单级离心泵教程

单级离心泵工作原理及结构什么叫泵？泵是把原动机的机械能转换为抽送流体能量的一种机器。

什么是功率？单位时间内所做的功，就叫功率(N)什么是有效功率？除去机械本身的能量损失和消耗外，单位时间内液体经泵得到的实际功率，就叫有效功率。

什么是轴功率？电机传给泵轴的功率就叫轴功率。

什么是泵的总效率？泵的有效功率与轴功率之比就是泵的总效率什么事泵的流量？流量是指单位时间内流过管道某一截面的液体量(Q)什么事泵的扬程?扬程是指单位重量的流体所获得的能量的增量（H）什么是离心泵？安装径流式叶轮，依靠离心力的作用输送液体的泵称为离心泵一：离心泵的工作原理？当泵内充满液体时，叶轮在驱动机的带动下高速旋转，叶片驱使液体旋转，产生离心力，在离心力的作用下，液体沿叶片流道从中心向四周甩出，经过蜗壳送入排出管。

叶轮在旋转过程中，一面不断吸入液体，一面有不断将吸入的液体排出，如此连续工作，液体在压力能与速度能的作用下，被输送到工作地点。

二：结构；1.离心泵的主要有哪些零部件组成：泵体、泵盖、叶轮、托架、蜗壳、轴、轴承箱、轴承、机械密封、联轴器、叶轮锁母、轴套、泵体口环、叶轮口环、冷却水接头、2.单级离心泵的结构：主要有泵体、泵盖、叶轮组成，单级泵的叶轮安装在轴端呈悬臂式，轴线端面为进口，排出口与泵的轴线垂直。

3.双吸泵的泵体为水平剖分式，叶轮采用双吸式叶轮，由两端轴承支撑，吸入口与排出口均在泵体上，呈水平方向与泵体垂直，电动机通过联轴器直接驱动叶轮做功。

二、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。

按结构形式，叶轮可分为以下三种。

(1)闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板，盖板间有4—6个叶片，如图1—10 (a)所示，闭式叶轮效率较高，应用最广，适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。

闭式叶轮有单吸和双吸两种所类型。

双吸叶轮（图1-11）适用于大流量泵，其抗汽蚀性能较好。

如图1—10 (b)这种叶轮结构简单，制造容易，但效率低，适用输送含较多固体悬浮物或带纤维体。

(3)半开式叶轮这种叶轮只有后盖板，如图1—10 (c)所示。

它适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体，其效率介于开式和闭式叶轮之间。

离心泵叶轮的叶片有圆柱形叶片和组曲叶片两种。

圆柱形叶片是指整个叶片沿宽度方向均与叶轮轴线平行，图1-10所示的叶轮叶片均为圆柱形叶片。

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、耐酸硅铁及塑料等制造。

叶轮的制造方法有翻砂铸造、精密铸造、焊接、模压等，其尺寸、形状和制造精度对泵的性能影响很大。

三、蜗壳、壳是指蜗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1—15所示。

其流道逐渐扩大，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。

蜗壳的优点是制造方便，高效区宽，车削叶轮后泵的效率变化较小。

缺点是蜗壳形状不对称，在使用单蜗壳时作用在转子径向的压力不均匀，易使轴弯曲，所以在多级泵中只是首段和尾段采用蜗壳而在中段采用导轮装置。

蜗壳的材质一般为铸铁。

防腐泵的蜗壳为不锈钢或其他防腐材料，例如塑料玻璃钢等。

多级泵由于压力较大，对材质强度要求较高，其蜗壳一般用铸钢制造。

四、导轮、导轮是一个固定不动的圆盘，正面有包在叶轮外缘的正向导叶，这些导叶构成了一条条扩散形流道，背面有将液体引向下一级叶轮人口的反向导叶，其结构如图1—16所示。

液体从叶轮甩出后，平缓地进入导轮，沿着正向导叶继续向外流动，速度逐渐降低，动能大部分转变为静压能。

液体经导轮背面的反向导叶被引入下一级叶轮导轮上的导叶数一般为4—8片，导叶的入口角一般为8°一16°，叶轮与导叶间的径向单侧间隙约为lmm。

若间隙过大，效率会降低；间隙过小，则会引起振动和噪声。

与蜗壳相比，采用导轮的分段式多级离心泵的泵壳容易制造，转能的效率也较高。

但安装检修较蜗壳困难。

另外，当工况偏离设计工况时，液体流出叶轮时的运动轨迹与导叶形状不一致，使其产生较大的冲击损失。

由于导轮的几何形状较为复杂，所以一般用铸铁铸造而成。

五、密封环、从叶轮流出的高压液体通过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，称为内泄漏，如图1—17所示。

