第三章_泵与风机的构造

向负荷加大而发热，电动机负载也相应加大；同时
使互相对正的叶轮出水口与导水圈的导叶进口发生
偏移，引起冲击和涡流，降低水泵的效率，严重时
将使水泵无法工作。
二、轴向推力的平衡方法
1.平衡孔法 2.对称布置叶轮法 3.双吸叶轮法 4.平衡叶片法 5.平衡鼓法
6.平衡盘法 7.推力轴承法
• 轴向推力平衡措施
离心式通风机)。因气流速度转向，会使叶轮进口的气流很不均匀。在 进口集流器之前安装进气箱，可改善这种状况。 • 5．进口导流器(前导器) • 大型离心式风机为扩大使用范围和提高调节性能，在集流器前或进气 箱内装设进口导流器，进口导流器分为轴向与径向两种。
• 1．4-72-11离心式通风机的结构 • 4—72—11№20 B右90° • 右90°表示出口位置表示右向旋转； • B表示通风机的传动方式为B式(悬臂支承，皮带轮传动，皮带轮
• 1.吸入室：吸入室位于叶轮进口前，它把液体从吸入管吸入叶轮。要求液 体流过吸入室的流动损失较小，液体流入叶轮时速度分布均匀。 2.叶轮：旋转叶轮吸入液体转换能量，使液体获得压力能和动能。要求叶 轮在流动损失最小的情况下使液体获得较多的能量。 3.蜗壳：蜗壳亦称压出室，位于叶轮之后，它把从叶轮流出的液体收集起 来以便送人排出管。由于流出叶轮的液体速度往往较大，为减少后面的管路 损失，要求液体在蜗壳中减速增压，同时尽量减少流动损失。
平衡筋板
叶轮背靠背、面对面排列
平衡鼓
平衡盘
平衡盘
• 平衡盘法
2 1
3
1-平衡盘 2-平衡板 3-平衡套
• 一、D型泵的构造
•
Ｄ型泵是单吸、多级、分段式离心泵。它可输送水温低于８
0℃的清水或物理性能类似于水的液体。其流量范围和扬程范围
大。目前矿井主排水泵多采用D型泵。D型水泵经多年的发展已
• 离心式通风机一般由叶轮、进风口集流器、机壳和传动轴组成。 • 1.叶轮 • 叶轮是离心式通风机的关键部件，它由前盘、后盘、叶片和轮毂等零
件焊接或铆接而成。
• 叶片的形状大致可分为平板形、圆弧形和机翼形几种。新型风机多为 机翼形。叶片数目一般为6～10片。
• 2.集流器 离心式通风机一般均装有进风口集流器(也称集风器)，它的作用是保证气
填料式密封
1—填料函壳 2—软填料 3—液封圈 4—填料压盖 5—内衬套
带水封环的填料密封
• （2） 机械密封 • a. 结构及工作原理 • 机械密封又称端面接触密封，它是靠一组研配的密封
端面而形成动密封的。 • b. 基本型式 • 内装式与外装式；
平衡型与非平衡型； 单端面与双端面机械密封； 旋转式和静止式机械密封； 内向流与外向流式机械密封。 • c. 动静环常用材料 • 对动静环的主要性能要求 ：有良好的耐磨性和较高 的硬度，导热性好，有较高的热稳定性和化学稳定性， 有较大的弹性模数和较好的抗冲击性。 • 动静环常用的材料 ：硬质合金，铸铁，石墨及陶瓷 等。
– 3)由于大小口环磨损严重，泄漏量增加，使前后轮盘上的 压力分布规律发生变化，从而引起轴向推力的增加。2、 轴向推力的危害
•
多级离心式水泵的轴向推力有时可达几十千牛顿，
这个力将使整个转子向吸水侧窜动。如不加以平衡，
将使高速旋转的叶轮与固定的泵壳接触，造成破坏
性的磨损；另外，过量的轴向窜动，会使轴承的轴
• (2)效率高，是我国设计制造的多级离心式水 泵中，效率最高的一种水泵；
• (3)采用单列向心滚柱轴承，减少了水泵的静 阻力矩，提高了机械效率；同时，此轴承还可以 满足运转时泵轴的轴向窜动；
• (4)通向吸水侧填料箱的水封管在进水段内部， 不裸露在外边；
• (5)扬程特性曲线较平缓，没有上凸部分，且 初始扬程较高，有利于水泵的稳定运行；零流量 时功率低，有利于电动机起动；效率曲线平坦， 因而扩大了它的工业利用区。
（属于内泄漏）
迷宫式密封环式
② 泵壳与轴之间：填料密封式。石棉绳填料；石墨浸石棉填
料。 （属于外泄漏）
机械密封。端面动、静环接触式密封。分：内装式；外装式
• 在离心泵中，为了密封泵轴穿出泵壳的间隙，经 常采用的密封型式有填料密封和机械密封。近年 来，采用机械密封逐渐增多。
• （1） 填料密封
