工业离心泵的基础知识.ppt

1、Plan Your Work, Work Your Plan.,工业离心泵的基础知识,2 / 53, 前言 离心泵的结构 离心泵的特性 离心泵的分类 离心泵的维修拆装 泵的常见故障 VII离心泵的调试与试车,目 录,工业用离心泵的基础知识,3 / 53, I 前言,工业用离心泵的基础知识,分布在全国各地的工厂生产着各种产品，如钢铁和化学产品之类的基础素材到汽车和家电产品的消耗品和其部件的各种产品。在此其中，泵是用于生产他们的设备，在生产设备中起传送液体并循环的作用。 在实际生产过程中泵的种类有很多种，但是离心泵因小型、效率高、耐久性高，而使用的比较多。 根据液体的种类、密度和粘度等性质也不同，

2、需要选出最佳的泵。操作工厂设备用泵时重要的是根据液体的性质，选泵之前应了解泵会受到什么影响，以及考虑到其他的影响。,4 / 53,泵各有1个吸入液体的吸入口和喷射加压液体的喷射口。 各个入口的方向根据泵种类的不同分为不同的方式，普通的卧式单吸离心泵从主轴和水平方向吸入后，与主轴垂直方向喷射是最常用的形式。 与主轴的水平方向是END。与主轴垂直往上是TOP, 水平横向是 SIDE. 向下是 BOTTOM。 一般的卧式单吸离心泵的喷嘴方向是END-TOP。,BOTTOM,SIDE,SIDE,TOP,END, II 泵的结构 - 吸入口和喷射口,工业用离心泵的基础知识,5 / 53, II 泵的结构

3、 -结构图,工业用离心泵的基础知识,6 / 53, II 泵的结构 -原理,工业用离心泵的基础知识,7 / 53,叶轮是将原动机输入的机械能传递给液体、提高液体能量的核心部件。 叶片通常向旋转方向弯曲，其叶片均匀分布。此叶轮中心有为传送主轴旋转力的悬臂 离心泵的叶轮是根据使用的液体的种类和泵的特性分为以下几种。, II 泵的结构 - 叶轮 (Iimpeller),SEMI-OPEN,NON-CLOGGING,WESTCO 旋窝泵,OPEN,AXIAL FLOW轴流泵,MIXED FLOW混流泵,DOUBLE SUCTION,SINGLE SUCTION,工业用离心泵的基础知识,8 / 53,【

4、轴流泵】 大流量，底扬程，轴流泵，扬程一般仅为415m左右。在给水排水工程中，城市雨水泵站、大型污水泵站，轴流泵及混流泵的采用都是十分普遍的。, II 泵的结构 - 叶轮 (Iimpeller),工业用离心泵的基础知识,9 / 53,【混流泵】 轴流泵及混流泵特点：属于中、大流量，中、低扬程。 应用：用于输送清洁和污染的介质，化学中性 或侵蚀性的介质。化工流程中强制循环、海水养殖、城市煤气工程、水处理系统。, II 泵的结构 - 叶轮 (Iimpeller),工业用离心泵的基础知识,蜗壳式混流泵,10 / 53,【旋流泵】 应用：单级直连旋涡泵是供吸送清水或物理化学性质类似于水的液体之用，使用

5、液温不超过60，常用于锅炉给水的配套，在造船、轻纺、化工、冶金、机械制造、水产养殖、固定消防稳压、热交换机组、农业远程喷灌等部门等都有广泛的应用。, II 泵的结构 - 叶轮 (Iimpeller),工业用离心泵的基础知识,11 / 53,【闭式叶轮】 它是最常用的型号，有单吸式和双吸式两种 适用于没有混入沙子和结晶等固体的液体。叶片的枚数一般是5枚到7枚。叶片的两侧是由泵壳（将吸入侧进行全面覆盖，半侧吸称为后盖）覆盖，形成液体的通道。而且，入口部的外周与泵壳之间的间隙(间隔)很小(偏侧0.20.3mm), 喷射部分的液体很难回流到吸入部分。此部分的液体流速非常快，所以液体的磨损会导致间隙变宽

6、，泵壳侧通常连接可更换的部件。, II 泵的结构 - 叶轮 (IMPELLER),工业用离心泵的基础知识,全面覆盖,缸套,入口,双吸型,后盖,入口,单吸型,12 /53,【半开式叶轮】 为了防止堆积，入口侧没有圆盘的叶轮称为半闭式叶轮。在这种情况，为了形成液体通道，叶片和泵壳的结构(或泵盖)应如图维持间隙。此间隙变宽时，增加能量的液体从吸入侧泄露出去导致性能下降，所以有必要将间隙(一般为 0.30.5mm) 尽可能设计为窄的形式。, II 泵的结构 - 叶轮 (IMPELLER),工业用离心泵的基础知识,半开式叶轮,空隙,后叶片,13 / 53,【开式叶轮】 只有叶片及叶片加强筋,无前后盖板的

