泵与泵站第二讲

蜗牛形的泵壳、叶轮上的后弯叶片 及导叶轮均能提高动能向静压能的转化 率，故均可视作转能装置。
4.泵座 泵座上有与基础固定用的法兰孔． 泵壳顶上设有充水和放气的螺孔；/ 在水泵吸水和压水锥管的法兰上：安装真空表和 压力表的测压螺孔。 在泵壳的底部设有放水螺孔；/ 在泵座的横向槽底开设有泄水螺孔(填料盒）。/
轴向力会引起轴窜动、叶轮磨损。
平衡孔 1 排出压力；2加装的减漏环 3平衡孔；4泵壳上的减漏环
常见轴向力平衡方式： 单级泵：⑴ 平衡孔：叶轮后盖钻几个孔，使中心处压力相等。 ⑵ 平衡管：叶轮背部中心与泵吸入口用管子联同，使 压力相等。 ⑶叶轮后盖径向筋板（小叶片）：把背部液体打走，形 成真空。
多级泵：⑴叶轮背靠背排列：如双吸式叶轮。 ⑵自动平衡盘：自动调节轴向压力，达到平衡。 ⑶平衡鼓： 无磨损，有泄漏。 ⑷平衡盘与平衡鼓组合：泄漏少，能自动平衡轴向力。
B型 离心泵分解动画 离心泵组成动画
概念总结：
1、泵 2、零排放 3、气缚现象 4、挠度 5、反作用度
课堂练习
1.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为
单级单吸卧式离心泵
单级单吸卧式离心泵
1.叶轮 a)叶轮的作用/
将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。
b)叶轮的分类
根据结 构
封闭式叶轮 叶片的内侧带有前后盖板，适于输送干 净流体，效率较高。
敞开式叶轮 没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒 的液体悬浮物。
半闭式叶轮 只有后盖板，可用于输送浆料或含固体 悬浮物的液体，效率较低。
第二讲 第二讲第二讲 叶片式泵
流体输送机械：向流体作功以提高流体机械能的装置。 • 输送液体的机械通称为泵；
例如：离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。 • 输送气体的机械按不同的工况分别称为:
通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。
泵的定义 泵是一种用于转换能量的通用机械 ，它把
原动机的机械能或其它能源形式的能量传递给 被输送的流体，使流体的能量增加，获得动能 或势能，从而把流体从低处抽提到高处，或从 一处输送到另一处。
⑴.减小接缝间隙 ⑵.增加泄漏通道中的阻力等
1、泵壳；2、镶在泵壳上的减漏环； 3、叶轮；4、镶在叶轮上的减漏环
7.轴承座
ZHZ滑动轴承
滚动轴承
常用轴承
滚珠轴承 滚动轴承（依荷载大小） 滚柱轴承-大
滑动轴承
依荷载特性
径向式轴承-只承受径向荷载 止推式轴承-只承受轴向荷载
径向止推式轴承-同时支承径向和轴向荷载
动画
动画1 动画2
气缚
离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度 远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中 心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样 离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚”。
离心泵启动前应灌泵排气，防止气缚。
为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止 逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀，用于 开停车和调节流量。
A. 泵壳的作用 • 汇集液体，作导出液体的通道； • 使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。 B. 导叶轮
为了减少离开叶轮的液体直接进入蜗壳时因冲击而引 起的能量损失，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不 动的带有叶片的圆盘，称为导叶轮。导叶轮上的叶片的弯 曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与 液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳的通道内 平缓的改变方向，使能量损失减小，使动能向静压能的转 换更为有效。多级离心泵通常均安装导叶轮。
电能（或其他形式能量） 机械能 压能（势能）
用于抽水பைடு நூலகம்泵称为水泵，水泵是一种用于转换 能量的水力机械。它把动力机的机械能或其它 能源形式的能量传递给所抽送的水流，使水流 获得动能或势能，从而把水流从低处抽提到高 处，或从一处输送到另一处。
叶片式泵
离心泵 轴流泵 (旋涡式)
混流泵
泵
有转子泵 容积式泵
缺点：⑴ 不适应小流量工况。 ⑵ 同功率下没有往复式泵的压力高。 ⑶ 输送高粘度、含砂、杂质液体的问题多。 ⑷ 泵吸入管与泵腔内需要灌满液体后启动。
