第九章-离心泵(第一讲)

1、钻井机械电子教案钻井机械电子教案2013年年7月月钻井机械电子教案钻井机械电子教案学学习习目目标标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：离心泵的基本结构重点：离心泵的基本结构难点：离心泵的性能参数难点：离心泵的性能参数 钻井机械电子教案钻井机械电子教案 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。钻井机械电子教案钻井机械电子教案9.1.1 离心泵的工作原理 图9-

2、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。 图图9-1 9-1 离心泵装置示意图离心泵装置示意图1-1-叶轮；叶轮；2-2-叶片；叶片；3 3、9-9-蜗壳；蜗壳；4-4-吸入口；吸入口；5-5-排出管；排出管；6-6-漏斗；漏斗；7-7-滤网和底阀；滤网和底阀；8-8-排出阀门排出阀门钻井机械电子教案钻井机械电子教案 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

3、动能转换为压力能。图图9-1 9-1 离心泵装置示意图离心泵装置示意图1-1-叶轮；叶轮；2-2-叶片；叶片；3 3、9-9-蜗壳；蜗壳；4-4-吸入口；吸入口；5-5-排出管；排出管；6-6-漏斗；漏斗；7-7-滤网和底阀；滤网和底阀；8-8-排出阀门排出阀门钻井机械电子教案钻井机械电子教案 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。图图9-1

4、9-1 离心泵装置示意图离心泵装置示意图1-1-叶轮；叶轮；2-2-叶片；叶片；3 3、9-9-蜗壳；蜗壳；4-4-吸入口；吸入口；5-5-排出管；排出管；6-6-漏斗；漏斗；7-7-滤网和底阀；滤网和底阀；8-8-排出阀门排出阀门钻井机械电子教案钻井机械电子教案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。图图9-2 9-2 离心泵结构示意图离心泵结构示意图钻井机械电子教案钻井机械电子教案单级单吸离心泵单级单吸离心泵钻井机械电子教案钻井机械电子教案 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

5、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。图图9-3 9-3 单级悬臂式离心泵单级悬臂式离心泵钻井机械电子教案钻井机械电子教案 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。图图9-19-1钻井机械电子教案钻井机械电子教案（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。钻井机械电子教案钻井机械电子教案1.对叶轮的

6、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。 钻井机械电子教案钻井机械电子教案（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

7、-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。 钻井机械电子教案钻井机械电子教案叶轮类型叶轮类型（a）闭式；（b）开式；（c）半开式（a）（b）（c）钻井机械电子教案钻井机械电子教案图9-4 离心泵叶轮(a)(a)闭式闭式 (b)(b)半开式半开式(c)(c)开式开式 (d)(d)双吸式双吸式（a a）（b b）（c c）（d d）钻井机械电子教案钻井机械电子教案（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

8、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。图图9-5 9-5 离离心心泵泵蜗蜗壳壳及及导导轮轮钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案（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

9、向式导叶 特点：结构简单，制造工艺性好，应用广泛。 钻井机械电子教案钻井机械电子教案（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。钻井机械电子教案钻井机械电子教案 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

10、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。图图9-1 9-1 离心泵装置示意图离心泵装置示意图1-1-叶轮；叶轮；2-2-叶片；叶片；3 3、9-9-蜗壳；蜗壳；4-4-吸入口；吸入口；5-5-排出管；排出管；6-6-漏斗；漏斗；7-7-滤网和底阀；滤网和底阀；8-8-排出阀门排出阀门钻井机械电子教案钻井机械电子教案（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。 钻井机械电子教案钻井机械电子教案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。9-69-6钻井机械电子教案钻井机械电子教案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