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工业泵基础知识工业泵基础知识1什么是泵？泵的分类有哪些？答：泵是把原动机的机械能转换成液体的势能或动能的机械。按工作原理可分为： 1）叶片式（或动力式），如离心泵、轴流泵、混流泵等；2）容积式，如活塞泵、隔膜泵、螺杆泵、滑片泵、齿轮泵等；3）其它形式，喷射泵、空气升液器等 2什么是离心泵？ 其工作原理是什么？答：离心泵是叶片式泵的一种，它通过一个或多个叶轮的旋转产生离心力，将机械能转化为液体的静压能或动能。工作原理：在叶轮驱动下，随叶轮一起高速旋转，使液体产生离心力，同时沿叶片流道被甩向叶轮出口，这样在叶轮入口中心处形成低压，使液体不断涌入，形成泵的连续工作状态，一面吸入液体，一面排出液体。 图1 离心泵工作简图3离心泵的分类有哪些？答：离心泵的分类有以下几种方式：1）按输送介质的不同可分为：水泵、油泵、酸泵、碱泵；2）按轴的安装位置不同可分为：卧式泵、立式泵；3）按叶轮的数目可分为：单级泵(图2)、多级泵(图3)；4）按叶轮的进液方式可分为：单吸式、双吸式；5）按壳体接缝剖分型式可分为：水平剖分式、垂直剖分式。 图2 典型单级泵剖面 图3 多级泵实物图4离心泵具有哪些优缺点？答：离心泵具有结构简单、体积小、质量轻、流量稳定、易于制造、和便于维护等一系列优点。但离心泵对高粘度液体以及流量小压力高的情况适用性较差，并且在通常情况下启动前需先灌泵，这些是它的不足之处。5离心泵的主要构件有哪些？答：如右图所示，离心泵的主要构件有：叶轮、转轴、吸液室、液压室、扩压管（在泵壳上）、密封、密封环、轴承等。6离心泵的主要性能参数有哪些？答：离心泵的主要性能参数有转速、流量、扬程、功率、效率和允许气蚀余量NPSH等。7什么是泵的流量？答：单位时间内，从泵出口排出液体的量称为泵的流量。可分为质量流量G和体积流量Q两种。质量流量G的单位为kg/s、kg/min、t/h ，体积流量Q的单位为m3/s、m3/min、m3/h或L/s 。质量流量等于体积流量乘流体的密度。8什么叫泵的扬程？答：泵的扬程是指单位质量的液体通过泵以后，其总能量的增加值。或者作功元件对泵排出的单位重量液体所作的有效功。符号为H，其国际单位和工程单位均为m液柱。9什么叫离心泵的转速？答：离心泵的转速是指泵轴在单位时间内旋转的次数。常用n表示，单位：r/min。一般小泵高些2900 r/min或1450 r/min，大泵低些970 r/min或730 r/min。在转速一定的情况下，流量、扬程、功率为一定值。10什么是泵的功和功率？答：把1kg的物体提高1m，我们说对这个物体所做的功为1Nm 。单位时间所做的功称为功率。用Nm/s表示。常用单位：千瓦(kW)，1 kW=1000Nm/s11什么叫有效功率？什么叫轴功率？答：除去机械本身的能量损失和消耗外，由于泵的运转而使液体实际获得的功率叫有效功率，用N有表示。轴功率是指原动机械传给泵轴的功率，用N轴表示。12什么叫离心泵的效率？答：离心泵在运转时，各机部件之间，部件与液体之间都会发生摩擦、冲击和漏损等，会损失部分能量，也就是说泵的轴功率不会完全传递给液体，即不可能全部转变为有用功率，有用功率与轴功率之间的比值叫该泵的效率，用来表示。=N有 /N轴 100%。13在一般情况下，离心泵的效率为多少？答：在泵的流量Q和扬程H为一定值时，如果泵的效率高些，则所消耗的功率就会比效率低时小些，这样可以节省动力。一般小型离心泵的效率为60%80%，大型离心泵可达90%。