点：功率损失较机械密封大，切其停车密封装置的寿命较短。,八、轴封形式的确定,泵用联轴器一般选用挠性联轴器，目的是传递功率，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,九、联轴器及其选用,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，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。,2.泵的运行操作,岗位操作人员穿戴好劳保用品，准备好工具、用具，试运行前对泵全面检查； 按照润滑管理制度，加润滑油至液位计的1/32/3处； 打开压力表阀，打开泵冷却水阀，观察是否正常； 关闭泵的出口阀、排放阀，确认入口阀全开，灌泵； 根据机械密封冲洗表，投入适当流量的机械密封冲洗液； 打开泵出口倒淋，放尽进口管路及泵体的气体后，关闭倒淋； 拆掉联轴节罩，按泵的运转方向，手动盘车三圈，检查泵轴转动是否灵活；新泵或大修后的泵要检查两联轴节的同心度和平行度是否在规定范围； 旋转电机开关按钮，点动确认运转方向正确，装上联轴节罩； 启动离心泵，待达到额定转速、压力稳定后，慢慢打开泵出口阀，调节阀门开度，使压力、电流值在工艺指标范围内。,离心泵的检修技术知识,概述,1、泵是输送液体并提高液体压力的机器（一种“增能”机 器）。 2、泵分为化工用泵、水泵。 3、主要差异：特殊材料和设计，防止腐蚀和适应化工工艺， 包括结构、轴封、材料及检修难度。 4、化工用泵的要求 （1）、适应化工工艺要求运行可靠。 （2）、耐腐蚀，耐磨损。 （3）、满足无泄漏要求。 （4）、耐高温或耐低温并能有效连续工作。,（二）、离心泵的气蚀,1、所谓的气蚀是指：离心泵启动时，若泵内存在空气，由于空气的密度很低，旋转后产生的离心力很小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵内，不能输送流体的现象。 2、 离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出水量减少，对水泵造成损坏（简称“气蚀”）造成设备事故！,（三）、离心泵的分类,离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式 1、按叶轮吸入方式分：（1）单吸式离心泵；如图1-2所示,（2）双吸式离心泵；如图1-3所示，,（3）单级双吸离心泵,扬程范围为10140m，流量范围是9028600m3h。按轴的安装位置不同，分卧式和立式两种结构。图123为卧式s型单级双吸离心泵结构。这种泵实际上相当于两个b型泵叶轮组合而成，液体从叶轮左、右两侧进入叶轮，流量大。转子为两端支承，泵壳为水平副分的蜗壳形。两个呈半螺旋形的吸液室与泵壳一起为中开式结构，共用一根吸液管， 吸、排液管均布在下半个泵壳的两侧，检查泵时，不必拆动与泵相连接的管路。由于泵壳和吸液室均为蜗壳形，为了在灌泵时能将泵内气体排出，在泵壳和吸液室的最高点处分别开有螺孔，灌泵完毕用螺栓封住。泵的轴封装置多采用填料密封，填料函中设置水封圈，用细管将压液室内的液体引入其中以冷却并润滑填料。轴向力自身平衡，不必设置轴向力平衡装置。在相同流量下双吸泵比单吸泵的抗汽蚀性能要好。,2按叶轮数目分：,（1）单级离心泵 泵中只有一个叶轮，单级离心泵是一种应用广泛的泵。由于液体在泵内只有一次增能，所以扬程较低。