最新2.离心泵

2.1.3离心泵的典型结构
石油矿场上使用各种类型的离心泵。单级离心 泵中最常见的是单级悬臂式BA型离心泵， 图2.5为其典型结构。该系列的泵排量范围为5～
330m3/h，扬程8～98米。
其结构特点是叶轮装在悬臂轴的一端，从 而省去了吸入端的密封，减少了从吸入端漏 气的可能性。
其优点是结构紧凑、造价低廉，使用方便、工 作可靠。这种泵的排出管线可根据安装条件装成任 何角度(水平、垂直或与水平成角30°、60°等)，这 只需在法兰联结处加以调整即可。
1)单级泵，泵轴上只装一个叶轮(图2－1)。
2)多级泵 泵轴上装有两个以上的叶轮，液体
依次通过各个叶轮，如图2。3所示， 它的总压头 是各级叶轮压头之和。
1)单吸泵 叶轮只有一个吸入口(图2－1)
2)双吸泵 叶轮从两侧吸入(图2.4)；
按泵壳能量转换部分的结构分：
1)蜗壳泵 泵壳作成截面逐渐扩大的蜗壳形(图
2－4)，流体从叶轮甩出后直接进入蜗壳的螺旋形
流通，再被引入排出管线。
2)导叶泵 在泵壳内装有固定的导叶(导轮)，如
图2－3所示， 液体从叶轮流出后先进入导叶转换 能量，再流入泵壳。这种泵亦称透平泵。
按照泵轴的位置 可分为立式泵，等。
卧式泵。 卧式泵。
按照所输送的液体性质又可分为水泵、 热油泵、汽油泵、酸泵、碱泵、污水泵， 电动潜油泵等。
如图2－9所示的为平衡管法，即在叶轮前、后 盖板上都装有直径相同的密封环，并自后盖板泵腔 处接一平衡管，同样使叶轮后盖板密封环内的压力
等于吸入压力达到平衡轴向力的目的。
图2-10所示的叶轮后盖板上加有径向筋板，亦 称为副叶片。叶轮旋转时，筋板强迫叶轮后面的液 体加快旋转，使压力下降，从而达到减小轴向力的 目的。上述方法简单易行，缺点是增加了能量消耗，
使泵的效率略有降低。
3)平衡盘法
油田使用的3D100～150注水泵，驱动功率 800Kw，当扬程为1500m时，产生的轴向力约为 1.2×104N，采用图2－11所示的平衡盘方案平衡
轴向力的。
平衡室位于多级泵的出口端，使其与泵的吸入口
相通，即平衡室内压力P6基本等于吸入口压力P5。
泵出口处的液体压力为P2，在b1入口处为P3 ，
2)改造叶轮以平衡轴向力
对于单吸单级离心泵，常采取适当改变叶轮结 构，以达到减少或消除轴向力的目的。
图2－8所示的为平衡孔法，是在叶轮后盖板上 开一圈小孔，称为平衡孔，使后盖板密封环内的液 压力与前盖板密封环内的液压力基本相等。只要使 后盖板密封环直径与前盖板密封环直径相同，则轴
向力基本上可以被平衡。
170m，10级)。它们的结构如图2－3所示，
这种泵中的液体连续流经各个叶轮和导叶，泵 各级结构相同，整个泵体用长螺拄联接。它们可以 在排量一定的情况下，根据工作需要选用不同的级 数，从而得到不同的额定扬程。
输送石油产品 或其它腐蚀性介质 的离心泵，在结构 上与上述离心泵没 有原则区别，只是 在密封及泵的材料 方面有特殊的要求。
叶轮的作用是把泵轴的机械能传给液体， 变成液体的速度能和压力能。
泵的蜗壳则是收集从叶轮甩出的液体并引向排 出口处的扩散管。扩散管过流面积是逐渐增大的， 它起着降低液流速度，使流体的部分速度能转变为 压力能的作用。在有些泵上叶轮外缘装有导叶，其 作用也是导流和转换能量。
离心泵必须与吸入管汇和排出管汇等共同组成
2.离心泵
2.1.1离心泵的工作原理
图2-1为离心泵的结构示意图，
离心泵开始工作后， 发动机经泵轴带动叶轮1 旋转，充满叶轮的液体 受到叶轮上许多弯曲的 叶片作用而随之旋转在 离心力的作用下，液体 沿叶片间流道，由叶轮 中心甩向边缘再通过螺 形泵壳（简称涡壳)流向 排出管。
随着液体的 不断排出，在 泵的叶轮中心 形成真空，在 大气压力的作 用下，吸入池 中液体通过吸 入管源源不断 地流入叶轮中 心，再由叶轮 甩出。
对这种泵应注意使泵壳两端密封可 靠，以防吸入空气而破坏泵的正常工作。 通常是用管子把泵腔中高压液体引到两 端填料中间的液封环处，可防止空气侵 入吸入端，亦有助于密封处的冷却和润 滑。
当需要扬程较大时，一般采用D或DA系列 的分段式多级离心泵（图2－3)。
例如，油田注水中采用的3D100－150(吸入管 径3英寸，额定流量100 m3/h，额定压力15MPa) 和150D一170×10(吸入管径150mm，单级扬程
2.1.4离心泵的轴向力及平衡措施
在单级离心泵中，设液体进入叶轮前的压力为 P1，出叶轮后的压力为P2，则叶轮两侧所承受的
作用力近似地如图2－6所示，
这时一级叶轮所受到的轴向力为：
对于单吸多级泵，每级叶轮都产生轴向力， 泵轴承受的轴向力可高达数万牛顿，这种力 使叶轮沿轴线向吸入口一侧窜动，引起零件 磨损，所以要采取措施予以平衡。
如图2－2所示的装置才能正常工作，
吸入管的下部 装有滤网和底阀 1对液体起过滤 作用，并防止管 中液体倒流入吸 入池。
排出管汇装有 用以调节流量的 闸门。蜗壳的顶 部装有漏斗，用 以在开泵前向泵 内灌水，排除泵 腔内气体。启泵 前一般要关闭排 出闸门，启动后 方打开。
2.1.2离心泵的种类
离心泵的种类很多，分类方法各不相同。 按叶轮数目分：
流经轴向间隙b1 (b1约1.5～2mm)后压力降为P4， 然后再经径向间隙b2后压力降至P5。
离心泵轴向力的平衡方法很多，可分为下
述三种方法：
对于单级泵，采用如图2-4所示的双吸叶轮， 使叶轮两侧盖板上的压力相互抵消，可以有效
地消除轴向力。
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对于多级泵，利用对称排列方式，即将总 级数为偶数的叶轮，如图2-7所示那样背靠 背或面对面地联在一根轴上，这种方法可有 效地减少轴向力，
另外还应在轴上装止推轴承以承受剩 余的轴向力。水平中开式多级泵和立式 多级泵，常采用此法。
当排量较大而扬程不高时，一般采用sh系列的 单级双吸泵(图2－4)。它广泛用于矿场输水、输油、 民用供水等。该系列泵一般流量为90～3500
m3/h，扬程为10～104m。
这种泵结构较简单，泵壳一般为水平剖 分式，叶轮、轴和密封装置等可事先装好， 然后整体装入泵壳中去，因而制造和检修都 较方便。