離心泵結構原理及常見故障

1、離心泵結構原理及常見故障離心泵結構原理及常見故障內(nèi)內(nèi)容容一、一、二、二、三、三、四、四、1. 泵的概念及分類一、離心泵概述一、離心泵概述為流體提供機械能的機械設備統(tǒng)稱為流體輸送機械。離心泵軸流泵其他類型泵 射流泵2. 泵的分類泵容積泵 往復泵 回轉(zhuǎn)泵活塞泵柱塞泵隔膜泵 螺桿泵齒輪泵動力泵機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能并輸送液體的機械 一、離心泵概述一、離心泵概述按作用原理按作用原理 清水泵； 泥漿泵； 酸泵； 堿泵； 油泵； 砂泵； 低溫泵； 高溫泵； 屏蔽泵等。按用途和輸送液體性質(zhì)按用途和輸送液體性質(zhì)3. 泵的主要類型泵主要分 往復泵、回轉(zhuǎn)泵和離心泵 三大類 1 1、離心泵、離心泵 單級單吸臥式離心

2、泵：如淡水泵、柴油泵、熱介質(zhì)循環(huán)泵、熱介質(zhì)補充泵、原油增壓泵 單級雙吸臥式離心泵：如消防增壓泵 多級臥式離心泵：如原油外輸泵、電潛泵、海水提升泵2、往復泵 有三缸單作用柱塞泵、氣動泵、電動泵三類： 三缸柱塞泵：如修井用的泥漿泵； 氣動泵：如氣動膜片泵； 電動泵：如化學藥劑電動泵、，燃氣壓縮機潤滑油柱； 3、回轉(zhuǎn)泵 主要有齒輪泵、葉片泵和螺桿泵等： 齒輪泵：如吊車液壓油泵、透平潤滑油泵； 葉片泵：如液壓油泵、手搖油泵等 螺桿泵：單螺桿臥式（開式排放泵）、三螺桿泵（閉式排放泵）一、離心泵概述一、離心泵概述DL型立式多級離心泵GDL型立式多級管道泵4.幾種典型離心泵一、離心泵概述一、離心泵概述單級單

3、吸全不銹鋼耐腐蝕離心泵IS、ISR、ISY型離心泵IS 單 級 離 心 泵ISG型系列管道泵IS單級離心泵S 型 單 級 雙 吸 中 開 泵TSWA型臥式多級離心泵表1-1離心泵基本類型代號型 號泵 的 名 稱型 號泵 的 名 稱ISB或BAD或DADLYYGFPISO3國際標準型單級單吸離心水泵單級單吸懸臂式離心清水泵多級分段式離心泵多級立式管形離心泵離心式油泵離心式管道油泵耐腐蝕泵屏蔽式離心泵S或shDSKDKDSZFYWWX單級雙吸式離心水泵多級分段式首級為雙吸葉輪多級中開式離心泵多級中開式首級為雙吸葉輪自吸式離心泵耐腐蝕液下式離心泵一般旋渦泵旋渦離心泵5.離心泵型號一、離心泵概述一、離

4、心泵概述 離心泵的主要零部件有泵殼、泵蓋、泵體、葉輪、密封環(huán)、泵軸、機封或填料函、聯(lián)軸器、軸承等。1. 離心泵主要結構二、離心泵結構二、離心泵結構圖1-11.1 離心泵轉(zhuǎn)子如圖1-2所示：轉(zhuǎn)子是指離心泵的轉(zhuǎn)動部分，它包括葉輪、泵軸、軸套、軸承等零。 圖1-2二、離心泵結構二、離心泵結構 葉輪是離心泵中最重要的零件，它將驅(qū)動機的能量傳給液體。 葉輪結構型式： A：閉式葉輪閉式葉輪。這種葉輪一般由前后蓋板、葉片和輪轂組成。由于效率較高，得到廣泛應用，一般適用于輸送不含顆粒雜質(zhì)的清凈液體。 B、開式葉輪開式葉輪。由于這種葉輪效率低，只用來輸送含有雜質(zhì)的污水或帶有纖維的液體。 C、半開式葉輪半開式葉輪

