离心式水泵的构造与其扬程的计算

1、 Fluid Mechanics： Pumps & Fans Building Energy Efficiency is the Wave of the Future !10-1 离心式水泵的构造与其扬程的计算离心式水泵的构造与其扬程的计算2010.9.1 建筑工程系建筑工程系 周 广L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 一、离心式泵的类型一、离心式泵的类型L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 二、离心式泵的结构形式二、离心式泵的结构形式L o g

2、 oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department v 叶轮是将原动机叶轮是将原动机输入的机械能传输入的机械能传递给液体，提高递给液体，提高液体能量的核心液体能量的核心部件。部件。 图 2-1 叶轮的形式 （a）,(b) 封闭式叶轮 （c）半开式叶轮 （d）开式叶轮 L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 二、离心式泵的结构形式二、离心式泵的结构形式L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 吸入室吸入室

3、v离心泵吸人管法兰至离心泵吸人管法兰至叶轮进口前的空间过叶轮进口前的空间过流部分称为吸人室。流部分称为吸人室。其作用是在最小水力其作用是在最小水力损失情况下，引导液损失情况下，引导液体平稳地进入叶轮，体平稳地进入叶轮，并使叶轮进口处的流并使叶轮进口处的流速尽可能均匀地分布。速尽可能均匀地分布。L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 导叶导叶 v 导叶又称导流器、导轮，分径向式导叶和流道式导叶导叶又称导流器、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。两种，应用于节段式多级泵上作导水机构。v 径向式导

4、叶如图所示，它由螺旋线、扩散管、过渡区径向式导叶如图所示，它由螺旋线、扩散管、过渡区(环状空间环状空间)和反导叶和反导叶(向心的环列叶栅向心的环列叶栅)组成。组成。L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 压水室压水室 v压水室是指叶轮出口到泵出口法兰(对节段式多级泵是到后级叶轮进口前)的过流部分。其作用是收集从叶轮流出的高速液体，并将液体的大部分动能转换为压力能，然后引入压水管。v压水室按结构分为螺旋形压水室、环形压水室和导叶式压水室。 L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineerin

5、g Department 轴轴 v轴是传递扭矩的主要部件。v轴径按强度、刚度及临界转速确定。v中小型泵多采用水平轴，叶轮间距离用轴套定位。v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 L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 密封装置密封装置 v离心泵密封装置有密封环离心泵密封装置有密封环(又称口环、卡圈又称口环、卡圈)和轴端和轴端密封两部分。密封两部分。v(1)密封环密封环 其作用是减小叶轮与泵体之间的泄漏损失；另

6、一方面可其作用是减小叶轮与泵体之间的泄漏损失；另一方面可保护叶轮，避免与泵体摩擦。保护叶轮，避免与泵体摩擦。v(2)轴端密封轴端密封(简称轴封简称轴封) 在泵的转轴与泵壳之间有间隙，为防止泵内液体流出，在泵的转轴与泵壳之间有间隙，为防止泵内液体流出，或防止空气漏人泵内或防止空气漏人泵内( (当人口为真空时当人口为真空时) )，需要进行密封。，需要进行密封。 目前电厂各种泵采用的轴端密封装置有：目前电厂各种泵采用的轴端密封装置有： 填料密封填料密封、机械密封机械密封、迷宫式密封迷宫式密封和和浮动环密封浮动环密封。L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineeri

7、ng Department 填料密封填料密封 v带水封环的填料密带水封环的填料密封结构。封结构。v它由填料箱它由填料箱4 4、水、水封环封环5 5、填料、填料3 3、压盖压盖2 2和压紧螺栓和压紧螺栓等组成，是目前普等组成，是目前普通离心泵最常用的通离心泵最常用的一种轴封结构一种轴封结构。 L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 机械密封机械密封 v机械密封是无填料的密封装置。机械密封是无填料的密封装置。 v它由动环、静环、弹簧和密封圈等组成它由动环、静环、弹簧和密封圈等组成 动环随轴一起旋转，并能作轴向移动；静环装在动环

8、随轴一起旋转，并能作轴向移动；静环装在泵体上静止不动。这种密封装置是动环靠密封腔泵体上静止不动。这种密封装置是动环靠密封腔中液体的压力和弹簧的压力，使其端面贴合在静中液体的压力和弹簧的压力，使其端面贴合在静环的端面上环的端面上( (又称端面密封又称端面密封) )，形成微小的轴向间，形成微小的轴向间隙而达到密封的。为了保证动静环的正常工作，隙而达到密封的。为了保证动静环的正常工作，轴向间隙的端面上需保持一层水膜，起冷却和润轴向间隙的端面上需保持一层水膜，起冷却和润滑作用。滑作用。v新发展新发展就是在动环座轴套上增设了名叫就是在动环座轴套上增设了名叫高鲁皮夫反向螺旋槽高鲁皮夫反向螺旋槽L o g

9、oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 迷宫式密封迷宫式密封 v 迷宫式密封在现代高速锅炉给水泵上也广泛应用，常用的有炭精迷宫密封及金属迷宫密封。其密封原理是：由轴套密封片与炭精环组成微小间隙，流体通过间隙时压力降低，速度升高，但在密封片间的空间速度能转为压力能，从而减少间隙两侧压差，达到密封的目的。如图为炭精迷宫密封。 L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 轴向力及其平衡轴向力及其平衡 v离心泵在运行时，由于作用在叶轮两侧的压力不相等，尤其是高压水泵，会产生一

10、个很大的压差作用力，此作用力的方向与离心泵转轴的轴心线相平行，故称为轴向力。v(1)轴向力产生的原因v(2)轴向力的平衡 L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 采用平衡孔和平衡管平衡轴向力采用平衡孔和平衡管平衡轴向力 单吸单级泵，可在叶轮后盖板上开一圈小孔平衡孔 单吸单级泵，在后盖板泵腔接一平衡管 L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 平衡盘平衡盘 L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Depar

11、tment 平衡鼓平衡鼓 v平衡鼓的优点是没有轴间间隙，当轴向窜动时，避免了与静止的平衡圈发生摩擦。但由于它不能完全平衡变工况下的轴向力，因而单独使用平衡鼓时，还必须装设止推轴承。而一般都采用平衡鼓与平衡盘组合装置 L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 平衡鼓与平衡盘组合装置平衡鼓与平衡盘组合装置v由于平衡鼓能承受5080左右的轴向力，这样就减少了平衡盘的负荷，从而可稍放大平衡盘的轴向间隙，避免了因转子窜动而引起的摩擦。v经验证明，这种结构效果比较好，所以目前大容量高参数的分段式多级泵大多数采用这种平衡方式。L o g

12、oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 三、离心式泵装置的管路及附件三、离心式泵装置的管路及附件L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 四、泵在管路中扬程的确定四、泵在管路中扬程的确定L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 四、泵在管路中扬程的确定四、泵在管路中扬程的确定L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 四、泵在管路中扬程的确定四、泵在管路中扬程的确定L o g oL o g o建筑工程系 Construction Engineering Department 四、泵在管路中扬程的确定四、泵在管路中扬程的确定L o g oL o g o建筑工程系 Construction