如图12所示为单级单吸离心泵。 （2）多级离心泵 具有两个或两个以上叶轮的离心泵称为多级离心泵。级数越多压力越高。图14所示为一台分段式离心水泵，这种泵的叶轮一般为单吸式。,多级离心泵 结构图,3、 按离心泵扬程分：,（1）、低压泵：扬程20m； （2）、中压泵 ：扬程 20-100m； （3）、高压泵：扬程100m ；,4、按泵的用途和输送液体性质分类：,泵可分为： （1）清水泵； （2）泥浆泵； （3）酸泵； （4）碱泵； （5）油泵； （6）砂泵； （7）低温泵； （8）高温泵； （9）屏蔽泵等。,离心泵型号及结构,1、离心泵的型号,表1-1离心泵基本类型代号,屏蔽式离心泵 如图所示,屏蔽式离心泵的特点,化工厂常用的屏蔽泵，属于单级悬臂式离心泵，其结构图如图1-7所示； 屏蔽泵又称无填料泵，这种泵用于输送易燃、易爆、有毒、有放射性及贵重液体，也可选作高压设备的循环用泵。其结构特点使泵的叶轮与电机的转子在同一根轴上，装在同一格密封的壳体内，没有联轴器和封装置，从根本上消除了液体外漏。为了防止输送液体昱电气部分接触，电机的定子和转子分别用金属薄壁圆筒（屏蔽套）于液体隔离。屏蔽套的材料应能耐腐蚀，并具有非磁性和高电阻率，以减少电动机因屏蔽套存在而产生额外功率消耗。为了不干扰电机的磁场，这种金属薄臂圆筒采用奥氏体系非磁性材料（1gr18ni9ti）制成。由于有屏蔽套，增加了电机转子和定子的间隙，使电机效率下降，因此，要求屏蔽套的壁要很薄，一般为0.30.8mm. 屏蔽泵具有结构简单紧凑，零件少，占地少，操作可靠，长期不要检修等优点。缺点是效率低，比一般离心泵低2650。,(6).高速离心泵 如图18所示,高速离心泵的特点,如图18所示，高速离心泵由电机，增速器和泵三部分组成。泵和增速器一般为封闭结构。可以露天安装使用。立式结构使用广泛，驱动功率一般为7.5-132kw。当驱动功率超过160kw时，采用卧式结构。 高速离心泵叶轮和泵体之间没有密封环，泵内部的间隙较大。叶轮叶片与泵体后盖板和扩散锥管之间的间隙一般为23mm，如果达34mm还可应用，而不影响效率。泵的轴封装置通常采用机械密封。泵内设有旋风分离器，使泵抽送的液体得以净化，引向机械密封以延长机械密封的寿命。 高速离心泵的高速是通过增速器实现的，所以增速器是高速离心泵的关键部件之一。增速器主要由齿轮构成，有一级增速和两级增速两种基本类型。增速器齿轮一般采用模数较小的渐开线直齿轮，这样可避免产生轴向力，而且制造方便。增速器壳体分成两半，一般靠定位销定位。增速器外壳用散热性能好的铝合金制造。 高速轴上的轴承对小功率泵采用巴氏合金轴承，功率在150kw以上用分块式滑动轴承与端面止推轴承组合。增速器的润滑是由自带油泵把油经滤油器和油冷器送人壳体各个喷嘴，通过喷嘴将油喷成雾状，用油雾来润滑齿轮和轴承。这种泵适用在高扬程，小流量的场合。由于叶轮与壳体的间隙较大，所以可用来输送含固体微粒及高教度的液体。带诱导轮的叶轮具有良好的抗汽蚀性能。 高速泵结构紧凑、体积小、质量轻、占地面积少。缺点是加工精度要求高，制造上比较困难。,离心泵的主要零部件,（一）、离心泵转子,转子是指离心泵的转动部分， 它包括叶轮、泵轴、轴套、轴承等零；如图19所示。,图19,1叶轮,叶轮是离心泵的做功零件，依靠它高速旋转对液体做功而实现液体的输送，是离心泵重要零件一。 叶轮一般由轮毅、叶片和盖板三部分组成。叶轮的盖板有前盖板和后盖板之分，叶轮口侧的盖板称为前盖板，另一侧的盖板称为后盖板。 