5、。常用于輸送易于沉淀或含有固體顆粒的液體。 1.2離心泵葉輪圖1-3二、離心泵結構二、離心泵結構 泵軸屬階梯軸類零件，一般情況下為一整體。但在防腐泵中，由于不銹鋼的價格較高，有時采用組合件。接觸介質(zhì)的部分用不銹鋼，安裝軸承及聯(lián)軸器的部分用優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，不銹鋼與碳鋼之間可以采用承插連接或過盈配合連接。由于泵軸用于傳遞動力，且高速旋轉(zhuǎn)，在輸送清水等無腐蝕性介質(zhì)的泵中，一般用45#鋼制造，并且進行調(diào)質(zhì)處理。在輸送鹽溶液等弱腐蝕性介質(zhì)的泵中，泵軸材料用40Cr，且調(diào)質(zhì)處理。在防腐蝕泵中，即輸送酸、堿等強腐蝕性介質(zhì)的泵中，泵軸材質(zhì)一般為1Crl8Ni9或1Crl8Ni9Ti等不銹鋼。1.3離心泵泵軸圖

6、1-4 離心泵的泵軸的主要作用是傳遞動力，支承葉輪保持在工作位置正常運轉(zhuǎn)。它一端通過聯(lián)軸器與電動機軸相連，另一端支承著葉輪作旋轉(zhuǎn)運動，軸上裝有軸承、軸向密封等零部件。二、離心泵結構二、離心泵結構 軸套的作用是保護泵軸，使填料與泵軸的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樘盍吓c軸套的摩擦 軸套是離心泵的易磨損件。軸套表面一般也可以進行滲碳、滲 氮、鍍鉻、噴涂等處理方法，表面粗糙造度要求一般要達到Ra3.2mRa0.8m?？梢越档湍Σ料禂?shù)，提高使用壽命。 1.4離心泵軸套圖1-5二、離心泵結構二、離心泵結構 軸承起支承轉(zhuǎn)子重量和承受力的作用。離心泵上多使用滾動軸承，其外圈與軸承座孔采用基軸制，內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸采用基孔制，配合類別國

7、家標準有推薦值，可按具體情況選用。軸承一般用潤滑脂和潤滑油潤滑。1.5離心泵軸承 圖1-6二、離心泵結構二、離心泵結構 蝸殼與導輪的作用，一是匯集葉輪出口處的液體，引入到下一級葉輪入口或泵的出口；二是將葉輪出口的高速液體的部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。一般單級和中開式多級泵常設置蝸殼，分段式多級泵則采用導輪。2. 離心泵蝸殼和導輪二、離心泵結構二、離心泵結構 蝸殼是指葉輪出口到下一級葉輪入口或到泵的出口管之間截面積逐漸增大的螺旋形流道，如圖2-1所示。其流道逐漸擴大，出口為擴散管狀。液體從葉輪流出后，其流速可以平緩地降低，使很大一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。 蝸殼的優(yōu)點是制造方便，高效區(qū)寬，車削葉輪后泵的效

8、率變化較小。缺點是蝸殼形狀不對稱，在使用單蝸殼時作用在轉(zhuǎn)子徑向的壓力不均勻，易使軸彎曲，所以在多級泵中只是首段和尾段采用蝸殼而在中段采用導輪裝置。 蝸殼的材質(zhì)一般為鑄鐵。防腐泵的蝸殼為不銹鋼或其他防腐材料，例如塑料玻璃鋼等。多級泵由于壓力較大，對材質(zhì)強度要求較高，其蝸殼一般用鑄鋼制造。2.1離心泵蝸殼 圖2-1二、離心泵結構二、離心泵結構 液體從葉輪甩出后，平緩地進入導輪，沿著正向?qū)~繼續(xù)向外流動，速度逐漸降低，動能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。液體經(jīng)導輪背面的反向?qū)~被引入下一級葉輪導輪上的導葉數(shù)一般為48片，導葉的入口角一般為8一16，葉輪與導葉間的徑向單側(cè)間隙約為lmm。若間隙過大，效率會降低；間