14离心泵的内功率有哪些损失？答：当泵输送的液体在泵内流动时，通常要产生水力损失、容积损失和机械损失三种。15什么叫离心泵的水力损失？答：液体在泵内流动时，因为流道的光滑程度不同，则阻力大小也不同；另外当流体进入叶轮和从叶轮出来时会产生碰撞和旋涡。也会产生能量损失。这两部分损失统称为水力损失。16什么叫离心泵的容积损失？答：因为泵体是静止的，当叶轮在泵体内转动时，由于间隙的存在，这样叶轮出口处的高压液体会有一小部分自动流回叶轮进口；也可能有一部分液体会从平衡管流回到叶轮入口；或从密封处漏损，这些损失统称为容积损失。17什么叫离心泵的机械损失？答：因为泵在运转时需要和轴承、填料等发生摩擦，叶轮在泵内运转，它的前、后盖板也要和液体发生摩擦，这些摩擦所造成的能量损失统称为机械损失。18什么叫离心泵的比例定律？答：在转速一定的情况下，离心泵的流量Q、扬程H、功率N为一定值，一旦离心泵的转速发生变化，则泵的各参数也随之变化，这种规律叫泵的比例定律。19离心泵在改变参数后，扬程、流量、轴功率发生什么变化？答：1) 流量与转速：Q1 / Q2 = n1 / n2 ；2）扬程与转速：H1 / H2 = (n1 / n2)2 ；3）轴功率与转速：N1 / N2 = ( n1 / n2)3 ；20什么叫离心泵的切割定律？答：将离心泵原来的叶轮直径切小，切割后流量、扬程、轴功率也要发生变化，这叫泵的切割定律。 关系如下：Q1 / Q2 = D1 / D2 ；H1 / H2 = (D1 / D2)2 ；N1 / N2 = ( D1 / D2)3 。21离心泵的型号命名的方法？答：泵的型号大体上由首、中、尾三个部分组成。型号首部，用数字来表示泵入口的尺寸（mm或25mm的倍数）;型号中部，用汉语拼音字母来表示泵的结构形式或特征。单级悬臂式水泵用BA或B表示；单级双吸泵用Sh或S表示；分段式多级水泵用DA或D表示；锅炉给水泵用DG表示；油泵用Y表示，DK表示开式水泵。型号尾部，用数字表示泵的性能参数，有时在数字后面还有A或B，它表示此时在泵中装的是切割过的叶轮。对于多级泵，尾部数字由两部分组成（中间有一个乘号），乘号前面数字表示单级的性能参数，后面的数字表示级数。举例如下： 100 Y I 60 A 叶轮第一次切削设计点单级扬程（m）所用材料代号输送油品的离心泵吸入口直径（mm）22离心泵用、类材料是什么意思？答：1）类材料为不耐腐蚀的球墨铸铁。泵的使用温度不大于250，使用压力不大于3Mpa。2）类材料为不耐腐蚀的碳钢。泵的使用温度不大于250，使用压力不大于3-5Mpa。3）类材料为耐腐蚀的不锈钢。泵的使用温度不大于250，使用压力不大于5Mpa，若使用温度大于400时，可用合金钢。23离心泵的叶轮由哪几部分组成？有什么作用？有哪些类型？答：叶轮一般由叶片、前后盖板、轮毂三个部分组成。叶片组成了液体在叶轮中的流道。叶轮用键固定在轴上，和轴一起转动，将电机的能量传给液体，使液体获得能量。叶轮按结构可以分为闭式、开式和半开式三种类型。按吸入方式分：单吸式和双吸式叶轮。24离心泵的叶片可以分成哪几种类型？答：离心泵的叶片根据其出口角度的不同可能分为后弯叶片、径向叶片和前弯叶片。大多数离心泵采用后弯叶片。25离心泵的泵壳部分由哪些部件组成？它们的作用是什么？答：泵壳由吸入室和排出室组成。吸入室的作用是将液体均匀地引向叶轮，主要型式有锥管式、半蜗壳式和圆环式等。排出室的作用是收集叶轮排出液体并将其中动能转换成压力能，同时引导液体排出管路，主要型式是蜗壳式与导叶两种。