按结构形式，叶轮可分为以下三种。 (1)闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板，盖板间有46个叶片，如图110 (a)所示。闭式叶轮效率较高，应用最广，适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。闭式叶轮有单吸和双吸两种类型。双吸叶轮如图111所示，适用于大流量泵，其抗汽蚀性能较好。如图110 (b)。这种叶轮结构简单，制造容易，但效率低，适用输送含较多固体悬浮物或带纤维体。 (3)半开式叶轮这种叶轮只有后盖板，如图110 (c)所示。它适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体，其效率介于开式和闭式叶轮之间。 离心泵叶轮的叶片有圆柱形叶片和组曲叶片两种。圆柱形叶片是指整个叶片沿宽度方向均与叶轮轴线平行，图1-10所示的叶轮叶片均为圆柱形叶片。 叶轮的材料，主要是根据所输送液体的化学性质、杂质及在离心力作用下的强度来确定。清水离心泵叶轮用铸铁或铸钢制造，输送具有较强腐蚀性的液体时，可用青铜、不锈钢、陶瓷、耐酸硅铁及塑料等制造。叶轮的制造方法有翻砂铸造、精密铸造、焊接、模压等，其尺寸、形状和制造精度对泵的性能影响很大。,叶轮 结构图,2泵轴,离心泵的泵轴的主要作用是传递动力，支承叶轮保持在工作位置正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连，另一端支承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密封等零部件。 泵轴属阶梯轴类零件，一般情况下为一整体。但在防腐泵中，由于不锈钢的价格较高，有时采用组合件。接触介质的部分用不锈钢，安装轴承及联轴器的部分用优质碳素结构钢，不锈钢与碳钢之间可以采用承插连接或过盈配合连接。由于泵轴用于传递动力，且高速旋转，在输送清水等无腐蚀性介质的泵中，一般用45#钢制造，并且进行调质处理。在输送盐溶液等弱腐蚀性介质的泵中，泵轴材料用40cr，且调质处理。在防腐蚀泵中，即输送酸、碱等强腐蚀性介质的泵中，泵轴材质一般为1crl8ni9或1crl8ni9ti等不锈钢。,3轴套,轴套的作用是保护泵轴，使填料与泵轴的摩擦转变为填料与轴套的摩擦，,所以轴套是离心泵的易磨损件。轴套表面一般也可以进行渗碳、渗氮、镀铬、喷涂等处理方法，表面粗糙造度要求一般要达到ra3.2mra0.8m。可以降低摩擦系数，提高使用寿命。,图113,4轴承,轴承起支承转子重量和承受力的作用。离心泵上多使用滚动轴承，其外圈与轴承座孔采用基轴制，内圈与转轴采用基孔制，配合类别国家标准有推荐值，可按具体情况选用。轴承一般用润滑脂和润滑油润滑。,图114,(二)、蜗壳和导轮,蜗壳与导轮的作用，一是汇集叶轮出口处的液体，引入到下一级叶轮入口或泵的出口；二是将叶轮出口的高速液体的部分动能转变为静压能。一般单级和中开式多级泵常设置蜗壳，分段式多级泵则采用导轮。,1蜗壳,蜗壳是指叶轮出口到下一级叶轮入口或到泵的出口管之间截面积逐渐增大的螺旋形流道，如图115所示。其流道逐渐扩大，出口为扩散管状。液体从叶轮流出后，其流速可以平缓地降低，使很大一部分动能转变为静压能。,蜗壳的优点是制造方便，高效区宽，车削叶轮后泵的效率变化较小。缺点是蜗壳形状不对称，在使用单蜗壳时作用在转子径向的压力不均匀，易使轴弯曲，所以在多级泵中只是首段和尾段采用蜗壳而在中段采用导轮装置。 