9、隙過小，則會引起振動和噪聲。與蝸殼相比，采用導輪的分段式多級離心泵的泵殼容易制造，轉(zhuǎn)能的效率也較高。但安裝檢修較蝸殼困難。另外，當工況偏離設計工況時，液體流出葉輪時的運動軌跡與導葉形狀不一致，使其產(chǎn)生較大的沖擊損失。由于導輪的幾何形狀較為復雜，所以一般用鑄鐵鑄造而成。2.2離心泵導輪 導輪是一個固定不動的圓盤，正面有包在葉輪外緣的正向?qū)~，這些導葉構成了一條條擴散形流道，背面有將液體引向下一級葉輪人口的反向?qū)~，其結構如圖2-2所示。圖2-2二、離心泵結構二、離心泵結構 從葉輪流出的高壓液體通過旋轉(zhuǎn)的葉輪與固定的泵殼之間的間隙又回到葉輪的吸入口，稱為內(nèi)泄漏，如圖2-3所示。為了減少內(nèi)泄漏，保護

10、泵殼，在與葉輪入口處相對應的殼體上裝有可拆換的密封環(huán)。 2.3離心泵密封環(huán)圖2-3二、離心泵結構二、離心泵結構密封環(huán)的結構形式有三種，如圖118所示。圖2-4 (a)為平環(huán)式，結構簡單，制造方便。但密封效果差；圖2-4 (b)為直角式的密封環(huán)，液體泄漏時通過一個90的通道，密封效果比平環(huán)式好，應用廣泛； 圖2-4 (c)為迷宮式密封環(huán)，密封效果好，但結構復雜，制造困難，一般離心泵中很少采用。密封環(huán)內(nèi)孔與葉輪外圓處的徑向間隙一般在0102mm之間。 密封環(huán)磨損后，使徑向間隙增大，泵的排液量減少，效率降低，當密封間隙超過規(guī)定值時應及時更換。 密封環(huán)應采用耐磨材料制造，常用的材料有鑄鐵、青銅等。圖2

11、-4 從葉輪流出的高壓液體，經(jīng)過葉輪背面，沿著泵軸和泵殼的間隙流向泵外，稱為外泄漏。在旋轉(zhuǎn)的泵軸和靜止的泵殼之間的密封裝置稱為軸封裝置軸封裝置。 可以防止和減少外泄漏，提高泵的效率，同時還可以防止空氣吸入泵內(nèi)，保證泵的正常運行。特別在輸送易燃、易爆和有毒液體時，軸封裝置的密封可靠性是保證離心泵安全運行的重要條件。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。2.4離心泵軸向密封裝置圖2-5二、離心泵結構二、離心泵結構 填料密封指依靠填料和軸(軸套)的外圓表面接觸來實現(xiàn)密封的裝置。由填料箱(又稱填料函)、填料、液封環(huán)、填料壓蓋和雙頭螺栓等組成，如圖2-6所示。2.5離心泵填料密封裝置二、離心泵結構二、

12、離心泵結構圖2-6 填料密封的密封性能差，不適用于高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、強腐蝕等惡劣的工作條件。 機械密封機械密封結構及工作原理依靠靜環(huán)與動環(huán)的端面相互貼合，并作相對轉(zhuǎn)動而構成的密封裝置，稱為機械密封，又稱端面密封。機械密封裝置具有密封性能好，尺寸緊湊，使用壽命長，功率消耗小等優(yōu)點，近年來在化工生產(chǎn)中得到了廣泛的使用。 2.6離心泵機械密封二、離心泵結構二、離心泵結構l機械密封的結構形式很多，主要是根據(jù)摩擦副的對數(shù)、彈簧、介質(zhì)和端面上作用的比壓情況以及介質(zhì)的泄漏方向等因素來劃分。內(nèi)裝式與外裝式內(nèi)裝式與外裝式 l內(nèi)裝式是彈簧置于被密封介質(zhì)之內(nèi)(見圖2-7、圖2-8，外裝式則是彈簧置于被密封介質(zhì)的外

13、部，如圖2-9所示。圖圖2-7非平衡型單端面機械密封非平衡型單端面機械密封 圖圖2-8非平衡型雙端面機械密封非平衡型雙端面機械密封 l一緊定螺釘；一緊定螺釘；2一彈簧座；一彈簧座；3彈簧；彈簧；4推環(huán)；推環(huán)； 1一靜密封圈；一靜密封圈；2靜環(huán)；靜環(huán)；3動環(huán)；動環(huán)；4一動環(huán)密封圈；一動環(huán)密封圈； 5一動環(huán)密封圈；一動環(huán)密封圈；6一動環(huán)；一動環(huán)；7靜環(huán)；靜環(huán)； 5一推環(huán)；一推環(huán)；6一彈簧；一彈簧；7緊定螺釘；緊定螺釘；8彈簧座；彈簧座； 8靜環(huán)密封圈；靜環(huán)密封圈；9防轉(zhuǎn)銷防轉(zhuǎn)銷 9一防轉(zhuǎn)銷一防轉(zhuǎn)銷2.6.1機械密封結構形式圖2-7圖2-8l 內(nèi)裝式可使泵軸長度減小，但彈簧直接與介質(zhì)接觸，外裝式正好

