第二章 叶片式水泵的构造

1、第二章第二章 叶片式水泵的构造叶片式水泵的构造内容：内容：主要介绍了叶片泵的工作原理、基本构造、主主要介绍了叶片泵的工作原理、基本构造、主 要零件要零件目的：目的：重点掌握离心泵、轴流泵的工作原理及主要零重点掌握离心泵、轴流泵的工作原理及主要零 部件部件重点：重点：离心泵、轴流泵的工作原理与基本构造离心泵、轴流泵的工作原理与基本构造 2.1 离心泵离心泵2.1.1离心泵的工作原理离心泵的工作原理 在水力学中，我们知道当盛有水的敞口圆筒绕中心轴作等角速度旋转时，圆筒内的水面便呈为抛物线的旋转抛物面。 如图：当坐标原点置于抛物面最低点时与原点相距r的D点的静水压强为 Pc=Pa+22/2=Pa +

2、 r h 当r 时h ， D点所受到的 水静压力F ，离心泵是根据这一原理来工作的，所不同的是离心泵的叶轮和外壳都是经过专门的水力计算和设计来完成的。 根据构造特点通常分为单级单吸式、根据构造特点通常分为单级单吸式、单级双吸式和多级式三种。单级双吸式和多级式三种。1.单级单吸式离心泵单级单吸式离心泵 离心泵主要由叶轮、泵壳、泵轴等离心泵主要由叶轮、泵壳、泵轴等组成，由若干弯曲叶片组成的叶轮紧组成，由若干弯曲叶片组成的叶轮紧固在泵轴上安装在蜗壳形的泵壳内。固在泵轴上安装在蜗壳形的泵壳内。泵壳的吸入口与吸入管路相连，出水泵壳的吸入口与吸入管路相连，出水口与压水管路连接。口与压水管路连接。 2.1

3、离心泵离心泵2. 单级双吸式离心泵单级双吸式离心泵 与单吸式不同的式叶轮是与单吸式不同的式叶轮是两边进水两边进水2.1 离心泵离心泵双吸式离心泵3. 多级式离心泵多级式离心泵 是在一根轴上装有若干个单吸叶轮，水流从前一级叶轮流是在一根轴上装有若干个单吸叶轮，水流从前一级叶轮流出经导叶流至后一级叶轮，水的能量也逐级增加，泵的扬程也出经导叶流至后一级叶轮，水的能量也逐级增加，泵的扬程也随叶轮的级数而增加。随叶轮的级数而增加。2.1 离心泵离心泵2.1.3 离心泵的主要零件离心泵的主要零件 离心泵的主要零件有：离心泵的主要零件有： 转动部分：叶轮、泵轴转动部分：叶轮、泵轴 固定部分：泵壳固定部分：泵

4、壳 交接部分：轴封装置、减漏环、轴承、联轴器交接部分：轴封装置、减漏环、轴承、联轴器 1.叶轮叶轮(又称工作轮又称工作轮) 作用：抽送液体，即把动力机输送的能量传给水。作用：抽送液体，即把动力机输送的能量传给水。 材料：铸铁、铸钢和青铜，也有采用材料：铸铁、铸钢和青铜，也有采用机械强度机械强度 高、耐腐蚀、耐磨的高、耐腐蚀、耐磨的不锈钢、塑料和陶瓷。不锈钢、塑料和陶瓷。半开式叶轮敞开式封闭式叶轮分类：叶轮分类： 1）按吸方式分：单吸式叶轮，双吸式）按吸方式分：单吸式叶轮，双吸式叶轮叶轮 2）按盖板情况分：封闭式）按盖板情况分：封闭式,2-8个最多个最多12个、个、 敞开式和半开式敞开式和半开式

5、,2-5个多用于污个多用于污水泵中。水泵中。2.2.泵轴泵轴 作用：用来旋转叶轮并将动力机的能量传给叶轮的部件。 材料：碳素钢、不锈钢。有足够的抗扭强度和足够的刚度。挠度不超过允许值。3.3.泵壳泵壳 作用：1)是用来汇集叶轮甩出的液体，将它平稳地引向压水 管。 2)使流体通过它时流速降低以达到将一部分动能转变 为压能的目的。 材料：选择耐磨，耐腐蚀，还应有足够机械强度，因为是耐 压容器。4.4.减漏环减漏环 是安装在叶轮进口外缘与泵壳之间缝隙处的减漏装置。 作用：1)承磨。 2)减少泄漏。 减漏方式：1)减小接缝间隙。 2)增加泄漏通道中的阻力。5.5.轴封装置轴封装置 是安装在泵轴穿过泵壳

6、的间隙处的装置。 作用：作用：用于泵轴与泵壳之间起封闭作用。1 1）填料密封）填料密封组成组成：轴封套、填料（阻水、阻气、石棉绳、不锈 钢、碳素线维、合成树脂）、水封管、水封环 （圆环水封通过水封管进入水封环）、压盖（通 过调节压盖来调节轴封的）。 填料的作用：填料的作用：阻水或阻气的密封作用。常用的填料是 浸油、浸石墨的石棉填料。目前出现各种耐高 温、耐磨损以及耐强腐蚀的填料，如碳素纤维、 不锈钢纤维以及合成树脂纤维编织成的填料等。 水封水的作用：水封水的作用： 1）辅助密封介质； 2）冷却 ； 3）润滑。2）机械密封）机械密封组成：组成：动环（随轴一起旋转并能作轴向移动）、静环、压紧动环（