• 在填料密封中常用的填料有：石墨浸棉织物填 料，石墨浸石棉填料，金属滔包石棉芯子填料。 填料密封具有结构简单，成本低等优点。但是填 料密封是靠将填料紧压在密封室内使其抱紧泵轴 来密封的，因此磨损及摩擦功耗较大，泄露较大， 使用寿命短，需要经常拧紧填料压盖，并且更换 填料频繁。因此对于密封要求较严格或密封介质 压力较高时，一般的填料密封不宜采用。
流道式导叶:与径向式导叶的水力性能相差无 几，但在结构尺寸上径向式导叶较大，工 艺方面较简单。目前节段式多级泵设计中， 趋向采用流道式导叶。
（3）.轴向力平衡装置 轴向力的产生：由于吸入口压力p1 与叶轮出口压力p2 不同，动反力。
p1 << p2 叶轮盖板前后形成一个轴向力：
F
π 4
D12
闭式叶轮 半开式叶轮 开式叶轮 双吸叶轮
• 1） 对叶轮的要求 • 叶轮应有足够的强度和钢度；
流道形状为符合液体流动规律的流线型，液流速度分布均匀， 流道阻力尽可能小，流道表面粗糙度较小；
材料应具有较好的耐磨性； 叶轮应具有良好的静平衡和动平衡； 结构简单，制造工艺性好。离心泵的叶轮一般都是铸造而成。 • （2） 叶轮的主要结构参数 • a. 叶片在叶轮进、出口处的安装角 • 叶片在叶轮进口处的安装角βA1通常是按设计流量下液体流进 叶轮时的相对速度ω1的方向角β1而定。当βA1=β1时，有利于减 小冲击损失。有时为了改善泵的汽蚀性能，一般取冲角δ=βA1β1 =3O～10O，为正冲角。 液道出口处的安装角βA2，通常取 βA2= 20O～O，以获得较大 的反作用度，减少转能损失。
字母
分段式多级泵
KD
分段式多级锅炉给水泵
QJ
立轴多级泵
S
首级用双吸叶轮的分段式 M 多级泵
耐腐蚀泵
WB
长轴深井泵
WG
意义
中开式多级泵 井用潜水泵 单级双吸式离心泵
耐磨泵 微型离心泵 高扬程横轴污水泵
• （4）. 离心泵的命名
•
•
如： IS 250 30 A
150 D 60×5
•
↑ ↑↑↑
↑ ↑↑ ↑ ↑ ↑↑↑
轴封装置：机械密封
液封圈 1—螺钉 2—传动座 3—弹簧 4—推环 5—动环密封圈 6—动环 7—静环 8—静环密封圈 9—防转销
• 5)、导叶
导叶又称导流器、导轮，分径向式导叶和流道式导 叶两种，应用于节段式多级泵上作导水机构。
径向式导叶:液体从叶轮中流出，由螺旋线部分收 集起来，而扩散管将大部分动能转换为压能，进 入过渡区，起改变流动方向的作用，再流入反导 叶，消除速度环量，并把液体引向次级叶轮的进 口。由此可见，导叶兼有吸入室和压出室的作用。
直锥形吸入室
弯管形吸入室
• 3)、机壳
功能原理:机壳收集来自叶轮的液体，并使部分流 体的动能转换为压力能，最后将流体均匀地引向 次级叶轮或导向排出口。
环形
螺旋形
• 4)、密封装置(sealing instrument)
功能原理：密封装置主要用来防止压力增加时流体 的泄漏
① 叶轮与壳体吸入口之间： 平接密封环式
离心风机主要结构分解示意图 1－吸入口 2－叶轮前盘 3－叶片 4－后盘 5－支架 6－机壳 7－
截流板，即风舌 8－出口
• 离心风机的原理
•叶轮旋转产生的 离心力使空气获 得动能, 然后经蜗 壳和蜗壳出口扩 散段将部分动能 转化为静压。这 样,风机出口的空 气就是具有一定 静压的风流。
离心风机结构简图 1-进气室；2-进气口；3-叶轮；4-蜗壳；5-主轴； 6-出气口；7-扩散器
b. 叶片数目 • 为了保证叶片对流经叶轮的液体施以充分的推动使其旋转的作
用，并考虑到流道不要过长和阻塞系数不致过大，叶片数目通常 取6～8片。对于输送含杂质的液体，叶片数目应少些，一般为～ 4片。 •
• 2)、吸入室
功能原理：离心泵吸入管法兰至叶轮进口前的空间过流部 分称为吸入室。其作用为在最小水力损失下，引导液体 平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的流速尽可能均匀的 分布。
单 级 单
吸 入
扬
口程
第 一 次
吸 直m 切
泵径
割
mm
吸 口
多扬 级程
级 数
吸 口
直 泵m
直
径
径
mm
英
寸
5 Y 57A
• 离心泵的命名方式 •
离心泵基本形式标号：
