泵的结构及工作原理(倪群)201205

1、泵的类型、结构及工作原理 运行保障分部运行保障分部 倪群倪群 1. 1 泵的类型 1) 按其工作原理和结构，泵分为叶轮式泵、容积式泵和其他型式泵。按其工作原理和结构，泵分为叶轮式泵、容积式泵和其他型式泵。 容积式泵：利用泵缸体内容积的连续变化输送液体的泵。常见的容容积式泵：利用泵缸体内容积的连续变化输送液体的泵。常见的容积式泵有往复泵、积式泵有往复泵、 齿轮泵、螺杆泵等。齿轮泵、螺杆泵等。 叶轮式泵：通过泵轴旋转时带动各种叶轮给液体以离心力或轴向力叶轮式泵：通过泵轴旋转时带动各种叶轮给液体以离心力或轴向力压送液体到管道或容器的泵。压送液体到管道或容器的泵。 其他型式泵：真空泵，其他型式泵：真空

2、泵， 喷射泵、计量泵、电磁泵等。喷射泵、计量泵、电磁泵等。 2) 若按输送介质的不同，分为水泵、耐腐蚀泵、油泵等。若按输送介质的不同，分为水泵、耐腐蚀泵、油泵等。 3) 按其应用条件，分为：按其应用条件，分为： 大流量泵（大流量泵（300m3/min）和微流量泵（）和微流量泵（0.01L/min）；）； 高温泵和低温泵，高温达高温泵和低温泵，高温达500，低温至，低温至-253； 高压泵和低压泵，高压达高压泵和低压泵，高压达200Mpa，真空度为，真空度为2080mmHg； 高速泵和低速泵，高速达高速泵和低速泵，高速达24000r/min，低速为，低速为510r/min； 高黏度泵，黏度达数万

3、泊（高黏度泵，黏度达数万泊（P）（）（1P0.1Pa*s）；）； 精确计量泵，流量的计量精度达精确计量泵，流量的计量精度达0.3。 4） 按叶轮数目分类按叶轮数目分类 单级泵：泵中只有一个叶轮，其所产生的压力不高。单级泵：泵中只有一个叶轮，其所产生的压力不高。 多级泵：同一泵轴上装有串联的两个以上的叶轮，产生压力较高。多级泵：同一泵轴上装有串联的两个以上的叶轮，产生压力较高。 （PTA装置装置13级、级、11级多级泵）。级多级泵）。 若按泵轴的位置则还可以分为立式和卧式的等等。若按泵轴的位置则还可以分为立式和卧式的等等。1.2 泵的基本结构图图1 普通离心泵结构示意图普通离心泵结构示意图1.泵

4、体2.叶轮 3.密封轴 4.轴套 5.泵盖 6.泵轴 7.托架 8.联泵器 9.轴承 10.轴封装置11.吸入口 12.蜗形泵壳 13.叶片 14.吸入管 15.底阀 16.滤网 17.调节阀 18.排出管 泵三维图泵结构图泵轴立式自吸泵图1.电机 2.积液罩 3.排泄管 4.橡胶垫 5.泵筒体 6.止逆阀 7进料管 8.地板9.涡壳式压水室 10.叶轮 11放液管 12 套筒短轴 13.副叶轮罩 14.筋板 15. 副叶轮 16挡板 17 支架 18 出料管 19垫片 20止逆阀 21注液管 立式自吸泵（1）叶轮是离心泵的核心部分，叶轮上的叶片又起到主要）叶轮是离心泵的核心部分，叶轮上的叶片

5、又起到主要作用作用,叶轮在装配前要通过静平衡试验，叶轮上的内外表面要叶轮在装配前要通过静平衡试验，叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损耗。其中封闭式叶轮应用很广求光滑，以减少水流的摩擦损耗。其中封闭式叶轮应用很广泛，单吸叶轮双吸叶轮均属于这种形式。泛，单吸叶轮双吸叶轮均属于这种形式。高速泵叶轮及诱导轮泵叶轮联轴节联轴器及弹性块（2）泵体也称泵壳，它是泵的主体。起到支撑固定的作用）泵体也称泵壳，它是泵的主体。起到支撑固定的作用，并与安装轴承的托架相连接。离心泵固定部件有泵壳和泵，并与安装轴承的托架相连接。离心泵固定部件有泵壳和泵座座（3）泵轴的作用是借连轴器和电动机相联接，将电动机的）泵

