试论水泵的构造(ppt 17页).ppt

第六章水泵的构造,第一节型水泵,第二节单级泵,第三节轴向推力及平衡,本章小结,第一节型水泵,一、D型泵的构造型泵是单吸、多级、分段式离心泵。它可输送水温低于0的清水或物理性能类似于水的液体。其流量范围和扬程范围大。目前矿井主排水泵多采用D型泵。D型水泵经多年的发展已形成系列，其结构形式基本相同，只是尺寸大小不同。,如图6-1所示为D280433(旧系列200D433)型水泵的结构图，主要有转动部分、固定部分、轴承部分和密封部分等组成。,(2)泵轴泵轴常用45号钢锻造加工而成。其主要作用是传递扭矩和支承套装在它上面的其它转动部件。为了防止泵轴锈蚀，泵轴与水接触的部分装有轴套，轴套锈蚀和磨损后能够更换，这样可以延长泵轴的寿命。,(3)平衡盘平衡盘的作用是平衡水泵的轴向推力。,(1)叶轮叶轮是离心式水泵的主要部件。其作用是将电动机输入的机械能传递给水，使水的压力能和动能得到提高。它的尺寸、形状和制造精度对水泵的性能影响很大。叶轮的形状取决于比转数。,1.转动部分是水泵的工作部件。主要由泵轴及装在泵轴上的数个叶轮和一个用以平衡轴向推力的平衡盘组成。,2.固定部分固定部分主要包括进水段(前段)、出水段(后段)和中间段等部件，并用拉紧螺栓(穿杠)将它们连接在一起。吸水口位于进水段，为水平方向，出水口位于出水段，为垂直向上。导水圈叶片数应比叶轮叶片数多一片或少一片，使其互为质数，否则会出现叶轮叶片与导水圈叶片重叠的现象，造成流速脉动，产生冲击和振动。导水圈中流道的形状是按泵处于额定工况设计的。当水泵在额定工况工作时，叶轮出口处水的绝对速度方向与导叶流道的形状相吻合，使水从叶轮中无撞击地进入导水圈。当不在额定工况工作时，叶轮出口处水的绝对速度方向发生了变化，但是导水圈中流道的形状却不变，因而产生冲击，加大水力损失，使水泵的效率下降。,3.轴承部分水泵转子部分支承在泵轴两端的轴承上。D型水泵采用单列向心滚柱轴承，用黄油润滑。为了防止水进入轴承，泵轴两侧采用“”型耐油橡胶密封圈和挡水圈。这种轴承允许少量的位移，有利于平衡装置改变间隙，以平衡轴向推力；同时，由于采用了滚动轴承，减少了静阻力矩和机械摩擦损失。,4.水泵的密封水泵各段之间的静止结合面采用纸垫密封。转动部分与固定部分之间的间隙是靠密封环及填料来密封的。,1）密封环密封环又称口环。叶轮的吸水口和水泵固定部分之间，叶轮尾端轮毂和中段导叶内孔之间有环形缝隙。高压区的水经过这些缝隙进入低压区并形成循环流，从而使叶轮实际排入次级的流量减少，并多消耗部分能量。为了减少缝隙的泄漏量，应在保证转子正常转动的前提下，应尽可能减小缝隙。为此，在每个叶轮前后的环形缝隙处，安装了磨损后便于更换的密封环，D型水泵的密封环为圆柱形，用螺栓固定在泵壳上，它承受着同转子的摩擦，故密封环是水泵的易损零件之一。当密封环被磨损到一定程度后，水在泵腔内将发生大量的窜流，使水泵的排水量和效率显著下降，故应及时更换。,2）填料装置在水泵轴穿过泵壳的地方设有填料装置(又称填料箱或填料函)，以实现泵轴的密封。在泵轴穿过进水段处，外侧是大气压，内侧是首级叶轮入口的低压，如不进行密封，则外部大气将窜入泵内从而影响水泵的正常吸水；在泵轴穿过出水段处，如不进行密封，高压水将沿泵轴间隙向外泄漏，使水泵的流量减少。可见，吸水侧填料装置的作用是防止空气进入泵内，排水侧填料装置的作用是防止高压水向外泄漏。D型水泵吸水侧填料装置由填料箱、填料(盘绠)、水封环(填料环)及压盖等组成。