蜗壳的材质一般为铸铁。防腐泵的蜗壳为不锈钢或其他防腐材料，例如塑料玻璃钢等。多级泵由于压力较大，对材质强度要求较高，其蜗壳一般用铸钢制造。,2导轮,导轮是一个固定不动的圆盘，正面有包在叶轮外缘的正向导叶，这些导叶构成了一条条扩散形流道，背面有将液体引向下一级叶轮人口的反向导叶，其结构如图116所示。液体从叶轮甩出后，平缓地进入导轮，沿着正向导叶继续向外流动，速度逐渐降低，动能大部分转变为静压能。液体经导轮背面的反向导叶被引入下一级叶轮导轮上的导叶数一般为48片，导叶的入口角一般为8一16，叶轮与导叶间的径向单侧间隙约为lmm。若间隙过大，效率会降低；间隙过小，则会引起振动和噪声。与蜗壳相比，采用导轮的分段式多级离心泵的泵壳容易制造，转能的效率也较高。但安装检修较蜗壳困难。另外，当工况偏离设计工况时，液体流出叶轮时的运动轨迹与导叶形状不一致，使其产生较大的冲击损失。由于导轮的几何形状较为复杂，所以一般用铸铁铸造而成。,(三)、密封环,从叶轮流出的高压液体通过旋转的叶轮与固定的泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸入口，称为内泄漏，如图117所示。为了减少内泄漏，保护泵壳，在与叶轮入口处相对应的壳体上装有可拆换的密封环。 密封环的结构形式有三种，如图118所示。图118 (a)为平环式，结构简单，制造方便。但密封效果差；图l18 (b)为直角式的密封环，液体泄漏时通过一个90的通道，密封效果比平环式好，应用广泛；,图118 (c)为迷宫式密封环，密封效果好，但结构复杂，制造困难，一般离心泵中很少采用。密封环内孔与叶轮外圆处的径向间隙一般在0102mm之间。 密封环磨损后，使径向间隙增大，泵的排液量减少，效率降低，当密封间隙超过规定值时应及时更换。 密封环应采用耐磨材料制造，常用的材料有铸铁、青铜等。,(四)、轴向密封装置,从叶轮流出的高压液体，经过叶轮背面，沿着泵轴和泵壳的间隙流向泵外，称为外泄漏。在旋转的泵轴和静止的泵壳之间的密封装置称为轴封装置。它可以防止和减少外泄漏，提高泵的效率，同时还可以防止空气吸入泵内，保证泵的正常运行。特别在输送易燃、易爆和有毒液体时，轴封装置的密封可靠性是保证离心泵安全运行的重要条件。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。,1填料密封,填料密封指依靠填料和轴(轴套)的外圆表面接触来实现密封的装置。它由填料箱(又称填料函)、填料、液封环、填料压盖和双头螺栓等组成，如图119所示。液封环安装时必须对准填料函上的入液口，通过液封管与泵的出液管相通，引入压力液体形成液封，并冷却润滑填料。填料密封是通过填料压盖压紧填料，使填料发生变形，并和轴(或轴套)的外圆表面接触，防止液体外流和空气吸入泵内。填料密封的密封性可用调节填料压盖的松紧程度加以控制。填料压盖过紧，密封性好，但使轴和填料间的摩擦增大，加快了轴的磨损，增加了功率消耗，严重时造成发热、冒烟，甚至将填料烧毁。填料压盖过松，密封性差，泄漏量增加，这是不允许的。合理的松紧度应该使液体从填料函中滴状漏出，每分钟控制在1520滴左右。对有毒、易燃、腐蚀及贵中叶体，由于要求泄漏量较小或不准泄漏，可以通过另一台泵将清水或其他无害液体打到液封环中进行密封，以保证有害液体不漏出泵外。也可采用机械密封装置。 