为了减少内泄漏，保护泵壳，在与叶轮入口处相对应的壳体上装有可拆换的密封环。

密封环的结构形式有三种，如图1—18所示。

图1—18 (a)为平环式，结构简单，制造方便。

但密封效果差；图l—18 (b)为直角式的密封环，液体泄漏时通过一个90°的通道，密封效果比平环式好，应用广泛；图1—18 (c)为迷宫式密封环，密封效果好，但结构复杂，制造困难，一般离心泵中很少采用。

密封环内孔与叶轮外圆处的径向间隙一般在0．1—0．2mm之间。

密封环磨损后，使径向间隙增大，泵的排液量减少，效率降低，当密封间隙超过规定值时应及时更换。

密封环应采用耐磨材料制造，常用的材料有铸铁、青铜等。

六，轴封装置、在泵轴伸出泵壳处，转轴和泵壳之间必须有间隙，这样泵内的高压液体将由此漏出泵外。

如果间隙和泵的吸入口相通，因吸入口为低压区，空气就会进入泵。

因此，需要有轴封装置来防止泵的泄漏和空气进入。

常用的轴封装置有填料密封和机械密封。

1.填料密封、填料密封指依靠填料和轴(轴套)的外圆表面接触来实现密封的装置。

它由填料箱(又称填料函)、填料、液封环、填料压盖和双头螺栓等组成，如图1—19所示。

液封环安装时必须对准填料函上的入液口，通过液封管与泵的出液管相通，引入压力液体形成液封，并冷却润滑填料。

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，防止液体外流和空气吸入泵内。

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。

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，增加了功率消耗，严重时造成发热、冒烟，甚至将填料烧毁。

填料压盖过松，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函中滴状漏出，每分钟控制在15—20滴左右。

对有毒、易燃、腐蚀及贵中叶体，由于要求泄漏量较小或不准泄漏，可以通过另一台泵将清水或其他无害液体打到液封环中进行密封，以保证有害液体不漏出泵外。

也可采用机械密封装置。

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；输送温度小于250℃、压力小于1．8MPa的液体时，用石墨浸透的石棉填料；输送温度小于400℃、允许工作压力为2．5MPa的石油产品时，用金属箔包石棉芯子填料2.机械密封、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。

机械密封装置具有密封性能好，尺寸紧凑，使用寿命长，功率消耗小等优点，近年来在化工生产中得到了广泛的使用。

(1)结构及工作原理依靠静环与动环的端面相互贴合，并作相对转动而构成的密封装置，称为机械密封，又称端面密封。

其结构如图1—20所示。

紧定螺钉1，将弹簧座2固定在轴上，弹簧座2、弹簧3、推环4、动环6和动环密封圈5均随轴转动，6静环7、静环密封圈8装在压盖上，并由防转销9固定，静止不动。

动环、静环、动环密封圈和弹簧是机械密封的主要元件。

而动环随轴转动并与静环紧密贴合是保证机械密封达到良好效果的关键。

机械密封中一般有四个可能泄漏点A、B、C、D和E。

密封点A在动环与静环的接触面上，它主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压贴在静环上，防止A点泄漏；但两环的接触面A上总会有少量液体泄漏，它可以形成液膜，一方面可以阻止泄漏，另一方面又可起润滑作用；为保证两环的端面贴合良好，两端面必须平直光洁。

密封点B在静环与静环座之间，属于静密封点；用有弹性的O形(或V形)密封圈压于静环和静环座之间，靠弹簧力使弹性密封圈变形而密封。

密封点C在动环与轴之间，此处也属静密封，考虑到动环可以沿轴向窜动，可采用具有弹性和自紧性的V形密封圈来密封。

密封点D在静环座与壳体之间，也是静密封，可用密封圈或垫片作为密封元件。

密封E点有轴套，在轴套与轴之间，也是静密封，可用密封圈或垫片作为密封元件。

机械密封的结构形式很多，主要是根据摩擦副的对数、弹簧、介质和端面上作用的比压情况以及介质的泄漏方向等因素来划分。

图1—20非平衡型单端面机械密封图1—21非平衡型双端面机械密封l紧定螺钉2弹簧座3弹簧4推环1静密封圈；2静环3动环4动环密封圈5动环密封圈；6动环；7静环；5推环；6弹簧；7紧定螺钉；8弹簧座8静环密封圈；9防转销9防转销七、临界转速、每个转子都有一个自己的固有振动频率，某转子的固有频率域其转动频率相同时将产生共振，此时的转速称该转子的临界转速。

八，汽蚀、1、所谓的气蚀是指：离心泵启动时，若泵内存在空气，由于空气的密度很低，旋转后产生的离心力很小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵内，不能输送流体的现象。

2、离心泵启动前一定要向泵壳内充满液体以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出液量减少，对水泵造成损坏（简称“气蚀”）造成设备事故！。