单级单吸清水离心泵
IS——国际标准号
如：IS50—32—125 50——泵入口直径；32——泵出口直径；125——泵叶轮直径
• 1、离心式泵的结构
泵
• 第一节 离心式泵与风机的工作原理
一、离心泵
（一）主要部件和工作原理
1—叶轮 2—泵壳 4—吸入口 5—吸入管 7—滤网 8—排出口 10—调节阀
3—泵轴 6—底阀 9—排出管
二、水泵的型号意义
表6-1 部分离心泵型号中某些汉语拼音字母通常所代表的意义
字母 D DG DL DS
F JC
意义
离心风机的主要结构参数
• ①叶轮外径, 常用D表示；
• 离心泵的主要零件
1)、叶轮（impeller) 功能原理：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。结构分类：闭式叶轮——清水泵 半开式叶轮——污水泵、稠油泵、砂泵、高速泵、部分流泵 开式叶轮——轴流泵。双吸叶轮——双吸清水泵。
开式
半封闭式
封闭式
叶轮吸入形式：（a）单吸 （b）双吸。
风机结构及原理-离心风机
• 离心风机的基本组成： • 由旋转的叶轮和蜗壳式的外壳组成。 • 旋转叶轮的功能是使空气获得能量； • 蜗壳的功能是收集空气，并将空气的动压有效地转化为静压。
2、离心式风机 （1）离心式风机的结构及工作原理
• 叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，从而被输 送到高处或远处。
• 7)、平衡装置（平衡孔或平衡管法）
单级泵：⑴ 平衡孔：叶轮后盖钻几个孔，使中心处压力相等。开 平衡孔的办法可使叶轮两侧的压力基本上得到平衡，但由于液流 通过平衡孔有一定的阻力，所以仍有少部分的轴向力不能完全平 衡，并且会使泵的效率降低，其优点是结构简单，多用于小泵上。 ⑵ 平衡管：叶轮背部中心与泵吸入口用管子联同，使力相等。 接平衡管的方法是将叶轮背面和入口用压力平衡管连通来平衡轴 向力。这种方法比开平衡孔方法优越，因它不干扰泵入口液流的 流线，效率相对较高。
dLeabharlann Baidu
2 0
p2 p1
kg
多级级泵的轴向力F轴 Z F单
Z： 为级数。
轴向力会引起轴窜动、叶轮磨损。
轴向推力及平衡
• 1、产生轴向推力的原因
• 单吸式离心泵，在工作时产生轴向推力的原因有以 下三点：
– 1)由于作用在叶轮前、后轮盘上的压力不平衡而产生轴向 推力。
– 2)由于叶轮内水流动量发生变化而产生的轴向推力。
在两轴承中间)； • 20表示通风机机号，即叶轮直径为2000mm； • 1NO表示设计序号； • 1表示通风机叶轮为单侧进风； • 72表示通风机的比转数为72； • 4表示通风机在最高效率点的全压系数为0.4。 • 2．G4-73-11离心式通风机的结构 • 3．K4-73-01离心式通风机的结构
形成系列，其结构形式基本相同，只是尺寸大小不同。
• 如图6-1所示为D280—43×3
• (旧系列200D43×3)型水泵的结构
• 图，主要有转动部分、固定部分、
• 轴承部分和密封部分等组成。
• 三、 D型水泵的特点及性能
• (1)D型水泵的流量和扬程范围较大，适合于 矿山排水，并有清水泵、耐磨泵和耐酸泵；
叶轮
➢叶轮 ✓轴 ✓ 6~12片 叶片
➢机壳等。
蜗牛形通道； 叶轮偏心放； 可减少能耗，有利于 动能转化为静压能。
底阀(防止“气缚”)
滤网(阻拦固 体杂质)
由于离心力的作用，泵的进出口出产生压力差，从而使流体流动。
• 离心泵的主要部件有叶轮、吸入室、蜗壳、轴封箱和密封环等，如左图所示。 离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和蜗壳。
流均匀、平顺地进入叶轮进口，减少流动损失和降低进口涡流噪声。 • 集流器有筒形、锥形、弧形与组合形等几种形式。 • 集流器与叶轮间存在着间隙，其形式可分为径向间隙和轴向间隙两种， • 3. 机壳 • 机壳的作用是将叶轮出口的气体汇集起来，导至通风机的出口，并将
气体的部分动压转变为静压。 • 4．进气箱 • 进气箱一般应用于大型离心式通风机进口之前需接弯管的场合(如双吸