低压离心泵输送温度小于40时，常用石墨填料或黄油渗透的棉织填料；输送温度小于250、压力小于18mpa的液体时，用石墨浸透的石棉填料；输送温度小于400、允许工作压力为25mpa的石油产品时，用金属箔包石棉芯子填料。,2机械密封,填料密封的密封性能差，不适用于高温、高压、高转速、强腐蚀等恶劣的工作条件。机械密封装置具有密封性能好，尺寸紧凑，使用寿命长，功率消耗小等优点，近年来在化工生产中得到了广泛的使用。 (1)结构及工作原理依靠静环与动环的端面相互贴合，并作相对转动而构成的密封装置，称为机械密封，又称端面密封。其结构如图120所示。紧定螺钉1，将弹簧座2固定在轴上，弹簧座2、弹簧3、推环4、动环6和动环密封圈5均随轴转动，6静环7、静环密封圈8装在压盖上，并由防转销9固定，静止不动。动环、静环、动环密封圈和弹簧是机械密封的主要元件。而动环随轴转动并与静环紧密贴合是保证机械密封达到良好效果的关键。,机械密封中一般有四个可能泄漏点a、b、c、d和e。密封点a在动环与静环的接触面上，它主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压贴在静环上，防止a点泄漏；但两环的接触面a上总会有少量液体泄漏，它可以形成液膜，一方面可以阻止泄漏，另一方面又可起润滑作用；为保证两环的端面贴合良好，两端面必须平直光洁。密封点b在静环与静环座之间，属于静密封点；用有弹性的o形(或v形)密封圈压于静环和静环座之间，靠弹簧力使弹性密封圈变形而密封。密封点c在动环与轴之间，此处也属静密封，考虑到动环可以沿轴向窜动，可采用具有弹性和自紧性的v形密封圈来密封。密封点d在静环座与壳体之间，也是静密封，可用密封圈或垫片作为密封元件。密封e点有轴套，在轴套与轴之间，也是静密封，可用密封圈或垫片作为密封元件。,(2)结构形式,机械密封的结构形式很多，主要是根据摩擦副的对数、弹簧、介质和端面上作用的比压情况以及介质的泄漏方向等因素来划分。 内装式与外装式 内装式是弹簧置于被密封介质之内(见图120、图121)，外装式则是弹簧置于被密封介质的外部，如图1-22所示。,图120非平衡型单端面机械密封 图121非平衡型双端面机械密封 l一紧定螺钉；2一弹簧座；3弹簧；4推环； 1一静密封圈；2静环；3动环；4一动环密封圈； 5一动环密封圈；6一动环；7静环； 5一推环；6一弹簧；7紧定螺钉；8弹簧座； 8静环密封圈；9防转销 9一防转销,内装式可使泵轴长度减小，但弹簧直接与介质接触，外装式正好相反。在常用的外装式结构中，动环与静环接触端面上所受介质作用力和弹簧力的方向相反，当介质压力有波动或升高时，若弹簧力余量不大，就会出现密封不稳定；而 当介质压力降低时，又因弹簧力不变,使端面上受力过大，特别是在低压启动时，由于摩擦副尚未形成液膜，端面上受力过大容易磨伤密封面。所以外装式适用于介质易结晶、有腐蚀性、较黏稠和压力较低的场合。 内装式的端面比压随介质压力的升高而升高，密封可靠，应用较广。,非平衡型与平衡型,非平衡型与平衡型在端面密封中，介质施加于密封端面上的载荷情况，可用载荷系数久表示，如图123所示。载荷系数k为介质压力的作用面积与密封端面面积之比，,单端面与双端面机械密封,单端面与双端面机械密封动环与静环组成摩擦副，有一对摩擦副的称为单端面机械密封，如图120所示，有两个摩擦副的称为双端面机械密封，如图l21所示。与单端面密封相比，双端面密封有更好的可靠性，适用范围更广，可以完全防止被密封介质的外泄漏，但结构较复杂，造价高。