26离心泵壳里的中间隔板有什么作用？答：中间隔板一般在多级泵上使用，其功能是将两个叶轮分开，使泵壳形成两个蜗壳室，实际等于两台泵串联，中间隔板可以从原壳中拆下来。27轴、轴承、轴套有什么作用？答：轴：是传递动能的主要零件，它的作用是传递动能，承受负荷。轴承：是离心泵支撑转子的部件，承受径向和轴向载荷。轴套：其作用主要是保护主轴不受磨损。28泵的密封形式可分为哪几种？答：泵的密封形式可分为两种：填料密封和机械密封。29机械密封有什么特点？答：机械密封的密封性好，泄漏量少，使用寿命长，轴和轴套不易受到损坏，功率消耗少，泵的效率比较高等。但结构复杂，价格贵，制造安装时要求较高。30机械密封分为几类？答：按液体压力平衡状况分为平衡型和非平衡型； 按采用机械密封的对数分为单端面密封、双端面密封、串联式密封。31泵的机械密封由哪些部分组成？答：1）主要密封元件，动环和静环；2）辅助密封元件，密封圈（O型圈、V型圈）；3）压紧元件，弹簧、推环；4）传动元件，传动座、键和固定螺钉。32一般机械密封的泄漏点有哪几个？答：1)静环压盖与泵壳端面之间的泄漏点；2)静环与压盖之间的泄漏点；3)静环与动环端面之间的泄漏点；4)动环与轴（轴套）配合面的泄漏点；5)带轴套的泵还存在轴与轴套之间的泄漏点。33机械密封为什么要进行冷却和冲洗？答：对机械密封用冲洗油和冷却水是为了降低摩擦时的温度，保证摩擦面之间有一层完整的液膜，减少摩擦损失，降低功率消耗，保证液膜不因高温汽化而被破坏。34离心泵的轴向推力是什么产生的？答：轴向力的产生是因为泵在正常工作中其出、入口压力作用在叶轮的前后盖板上，由于单吸式叶轮缺乏对称性，出口压力要大于进口压力，所以后盖板上的压力要大于前盖板上的压力，产生一个指向入口的力，这个力称为轴向推力。35轴向推力有什么危害？答：轴向推力使转子产生轴向位移，会引起泵的串轴并发生磨损，使轴承受到额外的负荷而发热，严重时会使叶轮与壳体发生碰撞，引起设备事故。36平衡轴向力的方法有哪些？答：单级泵平衡轴向力的方法有很多，常见的有：采用双吸式叶轮、开平衡孔、采用平衡片和采用平衡管等。多级离心泵平衡轴向力的方法有用叶轮对称分布布置或用专门的平衡轴向力装置。37离心泵的轴承有什么作用？分为哪几类？答：离心泵的轴承是支承转子的部件，同时承受着径向和轴向的载荷。离心泵的轴承分为滑动轴承、滚动轴承、止推轴承。38什么情况下应采用滑动轴承？答：1）筒形泵（双层壳体泵）；2）DN300000，式中D轴承处的轴径，mm，N转速，r/min。3）泵的额定功率与额定转速的乘积2.7106时；4）当标准的滚动轴承不能满足在额定条件下连续操作25000h或最大轴向和径向负荷下，不能满足在额定转速下操作16000h的L10寿命时；泵的转速在3000r/min时，当轴承处轴径为100mm，或额定功率为670kW时，应采用滑动轴承。39滚动轴承有什么特点？答：滚动轴承的互换性好，维修方便，磨损小，间隙小等。如果使用小泵转速低、输送低温介质时，可用润滑脂润滑。若大泵，高转速，又输送高温介质时，则用润滑油润滑。40滑动轴承有哪些形式？答：滑动轴承一般分为径向轴承和推力轴承两种。径向轴承一般为衬巴氏合金的对开式，并在轴向可靠固定，在高速转动时采用可倾瓦（多块式）或微椭圆以抗油膜震荡，在介质高温时，可采用自调心的径向轴承。推力轴承应为双向止推多块式，额定负荷应为最大压差工况下负荷的200%以上。41举例说明什么叫滑动轴承？答：滑动轴承分为向心轴承和推力轴承。