离心水泵知识学习

1离心泵的基础知识2016年8月共八十页2水泵(shuǐbèng)的定义水泵的定义水泵是输送和提升液体的机器，是一种转换能量的机械，它把原动机的机械能转化(zhuǎnhuà)为输送液体的动能或势能。电能机械能压能（势能）水泵应用:采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门。共八十页3一、离心泵的基本知识——定义(dìngyì)

离心泵的定义：离心泵引就是根据离心力原理设计的，高速旋转的叶轮叶片带动(dàidòng)水转动，将水甩出,从而达到输送的目的。共八十页4二、离心泵的基本知识——工作(gōngzuò)原理离心泵的工作原理： 电动机通过泵轴带动叶轮旋转，叶片促使水快速旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞出，泵内的水被抛出(pāochū)后，叶轮的中心部分形成负压区域。水源的水在大气压力（或水压）的作用下补充到水泵叶轮中心，这样循环不已，就可以实现连续抽水。共八十页5离心泵工作原理(yuánlǐ)动态演示：二、离心泵的基本知识——工作(gōngzuò)原理共八十页6①水在大气压力作用下进入叶轮②叶轮在泵轴驱动(qūdònɡ)下高速旋转③水在离心力作用下被甩入泵壳（完成能量转换）④泵壳约束水流进入出水管共八十页7共八十页8

特别注意：离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则泵体将不能完成吸液，产生“空转(kōngzhuàn)”，造成泵体发热，震动，不出水，对水泵口环和叶轮造成损坏，严重时导致水泵报废，造成重大责任事故。二、离心泵的基本知识——工作(gōngzuò)原理共八十页93.离心泵的分类(fēnlèi)：离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式：

3.1按叶轮进水方式分：（1）单吸式离心泵，即叶轮上只有一个进水口；（2）双吸式离心泵；即叶轮两侧都有一个进水口。 它的流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作(kànzuò)是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。三、离心泵的基本知识——分类共八十页10单吸式双吸式三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页11单吸式离心泵三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页12常见(chánɡjiàn)的单级单吸离心泵共八十页13单级单吸式离心泵的分解(fēnjiě)图共八十页14双吸式离心泵三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页153.2按叶轮数目分：（1）单级离心泵：泵中只有一个叶轮，单级离心泵是一种应用广泛的泵。由于液体(yètǐ)在泵内只有一次增能，所以扬程较低。（2）多级离心泵：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。级数越多压力越高。这种泵的叶轮一般为单吸式。三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页16单级离心泵三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页17多级离心泵三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页18多级离心泵的水流(shuǐliú)方向三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页193.3按离心泵扬程(yángchéng)分：（1）低压泵：扬程≤100m；（2）中压泵：扬程≥100-650m；（3）高压泵：扬程≥650m；三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页203.4按泵轴位置来分：

