離心泵的基礎知識(定義,原理,分類)

1、一、離心泵的概述離心泵引就是根據離心力原理設計的，高速旋轉的葉輪葉片帶動水轉動，將水甩出,從而達到輸送的目的。離心泵有好多種，從使用上可以分為民用與工業(yè)用泵；從輸送介質上可以分為清水泵、雜質泵、耐腐蝕泵等。 驅動機通過泵軸帶動葉輪旋轉產生離心力,在離心力作用下,液體沿葉片流道被甩向葉輪出口,液體經蝸殼收集送入排出管。液體從葉輪獲得能量,使壓力能和速度能均增加,并依靠此能量將液體輸送到工作地點。在液體被甩向葉輪出口的同時,葉輪入口中心處形成了低壓,在吸液罐和葉輪中心處的液體之間就產生了壓差,吸液罐中的液體在這個壓差作用下,不斷地經吸入管路及泵的吸入室進入葉輪中。 離心泵的工作原理是：離心泵之所以

2、能把水送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進水管必須罐滿水形成真空狀態(tài)，當葉輪快速轉動時，葉片促使水快速旋轉，旋轉著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。水源的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過管網壓到了進水管內。這樣循環(huán)不已，就可以實現連續(xù)抽水。在此值得一提的是：離心泵啟動前一定要向泵殼內充滿水以后，方可啟動，否則泵體將不能完成吸液，造成泵體發(fā)熱，震動，不出水，產生“空轉”，對水泵造成損壞（簡稱“氣縛”）造成設備事故。 離心泵的種類很多，分類方法常見的有以下幾種方式1按葉輪吸入方式分：單吸式離心泵 雙吸式離心泵。2按葉輪數目分：單級離心泵

3、多級離心泵。3按葉輪結構分：敞開式葉輪離心泵 半開式葉輪離心泵 封閉式葉輪離心泵。4按工作壓力分：低壓離心泵 中壓離心泵 高壓離心泵邊 立式離心泵。 葉輪安裝在泵殼2內，并緊固在泵軸3上，泵軸由電機直接帶動。泵殼中央有一液體吸入4與吸入管5連接。液體經底閥6和吸入管進入泵內。泵殼上的液體排出口8與排出管9連接。在離心泵啟動前，泵殼內灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動高速轉動，葉片間的液體也必須隨著轉動。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將部分動能轉變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要

4、場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢姡灰~輪不斷地轉動，液體便會不斷地被吸入和排出。三、離心泵的結構及主要零部件一臺離心泵主要由泵體、葉輪、密封環(huán)、旋轉軸、軸封箱等部件組成,有些離心泵還裝有導輪、誘導輪、平衡盤等。1.泵體:即泵的殼體,包括吸入室和壓液室。吸入室:它的作用是使液體均勻地流進葉輪。壓液室:它的作用是收集液體,并把它送入下級葉輪或導向排出管,與此同時降低液體的速度,使動能進一步變成壓力能。壓液室有蝸殼和導葉兩種形式。2葉輪:它是離心泵內傳遞能量給液體的唯一元件,葉輪用鍵固定于軸上，隨軸由

5、原動機帶動旋轉,通過葉片把原動機的能量傳給液體。葉輪分類:按照液體流入分類：單吸葉輪（在葉輪的一側有一個入口）和雙吸葉輪（液體從葉輪的兩側對稱地流到葉輪流道中）。按照液體相對于旋轉軸線的流動方向分類：徑流式葉輪、軸流式葉輪和混流式葉輪。按照葉輪的結構形式分類:閉式葉輪、開式葉輪和半開式葉輪。3軸:是傳遞機械能的重要零件,原動機的扭矩通過它傳給葉輪。泵軸是泵轉子的主要零件，軸上裝有葉輪、軸套、平衡盤等零件。泵軸靠兩端軸承支承，在泵中作高速回轉，因而泵軸要承載能力大、耐磨、耐腐蝕。泵軸的材料一般選用碳素鋼或合金鋼并經調質處理。 軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構件，有滾動軸承和滑動軸承兩種。滾動軸承使用