6、轴的作用是借连轴器和电动机相联接，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传递机械的主要部件。转距传给叶轮，所以它是传递机械的主要部件。 叠片联轴节梅花形弹性块H型弹性块 轴承失效形式一般有：轴承失效一般可分为止转失效和轴承失效形式一般有：轴承失效一般可分为止转失效和精度失效两种。止转失效就是轴承因失去工作能力而终止转精度失效两种。止转失效就是轴承因失去工作能力而终止转动。例如卡死、断裂等；精度丧失是指轴承因尺寸变化，失动。例如卡死、断裂等；精度丧失是指轴承因尺寸变化，失去了原设计要求的精度，虽尚能继续转动，但属非正常运转去了原设计要求的精度，虽尚能继续转动，但属非正常运转，例如磨损、腐蚀等。，例如磨

7、损、腐蚀等。 （4）轴承是装在泵轴上支撑泵轴的部件，有滚动轴承和滑）轴承是装在泵轴上支撑泵轴的部件，有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承使用动轴承两种。滚动轴承使用46作为润滑剂，加油要适当作为润滑剂，加油要适当一般为一般为2/33/4的体积太多会发热，太少又有响声并发热的体积太多会发热，太少又有响声并发热，滑动滚轴使用的是透平油作润滑剂的，加油到油位线。，滑动滚轴使用的是透平油作润滑剂的，加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出并且漂溅，太少轴承又要过热烧坏造太多油要沿泵轴渗出并且漂溅，太少轴承又要过热烧坏造成事故。轴承箱两端有油封，防止润滑油飞溅出来（油封成事故。轴承箱两端有油封，防止润滑油飞溅出来

8、（油封种类），在泵运行过程中轴承的温度最高在种类），在泵运行过程中轴承的温度最高在85度一般运行度一般运行在在60度左右，如果高了就要查找原因并及时处理。度左右，如果高了就要查找原因并及时处理。轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承图轴承（5）密封环又称减漏环）密封环又称减漏环(口环口环)（见图）。叶轮进口与泵壳间（见图）。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵得出流量，效率降低。间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦响泵得出流量，效率降低。间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。产生磨损。（6）密封系统：（泵故障）密封系统：（泵

9、故障60机封泄漏）机封泄漏） 泵的密封装置主要分两类：一类为静密封，一类为动密泵的密封装置主要分两类：一类为静密封，一类为动密封。封。填料密封填料密封 填料函主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料函主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。 机械密封 机械密封亦称端面密封 , 其至少有一对垂直于旋转轴线的端面 , 该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下 , 加之辅助密封的配合 , 与另一端面保持贴合并相对滑动（旋转） , 从而防止流体泄漏。其结构如图所示。由于两个端面紧密贴合 , 使密封端面之间的分界形成一微小间隙 , 当一定压力的介质通过此间隙时 ,会形成极薄的液膜

10、并产生阻力 , 阻止介质泄漏; 液膜又可以使端面得以润滑 , 由此获得长期的密封效果。机械密封结构示意图机械密封静环静环机械密封机械密封动环集装机封集装机封1.2.2 离心泵工作原理l1.2.3高速泵基本结构l1）立式高速泵（LMV-331）l 高速泵由电机、增速器（也称齿轮箱）及泵高速泵由电机、增速器（也称齿轮箱）及泵三部分组成，泵和增速器为封闭式，叶轮为放射三部分组成，泵和增速器为封闭式，叶轮为放射状直片式。增速器采用两级增速，由低速齿轮轴状直片式。增速器采用两级增速，由低速齿轮轴（即输入轴）、中间齿轮轴（也称过桥轴）和高（即输入轴）、中间齿轮轴（也称过桥轴）和高速齿轮轴组成，齿轮精度高，