向心轴承主要承受径向载荷，所以又叫径向轴承；推力轴承主要承受轴向载荷，所以又叫止推轴承；剖分式滑动轴承分上下两部分，由螺栓、轴承盖、轴承座、上、下轴瓦组成。如图5所示42推力轴承分为哪两种？答：因为推力轴承主要承受泵轴上的轴向推力，所以它分为固定式推力轴承和可倾式推力轴承。43什么叫离心泵的联轴器？它有什么作用？答：联轴器就是把泵轴和原动机轴连在一起的偶合件，它使泵和原动机成为一体，当原动机旋转时泵也同时旋转并传递扭矩。联轴器又叫对轮。44联轴器分为哪几种？答：联轴器分可为固定式和可移式两种。固定式在安装时，要求两轴严格对中，泵在运行时不能发生相对位移。可移式在安装时，允许两轴有一定限度的误差，泵在运行时能补偿可能产生的相对位移，但这种补偿和产生的相对位移是有限度的。45什么叫固定式联轴器？固定式联轴器有什么特点？答：固定式联轴器的使用范围比较广，它是在泵轴和原动机轴两端各装一个圆盘，并用键固定好，与轴形成整体，之后再用螺栓将两个圆盘连在一起。（如图8所示）固定式联轴器的结构简单，对中精确，刚性比较好，可以传递比较答的扭矩。但是要求安装时要精确，不能缓和泵的冲击载荷。一般使用在振动小，转速低，冲击载荷小的泵上。 图8 固定式联轴器 图9 弹性圈柱销式联轴器46什么叫弹性圈柱销式联轴器？答：弹性圈柱销式联轴器（如图9所示），它是用带橡胶圈的柱销把两个凸缘连在一起，因为橡胶有弹性，所以两个凸缘可略有偏移。47离心泵的汽蚀与抽空的原理是什么？答：在一定温度下，液体开始汽化的临界压力称为该液体在该温度下的饱和蒸汽压。泵叶轮入口压力若低于饱和蒸汽压则出现气泡，原先溶于液体中的气体也逸出，这些小气泡随气流流到叶轮内高压区时，在四周液体较高压力作用下，便会重新凝结，体积缩小，好似形成一个空穴，这时周围液体又以极高速度向空穴冲来。由于水力冲击产生很高的局部压力，连续打击在叶片表面上。在高速、高压和高频水力冲击下，叶片表面因疲劳而剥蚀呈麻点、蜂窝海绵状。这种汽化凝结冲击剥蚀现象，称为“汽蚀”现象，汽蚀发展严重，扬程和效率均会明显下降，最后导致泵“抽空”断流。48离心泵的抽空有什么现象？答：泵在运动中，突然发生噪音、振动并伴随扬程、流量、效率的降低，电机电流的减少，压力表上的指示压力逐渐下降，如果更严重一些，压力表回零，打不上量。49防止气蚀的措施有哪些？答：通常，防止气蚀的措施有三种： 1结构措施： 1）采用双吸泵，以减少经过叶轮的流速，从而减少泵的气蚀余量； 2）在大型高扬程泵前装设增压前设置泵，以提高进液压力； 3）设计特殊的叶轮，改善叶片出口处的液流状况； 4）在离心叶轮前面设诱导轮，以提高进入叶轮的液流压力，诱导轮基本上是一个低叶片负荷的轴流式叶轮。 2安装运行措施。是泵是安装高度小于允许安装高度，或灌注高度大于最小灌注高度。3其他措施。采用耐气蚀破坏的材料制造泵的过流部分元件，或者降低泵的转速。50泵抱轴是怎么一回事？应如何处理？答：泵抱轴是轴承卡死在轴上了。发现轴承箱温度超过控制指标时，应立即停泵，请钳工检查，如发现轴有发红的现象，不能用水浇，将泵停下来，使其自然冷却（期间要加强盘车），然后请钳工检查修理。51哪些因素会影响离心泵轴承温度升高？答：1）因为润滑油油位过低，进入轴承的油量少，使轴承不能充分润滑，所以泵在旋转后产生的热量不能被润滑油带走。2）冷却水量少或中断。3）因油孔或油沟堵塞，供油中断轴承形成干磨。4）滚动轴承的滚动体卡死，不能滚动。5）润滑油的质量低，起不到润滑作用。52离心泵开泵前为什么要灌泵？答：离心泵开泵前不灌泵，泵内有可能存在气体，由于气体的重度小，因此造成泵的吸入压力和排出压力都很低，气体就不易排出，液体就无法吸入泵内。