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离心泵的构造

2019/11/28 15:42:54
离心泵的类型很多,且有不同的分类方法。按级数可分为单级和多级,进入泵的液体
仅一次通过叶轮的称单级,进入泵的液体多次串联地通过叶轮的称多级。按吸入方式可分为单吸和双吸,叶轮仅一侧有吸入口的称单吸,叶轮两侧
都有吸入口的称双吸。按泵体剖分型式可分为径向剖分式和轴向副分式,以垂直于泵轴的平面剖分泵体的称径向剖分式,其中每一级都具有剖分面的称节段式:通过泵轴线的平面剖分壳体的称轴向剖分式,如果该平面为
水平面,则称水平中开泵。按泵轴方向可分为卧式、.立式和斜式。下面简略先容单级单吸离心泵、单级双吸离心泵和节段式多
级离心泵的构造。向可分为卧式、立式和斜式。下面简略先容单级单吸离心泵、单级双吸离心泵和节段式多级离心泵的构造。

1.单级单吸离心泵

单级单吸离心泵常为卧式,它的结构如图1-6所示。由叶轮、泵体、泵轴和轴承、轴封等主要部分组成,现分述于下。

(1)叶轮。把能量传给液体的具有叶片的旋转体称叶轮。它的几何形状、尺寸、所
用材料和加工工艺等对泵的性能有着决定性的影响,所以它是泵的核心。

农用离心泵一般采用封闭式叶轮,它由前盖板、叶片、后盖板和轮毂组成。如图1-7、

1-8(a)所示。前盖板为形成叶轮流道吸入侧的盖板,后盖板为形成叶轮流遘后侧璧与轮毂
连在一-起的盖板,轮毂为叶轮固定在泵轴上的部分。盖板之间装有6~ 12片向后弯曲的圖
柱形或扭曲形叶片。叶片的主要作用是传递能量。叶片和盖板的内壁构成了弯曲的槽道,
称为叶槽。叶轮前盖板中有一个进水口,当叶轮旋转时,水从进水口吸入,在惯性离心力.
的作用下,水流经叶槽后,从叶轮四周甩出,所以水在叶轮中的流动方向是轴向进水,径
向出水。离心泵前后盖板不全的叶轮称开式叶轮,其中只有后董板的叶轮称半开式叶轮,
如图1-8(6)所示,前、后盖板都没有或只有很短的后盖板称为全开式叶轮,如图1-8(c)所
示。开式、半开式叶轮多用于抽吸含有固体、纤维状物的液体。


叶轮型式、形状和尺寸是根据水力设计并通过摸型试验决定的,同时应能满足强度的
要求。农用泵叶轮的材料多为铸铁,一般用HT20-40, 大型水泵叶轮的材料-般用铸钢。
叶轮铸件质量应符合要求,铸件不得有影响机械性能的铸造缺陷,叶槽要光洁平整,请砂
除刺,否则会影响泵的性能和叶轮使用寿命。加工好的叶轮要作静平衡试验,消除不平衡
重量,避免运行时泵发生振动。
泵在运行时,叶轮前后盖板外侧与泵体的间隙中充满了从叶轮中排出的有一-定压 力的
液体,由于叶轮后盖板受排出液体作用的面积大于前盖板,因此产生了一个指向入口方向
的轴向力,如图1 -9所示。此力会使叶轮和轴发生向吸入方向的窜动,叶轮与泵体发生摩
擦,造成零件损坏。因此,必须设法平衡或消除作用在叶轮上的轴向力。对单吸式离心泵
常在叶轮后盖板靠近轮毂处开平衡孔,并在后盖板上加装密封环.如图1- 6所示。泵工作时,
后董板密封圈內的液体与吸入口相通,其压力与吸入口压力相近,使叶轮两侧的压力大致
平衡,少部分未被平衡的轴向力由轴承承受。但是,开了平衡孔后,水泵的效率有所降低,
这种方法只适用于小型单级单吸离心泵。此外,还可在叶轮后盖板处用平衡管或加做平衡