11、振动小，运转平稳速齿轮轴组成，齿轮精度高，振动小，运转平稳。齿轮轴的润滑通过油泵经油过滤器从喷嘴成雾。齿轮轴的润滑通过油泵经油过滤器从喷嘴成雾状喷射在齿轮和轴承上。驱动机（即电机）与增状喷射在齿轮和轴承上。驱动机（即电机）与增速器输入轴的连接是挠性连接，由挠性联轴器传速器输入轴的连接是挠性连接，由挠性联轴器传递动能。递动能。 高速泵的优点是：转速高（最高转速高速泵的优点是：转速高（最高转速达达12377rpm），结构紧凑，压头高。），结构紧凑，压头高。l 缺点是：流量小，制造复杂。缺点是：流量小，制造复杂。 高速泵实物图高速泵实物图高速泵剖面图l2）卧式高速泵（HMP-3512）l 溶解式加氢

12、反应器高压进料泵（溶解式加氢反应器高压进料泵（HPDFP）3G-1209A/B/C/D是二级是二级“Sundyne”高速离心泵高速离心泵。泵的特性曲线（压头。泵的特性曲线（压头/差压与流量）要求不能差压与流量）要求不能过多地降低泵的流量过多地降低泵的流量特别是在需要这些泵特别是在需要这些泵并联运行时。高速泵有叶轮和流道都非常小，并联运行时。高速泵有叶轮和流道都非常小，需要在泵的入口侧安装浆料过滤器。需要在泵的入口侧安装浆料过滤器。l 泵带有双端面机械密封，泵的壳体材质为泵带有双端面机械密封，泵的壳体材质为2507DSS（双相不锈钢）和叶轮材质为（双相不锈钢）和叶轮材质为2205DSS（双相不锈

13、钢）。低速轴（双相不锈钢）。低速轴 - 使用滾使用滾珠轴承，高速轴珠轴承，高速轴 - 使用軸頸軸承（第二级齿使用軸頸軸承（第二级齿轮轴带可倾瓦推力轴承）。轮轴带可倾瓦推力轴承）。l 每台泵都带有停车系统，每台泵的驱动电机直每台泵都带有停车系统，每台泵的驱动电机直接与增速齿轮箱相连，齿轮箱通过大齿轮驱动接与增速齿轮箱相连，齿轮箱通过大齿轮驱动两级叶轮，每台泵都有各自的润滑系统、冷却两级叶轮，每台泵都有各自的润滑系统、冷却系统和仪表保护系统。系统和仪表保护系统。轴颈轴承图3G-1209A/B/C/D剖面图 齿轮箱1.2.4高速泵工作原理l它的基本工作原理与普通离心泵类似，所它的基本工作原理与普通离

14、心泵类似，所不同的是利用增速箱（一级增速或二级增不同的是利用增速箱（一级增速或二级增速）的增速作用使工作叶轮获得数倍于普速）的增速作用使工作叶轮获得数倍于普通离心泵叶轮的工作转速（通常在通离心泵叶轮的工作转速（通常在600017300RPM之间），从而获得很高的之间），从而获得很高的排出压力。根据所输送介质的特性和参数排出压力。根据所输送介质的特性和参数的不同，高速泵的结构又有立式与卧式之的不同，高速泵的结构又有立式与卧式之分。分。l 1.2.5真空泵l 结构（以结构（以CBF为例，见下图）：为例，见下图）：l 泵体：当泵体带隔板时，由前后泵体与中间隔板泵体：当泵体带隔板时，由前后泵体与中间隔

15、板组成。组成。l 转子：由叶轮、轴热装配组成，泵轴配有轴套。转子：由叶轮、轴热装配组成，泵轴配有轴套。l 分配板：前、后分配板装于泵体与前、后侧盖之分配板：前、后分配板装于泵体与前、后侧盖之间。间。l 轴封组件：填料密封或机械密封。轴封组件：填料密封或机械密封。l 轴承轴承l 真空泵截面示意图1.2.6真空泵工作原理l 装到轴上的叶轮偏心地安装在圆柱形泵体内装到轴上的叶轮偏心地安装在圆柱形泵体内，并可在其中转动，叶轮的转动由于离心力作用，并可在其中转动，叶轮的转动由于离心力作用，使工作液在泵体内形成旋转的液环，液环的内，使工作液在泵体内形成旋转的液环，液环的内表面与叶轮轮毂之间形成一个月牙形空

