水泵的基礎(chǔ)知識(shí)

水泵的基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)水泵用途及分類(lèi)

一、定義和用途

泵是一種抽送能量液體的機(jī)械。就是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為所抽送液體位能的

機(jī)器。它在動(dòng)力機(jī)械的帶動(dòng)下，能把液體從低處抽送到高處或遠(yuǎn)處，為生產(chǎn)服務(wù)。

泵能抽送水、油、酸堿溶液、液態(tài)金屬、紙漿、泥漿等。用于抽水的泵叫水泵，

又叫抽水機(jī)。

水泵用于農(nóng)業(yè)灌溉和排澇，提高了農(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害的能力，可增產(chǎn)、保收、并

為農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、水利化提供了物質(zhì)條件。

二、分類(lèi)和型號(hào)

泵的種類(lèi)很多，以轉(zhuǎn)換能量的方式來(lái)分，通常分為有轉(zhuǎn)子泵和無(wú)轉(zhuǎn)子泵兩種。前

一類(lèi)是靠高速旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子把動(dòng)力機(jī)的機(jī)械能量轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘驂核土?/p>

體的能量，如葉片泵、容積泵、漩渦泵；后一類(lèi)則是靠工作流體把工作能量轉(zhuǎn)換

為提升或壓送流體的能量，如水錘泵、射流泵、內(nèi)燃泵、空氣揚(yáng)水機(jī)等。但在農(nóng)

業(yè)排灌、排澇工作中，用得最多的還是葉片泵。

常用水泵基本類(lèi)型如下：

c單級(jí)單吸泵（DA、IS）

r臥式_「蝸殼式——單級(jí)雙吸泵（SH、S）

農(nóng)蜀心泵—一多級(jí)單吸泵（DK）

業(yè)一導(dǎo)葉式多級(jí)單吸泵

用「「單級(jí)單吸泵（水輪泵）

泵＜立式--蝸殼式---單級(jí)雙吸泵（SLA）

一導(dǎo)葉式_r單級(jí)單吸泵（潛水泵）

L立式軸流泵（ZLB）L多級(jí)單吸泵（深井泵）

軸流泵一臥式軸流泵（ZWB）

一斜式軸流泵（ZXB）

混流泵臥式蝸殼泵（HB）

立式導(dǎo)葉式泵（HL）

三、型號(hào)表示方法

我國(guó)大中型泵站，目前用到的水泵有：IS型單級(jí)離心泵、S（SH）型單級(jí)雙吸離

心泵、1200LW型立式蝸殼離心泵、1700ZLB型立式軸流泵幾種型號(hào)。真空泵主

要以SZ-1、2型為主。

1

單極單吸離心泵

IS125-100-250A（B、C）

I一同型號(hào)葉輪直徑第一（二、三）次切割

葉輪名義直徑315m

______________泵排出口直徑100mm

------------------------泵吸入口直徑125mm

符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的單級(jí)單吸清水離心泵

2

單級(jí)雙吸中開(kāi)離心清水泵

250S(Sh)14A(B)

吸入口直徑，mm------------------------葉輪直徑第一、二切割

I--------揚(yáng)程,m

單級(jí)雙吸清水離心泵--------------

（從驅(qū)動(dòng)端看，泵為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)）從驅(qū)動(dòng)端看，泵為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)

3

立式離心泵

?----------單級(jí)揚(yáng)程60m

4

立式軸流泵

17000ZLB

水泵進(jìn)口直徑lTOOrn立式軸流泵

5

真空泵

SZ-M2)

水環(huán)式真空泵最大抽氣量lmVmin

第二節(jié)水泵基本工作原理

一、離心泵

1

離心泵的工作原理

離心泵的種類(lèi)很多，但工作原理相同，構(gòu)造大同小異。其主要工作部件是旋轉(zhuǎn)葉

輪和固定的泵殼（圖2-1）。葉輪是離心泵直接對(duì)液體做功的部件，其上有若干

后彎葉片，一般為4~8片。離心泵工作時(shí)，葉輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

（1000~3000r/min）,迫使葉片間的液體也隨之作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)因離心力的作

用，使液體由葉輪中心向外緣作徑向運(yùn)動(dòng)。液體在流經(jīng)葉輪的運(yùn)動(dòng)過(guò)程獲得能量,

并以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼內(nèi)，由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，

又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，達(dá)到較高的壓強(qiáng)，最后沿切向流入壓出管道。

在液體受迫由葉輪中心流向外緣的同時(shí)，在葉輪中心處形成真空。泵的吸入管路

一端與葉輪中心處相通，另一端則浸沒(méi)在輸送的液體內(nèi)，在液面壓力（常為大氣

壓）與泵內(nèi)壓力（負(fù)壓）的壓差作用下，液體經(jīng)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)，只要葉輪的