,(3)机械密封零件材料,正确合理地选择机械密封装置中的各零件材料，是保证密封效果，延长使用寿命的重要条件。材料必须满足设备运转中的工作条件，具有较高的强度、刚度、耐蚀性、耐磨性和良好的加工性。 在一对摩擦副中，不用同一材料制造动环和静环，以免运转时发生咬合现象。通常是动环材质硬，静环材质软，即硬软配对。常用的金属材料有铸铁、碳钢、铬钢、铬镍钢、青铜、碳化钨等，非金属材料有石墨浸渍巴氏合金、石墨浸渍树脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。 辅助密封圈一般用各种橡胶、聚四氟乙烯、软聚氯乙烯塑料等。 弹簧常用材料有磷青铜、弹簧钢及不锈钢。,(4)冷却冲洗,由于机械密封本身的工作特点，动静环的端面在工作中相互摩擦，不断 产生摩擦热，使端面温度升高，严重时会使摩擦副间的液膜汽化，造成干摩擦，使摩擦副严重磨损，温度升高还使辅助密封圈老化，失去弹性，动静环产生变形。为了消除这些不良影响，保证机械密封的正常工作，延长使用寿命，故要求对不同工作条件采取适当的冷却措施，以将摩擦热及时带走。常用的冷却措施有冲洗法和冷却法。,a、冲洗法利用密封液体或其他低温液体冲洗密封端面，带走摩擦热并防止杂质颗粒积聚。在被输送液体温度不高，杂质含量较少的情况下，由泵的出口将液体引入密封腔冲洗密封端面，然后再流回泵体内，使密封腔内液体不断更新，带走摩擦热。当被输送液体温度较高或含有较多杂质时，可在冲洗回路中装冷却器或过滤器，也可以从外部引入压力相当的常温密封液。常用的冲洗冷却机械密封装置的结构如图l24所示。,b、冷却法分为直接冷却和间接冷却。直接冷却是用低温冷却水直接与摩擦副内径接触，冷却效果好。缺点是冷却水硬度高时，水垢堆积在轴上会使密封失效。并且要有防止冷却水向大气一侧泄漏的措施，因此，使用受到限制。 间接冷却常采用静环背部引入冷却水结构，如图125所示。也可采用密封腔外加冷却显著，话用于输送高温液体。,图1-24冲洗冷却机械密封装置 图125静环背部引入冷却水 图126密封腔外加冷却水套,（五）、轴向力平衡装置,1轴向力及危害性,离心泵工作时，由于叶轮两侧液体压力分布不均匀，如图1227所示，而产生一个与轴线平行的轴向力，其方向指向叶轮入口。此外，当液体从轴向流入叶轮，然后又立即转为径向进入叶片间的流道时，由于轴向动量的突然变化，产生作用于叶轮的轴向冲力。但是，这个力比较小，并被压力差引起的轴向力抵消，一般可不考虑。,由于轴向力的存在，使泵的整个转子发生向叶轮吸人口的窜动，引起泵的振动，轴承发热，并使叶轮入口外缘与密封环产生摩擦，严重时使泵不能正常工作，甚至损坏机件。尤其是多级泵，轴向力的影响更为严重。因此必须平衡轴向力以限制转子的轴向窜动。,图l27离心泵轴向力示意图,2平衡装置,(1)单级泵的平衡装置,叶轮上开平衡孔如图128 (a)所示，可使叶轮两侧的压力基本上得到平衡。但由于液体通过平衡孔有一定阻力，所以仍有少部分轴向力不能完全平衡，并且会使泵的效率有所降低，这种方法主要优点是结构简单，多用于小型离心泵。 泵体上装平衡管如图128 (b)所示，将叶轮背面的液体通过平衡管与泵入口处液体相连通来平衡轴向力。这种方法比开平衡孔优越，它不干扰泵入口液体流动，效率相对较高。,(a)开平衡孔 (b)接平衡管 (c)叶轮背面带平衡叶片,采用双吸叶轮双吸叶轮的外形和液体流动方向均为左右对称，所以理论上不会产生轴向力，但由于制造质量及叶轮两侧液体流动的差异，仍可能有较小的轴向力产生，由轴承承受。 