7、叶轮（开式叶轮叶片数较少2-5 片 )。叶轮效率低,应用较少,主要用于输送黏度较高的液体,以及浆状液体。, II 泵的结构 - 叶轮 (IMPELLER),工业用离心泵的基础知识,开式叶轮,14 /53,【无堵塞泵叶轮, NON CLOGGING IMPELLER 】 吸收大型固体物和长纤维上的异物混合的液体时，应加大通过面积，特别是防止纤维缠绕在一起，叶轮的间隙会很大。 1. CLOGLESS IMPELLER 基本结构是与半开式叶轮一样，但是叶片的枚数为23枚，尽可能少，叶片和泵壳之间的间隙应在10mm左右，防止异物缠绕。而且，纤维上的异物缠绕时，叶片因离心力泄露到外轴的一侧，请看右图。

8、2. 涡旋式叶轮 样子和与半开式叶轮几乎一样, 叶轮是如图在泵壳的内部, 泵壳内的液体的通道没有任何障碍物，所以异物可以顺畅地通过。 3. 螺杆式叶轮 叶轮的截面形状与斜流泵一样歪斜地喷射, 螺杆式和离心叶片用一体化的特殊材质制成，吸入侧前端具有向轴心侧吸引的效果, 被吸引的异物通过叶轮排出。, II 泵的结构 - 叶轮 (IMPELLER),工业用离心泵的基础知识,CLOGLESS 叶轮,涡旋式叶轮,螺杆式叶轮,15 / 53,【蜗壳】 蜗壳是引水室的简称，它的外形很像蜗牛壳，故通常简称蜗壳。蜗壳是指叶轮出口到下一级叶轮入口或到泵的出口管之间截面积逐渐增大的螺旋形流道，如图所示。其流道逐渐扩

9、大，出口为扩散管状。液体从叶轮流出后，其流速可以平缓地降低，使很大一部分动能转变为静压能。,蜗壳,喷射口,叶轮,泵壳,吸入口, II 泵的结构 - 泵壳(CASING),工业用离心泵的基础知识,【分类】 铸造蜗壳：刚度较大能承受一定的外压力，常作为泵机的支承点并在它上面直接布置导水机构及其传动装置。 铸焊蜗壳：铸焊蜗壳的外壳用钢板压制而成，固定导叶和座环一般是铸造然后用焊接的方法把它们联成整体。焊接后需进行必要的热处理以消除焊接应力。,16 / 53, II 泵的结构 - 泵壳 (CASING),Overhung Radial Split,Between bearing Axial Split

10、,Between bearing Radial Split,工业用离心泵的基础知识,17 / 53, II 泵的结构 - 泵壳 (CASING),BRACKET MOUNTING托架安装,CENTERLINE MOUNTING 中心线安装,FOOT MOUNTING脚安装,IN-LINE 立式,VERTICAL 垂直,工业用离心泵的基础知识,18 / 53,【轴承】 轴承起支承转子重量和承受力的作用。离心泵上多使用滚动轴承，其外圈与轴承座孔采用基轴制，内圈与转轴采用基孔制，配合类别国家标准有推荐值，可按具体情况选用。轴承一般用润滑脂和润滑油润滑。, II 泵的结构 - 轴承（ BEARING)

11、,工业用离心泵的基础知识,19 / 53, II 泵的结构 - 轴承（ BEARING),工业用离心泵的基础知识,角接触球轴承,调心球轴承,圆柱滚子轴承,圆锥滚子轴承,推力球轴承,滚针轴承,深沟球轴承,20 / 53,【密封】 主轴为了防止在贯通泵壳的部分从外部液体漏水或空气的吸入而设置的，所使用的密封有填料密封和机械密封两种形式。 【填料密封】 （Packing seal） 填料密封是用渗入润滑剂的纤维截面为正方形的线状的环进行变形，主轴和泵壳之间填充，从而防止漏水。 填充的部分称为填料箱。为了贴在主轴，从侧面压的部件称为压盖。 一般填料密封是每一个约可承受0.127MPa(1.5kg/cm