所以，离心泵开泵前必须灌泵使泵内充满液体，避免抽空。53备用的热油泵启动前为什么预热？答：若不预热，一遇紧急启动时，热油迅速灌入泵体内，就会造成泵内零件受热不均匀，使主轴弯曲，并使泵体内的静止口环与转子上的叶轮密封圈卡住，造成磨损、抱轴、卡轴等事故。此外，对粘度较大的油品如果不预热，油凝在泵内，启动后就不上量，甚至会引起电机跳闸，同样原因，不均匀热胀会造成泄漏，还可能造成火灾。54什么叫共振？答：转子的周期性载荷的频率与转子的频率相同或接近时，机器将产生剧烈振动，发生异常噪音和很大的动载荷，直至转子及有关零部件造成损坏。这种现象称为共振。55离心泵在运行前要做哪些准备？答：1)确认出、入口管线上的阀门、法兰、地脚螺栓、联轴器、温度计和压力表等正常好用；2)检查盘车情况，听是否有杂音，是否灵活；3)打开入口阀，排出泵体内的气体，给泵内充满介质，关闭出口阀；4)检查轴承箱内的油或脂的情况是否正常；5)检查冷却水、封油是否正常；6)检查对轮罩、接地线等安全设备正常；7)对于热油泵要检查预热情况，泵体温度不低于介质温度40；8)与有关岗位做好联系。56离心泵电动机电流超高有哪些原因？答：1）填料压盖拧的太紧；2）叶轮和泵体之间可能有摩擦；3）泵轴与电机不同心，运行时不平稳； 4）泵的出口环有磨损；5）润滑情况不好；6）液体比重或粘度太大；57如何切换离心泵？答：1）检查冷却水系统和润滑油系统是否正常，盘车、灌泵、排空。2）启动电机后，待泵的转速、声音、压力正常后，慢慢打开出口阀，同时慢慢关闭原运行泵的出口阀，同时观察泵的电流、压力、流量的变化情况，直到原运行泵的出口阀关死，现运行泵达到正常的流量和压力后，关闭原运行泵的电源；3）尽量减少因切换泵造成流量、压力波动；4）对停运的泵进行处理，使其处于可备用状态；58离心泵的扬程特性曲线的形状及适用情况？答：1）单调下降形扬程特性曲线，这种曲线表明变化流量时，扬程变化较大。对于输送易于堵塞管路的介质，常常用具有这种特性的泵。2）平坦形扬程特性曲线，这种曲线表明变化流量时，扬程变化不大。对于这种特性的泵，当采用调节阀调节流量时，灵敏性高，调节损失小。锅炉给水泵就要求有这样特性的泵。3）驼峰形扬程特性曲线，具有这种特性的泵，在某些条件下可能会出现不稳定的工作情况，因此，在有些情况下是不能采用的。这种泵往往效率较高，成本较低，在选用时应注意。59简述螺杆泵的工作原理？答：螺杆泵在炼油厂中常用于输送润滑油、密封油。它的主、从动螺杆与泵壳包围的螺杆形成凹形空间，液体经入口吸入后，槽内就充满了液体，然后随螺杆旋转，作轴向前进运动，从出口排出，由于螺杆旋转时，螺纹作螺旋线运行，又是连续地。因此从螺杆槽排出液体比齿轮泵均匀，又由于螺纹密闭性好，所以有良好的自吸能力，并可输送气液混和相，即螺杆泵是容积泵的一种，它是靠两根或多根相互啮合的螺杆间容积变化来输送液体的。如图10所示 图10 双螺杆泵 60简述齿轮泵的工作原理？答：以外啮合直齿的齿轮泵为例（如右图所示），当电机带动主动齿轮轴旋转时，主动轮和从动轮的一对啮合齿轮转到下面就开始脱开，这时两齿轮下面的齿中容积就逐渐增大，形成局部真空，因此吸入缸中的油在大气压力作用下进入吸油腔，填满齿轮空间，齿轮继续旋转，将吸入的油沿齿轮圆周与泵体所形成的空间压送到上面压油腔中。这时，主、从动齿轮的互相啮合，将上面啮合中的油挤出来，向压油腔输出，这样就完成了吸油过程和排油过程，齿轮泵也属于容积式泵，结构简单，运转可靠，适用于输送不含固体杂质的高粘度液体。