采用平衡叶片如图l28 (c)所示，在叶轮轮盘的背面装有若干径向叶片。当叶轮旋转时，它可以推动液体旋转，使叶轮背面靠叶轮中心部分的液体压力下降，下降的程度与叶片的尺寸及叶片与泵壳的间隙大小有关。此法的优点是除了可以减小轴向力以外，还可以减少轴封的负荷；对输送含固体颗粒的液体，则可以防止悬浮的固体颗粒进入轴封。但对易与空气混合而燃烧爆炸的液体，不宜采用此法。,(2)多级泵的平衡装置,分段式多级离心泵的轴向力是各级叶轮轴向力的叠加，其数值很大，不可能完全由轴承来承受，必须采取有效的平衡措施。 叶轮对称布置将离心泵的每两个叶轮以相反方向对称地安装在同一泵轴上，使每两个叶轮所产生的轴向力互相抵消，如图129所示。这种方案流道复杂，造价较高。当级数较多时，由于各级泄漏情况不同和各级叶轮轮毅直径不相同，轴向力也不能完全平衡，往往还需采用辅助平衡装置。,图129叶轮对称布置图,平衡盘装置因分段式多级离心泵叶轮沿一个方向装在轴上，其总的轴向力很大，常在末级叶轮后面装平衡盘来平衡轴向力。平衡盘装置由装在轴上的平衡盘和固定在泵壳上的平衡环组成，如图1-30所示。 在平衡盘5与平衡环4之间有一轴向间隙b，在平衡盘5与平衡套3之间有一径向间隙b0，平衡盘5后面的平衡室与泵的吸人口用管子连通，这样径向间隙前的压力是末级叶轮背面的压力p2，平衡盘后的压力是接近吸入口的压力pl。泵启动后由多级泵末级叶轮流出来的高压液体流过径向间隙b0，压力下降到p，由于压力ppl，就有压力p一pl作用在平衡盘5上，这个力就是平衡力，方向与作用在叶轮上的轴向力相反。 离心泵工作时，当叶轮上的轴向力大于平衡盘5上的平衡力时，泵的转子就会向吸入方向窜动，使平衡盘5的轴向间隙b0减小，增加液体的流体阻力，因而减少了泄漏量。泄漏量减少后，液体流过径向间隙b0的压力降减小，从而提高了平衡盘5前面的压力p，即增加了平衡盘5上的平衡力。随着平衡盘5向左移动，平衡力逐渐增加，当平衡盘5移动到某一个位置时，平衡力与轴向力相等，达到平衡。,同样，当轴向力小于平衡力时，转子将向右移动，移动一定距离后轴向力与平衡力将达到新的平衡。由于惯性，运动着的转子不会立刻停止在新的平衡位置上，而是继续移动促使平衡破坏，造成转子向相反方向移动的条件。,泵在工作时，转子永远也不会停止在某一位置，而是在某一平衡位置左右轴向窜动。当泵的工作点改变时，转子会自动地移到另一平衡位置进行轴向窜动。由于平衡盘有自动平衡轴向力的特点，因而得到广泛应用。,图1230多级泵的平衡盘装置 l末级叶轮；2尾段；3平衡套；4一平衡环； 5一平衡盘；6接吸入口的管孔,(六)、转子的不平衡,动不平衡如果在一个转子上，能够综合出两个大小相等、方向相反，但不在同一直径的不平衡重量，则转子在静止时虽然能获得平衡，但在旋转时就会出现一个不平衡的力偶，这力偶不能在静力状态下确定，而只能在转子动态下确定，故称为动不平衡状态，如图1-31 b所示。 动不平衡状态一般常出现在长度与直径之比(ld)较大的(即柱状的)转子上，如多级离心泵、高速泵、离心机、水环泵、电动机和离心式压缩机的转子等。,1动不平衡,2混合不平衡,混合不平衡如果在一个转子上，既有静不平衡：又有动不平衡，这就称为混合不平衡状态，如图1-31c所示。这种混合不平衡状态是最普遍的一种不平衡的状态，它多半产生在长度和直径较大的转子上。 为了消除转子上的不平衡力或不平衡力偶所引起的有害的影响，必须精确地测定出不平衡重量所在的方位和大小，然后设法用平衡重来平衡之。