,二、水泵的型号意义,表6-1部分离心泵型号中某些汉语拼音字母通常所代表的意义,三、D型水泵的特点及性能(1)D型水泵的流量和扬程范围较大，适合于矿山排水，并有清水泵、耐磨泵和耐酸泵；(2)效率高，是我国设计制造的多级离心式水泵中，效率最高的一种水泵；(3)采用单列向心滚柱轴承，减少了水泵的静阻力矩，提高了机械效率；同时，此轴承还可以满足运转时泵轴的轴向窜动；(4)通向吸水侧填料箱的水封管在进水段内部，不裸露在外边；(5)扬程特性曲线较平缓，没有上凸部分，且初始扬程较高，有利于水泵的稳定运行；零流量时功率低，有利于电动机起动；效率曲线平坦，因而扩大了它的工业利用区。,第二节单级泵,只有一个叶轮的泵为单级泵。按其转子支承方式，将这种泵分为悬臂式和两端支承式两类。,一、悬臂式水泵1、悬架式悬臂泵IS8065160泵型号意义：,托架式悬臂泵4BJ35A和(B)BJ100-15型号意义：,3.连体泵,大多数单级双吸式离心泵采用双支承结构，即支承转子的轴承位于叶轮两侧，且一般都靠近轴的两端。,二、支承泵,S型泵是侧向吸入和压出，采用水平中开式泵壳，即泵壳沿通过轴线的水平中开线剖分。它的两个半螺旋形吸水室和螺旋形压水室都是由泵体1和泵盖2在中开面处对合而成的。泵的吸水口和排水口均与泵体铸为一体。采用这种结构，泵检修时无需拆卸吸水管和排水管，也不要移动电动机，只要揭开泵盖即可检修泵内各零件。S型泵在叶轮吸水口的两侧都要设置轴封。该轴封也为填料密封。它由填料套7、填料8、填料环9和填料压盖10等组成。轴封所用的水封压力是通过在泵盖中开面上开出的凹槽，从压水室引到填料环的。但有的中开式双吸泵要通过专设的水封管将水送入填料环。,第三节轴向推力及平衡,1、产生轴向推力的原因单吸式离心泵，在工作时产生轴向推力的原因有以下三点：1)由于作用在叶轮前、后轮盘上的压力不平衡而产生轴向推力。2)由于叶轮内水流动量发生变化而产生的轴向推力。3)由于大小口环磨损严重，泄漏量增加，使前后轮盘上的压力分布规律发生变化，从而引起轴向推力的增加。,一、轴向推力的产生以及危害,2、轴向推力的危害多级离心式水泵的轴向推力有时可达几十千牛顿，这个力将使整个转子向吸水侧窜动。如不加以平衡，将使高速旋转的叶轮与固定的泵壳接触，造成破坏性的磨损；另外，过量的轴向窜动，会使轴承的轴向负荷加大而发热，电动机负载也相应加大；同时使互相对正的叶轮出水口与导水圈的导叶进口发生偏移，引起冲击和涡流，降低水泵的效率，严重时将使水泵无法工作。,7.推力轴承法,二、轴向推力的平衡方法,1.平衡孔法,2.对称布置叶轮法,3.双吸叶轮法,4.平衡叶片法,5.平衡鼓法,6.平衡盘法,1.离心式水泵一般都是由转动部分、固定部分、轴承和密封部分组成。2.D型水泵叶轮叶片入口边缘呈扭曲状，且第一级叶轮进口大于其余叶轮进口；由导水圈和返水圈构成的中段流道是逐渐变化的；出水段流道呈螺壳形；采用了静阻力矩小的滚动轴承。因此，D型泵的效率一般较高。3.只装一个叶轮的泵叫单级泵。按转子支承方式，单级泵分悬臂式和两端支承式两类。IS型泵的泵体和泵盖为后开门的结构型式，检修方便。B型泵的泵体相对于托架可以有不同的安装位置，但检修不便。大多数单级双吸式离心泵采用双支承结构，即支承转子的轴承位于叶轮两侧，且一般都靠近轴的两端。,本章小结,4.单吸式叶轮的水泵在工作时，不可避免地存在着轴向推力。产生轴向推力的原因有三点，但主要原因是叶轮前后轮盘所受压力不平衡。轴向推力的方向是由水泵的排水侧指向吸水侧。5.轴向推力的平衡方法有：平衡孔法、对称布置叶轮法、双吸法、平衡