如：高压水泵：11级，H=2300 m 电动潜油离心泵：180、201、330、453、526级， H=2000-3500 m。 高速泵:n=10000 r/min , 单级扬程：H=1150 m n=25000 r/min , 单级扬程： H=1760 m
4.泵内的水(液体)被抛出后，叶轮的中心形成了真空，吸水 池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而源源不断地流入 叶轮吸水口，又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输 入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水。
离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所 产生的离心力，因此称为离心泵。
离心泵的工作原理
2.2 离心泵的主要零件
离心泵的组成主要有： 1.叶轮、2.泵轴、 3.泵壳、4.泵座、 5.轴封装置、6.减漏环、 7.轴承座、8.联轴器、 9.轴向力平衡装置。
单级单吸卧式离心泵
1-叶轮；2-泵轴；3-键；4-泵壳；5-泵座；6-灌水孔；7-放 水孔，8-接真空表孔，9-接压力表孔，10-泄水孔，11-填料 盒；12-减漏环；13-轴承座；14-压盖调节螺栓；15-传动轮
泵键
3.泵壳 形状：通常铸成蜗壳形。
叶轮工作时，沿蜗壳的渐扩断面上，流量是逐 渐增大的，为了减少水力损失，在水泵设计中应 使沿蜗壳渐扩断面流动的水流速度是一常数。水 由蜗壳排出后，经锥形扩散管而流入压水管．蜗 壳上锥形扩散管的作用是降低水流的速度，使流 速水头的一部分转化为压力水头。
泵壳的材料：腐蚀、磨损、耐压、机械强度．
度就越大。/
2.1.2离心泵基本构造
• 由若干个弯曲的叶 片组成的叶轮置于 具有蜗壳通道的泵 壳之内。
• 叶轮紧固于泵轴上 泵轴与电机相连， 可由电机带动旋转。
吸水口位于泵壳中央与吸水管路相连， 并在吸入管底部装一止逆阀(底阀）。
泵壳的侧边为出水口，与排出管路相连， 装有调节阀（闸阀)。
双吸泵 叶轮上有两个吸入口，适用于输送量很大的情况。
3）按离心泵的不同用途
水泵
输送清水和物性与水相近、无腐蚀性且杂质很
少的液体的泵, （B型）
耐腐蚀泵 接触液体的部件（叶轮、泵体）用耐腐蚀材料制 成。要求：结构简单、零件容易更换、维修方便 、密封可靠、用于耐腐蚀泵的材料有：铸铁、高 硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。（F型）
2.1.5 离心泵的分类
1）按照轴上叶轮数目的多少 单级泵 轴上只有一个叶轮的离心泵，适用于出口压力 不太大的情况；
多级泵 轴上不止一个叶轮的离心泵 ，可以达到较高的 压头。离心泵的级数就是指轴上的叶轮数，我国 生产的多级离心泵一般为2~9级。
2）按叶轮上吸入口的数目 单吸泵 叶轮上只有一个吸入口，适用于输送量不大的情况。
5.轴封装置(泵轴与泵壳间)
A 轴封的作用
为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者外界
空气漏入泵壳内。
B 轴封的分类 轴封装置
填料密封：
机械密封： 端面密封
(1)填料密封 主要由填料函壳、软填料和填料压盖组 成，普通离心泵采用这种密封。
压盖填料型填料盒 1轴封套；2填料；3水封管；4水封环；5压盖
8.联轴器
电动机的出力是通过联轴器来传递给泵的；
ZML膜片及连轴器
9.轴向力平衡措施
轴向力的产生：由于吸入口压力p1 不同。 p1 << p2
叶轮盖板前后形成一个轴向力：
与叶轮出口压力p2
F π 4
D12

d
2 0
p2 p1
kg
多级级泵的轴向力F轴 Z F单
Z： 为级数。
油泵 输送石油产品的泵 ，要求密封完善。（Y 型） 杂质泵 输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵
，又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等 。要求不易 堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、 叶片数目少。
4）按扬程分（压力分）： 低压泵 H < 20 m 水柱 （p<0.2Mpa) 中压泵 H = 20-160 m 水柱 （p=0.2-1.6Mpa) 高压泵 H > 160 m 水柱 （p > 1.6 Mpa)
反作用度越大，表明流体能量转换中，压能大， 动能小，提高效率。
后弯叶片的反作用度大。
2.泵轴
泵轴作用：用来旋转泵叶 轮的；
材料：碳素钢和不锈钢。
叶轮和轴用键来联结．
大、中型水泵中叶轮：轴
套、螺母定位的。
铸铁水泵配件、泵轴
挠度：表示构件（如梁、柱、板等）
受到外力时发生弯曲变形的程度，
以构件弯曲后各横截面的中心至原 轴线的距离来度量。
第二章 叶片式泵
叶片式泵在泵中是一个大类。 特点：依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的
转换。、 根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分
为：径向流、轴向流和斜向流3种。
径向流的叶轮:离心泵.