12、)的压力。将填料密封贴在主轴上停止液体漏水时，因摩擦热会贴在下面或短期间内磨损，所以有必要将液体少量排出起到润滑和冷却作用。但是长时间使用时，会因磨损无法停止漏水，所以应定期更换。(6个月一次为标准。） 而且, 还有与填料密封摄动的主轴的表面磨损而无法防止漏水的情况。此时应更换主轴，但是在这部分插入称为轴套管的圆筒状的部件来使用很多便于更换的结构。, II 泵的结构 - 密封（ seal）,工业用离心泵的基础知识,21 / 53,【机械密封】（Mechanical seal） 机械密封是靠装在主轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动，留出几乎为贴着的间隙摄动，是防止液体泄露的装置。,

13、 II 泵的结构 - 密封（ seal）,工业用离心泵的基础知识,1-机械密封定位块螺栓孔2-机械密封定位螺栓3-机械密封外动环4-机械密封静环5-机械密封固定架6-机械密封内动环7-密封冷却水进出口8-密封套,22 /53,【填料密封和机械密封的比较】 填料密封和机械密封有各自的特征，由于不能分出优缺点，根据泵的使用条件有必要决定采用泵的种类。, II 泵的结构 - 密封（ seal）,工业用离心泵的基础知识,23 / 53,【联轴器】 联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作

14、用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。, II 泵的结构 - 联轴器（ coupling ）,工业用离心泵的基础知识,万向节,膜片联轴器,梅花联轴器,齿式联轴器,滑块联轴器,弹性套柱销联轴器,24 / 53,【膜片联轴器】 1、半联轴节 传递动力的作用。2、缓冲套 缓冲作用。3、加长套 加长连接。4、膜片组 缓冲和减振作用。5、联轴器螺栓固定作用。, II 泵的结构 - 联轴器（ coupling ）,工业用离心泵的基础知识,电机转动 半联轴器节（主动端） 缓 冲套 膜片组 加长段 膜片组 缓冲套 半联轴器（从动端） 泵轴转动,25 /

15、53,【联轴器】, II 泵的结构 - 联轴器（ coupling ）,工业用离心泵的基础知识,26 / 53,【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。它一端通过联轴器与电动机轴相连，另一端支承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密封等零部件。 泵轴属阶梯轴类零件，一般情况下为一整体。但在防腐泵中，由于不锈钢的价格较高，有时采用组合 件。接触介质的部分用不锈钢，安装轴承及联轴器的部分用优质碳素结构钢，不锈钢与碳钢之间可以 采用承插连接或过盈配合连接。由于泵轴用于传递动力，且高速旋转，在输送清水等无腐蚀性介质的 泵中，一般用45#钢制造，并且进行调质处理。在输送

16、盐溶液等弱腐蚀性介质的泵中，泵轴材料用 40Cr，且调质处理。在防腐蚀泵中，即输送酸、碱 等强腐蚀性介质的泵中，泵轴材质一般为1Crl8Ni9或1Crl8Ni9Ti等不锈钢。, II 泵的结构 - 轴（ shaft ）,工业用离心泵的基础知识,27 / 53,【流量】 泵在单位时间内喷射的液体的容积。单位一般是m/min。不是此单位时，用以下单位换算。 m/h 1/60 = m/min l/min 1000/1= m/min 不是容积，而是用重量显示时，需要利用比重量换算为容积。 t/h 1/(60 x r) = m/min, 此时 r=比重量(液体的每单位体积的重量) 【全扬程】 泵将液体提

17、升到的最高高度称为全扬程。此全扬程是根据管道和设备的情况而定，除实际提高液体的高度外，不得不考虑管道和阀门通过液体时产生的阻力。 泵的全扬程是实际扬程加损失扬程的值。实际扬程是吸入口的液面和喷射口的水罐的液面（如果直接释放到大气中时，是管道段的位置）的高度差，吸入侧管道的实际扬程称为吸入室扬程，喷射部管道的实际扬程称为喷射室扬程。 吸入罐的液面低于泵的位置时称为吸上，实际扬程是吸入室扬程和喷射室扬程的和。吸入罐的液面高于泵的位置时称为压装，实际扬程是吸入室扬程和喷射室扬程的差。, III 泵的特性 - 显示泵特性的因素,工业用离心泵的基础知识,28 / 53,【转数】 转数表示旋转泵叶轮的速度