7、随轴一起旋转并能作轴向移动）、静环、压紧 元件和密封元件（密封圈）。元件和密封元件（密封圈）。密封元件的作用：密封元件的作用：密封、缓冲补偿作用。密封、缓冲补偿作用。三道密封三道密封：（1）动环与静环界面上有一层极薄的液体膜达）动环与静环界面上有一层极薄的液体膜达 到密封的。（到密封的。（2）动环与轴之间由动环密封圈密封。）动环与轴之间由动环密封圈密封。 （3） 静环与压盖之间由静环密封圈密封。静环与压盖之间由静环密封圈密封。优点：优点：结构紧凑、机械损失小，密封性能可靠，但是制造工结构紧凑、机械损失小，密封性能可靠，但是制造工 艺要求较高，使用于清水泵。艺要求较高，使用于清水泵。6. 6.

8、轴承轴承轴承座：作用是转动体的支撑体，承受水泵运行中的 轴向力和径向力，装于轴承座内。常用的轴承可分为： 滚动轴承和滑动轴承，滚动轴承又由滚珠 （荷载小）和滚柱（荷载大）组成。材 料：1)大中型水泵采用青铜或铸铁，用油润滑冷 却。 2)用橡胶合成树脂石墨等非金属材料制成， 用水润滑冷却。7.7.联轴器联轴器( (又称靠背轮又称靠背轮) ) 作用：作用：传递作用，即电机的出力是通过联轴器来传 给水泵的（用来联结水泵轴的电机轴的）。 分类：分类： 刚性：刚性：实际上是两个圆法兰盘的螺栓连接。对于泵轴 和电机不同心度，在连接中无法调节，因此安装要求 精度高。 挠性：挠性：是用带有橡胶圈的钢柱销联接（

9、大中型）。可 以调节机轴的少量偏心。避免引起轴的周期性振动。2.2 轴流泵2.2.1 轴流泵的工作原理轴流泵的工作原理 以空气动力学中机翼的升力理论为基础以空气动力学中机翼的升力理论为基础, ,在风洞中对翼型叶片进行绕流在风洞中对翼型叶片进行绕流试验：当流体绕过翼型时试验：当流体绕过翼型时, ,在其首端起在其首端起A A点处分成为两股流体，它们分别经点处分成为两股流体，它们分别经过叶片的上表面和下表面，然后，同时在叶片尾端过叶片的上表面和下表面，然后，同时在叶片尾端B B点汇合。点汇合。 由于叶片下表面的路程要比上表面路程要长一些，因此流体相应地液体由于叶片下表面的路程要比上表面路程要长一些，

10、因此流体相应地液体对下表面的压力将小于上表面对下表面的压力将小于上表面, ,因此流体对翼型叶片将有一个因此流体对翼型叶片将有一个由上向下的作用力由上向下的作用力 P P。根据牛。根据牛顿作用力与反作用力定律，叶顿作用力与反作用力定律，叶片对流体将产生一个反作用力片对流体将产生一个反作用力P, PP, P作用于流体上，大小作用于流体上，大小与与P P相等，方向由下向上。相等，方向由下向上。 2.2 轴流泵2.2.2 轴流泵的基本构造轴流泵的基本构造 外形很象一根弯管外形很象一根弯管 安装：垂直安装：垂直( (立式立式) ) 水平水平( (卧式卧式) ) 倾斜倾斜( (斜式斜式) )1.1.喇叭管

11、喇叭管 采用流线型的喇叭管。采用流线型的喇叭管。 作用：作用：改善吸入口处改善吸入口处 的水力条件。的水力条件。 2.2.叶轮叶轮 作用：叶轮高速旋转作用：叶轮高速旋转 - - 转换能量转换能量 - - 抽送液体抽送液体 分类：按叶片安装角度调节的可能性分为：分类：按叶片安装角度调节的可能性分为： 固定式、半调式、全调式固定式、半调式、全调式 3.3.导叶体导叶体 导叶是固定在泵壳上不动的，导叶是固定在泵壳上不动的，轴流泵中一般有轴流泵中一般有612612片导叶。片导叶。 作用：把叶轮中向上流出的作用：把叶轮中向上流出的水流旋转运动变为轴向运动，减水流旋转运动变为轴向运动，减少水头损失。旋转运

12、动的动能转少水头损失。旋转运动的动能转变为压力能。变为压力能。 4.4.轴与轴承轴与轴承 泵轴的作用是把扭矩传递给工作叶轮。泵轴的作用是把扭矩传递给工作叶轮。 轴承的作用：轴承的作用： 1)1)导轴承：承受径向力，径向定位。导轴承：承受径向力，径向定位。 2)2)推轴承：承受轴向力，轴向位置。推轴承：承受轴向力，轴向位置。 a.a.承受转动部件重量；承受转动部件重量； b.b.维持转子的轴向位置。维持转子的轴向位置。 5.5.轴封装置轴封装置 采用压盖型填料盒。出水弯管的轴孔处需要设采用压盖型填料盒。出水弯管的轴孔处需要设密封装置。密封装置。轴流泵 2.3 混流泵混流泵 混流泵混流泵 1、混流泵的分类：按压水室的不同可分为：、混流泵的分类：按压