6、牛油作為潤滑劑加油要適當一般為2/33/4的體積太多會發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱！滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的,加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂*，太少軸承又要過熱燒壞造成事故！在水泵運行過程中軸承的溫度最高在85一般運行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有雜質，油質是否發(fā)黑，是否進水）并及時處理！ 4.密封環(huán):是安裝在轉動的葉輪和靜止的泵殼（中段和導葉的組合件）之間的密封裝置。其作用是通過控制二者之間間隙的方法，增加泵內高低壓腔之間液體流動的阻力，減少泄漏。 密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進口與泵殼間的間隙過大會造成泵內高壓區(qū)的水經此間隙流向低壓區(qū)，影響泵的出水量，效率降低！間隙過小會

7、造成葉輪與泵殼摩擦產生磨損。為了增加回流阻力減少內漏，延緩葉輪和泵殼的所使用壽命，在泵殼內緣和葉輪外援結合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在0.251.10mm之間為宜。 5. 軸套軸套是用來保護泵軸的，使之不受腐蝕和磨損。必要時，軸套可以更換。6.軸封泵軸和前后端蓋間的填料函裝置簡稱為軸封，主要防止泵中的液體泄漏和空氣進入泵中，以達到密封和防止進氣引起泵氣蝕的目的。軸封的形式：即帶有骨架的橡膠密封、填料密封和機械密封。填料函主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內的水流不流到外面來也不讓外面的空氣進入到泵內。始終保持水泵內的真空！

8、當泵軸與填料摩擦產生熱量就要靠水封管住水到水封圈內使填料冷卻！保持水泵的正常運行。所以在水泵的運行巡回檢查過程中對填料函的檢查是特別要注意！在運行600個小時左右就要對填料進行更換。 7.軸向力的平衡裝置.在離心泵運行過程中，由于液體是在低壓下進入葉輪，而在高壓下流出，使葉輪兩側所受壓力不等，產生了指向入口方向的軸向推力，會引起轉子發(fā)生軸向竄動，產生磨損和振動，因此應設置軸向推力軸承，以便平衡軸向力。 1.流量:即泵在單位時間內排出的液體量,通常用體積單位表示,符號Q,單位有m3/h,m3/s,l/s等, 2.揚程:輸送單位重量的液體從泵入口處(泵進口法蘭)到泵出口處(泵出口法蘭),其能量的增

9、值,用H表示,單位為kgf.m/kgf。 3.轉速:泵的轉速是泵每分鐘旋轉的次數,用N來表示。電機轉速N一般在2900轉/分左右。 4.汽蝕余量:離心泵的汽蝕余量是表示泵的性能的主要參數,用符號hr表示,單位為米液柱。 5.功率與效率:泵的輸入功率為軸功率N,也就是電動機的輸出功率。泵的輸出功率為有效功率Ne。五、泵內能量損失泵從原動機獲得的機械能，只有一部分轉換為液體的能量，而另一部分則由于泵內消耗而損失。泵內所有損失可分為以下幾項：1水力損失 由液體在泵內的沖擊、渦流和表面摩擦造成的。沖擊和渦流損失是由于液流改變方向所產生的。液體流經所接觸的流道總會出現表面摩擦，由此而產生的能量損失主要取

10、決于流道的長短、大小、形狀、表面粗糙度，以及液體的流速和特性。2容積損失 容積損失是已經得到能量的液體有一部分在泵內竄流和向外漏失的結果。泵的容積效率h容一般為093098。改善密封環(huán)及密封結構，可降低漏失量，提高容積效率。3機械損失 機械損失指葉輪蓋板側面與泵殼內液體間的摩擦損失，即圓盤損失，以及泵軸在盤根、軸承及平衡裝置等機械部件運動時的摩擦損失，一般以前者為主。六、泵的變速-比例定律 1.離心泵的變速: 一臺離心泵,當它的轉速改變時,其額定流量、揚程和軸功率都將按一定比例關系發(fā)生改變。目前,采用變頻調速電機來實現離心泵的變速,是一條新的重要的節(jié)能途徑。 2.比例定律的表達式: Q1/Q2