16、间，液环表面与叶轮轮毂之间形成一个月牙形空间，液环在叶轮的两个叶片之间脉动，在吸气侧，液环逐在叶轮的两个叶片之间脉动，在吸气侧，液环逐渐远离叶轮轮毂，气体通过圆盘上的吸气口轴向渐远离叶轮轮毂，气体通过圆盘上的吸气口轴向进入泵内，在排气侧，液环又逐渐靠近叶轮轮毂进入泵内，在排气侧，液环又逐渐靠近叶轮轮毂，气体被压缩并通过圆盘上的排气口被轴向排出，气体被压缩并通过圆盘上的排气口被轴向排出。l 1.2.7多级泵多级泵 多级泵主要由定子、转子、轴承和轴封四大部分组成： 多级泵定子部分主要由吸入段、中段、排出段和导叶等组成，有拉紧螺栓将各段夹紧，构成工作室。 多级泵转子部分主要由轴、叶轮、平抗衡盘和轴套

17、等组成。轴向力由平抗衡盘平衡。 多级泵轴承主要由轴承体、轴承和轴承压盖等组成，轴承用油脂或稀油润滑。 多级泵轴封采用软填料密封，主要由进水段和尾盖上的密封函体、填料、挡水圈等组成；机械密封。 衡盘装置的构造由平衡盘、平衡座和调整套(有的平衡盘和调整套为一体)组成。 多级泵剖面图平抗衡盘平抗衡盘侧视图平抗衡盘平衡盘1.2.7螺杆泵螺杆泵工作时，液体被吸入后就进入螺杆泵工作时，液体被吸入后就进入螺纹与泵壳所围成的密封空间，当螺杆旋螺纹与泵壳所围成的密封空间，当螺杆旋转时，密封容积在螺齿的挤压下提高其压转时，密封容积在螺齿的挤压下提高其压力，并沿轴向移动。由于螺杆是等速旋转力，并沿轴向移动。由于螺杆

18、是等速旋转的，所以液体出流流量也是均匀的。的，所以液体出流流量也是均匀的。螺杆泵有单螺杆泵、双螺杆泵和三螺螺杆泵有单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵杆泵 单螺杆泵 1-压出管 2-衬套 3-螺杆 4-万向联轴器5-吸入管6-传动轴 7-轴衬 8-托架 9-轴承 10-泵轴 双螺杆泵 1.2.8齿轮泵齿轮泵是由一对相互啮合的齿轮，安装在泵壳内，两齿轮泵是由一对相互啮合的齿轮，安装在泵壳内，两个齿轮分别用键固定在各自的轴上，其中一个为主动轮，个齿轮分别用键固定在各自的轴上，其中一个为主动轮，与原动机相联，另一个是从动齿轮。当主动轮旋转带动从与原动机相联，另一个是从动齿轮。当主动轮旋转带动从动齿轮旋转时，液体受到齿轮的拨动，从吸入管分两路沿动齿轮旋转时，液体受到齿轮的拨动，从吸入管分两路沿着齿槽与泵壳体内壁围成的空间着齿槽与泵壳体内壁围成的空间K，流到压出管，当两齿，流到压出管，当两齿啮合时齿槽内的液体就被挤出。齿轮的啮合处把吸入管的啮合时齿槽内的液体就被挤出。齿轮的啮合处把吸入管的低压区低压区D与压出管的高压区与压出管的高压区G隔开，使液体不能倒流，起着隔开，使液体不能倒流，起着密封的作用。齿轮顶部与壳体的间隙很小，约为密封的作用。齿轮顶部与壳体的间隙很小，约为0.1mm，能够阻止液体从高压区漏向低压区。由于齿轮高速旋转，能够阻止液