（1）卧式泵：泵轴位于水平(shuǐpíng)位置。（2）立式泵：泵轴位于垂直位置三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页21TSWA型卧式多级泵DL型立式多级泵三、离心泵的基本知识——分类(fēnlèi)共八十页224.离心泵的结构离心泵的品种(pǐnzhǒng)很多，各种类型泵的结构虽然不同，但主要零部件基本相同。主要零部件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、密封环、泵轴、机封或填料函、联轴器、轴承等。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页23单级离心泵的结构(jiégòu)四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页24双吸式离心泵的结构(jiégòu)四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页25液体从叶轮左、右两侧进入叶轮，流量大；转子为两端(liǎnɡduān)支承；两个呈半螺旋形的吸液室与泵壳一起为中开式结构，共用一根吸液管；吸、排液管均布在下半个泵壳的两侧，检查泵时，不必拆动与泵相连接的管路；轴向力自身平衡，不必设置轴向力平衡装置；四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)双吸离心泵的特点：共八十页26由于泵壳和吸液室均为蜗壳(wōké)形，为了在灌泵时能将泵内气体排出，在泵壳和吸液室的最高点处分别开有螺孔，灌泵完毕用螺栓封住。泵的轴封装置多采用填料密封，填料函中设置水封圈，用细管将压液室内的液体引入其中以冷却并润滑填料。在相同流量下双吸泵比单吸泵的抗汽蚀性能要好。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页27离心泵的主要(zhǔyào)零部件：4.1离心泵转子转子(zhuànzǐ)是指离心泵的转动部分，它包括叶轮、泵轴、轴套、轴承等。四、离心泵的基本知识——结构共八十页284.1.1叶轮：叶轮是离心泵的做功零件，依靠它高速旋转对液体做功而实现液体的输送，是离心泵重要零件一。叶轮一般由轮毂、叶片(yèpiàn)和盖板三部分组成。叶轮的盖板有前盖板和后盖板之分，叶轮口侧的盖板称为前盖板，另一侧的盖板称为后盖板。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页29叶轮的材料：主要是根据所输送液体的化学性质、杂质及在离心力作用下的强度来确定。清水离心泵叶轮用铸铁或铸钢制造，输送具有较强腐蚀性的液体时，可用青铜、不锈钢、陶瓷、耐酸硅铁及塑料(sùliào)等制造。我厂送水泵房5台水泵的叶轮材质为不锈钢。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页304.1.2泵轴离心泵的泵轴的主要作用是传递动力，支承叶轮保持在工作位置正常运转。它一端(yīduān)通过联轴器与电动机轴相连，另一端(yīduān)支承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密封等零部件。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页31轴是传递机械能的重要零件,原动机的扭矩通过它传给叶轮。泵轴是泵转子的主要零件，轴上装有叶轮、轴套、平衡盘等零件。泵轴靠两端轴承支承，在泵中作高速回转，因而泵轴要承载能力大、耐磨、耐腐蚀。泵轴的材料一般选用(xuǎnyòng)碳素钢或合金钢并经调质处理。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页32轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为2/3～3/4的体积，太多会发热(fārè)，太少又有响声并发热(fārè)！滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的，加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出，太少轴承又要过热烧坏造成事故！四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页33特别注意：

在水泵运行过程中轴承的温度最高在85℃，一般运行在60℃左右，如果(rúguǒ)高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理！

四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页34

滚动轴承(gǔndòngzhóuchéng)滑动轴承四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页35四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)密封件 滚动(gǔndòng)件 内圈

外圈 保持架 密封件共八十页36四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)深槽轴承(zhóuchéng)滚柱轴承向心推力轴承自位轴承圆柱轴承圆锥轴承滚针轴承球面轴承滚珠轴承深槽轴承滚柱轴承向心推力轴承自位轴承圆柱轴承圆锥轴承滚针轴承球面轴承滚珠轴承共八十页374.2蜗壳和导轮 蜗壳与导轮的作用，一是汇集叶轮出口处的液体(yètǐ)，引入到下一级叶轮入口或泵的出口；二是将叶轮出口的高速液体(yètǐ)的部分动能转变为静压能。一般单级和中开式多级泵常设置蜗壳，分段式多级泵则采用导轮。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页384.2.1泵壳：包括吸入室和压液室。①吸入室:它的作用是使液体均匀地流进叶轮。②压液室:它的作用是收集(shōují)液体,并把它送入下级叶轮或导向排出管,与此同时降低液体的速度,使动能进一步变成压力能。压液室有蜗壳和导叶两种形式。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页394.3密封环 密封环:是安装在转动的叶轮和静止(jìngzhǐ)的泵壳（中段和导叶的组合件）之间的密封装置。其作用是通过控制二者之间间隙的方法，增加泵内高低压腔之间液体流动的阻力，减少内泄漏。

四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页40四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)什么是内泄漏？ 从叶轮流出的高压液体通过(tōngguò)旋转的叶轮与固定的泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸入口，称为，如图1—17所示。注意：内泄漏会影响泵的出水量，效率降低！共八十页41密封环又称减漏环、口环。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，影响泵的出水量，效率(xiàolǜ)降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外缘结合处装有密封环，密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜。一、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页424.4轴向密封装置 从叶轮流出的高压(gāoyā)液体，经过叶轮背面，沿着泵轴和泵壳的间隙流向泵外，称为外泄漏。在旋转的泵轴和静止的泵壳之间的密封装置称为轴封装置。它可以防止和减少外泄漏，提高泵的效率，同时还可以防止空气吸入泵内，保证泵的正常运行。 常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页43共八十页44共八十页45共八十页46填料(tiánliào)密封：又称填料(tiánliào)函，或者盘根箱填料(tiánliào)环填料套填料填料压盖双头螺栓螺母四、离心泵的基本知识——结构共八十页47填料密封是通过填料压盖压紧填料，使填料发生变形，并和轴(或轴套)的外圆表面接触，防止液体(yètǐ)外流和空气吸入泵内。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)填料环填料填料压盖螺母共八十页48填料密封的密封性可用调节填料压盖的松紧程度加以控制。1）填料压盖过紧，密封性好，但使轴和填料间的摩擦增大，加快了轴的磨损(mósǔn)，增加了功率消耗，严重时造成发热、冒烟，甚至将填料烧毁。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页492）填料(tiánliào)压盖过松，密封性差，泄漏量增加，这是不允许的。合理的松紧度应该使液体从填料(tiánliào)函中滴状漏出，每分钟控制在15—20滴左右。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)