筋板的方法,使叶轮两侧压力达到平衡。


(2)泵体和减漏环。泵体(壳体)是形
成包容和输送液体外壳的总称,主要由泵盖和
蜗形体组成.如图1-6所示。泵盖为泵的吸入室,
其作用是将吸水管路中的水以最小的损失均匀
地引向叶轮。图1-6为锥形管吸入室,其锥度一
般为7°~ 18。叶轮外圆侧直接形成的具有蜗形
的壳体称蜗形体,它是泵的压出室,如图1-10

所示。蜗形体由蜗室、扩散管组成,扩散管的扩散角一般为8°~ 12°。其作用是汇集从叶轮
中高速流出的液体,并输送到排出口:将液体的一部分动能转化为压能:消除液体从叶轮
流出的旋转运动。蜗室起点处的隔舌与叶轮外径的间隙要适当,过小易引起液流阻塞面产
生震动和噪音,过大增加能耗,降低泵的效率。泵体材料一般用HT20-40。泵体及进、出
口法兰上设有泄水孔、排气孔(灌水孔)和测压孔。用以停机后放水,起动时抽真空或港
水并安装真空表、压力表。
离心泵叶轮进口外缘与泵盖内缘之间配有-定的间隙。此间隙过大,从叶轮流出的高
压水就会通过此间隙湔回到进水侧,以致减少泵的出水量,降低泵的效率。但过小时,又
会引起机械磨损。所以,为了尽可能减少渐损,同时使磨损后便于修复或更换,一般在泵
盖上或泵盖和叶轮上分别镶装一團环,其材料-般用HT25-47,如图1- 晰示。由于其既可
减少漏损,又能承受磨损,且位于水泵进口,故称减漏环,又称密封环、承磨环或口环。
(3)泵轴和轴承。泵轴的作用是支承并将动力传给叶轮。泵轴一端用健和叶轮螺母
固定叶轮,轴上的螺紋旋向,在轴旋转时,使螺母处于柠紧状态。 轴的另一端装联轴器或
带轮,如图1-6所示。为保护轴免遭磨攒,在对应于填料密封的轴段装轴套,轴套磨损后
可以更换,轴套材料用HT25-47。为保证泵工作可靠,轴应有足够的强度和刚性,轴的材
料用45号碳素钢,轴表面不允许有发纹、压伤及其他缺陷。为防止水进入轴承,轴上有挡
水圈或防水盘等挡水设施。
轴承是支承泵转子的部件,承受径向和轴向荷载。轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大
类。单级单吸离心泵通常采用单列向心球轴承,如图1-11所示。它由外圈、内属、滚动体



和保持架组成。内圈装在轴颈上,与轴一起旋转。外圈上有滚道,当内外圈相对旋转时,
滚动体将沿蓍滚道滚动,保持架的作用是把滚动体均匀地隔开。单列向心球轴承除承受径
向荷载外,亦可同时承受不太大的轴向荷载。轴承用稀油或干油润滑。轴承温升不得超过
环境温度40C。
(4)轴封。泵轴穿过泵体处,必然有间隙存在,从叶轮流出的高压水会通过此间隙
大量流出。如果间腺处的压力为真空,则空气会从该处进入泵内。为此,必须设置轴封装

置。填料密封是最常用的一-种轴封型式,它由底衬环、填料、水封环、水封管和填料压盖
等零件组成,如图1-12所示。填料密封依靠填料与轴套的紧密接触以及填料中的润滑剂被
挤出后在接触面上形成的油膜实现密封。填料压紧的程度,用压盖上螺母来调节。如果压
得过紧,填料与轴套磨擦损失迅速增加,缩短填料和轴套的使用寿命,严重时会发热、曾
烟,甚至将填料轴套烧焦;如果压得过松,泄漏增加,泵的效率降低,故填料应压得松紧
合适,一般以液体漏出时成滴状为宜。填料中部的水封环,是一个中间凹下外周凸起的圆
环,环上开有若干小孔,水封环对准水封管。水泵运行时,泵内压力较高的水,通过水封
管进入水封环,引入填料进行水封,同时还起冷却、润滑作用。


