第九章-离心泵(第一讲).ppt

第九章离心泵,天津石油职业技术学院徐建功2013年7月,学习目标,1.理解离心泵的工作原理2.了解离心泵的性能参数3.掌握离心泵的基本结构4.掌握离心泵的基本类型5.掌握离心泵的名称代号,重点：离心泵的基本结构难点：离心泵的性能参数,离心泵是一种典型的叶轮式泵，它在国民经济中应用很广。在石油矿场上，离心泵主要用于油田注水，采油，油品输送，钻井泵灌注和供排水等。具有体积小、质量小、流量大、安装使用简便等优点。,9.1.1离心泵的工作原理图9-1所示为离心泵装置示意图。离心泵工作时，发动机经泵轴带动叶轮旋转，叶轮内的液体受到叶轮上许多弯曲的叶片作用而随之旋转，在离心力的作用下，液体沿叶片间流道，由叶轮中心甩向边缘，再通过蜗壳流向排出管。,9.1概述,图9-1离心泵装置示意图1-叶轮；2-叶片；3、9-蜗壳；4-吸入口；5-排出管；6-漏斗；7-滤网和底阀；8-排出阀门,液体在随叶轮一起旋转并由叶轮甩出的过程中，液体从叶轮获得能量，使动能和压力能增加。液体流经蜗壳后，降低了液流速度，液体的部分动能转换为压力能。,图9-1离心泵装置示意图1-叶轮；2-叶片；3、9-蜗壳；4-吸入口；5-排出管；6-漏斗；7-滤网和底阀；8-排出阀门,随着液体不断排出的同时，在液体入口端的叶轮中心处就形成了低压区(低于大气压力)，在液面大气压力的作用下，吸入池中的液体就通过吸入管不断地流入叶轮中心，再由旋转的叶轮甩出。为避免发生气缚，离心泵启动前必须进行灌泵，使离心泵内充满液体并排出空气。若吸入池液面高于离心泵的位置，启动时则无需灌泵。,图9-1离心泵装置示意图1-叶轮；2-叶片；3、9-蜗壳；4-吸入口；5-排出管；6-漏斗；7-滤网和底阀；8-排出阀门,9.1.2离心泵的基本结构图9-2所示为单级离心泵的结构示意图。,图9-2离心泵结构示意图,单级单吸离心泵,如图9-3所示，为单级悬臂式离心泵。其构成主要包括：转动部件叶轮、泵轴、叶轮螺母、轴套、连轴器等，它们随泵轴一起旋转。静止部件吸入室、蜗壳、托架等。其中，有液体流过的部件称为过流部件。如叶轮、蜗壳和吸入室等。,图9-3单级悬臂式离心泵,单级悬臂式离心泵结构特点：叶轮装在悬臂轴的一端，从而省去了吸入端的密封，减少了从吸入端漏气的可能性。,图9-1,（一）叶轮叶轮是离心泵中传递能量的主要部件。叶轮通常由612片后弯叶片所组成，本身被固定在泵轴上并随之旋转。叶轮的作用是：把泵轴的机械能传递给液体，使之转变成液体的速度能和压力能。即液体从叶轮获得能量，使压力能和速度能都得到增加。,1.对叶轮的要求在流动损失最小的情况下，使单位流体获得较高的能头。2.叶轮的结构形式根据结构和用途，常用叶轮分：开式、半开式和闭式三种；按吸液方式又分为：单吸式叶轮和双吸式叶轮两种。（1）闭式叶轮：如图9-4(a)所示，叶片两侧带有前后两块盖板，液体在两叶片间通道内流动时无倒流现象，适于输送较清洁的流体，输送效率高，一般离心泵多采用这种叶轮。（2）半开式叶轮(或称半闭式)：如图9-4(b)所示，吸入口一侧无前盖板，适于输送含小颗粒的溶液，输送效率低。,（3）开式叶轮：如图9-4(c)所示，没有前后盖板。适于输送含大颗粒的溶液，效率低。（4）双吸式叶轮：如图9-4(d)所示，叶轮从两侧吸入液体。适用于大流量的场合，并具有较好的抗汽蚀性能。,叶轮类型（a）闭式；（b）开式；（c）半开式,（a）,（b）,（c）,图9-4离心泵叶轮(a)闭式(b)半开式(c)开式(d)双吸式,（a）,（b）,（c）,（d）,（二）蜗壳蜗壳就是蜗牛壳形的泵壳。其作用是将叶轮封闭在一定空间内，汇集引导液体的运动，使液体速度降低，将液体部分速度能转化为压力能。这是因为随叶轮旋转方向，蜗壳内的通流截面逐渐扩大，使能量损失减少的同时实现了能量的转化。蜗壳截面形状有圆形、矩形和倒梯形等。,图9-5离心泵蜗壳及导轮,（三）导轮导轮是带有叶片(称为导叶)的环状结构，它安装在叶轮与泵壳间固定不动。其作用是导流和转换能量。导轮多用于分段式多级离心泵中。它可减少由叶轮外缘抛出的液体与泵壳的碰撞而引起能量损失。导叶有正向和反向之分，正向导叶用于收集液体和能量转变，反向导叶用于消除旋绕和引导液体至下级叶轮入口或排出管。导叶的结构形式有流道式和径向式两种：1.流道式导叶特点：使液体速度变化较均匀，水力性能较好。但结构复杂，制造较困难。2.径向式导叶特点：结构简单，制造工艺性好，应用广泛。,（四）吸入室吸入室位于叶轮进口前，其作用是将液体均匀地导入叶轮。常用的吸入室有锥管形、螺旋形和圆环形。1.锥管形吸入室使液体集流，加速并均匀地引向叶轮。多用于小型单级单吸悬臂式离心泵。2.螺旋形吸入室可使液体在叶轮入口前预旋，有利于改善吸入性能。多用于单级双吸或水平中开式多级离心式油泵。3.圆环形吸入室轴向尺寸较短。多用于单吸分段式多级离心泵。,吸入管的下部装有滤网和底阀1，对液体起过滤作用，并防止管中液体倒流入吸入池。排出管汇装有用以调节流量的闸门。蜗壳的顶部装有漏斗，用以在开泵前向泵内灌水，排除泵腔内气体。启泵前一般要关闭排出闸门，启动后方打开。,图9-1离心泵装置示意图1-叶轮；2-叶片；3、9-蜗壳；4-吸入口；5-排出管；6-漏斗；7-滤网和底阀；8-排出阀门,（五）密封装置由于离心泵工作时，液体吸入端与液体出口端存在压力差；同时，在泵轴伸出泵壳处，转轴和泵壳之间存在有间隙。因此，在旋转的泵轴与泵壳之间就必须配有密封装置，亦称为轴封装置。其作用是防止高压液体沿轴泄漏，或者外界空气以相反方向漏入。常用的离心泵密封装置主要有填料密封和机械密封。,1.填料密封装置如图9-6所示，填料密封装置由填料函壳、软填料和填料压盖构成，软填料为浸油或涂石墨的石棉绳，将其放入填料函与泵轴之间，将压盖压紧迫使它产生变形，以达到密封目的。液封圈的作用是：当泵内压力低于大气压力时，可防止空气进入；当泵内压力高于大气压力时，可减少出口泄漏。液封圈中的水或油，还可起冷却和润滑作用。,9-6,2.机械密封装置如图2-7所示，密封装置由装在泵轴上随之转动的动环和固定在泵壳上的静环组成，两环形端面由弹簧力使之紧贴在一起达到密封目的。动