填料材质：低压离心泵输送温度小于40℃时，常用石墨填料或黄油渗透的棉织填料。共八十页50四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)填料密封的特点： 填料密封的密封性能差，不适用于高温、高压、高转速、强腐蚀等恶劣的工作条件。

填料与泵轴有摩擦力，需消耗(xiāohào)部分功率，水泵效率降低！共八十页51四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页52共八十页53

特点：结构复杂，精度要求高，价格贵，装卸和更换零件不便；但密封性能好，寿命长，功率(gōnglǜ)消耗小，安全性好。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页54正确合理地选择机械密封(mìfēng)装置中的各零件材料，是保证密封(mìfēng)效果，延长使用寿命的重要条件。材料必须满足设备运转中的工作条件，具有较高的强度、刚度、耐蚀性、耐磨性和良好的加工性。在一对摩擦副中，不能用同一材料制造动环和静环，以免运转时发生咬合现象。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页55通常是动环材质硬，静环材质软，即硬—软配对。常用的金属材料有铸铁、碳钢、铬钢、铬镍钢、青铜、碳化钨等，非金属材料有石墨浸渍(jìnzì)巴氏合金、石墨浸渍(jìnzì)树脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页56由于(yóuyú)机械密封本身的工作特点，动静环的端面在工作中相互摩擦，不断产生摩擦热，使端面温度升高，严重时会使摩擦副间的液膜汽化，造成干摩擦，使摩擦副严重磨损，温度升高还使辅助密封圈老化，失去弹性，动静环产生变形。为了消除这些不良影响，保证机械密封的正常工作，延长使用寿命，故要求对不同工作条件采取适当的冷却措施，以将摩擦热及时带走。常用的冷却措施有冲洗法和冷却法。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页57冲洗法利用密封液体或其他低温液体冲洗密封端面，带走摩擦热并防止杂质颗粒(kēlì)积聚。在被输送液体温度不高，杂质含量较少的情况下，由泵的出口将液体引入密封腔冲洗密封端面，然后再流回泵体内，使密封腔内液体不断更新，带走摩擦热。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页584.5联轴器 泵用联轴器一般选用挠性联轴器，目的是传递功率，补偿泵轴与电机轴的相对位移(wèiyí)，减低对联轴器安装的精确对中要求，缓和冲击，改变轴系的自振频率和避免发生危害性振动等。四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)共八十页59四、离心泵的基本知识——结构(jiégòu)泵常用(chánɡyònɡ)联轴器有：

(1)爪（T）型弹性联轴器

(2)弹性柱销联轴器

(3)膜片联轴器

(4)液力偶合器共八十页60又称弹性块联轴器，其特点：体积小，重量轻，结构简单，安装(ānzhuāng)方便，价格廉价，常用于小功率及不太重要的场合。(1)爪(T)型弹性(tánxìng)联轴器四、离心泵的基本知识——结构共八十页61弹性柱销联轴器弹性套柱销联轴器的特点：结构简单(jiǎndān)，安装方便，更换容易。共八十页625.离心泵的参数5.1流量:即泵在单位时间内排出的液体量，通常用体积单位表示，符号Q，单位有m3/h，m3/s，l/s等5.2扬程:指离心泵对单位重量液体所提供的有效能量，以H表示，单位为N·m/N或m液柱。泵的扬程又称压头。它也可以理解为水泵提水的垂直(chuízhí)高度。五、离心泵的基本知识——参数(cānshù)共八十页635.3转速:泵的转速是泵每分钟旋转的次数,用n来表示。电机转速n一般在2900转/分、1450转/分、980转/分左右。5.4允许吸上真空高度(gāodù)或必需汽蚀余量