填料的种类较多,农用水泵常用油浸
石棉填料,它是由石墨浸渍过的石棉线或
铜丝石棉线编结而成,具有耐热、耐磨、
柔软和良好的润滑特性。填料的根数应不
少于4根,放入填料时接缝处要相互错开。
为保证填料密封的良好工作状态,对已磨
损或硬化后的填料,应及时更新。填料密
封的优点是结构简单,成本低,拆装方便,
但使用寿命短,密封性能差。所以,近年
来已采用了一些新的轴封装置,如机械密
封(又称端面密封),它是由垂直于主轴的
两个平面间的接触压力达到回转密封作用
的一种装置。但它的结构较为复杂,需要

运行时,少量高压水通过泵盖中开面上的凹槽及水封环流入填料室中,起水封作用:双吸.
泵从进水口方向看,在轴的右端安装联轴器,根据需要也可在轴左端安装联轴器,泵轴两
端用轴承支承。轴承型式一般用单列向心球轴承,当轴径与转速的乘积Dn> 30000mm.r/min时采用滑动轴承。

卧式双吸离心泵常用剖分式向心滑动轴承,它由螺栓,轴承盖,轴承座,剖分的上、
下轴瓦组成,如图1- 15所示。轴瓦内表面镶有轴衬,以承受压力和起耐磨作用。轴承村常

用轴承合金又称巴氏合金。它浇铸在钢轴瓦、铸铁轴瓦或青铜轴瓦上。滑动轴承的润滑一般
用2号或3号锭子油润滑。为承受轴向推力,在远离联轴器的轴承内还装有单列向心球轴承。

单级双吸离心泵的特点是流量较大,扬程较高:泵盖与泵体的连接缝是水平中开的,
故又称水平中开式泵,检修时不需拆卸电动机及管路,只要揭开泵薑即可进行检查和维修;
由于叶轮对称布置,叶轮的轴向力基本达到平衡,故运转较平稳。单级双吸离心泵目前有
S. Sh型两个系列,S型泵是替换Sh型泵的更新产品,泵的性能指标和三化程度比Sh型泵
先进些,其适用范围:泵进口直径为150~ 1400mm,转速为2900~ 360r/min,流量为162~
18000m)/m。扬橙为12- l25m。广泛用于丘陵山区较大面积的农田灌溉。.
3.节段多級离心泵
前已述及,节段式的泵体为径向剖分式,分成吸入段、中段和压出段,各段用大的穿
杠紧固在一起,如图1-16所示。为了提高泵的扬程,将若千个叶轮串联起来工作,每一个

叶轮为一级。水泵运行时,水流从第一级叶轮排出后,经导叶进入第二级叶轮,再从第二
级叶轮排出后经导叶进入第三级叶轮,依次类推。叶轮级数愈多,水流得到的能量愈大,
扬程就愈高。泵的两端设有填料密封装置,水流通过回水管进入填料室,起水封作用。由
于泵内各叶轮是朝一个方向排列的,故其轴向力很大,-般采用在末级叶轮后面装设平衡
盘来加以平衡。平衡盘用键固定在轴上,随轴一起旋转。平衡盘与静止的平衡屬之间有一
定的轴向间隙。平衡盘的背面是平衡室,用回流管与泵的吸入口连通。.
节段多级离心泵的特点悬流量小,扬程高。扬程可根据使用需要,通过选用叶轮的级
数来达到。但结构较复杂,使用维护不太方便。节段多级离心泵品种较多,最常见的为D
型,其适用范围扬程为17.5~600m,流量为6.25~ 450立方米/h.适用于山区人畜用水和农田
淡溉。
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