18、，1分钟旋转的次数用rpm(或 min)表示。现在泵的电动机大部分是三相诱导电动机 ，所以根据电动机的级数和电源的频率决定转数。电动机的转数体现在下面公式中。 注：各种水泵都是按一定的转速来进行设计的，如果使用时水泵的实际转速不同于设计转速时，则水泵的其他性能参数（如流量、杨程H等）也将会按一定的规律变化。 N=2 x 60 x f / pole N: 转数 rpm(或 min-) , f: 频率 Hz, pole: 电动机级数, III 泵的特性 - 显示泵特性的因素,工业用离心泵的基础知识,29 / 53,【轴动力】 为了启动泵所需要的动力称为轴动力。轴动力比泵在单位时间内，将一定量的液体

19、移动到一定高度所需要的动力(称为手动力)要大。手动力在轴动力中所占的比率为泵的效率。轴动力可用以下公式求出。 P= 0.163 x r x Q x H / E P : 轴动力 kW r : 比重量 kgf/l Q : 喷射量 m/min H : 全扬程 m E : 泵效率 % x 1/100, III 泵的特性 - 显示泵特性的因素,工业用离心泵的基础知识,30 / 53,【特性曲线】 特性曲线是指将选定的泵以特殊的转数运行时的性能用图表示出来的。特性曲线是关于喷射量的，表示全扬程, 轴动力, 泵效率的关系。 全扬程是喷射量为零时，(体节)最高, 随着喷射量的增加曲线下降。此曲线称为扬程曲线。

20、 轴动力是一般随着喷射量的增加变大。如图，泵的效率像山一样的曲线，所以效率高的喷射量的范围中使用比较好。, III 泵的特性 - 离心泵的特性,工业用离心泵的基础知识,流量,效率,杨程,轴动力,31 / 53,【按叶轮吸入方式】 单吸入式： （即叶轮从一侧吸入液体）。 双吸入式： （即叶轮从两侧吸入液体）。,工业用离心泵的基础知识, 离心泵的分类,32 / 53,【按叶轮数目】 单极：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。由于液体在泵内只有一次增能，所以扬程较低。 多级：多级离心泵 具有两个或两个以上叶轮的离心泵称为多级离心泵。级数越多压力越高。,工业用离心泵的基础知识,

21、 离心泵的分类,33 / 53,【按离心让程分类】 底压泵 ： 扬程20m 中压泵 ：扬程 20-100m 高压泵：扬程100m 【运送液体分类】 清水泵 泥浆泵 酸泵 碱泵 油泵 砂泵 低温泵 高温泵,工业用离心泵的基础知识, 离心泵的分类,【离心泵的型号】,34 /53,【离心泵的结构图】 离心泵的基本构造是由六部分组成的，分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。想要熟练的拆装离心泵必须要了解其各部分结构。下图是离心泵的结构。,工业用离心泵的基础知识, V 泵的维修拆装,1、泵壳；2、叶轮；3、机械密封4、油封；5、轴承；6、轴承支架；7、轴； 8、油窗；9、叶轮锁目,35 /53,

22、【拆卸常用工具】 常用的工具有：扳手、叶轮扳手、轴承加热器、拉马、锤子、一字螺丝刀、撬杠、管钳、内六方扳手等。,工业用离心泵的基础知识, V 泵的维修拆装,36 / 53,【离心泵维修前的准备工作】 查看设备维修历史记录 通知现场操作人员、领导，以及安排维修时间及工作签证 准备损坏部位备件 维修设备工具备齐 设备停止运转 设备断电配电柜悬挂警示牌 关闭泵进出口阀门 排空泵中的输送介质及润滑油,工业用离心泵的基础知识, V 泵的维修拆装,37 / 53,【离心泵拆卸过程】,工业用离心泵的基础知识, V 泵的维修拆装,38 / 53,【离心泵安装过程】,工业用离心泵的基础知识, V 泵的维修拆装,

23、39 / 53,【气蚀】 水和汽可以互相转化，这是液体所固有的物理特性，而温度和压力则是造成它们转化的条件。人们知道，0.1MPa大气压力下的水，当温度上升到100时，就开始汽化。但是在高山上，由于气压较低，水不到100时就开始汽化。如果使水的某一温度保持不变，逐渐降低液面上的绝对压力，当该压力降低到某一数值时，水同样也会发生汽化，把这个压力称为水在该温度下的汽化压力，用符号Pv表示。如当水温为20时，其相应的汽化压力为2.4KPa。如果在流动过程中，某一局部地区的压力等于或低于与水温相对应的汽化压力时，水就在该处发生汽化。 汽化发生后，就有大量的蒸汽及溶解在水中的气体逸出，形成许多蒸汽与气体