14、相反。在常用的外裝式結構中，動環(huán)與靜環(huán)接觸端面上所受介質(zhì)作用力和彈簧力的方向相反，當介質(zhì)壓力有波動或升高時，若彈簧力余量不大，就會出現(xiàn)密封不穩(wěn)定；而l 當介質(zhì)壓力降低時，又因彈簧力不變,使端面上受力過大，特別是在低壓啟動時，由于摩擦副尚未形成液膜，端面上受力過大容易磨傷密封面。所以外裝式適用于介質(zhì)易結晶、有腐蝕性、較黏稠和壓力較低的場合。l 內(nèi)裝式的端面比壓隨介質(zhì)壓力的升高而升高，密封可靠，應用較廣。 圖2-9非平衡型與平衡型 非平衡型與平衡型在端面密封中，介質(zhì)施加于密封端面上的載荷情況，可用載荷系數(shù)久表示，如圖123所示。載荷系數(shù)K為介質(zhì)壓力的作用面積與密封端面面積之比。圖2-10單端面與雙

15、端面機械密封 單端面與雙端面機械密封動環(huán)與靜環(huán)組成摩擦副，有一對摩擦副的稱為單端面機械密封，如圖2-11所示，有兩個摩擦副的稱為雙端面機械密封，如圖2-12所示。與單端面密封相比，雙端面密封有更好的可靠性，適用范圍更廣，可以完全防止被密封介質(zhì)的外泄漏，但結構較復雜，造價高。 圖2-11圖2-12l 正確合理地選擇機械密封裝置中的各零件材料，是保證密封效果，延長使用壽命的重要條件。材料必須滿足設備運轉(zhuǎn)中的工作條件，具有較高的強度、剛度、耐蝕性、耐磨性和良好的加工性。l 在一對摩擦副中，不用同一材料制造動環(huán)和靜環(huán)，以免運轉(zhuǎn)時發(fā)生咬合現(xiàn)象。通常是動環(huán)材質(zhì)硬，靜環(huán)材質(zhì)軟，即硬軟配對。常用的金屬材料有鑄

16、鐵、碳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、青銅、碳化鎢等，非金屬材料有石墨浸漬巴氏合金、石墨浸漬樹脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。l 輔助密封圈一般用各種橡膠、聚四氟乙烯、軟聚氯乙烯塑料等。l 彈簧常用材料有磷青銅、彈簧鋼及不銹鋼。2.6離心泵機械密封零件材料二、離心泵結構二、離心泵結構 離心泵在工作時，依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，液體在慣性離心力作用下獲得了能量以提高了壓強。離心泵在工作前，泵體和進口管線必須罐滿液體介質(zhì)，防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生。當葉輪快速轉(zhuǎn)動時，葉片促使介質(zhì)很快旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的介質(zhì)在離心力的作用下從葉輪中飛出，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。一面不斷地吸入液體，一面又不斷地給予吸入的液體

17、一定的能量，將液體排出。離心泵便如此連續(xù)不斷地工作。1.離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理2. 離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理圖3-13.離心泵的工作過程三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理圖3-2三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理3.離心泵的工作過程1.離心泵在起動之前，應先用水灌滿泵殼和吸水管道。 2.離心泵的工作過程，實際上是一個能量的傳遞和轉(zhuǎn)換的過程。它把電動機高速旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為被抽升水的動能和勢能。在這個轉(zhuǎn)化過程中，必然伴隨著許多能量損失，從而影響離心泵的效率。這種能量損失越大，離心泵的性能就越差，工作效率就越低。3.在泵