轉(zhuǎn)動(dòng)不停，離心泵便不斷地吸入和排出液體。由此可見(jiàn)離心泵主要是依靠高速旋

轉(zhuǎn)的葉輪所產(chǎn)生的離心力來(lái)輸送液體，故名離心泵。

離心泵若在起動(dòng)前未充滿(mǎn)液體，則泵內(nèi)存在空氣，由于空氣密度很小，所產(chǎn)生的

離心力也很小。吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi)，雖起動(dòng)離心泵，

但不能輸送液體，此現(xiàn)象稱(chēng)為"氣縛"。所以離心泵起動(dòng)前必須向殼體內(nèi)灌滿(mǎn)液體,

在吸入管底部安裝帶濾網(wǎng)的底閥。底閥為止逆閥，防止起動(dòng)前灌入的液體從泵內(nèi)

漏失。濾網(wǎng)防止固體物質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)?？拷贸隹谔幍膲撼龉艿郎涎b有調(diào)節(jié)閥，供

調(diào)節(jié)流量時(shí)使用。

圖2-1離心泵裝置簡(jiǎn)圖

1—葉輪；2—泵殼；3—泵軸；4—吸入管；

5—底閥；6—壓出管；7—出口閥

2

離心泵的構(gòu)造

離心泵的種類(lèi)很多，我們灌區(qū)常用的有單級(jí)單吸離心泵、單級(jí)雙吸離心泵、立式

單級(jí)離心泵、立式多級(jí)離心泵三種。

單級(jí)單吸離心泵

1、泵體2、葉輪3、泵蓋4、機(jī)械密封5、懸架部件6、泵軸

IS型臥式離心泵主要由泵體、泵蓋、葉輪、軸、密封環(huán)、軸套及懸架軸承不見(jiàn)等

組成。IS型的泵體和泵蓋部分，是從葉輪背面處剖分的，即通常所說(shuō)的后開(kāi)門(mén)

結(jié)構(gòu)形式。其優(yōu)點(diǎn)是檢修方便，檢修時(shí)不動(dòng)泵體，吸入管路，排出管路和電動(dòng)機(jī),

只需拆下加長(zhǎng)聯(lián)軸器的中間聯(lián)接件，即可退出轉(zhuǎn)子部分進(jìn)行檢修。

泵的殼體（即泵體和泵蓋）構(gòu)成泵的工作室。葉輪、軸和滾動(dòng)軸承等為泵的轉(zhuǎn)子。

懸架軸承部件支撐著泵的轉(zhuǎn)子部分，滾動(dòng)軸承受泵的徑向力和軸向力。為了平衡

泵的軸向力，大多數(shù)泵的葉輪前、后均設(shè)有密封環(huán)，并在葉輪后蓋板上設(shè)有平衡

孔，由于有些泵軸向力不大，葉輪背面未設(shè)密封環(huán)和平衡孔。

泵的軸向密封環(huán)是由填料壓蓋，填環(huán)和填料等組成，以防止進(jìn)氣或大量漏水。泵

的葉輪如有平衡，則裝有軟填料的空腔與葉輪吸入口相通，如葉輪入口處液體處

于真空狀態(tài)，則很容易沿著軸套表面進(jìn)氣，故在填料腔內(nèi)裝有填料環(huán)通過(guò)泵蓋上

的小孔，將泵室內(nèi)壓力水引至填料環(huán)進(jìn)行密封。泵的葉輪如沒(méi)有平衡孔，由于葉

輪背面液體壓力大于大氣壓，因而不存在漏氣問(wèn)題，故可不裝填料環(huán)。為避免軸

磨損，在軸通過(guò)填料腔的部位裝有軸套保護(hù)。軸套與軸之間準(zhǔn)有。型密封圈，

以防止沿著配合表面進(jìn)氣或漏水。

泵的傳動(dòng)方式是通過(guò)加長(zhǎng)彈性聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接的，泵的旋轉(zhuǎn)方向，從驅(qū)動(dòng)端