液体质点在叶轮中流动时主要受到的是离心 力作用．
轴向流的叶轮:轴流泵.
液体质点在叶轮中流动时主要受到的是轴向 升力的作用。
5.吸水口；6.轮毂；7.泵轴
4.轮毂；5.轴孔
后弯
按叶片 几何形状
径向 前弯
叶轮的形状：
后弯叶片的反作用度大。 后弯叶片有利于液体的动能转换 为静压能，故而被广泛采用。
尺寸：通过水力计算决定。 叶轮材料：机械强度、材料的耐磨和耐腐蚀性能。多数叶
轮采用铸铁、铸钢和青铜制成．
反作用度：又叫反击系数，表示势扬程在总扬程 中的比重，是叶片式流体机械的一个 重要参数；
图2-3 单吸式叶轮
l.前盖板；2.后盖板；3.叶片；4.叶槽； 5.吸水口；6.轮毂；7.泵轴
2.1.3 离心泵的工作原理
1.离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸水管道(或在泵内 灌满要输送的液体)； 2.驱动电机开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。水 (液体)受到离心力作用，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高 ，并以很高的速度（15-25 m/s）流入泵壳。 3.在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢大部分动 能转化为压力能,最后液体以较高的静压强从出水口流入压水管 道而输入管网中去。
离心泵叶轮：ａ.封闭式 ｂ.半封闭式 ｃ.敞开式
轴流泵叶轮
按吸液方式
单吸式叶轮 液体只能从叶轮一侧被吸入，结 构简单。
双吸式叶轮 相当于两个没有盖板的单吸式叶 轮背靠背并在了一起，能从两侧 吸入液体，具有较大的吸液能力 ，而且基本上消除了轴向推力。
l.前盖板；2.后盖板；3.叶片；4.叶槽； 1.吸入口；2.轮盖；3.叶片
离心泵的工作过程,实际是一个能量的传递和转化过 程,它把电动机高速旋转的机械能转化为液体的动能 和势能;伴随着能量损失. 吸入原理：叶轮中心被吸空后，形成真空，液体在 外界大气压力的作用下，推动液体沿吸入管进入泵 轮。
2.1.4 离心泵的特点
优点：⑴ 排量大、平稳均匀。 ⑵ 结构简单、紧凑，尺寸小，重量轻。 ⑶ 易损件少，检修、管理和使用方便。 ⑷ 可与高速电机直接驱动，速度越高，压头越高。 ⑸ 容易实现多级，满足高压头。
斜向流的叶轮:混流泵.
它是上述两种叶轮的过渡形式，液体质点在 这种水泵叶轮中流动时，既受离心力的作用，又 有轴向升力的作用。
2.1 离心泵的工作原理与基本构造
2.1.1几个例子
1、在雨天，旋转雨伞，水滴沿伞边切线方向飞出，旋转 的雨伞给水滴以能量，旋转的离心力把雨滴甩走，如 图所示。
2、一个敞口圆筒绕中心 轴作等角速旋转时，圆 筒内的水面便呈抛物线 上升的旋转凹面。圆筒 半径越大，转得越快时， 液体沿圆筒壁上升的高
往复式—柱塞泵(隔膜泵 )
的
回旋式—转子泵、螺杆泵
分
其他类型泵 长轴井泵、潜水电泵、
类
水轮泵、污水泵、泥
射流泵
浆泵、砼泵
无转子泵 水锤泵
气升泵
电磁泵
各种泵的特点： 1、往复泵的特点小流量、高扬程。 2、轴流泵、混流泵的特点大流量、低
扬程。 3、离心泵的特点界于两者之间，工作
区间最广，产品的品种、系列和规格也最多。
(2)机械密封 主要由装在泵轴上随之转动的动环
和固定于泵壳上的静环组成，两个环形 端面由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运 动，起到密封作用。
DY101型系列机械密封
112型系列机械密封
6.减漏环(承磨环) 位置：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处；
单吸式离心泵：泵壳内压力大于大气压力，泄漏 双吸式离心泵：泵壳内压力小于大气压力，气体漏 入泵内，从而降低泵的吸水性能。