:允许吸上真空高度或必需汽蚀余量是表征叶片泵汽蚀性能的参数，用来确定泵的安装高程。用符号Δhr表示，单位为米液柱。5.5功率与效率:泵的输入功率为轴功率N，也就是电动机的输出功率。泵的输出功率为有效功率Ne。五、离心泵的基本知识——参数(cānshù)共八十页645.5.1功率(gōnglǜ)泵的功率分有效功率、轴功率及电动机功率。(1)有效功率：单位时间内泵对输送液体所作的功，称为泵的有效功率，即五、离心泵的基本知识——参数(cānshù)

液体在泵内流动的过程中，从电动机获得的机械能，只有一部分转换为液体的能量，而另一部分则由于泵内消耗而损失。共八十页65泵内所有(suǒyǒu)损失可分为以下几项：(1)容积损失：叶轮在泵内转动时，出口处的高压液体从间隙或平衡管中流回到泵的入口，或从密封处泄露。(2)水力损失：由于阻力和漩涡产生的能量损失。(3)机械损失：摩擦产生的能量损失。五、离心泵的基本知识——参数(cānshù)共八十页665.6汽蚀余量离心泵的汽蚀余量是表示泵的性能的主要参数,用符号Δhr表示,单位为米液柱。有效汽蚀余量：液体流自吸液罐,经吸入管路到达泵吸入口后,所富余的高出汽化压力的那部分能头。用Δha表示。泵的必须汽蚀余量：液流从泵入口到叶轮(yèlún)内最低压力点K处的全部能量损失,用Δhr表示。五、离心泵的基本知识——参数(cānshù)共八十页67Δhr与Δha的区别和联系:Δha>Δhr泵不汽蚀

Δha=Δhr泵开始汽蚀

Δha<Δhr泵严重汽蚀对于一台泵,为了保证其安全运行而不发生汽蚀,对于泵的必须汽蚀余量还应加一个安全裕量,一般取0.5米液柱。于是(yúshì),泵的允许汽蚀余量为:[Δhr]=Δhr＋0.5。五、离心泵的基本知识——参数(cānshù)共八十页68 5.7

比转速 离心泵转数改变后，各参数的变化规律可用下式表示(biǎoshì)

Q1/Q2=n1/n2

H1/H2=(n1/n2）2

N1/N2=(n1/n2）3 n1、Q1

H1

N1-转速改变前的转数、流量、扬程、轴功率

n2、Q2

H2

N2-转速改变后的转数、流量、扬程、轴功率五、离心泵的基本知识——参数(cānshù)共八十页69六、离心泵的基本知识——汽蚀汽蚀过程：低压区→产生气泡→高压(gāoyā)区→气泡破裂→水力冲击→发生振动、噪音，对部件产生麻点、蜂窝状的破坏现象。共八十页70症状：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下降。后果：高频冲击加之高温腐蚀同时作用使叶片表面产生一个个凹穴，严重时成海绵状而迅速(xùnsù)破坏。防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压。六、离心泵的基本知识——汽蚀共八十页71六、离心泵的基本知识——汽蚀共八十页72六、离心泵的基本知识——汽蚀叶轮进口共八十页73六、离心泵的基本知识——汽蚀产生汽蚀的原因分析：1、水泵安装高程过高2、水泵偏离设计工况运行3、进水条件较差4、安装地点海拔高程较高5、水泵过流部件材料抗汽蚀能力较差6、泵本身(běnshēn)汽蚀性能较差共八十页74六、离心泵的基本知识——汽蚀如何避免离心泵的气蚀尽可能减小吸人管路的阻力减小吸上高度或增大流注高度控制液体温度不要过高在设计时尽量(jǐnliàng)改进叶轮人口处的几何形状采用强度和硬度高、韧性和化学稳定性好的抗汽蚀材料来制造叶轮，以及提高通流部分表面的光洁度。共八十页地脚螺栓静电(jìngdiàn)接地泵的周围(zhōuwéi)泵体流程冷却水管线是否通畅阀门开度润滑盘车泵头机封入口阀门出口阀门压力表根部阀八、离心泵的注意事项及故障排除共八十页故障现象可能产生的原因排除方法1、轴承发热1、润滑油过多2、润滑油过少3、润滑油变质4、振动1、减油2、加油3、排去并清洗油室加新油4、检查转子的平衡度或在较小流量处运转2、泵不输