18、起動時，如果泵內(nèi)存在空氣，則葉輪旋轉(zhuǎn)后空氣產(chǎn)生的離心力也小，使葉輪吸入口中心處只能造成很小的真空，液體不能進到葉輪中心，泵就不能出水。 u 流量Q ：單位時間內(nèi)由泵所輸送的流體體積，即指的是體積流量，單位為m3/s或m3/h 。u 揚程H ：即壓頭，指單位重量的流體通過泵之后所獲得的有效能量，也就是泵所輸送的單位重量流體從泵進口到出口的能量增值。單位為mH2O。u 功率N ：通常指輸入功率，即由原動機傳到泵軸上的功率，也稱為軸功率，單位為W或kW u 效率 ：有效功率Ne與軸功率N之比。u 轉(zhuǎn)速n ：泵的葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位是r/min。3. 離心泵的性能參數(shù) 三、離心泵的工作原理三、離心泵

19、的工作原理H = Hd + Hv dssdssSTSThhhHHHhHH4.離心泵的揚程三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理 把正在運行中的水泵裝置的真空表和壓力表讀數(shù)（按mH2O計）相加，就可得出該水泵的工作揚程 。 水泵揚程也可以用管道中水頭損失及揚升液體高度來計算 ：圖3-3有效功率用有效功率用Ne表示表示 QpQHNe5.離心泵的有效功率 三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理 輸入功率是由原動機（如電機等）傳到泵軸上的功率，也稱為軸功率，用符號N表示。 泵的輸出功率又稱為有效功率，表示單位時間內(nèi)流體從泵中所得到的實際能量，它等于重量流量與揚程的乘積。 離心泵的效率用來表示輸入的

20、軸功率N被流體利用的程度，即用有效功率Ne與軸功率N之比來表示效率。效率用符號表示。NNe6. 離心泵的工作效率三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理【1】離心泵的主要優(yōu)點:a、離心泵的流量范圍大,一般常用的在5-20000米3/時,目前國外最大的有達54500米 3/時的.另外,流量和壓力都平穩(wěn),沒有波動.b、離心泵的轉(zhuǎn)速較高,傳動機構簡單緊湊c、操作方便可靠,調(diào)節(jié)和維修容易,并易于實現(xiàn)自動化和遠距離操作d、離心泵與同一指標的往復泵相比,結構簡單緊湊,體積小,重量比較輕,零部件少,制造方便,造價低廉,因而占地面積小,同時它的設備和修理費用都比較低【2】離心泵主要缺點：a、 在一般情況下,離

21、心泵啟動前需先灌泵或用真空泵將泵內(nèi)空氣抽出去.b、 液體粘度對泵的性能影響比較大.當液體粘度增加時,泵的流量、揚程、吸程和效率都會顯著降低。c、 離心泵在小流量、高揚程的情況下應用，受到一定的限制。因為小流量離心泵的泵流道很窄，制造起來困難，同時效率也很低。7. 離心泵的性能特點三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理流量V m3/s壓頭H mH2o軸功率N kW效率%性能參數(shù)： HV曲線 NV曲線 V曲線離心泵的特性曲線由制造廠附于產(chǎn)品樣本中，是指導正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。特性曲線：8. 離心泵的特性曲線三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理1、所謂的氣蝕是指：離心泵啟動時，若泵內(nèi)

22、存在空氣，由于空氣的密度很低，旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力很小，因而葉輪中心區(qū)所形成的低壓不足以將液位低于泵進口的液體吸入泵內(nèi)，不能輸送流體的現(xiàn)象。2、 離心泵啟動前一定要向泵殼內(nèi)充滿液體以后，方可啟動，否則將造成泵體發(fā)熱，震動，出液量減少，對水泵造成損壞（簡稱“氣蝕”）。1.離心泵的氣蝕 四、離心泵常見故障四、離心泵常見故障序號故 障原 因解 決 方 法1水泵不吸水、壓力表及指針劇烈跳動。1)進口水量的水不夠用；2)水管與儀表漏氣。1)增大泵吸入水量；2)擰緊堵塞漏氣處。2水泵不吸水1)吸入壓力過低；2)吸入管路阻力太大；3)出水管阻力太大。1)提高吸入壓力；2)清洗或增大吸水管路；3)清洗或更換出水管路。3排出壓力低，水泵出水處有壓力但泵不出水。1)出水管阻力太大；2)旋轉(zhuǎn)方向不對；3)葉輪堵塞；4)水泵轉(zhuǎn)數(shù)不夠。1)檢查清洗或更