泵与风机的分类结构工作原理（张胜亮）.doc

第一节、泵与风机的分类及工作原理一、 泵与风机的分类（一） 容积式分类往复式回转式基本原理借活塞在汽缸内的往复作用使缸内容积反复变化，以吸入和排出流体机壳内的转子或转动部件旋转时，转子与机壳之间的工作容积发生变化，借以吸入和排出流体举例活塞泵（空压机）齿轮泵，螺杆泵（二） 叶片式叶片式泵与风机的主要结构是可旋转、带叶片的叶轮和固定的机壳。通过叶轮旋转对流体作功，从而使流体获得能量。根据流体的流动情况，可将它们再分为下列数种：分类离心式轴流式混流式贯流式基本原理叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能离心式和轴流式的混合体原理同离心式举例中央空调用离心风机轴流式送水泵混流送水泵家用空调室内风机脱硫系统泵与风机分类：轴流风机：升压风机离心风机：升压风机密封风机、挡板密封风机、GGH密封风机、GGH低泄漏风机、罗茨风机：氧化风机：由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内，再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。 但当转子顶部转过排气口边缘，v0空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间v0中去，使气体压强突然增高。当转子继续转动时，气体排出泵外。离心泵：循环泵、石膏排出泵、吸收塔地坑泵、石灰石浆液泵、石膏旋流站进料泵、废水旋流站给料泵、滤饼冲洗水泵、滤布冲洗水泵、滤液水泵、工艺水泵、冲洗水泵、事故浆泵、水环式：真空泵：水环式真空泵叶片的叶轮偏心地装在圆柱形泵壳内。泵内注入一定量的水。叶轮旋转时，将水甩至泵壳形成一个水环，环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心，右半轮毂与水环间的进气空间4逐渐扩大，从而形成真空，使气体经进气管进入泵内进气空间。随后气体进入左半部，由于毂环之间容积被逐渐压缩而增高了压强，于是气体经排气空间及排气管被排至泵二、 泵与风机的工作原理1、离心式泵与风机的工作原理工作原理叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，势能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。叶轮装在一个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流入，然后转90度进入叶轮流道并径向流出。叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使流体连续不断地被泵吸入和排出。图样表现 2、轴流式泵与风机工作原理工作原理旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能，叶轮安装在圆筒形(风机为圆锥形)泵壳内,当叶轮旋转时，流体轴向流入，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流式泵与风机适用于大流量、低压力，制冷系统中常用作循环水泵及送引风机。图样表现第二节 泵与风机的部件结构一、泵的主要部件（一） 离心泵的主要部件尽管离心式泵的类型繁多，但由于作用原理基本相同，因而它们的主要部件大体类同。现在分别介绍如下：1、叶轮(impeller)叶轮是将原动机输入的机械能传递给液体，提高液体能量的核心部件。叶轮有开式(open impeller)、半开式(semi-open impeller)及闭式叶轮(closed impeller)三种，如图所示。开式叶轮没有前盘和后盘而只有叶片，多用于输送含有杂质的液体，如污水泵的叶轮就是采用开式叶轮的。半开式叶轮只设后盘。闭式叶轮既有前盘也有后盘。清水泵的叶轮都是闭式叶轮。离心式泵的叶轮都采用后向叶型。(左：开式叶轮；中：半开式；右：全封闭）2、轴和轴承(shaft and bearing)轴是传递扭矩的主要部件。轴径按强度、刚度及临界转速定。中小型泵刚度和临界转速确定多采用水平轴，叶轮滑配在轴上，叶轮间距离用轴套定位。近代大型泵则采用阶梯轴，不等孔径的叶轮用热套法装在轴上，并利用渐开线花键代替过去的短键。此种方法，叶轮与轴之间没有间隙，不致使轴间窜水和冲刷，但拆装困难。轴承一般包括两种形式:滑动轴承(Sleeve bearing)和滚动轴承(Ball bearing)。滑动轴承用油润滑。一种润滑系统包括一个贮油池和一个油环，后者在轴转动时在轴表面形成一个油层使油和油层不直接接触。另一种系统就是利用浸满油的填料包来润滑。大功率的泵通常要用专门的油泵来给轴承送油。（如图 所示）。滚动轴承通常用冷冻油润滑，有些电机轴承是密封而不能获得润滑的。滚动轴承通常用于小型泵。较大型泵可能即有滑动轴承又有滚动轴承。而滑动轴承由于运行噪音低而被推荐用于大型泵。3、吸入室( suction room)离心泵吸入管法兰至叶轮进口前的空间过流部分称为吸入室。