看，為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。

單級(jí)雙吸離心泵

1、泵體2、泵蓋3、葉輪4、軸5、雙吸密封環(huán)6、軸套7、聯(lián)軸軸器

8、軸承體9、密封部件

S、SH型單級(jí)雙吸泵的吸入口與吐出口均在水泵軸心線(xiàn)下方，水平方向與軸線(xiàn)成

垂直位置、泵殼.中開(kāi)，檢修時(shí)無(wú)需拆卸進(jìn)水，排出管路及電動(dòng)機(jī)（或其他原動(dòng)機(jī)）

從聯(lián)軸器向泵的方向看去，水泵均為逆口寸針?lè)较蛐D(zhuǎn)。如根據(jù)用戶(hù)特殊訂貨需要

也可改為順口寸針旋轉(zhuǎn)。

S、SH型單級(jí)雙吸泵的主要另件有：泵體、泵蓋、葉輪、軸、雙吸密封環(huán)、軸套、

軸承等。除軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素鋼外，其余多為鑄鐵制成。

泵體與泵蓋構(gòu)成葉輪的工作室，在進(jìn)、出水法蘭上制有安裝真空表和壓力表的管

螺孔，進(jìn)出水法蘭的下部制有放水的管螺孔。

葉輪經(jīng)過(guò)靜平衡校驗(yàn)，用軸套和兩側(cè)的軸套螺母固定，其軸向位置可以通過(guò)軸套

螺母進(jìn)行調(diào)整，葉輪的軸向力利用其葉片的對(duì)稱(chēng)布置達(dá)到平衡，可能還有一些剩

余軸向力則同軸端的軸承承受。

S型泵對(duì)于軸承處軸徑小于60mm的用滾動(dòng)軸承支承，稱(chēng)為甲式SH型泵；軸承

處大于70mm的用巴氏合金滑動(dòng)軸承支承，稱(chēng)之為乙式SH型泵?，F(xiàn)在有很多大

于70mm的泵也采用滾動(dòng)軸承。甲式泵由兩個(gè)單列向心球軸承支承，軸承裝在

泵體兩端的軸承體內(nèi)，用黃油潤(rùn)滑，雙吸密封環(huán)用以減少水泵壓水室的水漏回吸

水室。

水泵通過(guò)聯(lián)軸器由電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)。

軸封為軟填料密封，為了冷卻潤(rùn)滑密封腔和防止空氣漏入泵內(nèi)，在填料之間有水

封環(huán)，水泵工作時(shí)小量高壓水通過(guò)水封管流入填料腔起水封作用。

二、真空泵

0

水環(huán)式真空泵工作原理

真空是指在給定的空間內(nèi)，低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣體狀態(tài)。

利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)容器進(jìn)行抽氣，以獲得真空的機(jī)器或

器械，都叫做真空泵。

真空泵種類(lèi)很多，一般可分為容積真空泵、射流真空泵、和其它類(lèi)型真空泵三大

類(lèi)，其中以容積真空泵應(yīng)用最廣。

水環(huán)真空泵（簡(jiǎn)稱(chēng)水環(huán)泵）是一種粗真空泵，它所能獲得的極限真空為

2000~4000Pa,串聯(lián)大氣噴射器可達(dá)270~670Pa。水環(huán)泵也可用作壓縮機(jī)，稱(chēng)為

水環(huán)式壓縮機(jī)，是屬于低壓的壓縮機(jī)，其壓力范圍為l~2xl05Pa表壓力。

水環(huán)泵最初用作自吸水泵，而后逐漸用于石油、化工、機(jī)械、礦山、輕工、醫(yī)藥

及食品等許多工業(yè)部門(mén)。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過(guò)程中，如真空過(guò)濾、真空引水、

真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等，水環(huán)泵得到廣泛的應(yīng)

用。由于真空應(yīng)用技術(shù)的飛躍發(fā)展，水環(huán)泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。

由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的，故可抽除易燃、易爆的氣體，此外還可抽除含

塵、含水的氣體，因此，水環(huán)泵應(yīng)用日益增多。

水環(huán)式真空泵工作原理如原理圖：在泵體中裝有適量的水作為工作液。當(dāng)葉輪按

圖中指示的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成

了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的上部分內(nèi)表面恰好與

葉輪輪轂相切，水環(huán)的下部?jī)?nèi)表面剛好與葉片頂端接觸（實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)有

一定的插入深度）。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間，而這一空間

又被葉輪分成葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的上部0°為起點(diǎn)，那么葉

輪在旋轉(zhuǎn)前180。時(shí)小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時(shí)氣體

被吸入，當(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小腔由大變小,

使氣體被壓縮；當(dāng)小腔與排氣口相通時(shí)，氣體便被排出泵外。

總之，水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的，因此它屬于容積

式真空泵。

第三節(jié)泵的基本參數(shù)

表征泵主要性能的參數(shù)有以下幾個(gè)：

1、流量Q

流量是泵在單位時(shí)間內(nèi)輸送出去的液體量（體積或質(zhì)量）。

流量用Q表示，單位是：m3/s,m3/h,L/so

2、揚(yáng)程H

揚(yáng)程又叫"水頭"。揚(yáng)程是泵所抽送的單位重量液體從泵進(jìn)口處到出口處能量的增

值。通常用H表示，單位為m。

泵的揚(yáng)程表征泵本身的性能，只和泵進(jìn)出口法蘭處的液體的能量有關(guān)，而和泵裝

置無(wú)直接關(guān)系。但是，利用能量方程，可以用泵裝置中液體的能量表示泵的揚(yáng)程。

一般情況下，臥式離心泵的揚(yáng)程是以泵軸中心線(xiàn)為界，軸線(xiàn)一側(cè)是吸水管，把水

吸上來(lái)，軸線(xiàn)另一側(cè)通過(guò)出水管把水壓出去。水泵把水吸上來(lái)的高度，叫吸水揚(yáng)

程，簡(jiǎn)稱(chēng)吸程，用符號(hào)H吸表示；水泵能把水壓出去的高度，叫做壓水揚(yáng)程，

或稱(chēng)出揚(yáng)程，用符號(hào)H出表示。所以水泵揚(yáng)程是吸水揚(yáng)程和出水揚(yáng)程之和。

即H=H吸+H出

3、轉(zhuǎn)速n

轉(zhuǎn)速是泵軸單位時(shí)間的轉(zhuǎn)速，用符號(hào)n表示，單位是r/min。一般來(lái)說(shuō)，口徑小

的泵轉(zhuǎn)速高，