24、混合的小气泡。当气泡随同水流从低压区流向高压区时，在高压的作用下，气泡迅速凝结而破裂，在气泡破裂的瞬间，产生局部空穴，高压水以极高的速度流向这些原气泡占有的空间，形成一个冲击力。由于气泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结，因此，在冲击力的作用下又分成小气泡，再被高压水压缩、凝结，如此形成多次反复，在流道表面形成极微小的冲蚀。冲击力形成的压力可高达几百甚至上千MPa，冲击频率可达每秒几万次。流道材料表面在水冲击压力作用下，形成疲劳而遭到严重破坏，从开始的点蚀严重的蜂窝状空洞，最后甚至把材料壁面腐蚀穿，通常把这种破坏现象称为剥蚀。 另外，有液体中逸出的氧气等活性气体，借助气泡凝结时放出的热量

25、，也会对金属起化学作用。这种气泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全过程，称为气蚀现象。 气蚀发生时，由于机械剥蚀与化学腐蚀的作用的共同作用，致使材料受到破坏，还会出现噪音声和振动。气蚀发展严重时，大量气泡的存在会堵塞流道的截面，减少流体从叶轮获得的能量，导致扬程下降，效率也相应降低。,工业用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障- 汽蚀现象,40 / 53,【气蚀】 随着液体的压力下降而气化。液体开始气化的压力是蒸汽压力。叶轮入口压力是离心泵的最低压力。此压力低于蒸汽压力时，叶轮的入口部的液体气化而产生气泡。 产生的气泡随着叶轮的流动向出口流动，但是随着压力的上升会发生爆炸迅速变回液体

26、。此现象称为汽蚀。如果发生汽蚀现象，伴随噪音，振动，减少喷射量。 而在此状态下长期运行时，受到快速爆炸的汽包影响，主要是由于叶轮缺损受到损坏。,产生球形气泡 表面不断波动 发生气泡破坏及缺损,气泡的衰变压力 ! “300/” (Haller的测量值),工业用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障- 汽蚀现象,41 /53,【水冲击】 水冲击又称水锤，是由于水突然产生的冲击力，使承载其流动的管道或容器发生声响和震动的一种现象。水冲击往往是在突然停电的情况下产生的。从而是水流冲击造成水管的破裂，甚至造成设备的严重损坏。,工业用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障- 水冲击,42 / 53

27、,【气缚现象】 当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或妨碍泵的正常操作,工业用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障- 水冲击,43 /53,工业用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障,【部件的常见故障】,44 / 53,工业用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障,【部件的常见故障】,45 / 53,工业

28、用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障,【部件的常见故障】,46 /53,【泵的抽空】 泵抽空的判断方法： 仪表流量指示大幅度波动或流量指示为零； 压力电流指示大幅度波动或无指示； 泵振动较大，并有杂音； 管线内有异常声音。,工业用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障,47 / 53,【振动过大】 1.泵轴与原动机对中不良 2.轴承磨损严重 3.转子部分不平衡 4.地脚螺栓松动 5.泵抽空 6.轴弯曲 7.泵内部磨擦 8.转子零件松动或破损 9.叶轮中有异物或者损坏 10.地脚螺栓松动,工业用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障,【轴承温度过高】 1.轴承箱内油过少或太赃或者

29、漏水 2.润滑油变质 3.轴承冷却效果不好 4.转子不平衡或偏心 5.轴承损伤 6.机泵中心不正,【不出液体】 1.总扬程与泵额定扬程不符 2.管路漏气 3.泵转向不对 4.吸入扬程过高或灌注高不够 5.泵内或管路内有气体,48 / 53,【电机电流过大】 泵流量过大 机泵找正不好 密封填料压的过紧 电机潮湿绝缘不好 输送介质粘度过大,工业用离心泵的基础知识, VI 离心泵的常见故障,【出口压力超标】 出口管线堵 泵出口阀阀芯掉 压力表失灵,【不出液体】 1.总扬程与泵额定扬程不符 2.管路漏气 3.泵转向不对 4.吸入扬程过高或灌注高不够 5.泵内或管路内有气体,49 / 53,【联轴器对中调平】 联轴器的找正是离心泵安装的重要工作之一。找正的目的是在电动机和泵工作时使住动轴和从动轴两轴中心线在同一直线上。找正的精度关系到机器是否能正常运转,对高速运转的机器尤其重要。,工业用离心泵的基础知识, VII 离心泵的调试与试车,50 / 53,【联轴器对中调平】 简单的测量方法： 用角尺和塞尺测量联轴器外圆各方位上的径向偏差，用塞尺测量两半联轴器端面间的轴向间隙偏差，通过分析 和调整，达到两轴对中。这种方法操作简单，但精度不高，对中误差较大。只适用于电机转速较低，对中要求