其作用为在最小水力损失下，引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的流速尽可能均匀的分布。(1)直锥形吸入室 (2)弯管形吸入室 (3)环形吸入室（4)半螺旋形吸入室4、机壳(casing)机壳收集来自叶轮的液体，并使部分流体的动能转换为压力能，最后将流体均匀地引向次级叶轮或导向排出口。螺旋形机壳环形机壳填料密封5、密封装置(sealing instrument)密封装置主要用来防止压力增加时流体的泄漏。密封装置有很多种类型，用得最多的是填料式密封和机械式密封。填料密封是将一些松软的填料用一定压力压紧在轴上达到密封目的。填料在使用一段时间后会损坏，所以需要定期检查和置换。这种密封形式使用中有小的泄漏是正常且有益的。而机械密封装置有两个硬质且光滑的表面，一个静态一个旋转。这种密封装置可以达到很好的密封要求，但他们不能用于含杂质流体输送系统，因为其光滑表面会被破环而失去密封作用。这种密封装置在液体循环系统中非常普遍，因为他不需要维护运行很多年。6、导叶(guide vane)导叶又称导流器、导轮，分径向式导叶和流道式导叶两种，应用于节段式多级泵上作导水机构。（二） 轴流泵的主要部件轴流泵的特点是流量大，扬程低。其主要部件有：叶轮、轴、导叶、吸入喇叭管等，现分述如下。1叶轮叶轮的作用与离心泵一样，将原动机的机械能转变为流体的压力能和动能。它由叶片、轮毂和动叶调节机构等组成。叶片多为机翼型，一般为46片。轮毂用来安装叶片和叶片调节机构。轮毂有圆锥形、圆柱形和球形三种。2轴对于大容量和叶片可调节的轴流泵，其轴均用优质碳素钢做成空心，表面镀铬，既减轻轴的质量又便于装调节机构。3导叶轴流泵的导叶一般装在叶轮出口侧。导叶的作用是将流出叶轮的水流的旋转运动转变为轴向运动，同时将部分动能转变为压能。4吸入管吸入管与离心泵吸入室的作用相同。中小型轴流泵多用喇叭形吸入管；大型轴流泵多采用肘形吸入流道。（三）、混流泵混流泵内液体的流动介于离心泵和轴流泵之间，液体斜向流出叶轮，即液体的流动方向相对叶轮而言即有径向速度，也有轴向速度。其特性介于离心泵和轴流泵之间。混流泵具有涡壳式和导叶式两种。如左图所示为单级、单吸、立式结构的可潜式蜗壳混流泵，适用于输送清水或物理及化学性质类似于水的其他液体 （包括轻度污水）。被输送介质温度不超过50。也可用于农田排灌、市政工程、工业过程水处理、电厂输送循环水、城市给排水等多种领域，使用范围十分广泛。如图右所示为单级、导叶混流式潜水泵，适用于抽送清水或在轻度污水场合下使用，输送介质温度不超过50。本泵为机泵合一的结构，可潜入水中运行，故可在水位变化大，扬程较高的工况下工作，特别适用于城市排水、市政建设、工矿、船坞升降水位以及水位涨落大的江湖地区农田排灌之用。可潜式蜗壳混流泵导叶混流式潜水泵二、风机主要部件（一）离心式风机的构造特点离心式风机输送气体时，一般的增压范围在9.807Kpa(1000mH2O)以下根据增压大小，离心风机又可分为：(1)低压风机：增压值小于l000Pa(约100mmH2)；(2)中压风机：增压值自l000至3000Pa(约100至300mmH2O)(3)高压风机：增压值大于3000Pa(约300mmH2O以上)。低压和中压风机大都用于通风换气，排尘系统和空气调节系统。高压风机则用于一般锻冶设备的强制通风及某些气力输送系统。我国还生产许多专门用于排尘、输送煤锅炉引排酸雾和防腐的各种专用风机。最近国内又推出了一种外转子离心风机，它相当于将电动机的转子固定，定子直接嵌装于风机叶轮而转动，这样就把电机装入风机机壳内了。根据用途不同，风机各部件的具体构造也有所不同，分别介绍如下1、吸入口和进气箱吸入口可分圆筒式、锥筒式和曲线式数种。吸入口有集气的作用，可以直接在大气中采气，使气流以损失最小的方式均匀流入机内。2、叶轮叶轮的构造曾在前面泵的主要部件中有所介绍。如前所述，它由前盘、后盘、叶片和轮毂所组成。还曾指出叶片可分为前向、径向和后向三种类型。防爆风机是由有色金属制成的，防腐风机则以塑料板材为材料。3、机壳中压与低压离心式风机的机壳一般是阿基米德螺线状的。它的作用是收集来自叶轮的气体，并将部分动压转换为静压，最后将气体导向出口。4、导流器导流器又称为进口风量调节器。在风机的入口处一般都装置有导流器。运行时，通过改变导流器叶片的角度（开度）来改变风机的性能，扩大工作范围和提高调节的经济性。 （二）轴流式风机的主要部件轴流式风机的主要部件有：叶轮、集风器、整流罩、导叶和扩散筒等。如图2-19所示。近年来，大型轴流式风机还装有调节装置和性能稳定装置。1叶轮叶轮由轮毂和叶片组成，其作用和离心式叶轮一样，是实现能量转换的主要部件。2集风器集风器的作用是使气流获得加速，在压力损失最小的情况下保证进气速度均匀、平稳。3整流罩和导流体为了获得良好的平稳进气条件，在叶轮或进口导叶前装置与集风器相适应的整流罩，以构成轴流风机进口气流通道。 4导叶轴流式风机设置导叶有几种情形：叶轮前仅设置前导叶，叶轮后仅设置后导叶，叶轮前后均设置有导叶。 前导叶的作用是使进入风机前的气流发生偏转，把气流由轴向引为旋向进入，且大多数是负旋向(即与叶轮转向相反)，这样可使叶轮出口气流的方向为