这种操作过程就称为转子找平衡，一般可以分为静平衡和动平衡两种方法。 通常凡是需要找动平衡的转于，最好都预先找好静平衡，然后再找动平衡。反之，凡是已经找好动平衡的转子，就不需要再找静平衡，因为动平衡的精度比静平衡来得高。,3、静平衡,静平衡原理凡是可以在静止状态下测定转子不平衡重量所在的方位，同时又能确定平衡重应加的位置和大小，这种找平衡的方法称为静平衡。 静平衡是根据静力平衡的原理来找平衡的。找静平衡时，一般是先测定不平衡重量g或g的方位，然后在其相反方向上，选择一个适当的位置加上一定重量的平衡重qo来平衡之，如图1232所示。此时，不平衡重和平衡重应满足以下力矩平衡方程(即两者的重径积或离心力应相等)：,gqor 或 gxqor,式中 转子重心偏离旋转中心线的距离； x不平衡重量ag距旋转中心线的距离； r平衡重qo距旋转中心线的距离。 静平衡只能消除静不平衡的离心力，而不能消除动不平衡的力偶，所以，它只适用于找各种盘状转子的平衡。,在实际工作中，通常认为当长颈比ld02时，则力偶的影响可以忽略不计，所以，这种转于通常只需作静平衡，但当转速超过3000转分时则需作动平衡。,4、静平衡的设备和操作方法,静平衡的设备和操作方法通常找静平衡是在平行导轨式的平衡架上进行的，如图： 1233所示。平行导轨的断面有平刀形、棱柱形、梯形和圆形等四种，如图1234所示。平刀形和梯形的导轨，形式非常简单；但是，由于顶部的宽度b不能变动，所以，必须备有顶部宽度各不相同的整套导轨，才能满足各种不园重量的转子找平衡的要求。棱柱形导轨有四个宽度各不相同的工作平面，可以平衡重量不同的转子；但是，它在垂直方向上的刚度较小，因此，只能用于重量较小(200公斤以下)的转子。圆形导轨没有平顶面，其优点是加工简单(外圆磨削)，同时，只要把导轨转一个不大的角度，就可以把损坏的地方移出接触区它用于重量不超过4050公斤的转子,3、离心泵的运行监控,检查泵、电机运行是否平稳无杂音，做到勤摸、勤听、勤看、勤检查； 检查冷却水循环是否正常，要求投入适当流量、无泄露； 检查机械密封冲洗液是否正常，要求投入适当流量； 注意油杯应保持看到油位，防止出现假液面，并通过油尺检查轴承箱的油位,及时补充润滑油，保持油位在液位计的1/32/3处。润滑油系统，要求无泄露；经常检查润滑油的质量,发现乳化变质,应立即更换； 泵房或泵周围有无异常气味； 检查各仪表（真空表、压力表、电流表）工作是否正常、稳定，特别注意电机电流是否超过额定电流，电流过大或者过小都应立即停车检查； 一般引起电流过大的原因有： 轴承损坏 叶轮被脏物卡住或者叶轮盖板与泵壳、泵盖发生磨擦 泵轴向力平衡装置失效等 引起电流过小的原因有： 出口阀没完全打开 泵发生气蚀或者进气 泵流道堵塞等,压力表读数过低，可能是泵内泄漏，如密封环磨损严重等； 定期检查前后轴承的振动情况；（参见离心泵的振动监测），检查各连接部位的螺栓有无松动，非转动部位震动是否过大，温度是否过高；电机表面温度是否在规定范围内，泵振动值是否在规定范围内(泵的振动幅度一般不超过0.08%)轴承温度是否在规定范围内； 滑动轴承温度小于70； 滚动轴承温度小于75； 电机轴承温度小于70； 无气蚀现象 检查泵体和各连接部分及密封装置有无泄漏，检查填料压紧程度，泵密封泄漏率不大于10滴分； 运行中出现异常应及时停泵并查找原因； 按时做好检查情况、运转记录，每两小时记录一次；,4、离心泵的停车操作,有关岗位做好停运准备工作； 关闭泵的出口阀； 将电机开关按钮旋