11、=n1/n2 H1/H2=(n1/n2)2 N1/N2=(n1/n2)3 式中,Q、H、N表示泵的額定流量、揚程和軸功率 下標1,2分別表示不同的轉速 n表示轉速七、離心泵葉輪的切割1.切割的目的: 一臺離心泵,在一定的轉速下僅有一條性能曲線,為擴大泵的工作范圍,常采用切割葉輪外徑的方法，使其工作范圍由一條線變成一個面。當切割量較少時，可以認為切割前后葉片的出口安置角和通流面積基本不變，泵效率近似相等。2.切割定律的表達式: Q'/Q=D2'/D2 H'/H=(D2'/D2)2 N'/N=(D2'/D2)3 式中,Q、H、N表示泵的額定流量、揚程

12、和軸功率 角標'表示葉輪切割后的對應參數 D2表示葉輪的外直徑八、離心泵的比轉數比轉數是由相似定律導出的綜合性參數，它是工況的函數，對一臺泵來說，不同的工況就有不同的比轉數，為了便于對不同類型泵的性能與結構進行比較，應用最佳工況（最高效率點）的比轉數來代表這臺泵。在選泵時，可根據工作需要的Q、H和結合電機的轉速，計算出ns數，大致確定泵的類型。當ns<30時,一般采用容積式泵, 當ns>30時,則采用離心泵、混流泵、軸流泵等。九、離心泵的汽蝕與吸入特性根據離心泵的工作原理可知,液流是在吸入罐壓力Pa和葉輪入口最低壓力Pk間形成的壓差(Pa-Pk)作用下流入葉輪的,則葉輪入口

13、處壓力Pk越低,吸入能力就越大。但若Pk降低到某極限值(目前多以液體在輸送溫度下的飽和蒸汽壓力Pt為液體汽化壓力的臨界值)時,就會出現汽蝕現象。2.汽蝕會引起的嚴重后果: (1)產生振動和噪音。 (2)對泵的工作性能有影響:當汽蝕發(fā)展到一定程度時,汽泡大量產生,會堵塞流道,使泵的流量、揚程、效率等均明顯下降。 (3)對流道的材質會有破壞:主要是在葉片入口附近金屬的疲勞剝蝕。 3.離心泵的吸入特性: 1泵發(fā)生汽蝕的基本條件是:葉片入口處的最低液流壓力Pk該溫度下液體的飽和蒸汽壓Pt。 2有效汽蝕余量:液體流自吸液罐,經吸入管路到達泵吸入口后,所富余的高出汽化壓力的那部分能頭。用ha表示。 3泵的

14、必須汽蝕余量:液流從泵入口到葉輪內最低壓力點K處的全部能量損失,用hr表示。 4hr與ha的區(qū)別和聯系: ha>hr 泵不汽蝕 ha=hr 泵開始汽蝕 ha<hr 泵嚴重汽蝕 5對于一臺泵,為了保證其安全運行而不發(fā)生汽蝕,對于泵的必須汽蝕余量還應加一個安全裕量,一般取0.5米液柱。于是,泵的允許汽蝕余量為:hr=hr0.5。 6泵的允許幾何安裝高度表達式為:Hg1=(Pa-Pt)/r-hAS-hr。Pa吸入罐壓力Pt液體在輸送溫度下的飽和蒸汽壓力r液體重度hAS吸入管內流動損失hr允許氣蝕余量 7提高離心泵抗汽蝕性能的方法有: A.改進機泵結構,降低hr,屬機泵設計問題。 B.提高

15、裝置內的有效汽蝕余量.最主要最常用的方法是采用灌注頭吸入裝置. 此外，盡量減少吸入管路阻力損失，降低液體的飽和蒸汽壓，即在設計吸入管路時盡可能選用管徑大些，長度短些，彎頭和閥門少些，輸送液體的溫度盡可能低些等措施，都可提高裝置的有效氣蝕余量。 軸向力的產生原因 a葉輪前后兩側因流體壓力分布情況不同(輪蓋側壓力低,輪盤壓力高)引起的軸向力A1,其方向為自葉輪背側指向葉輪入口。 b.流體流入和流出葉輪的方向和速度不同而產生的動反力A2,其方向與A1相反,所以總軸向力A=A1-A2,方向一般與A1相同(一般A2較小)。軸向力的平衡 a.采用雙吸式葉輪:葉輪兩側對稱,流體從兩端吸入,軸向力自動抵消而達

16、到平衡。 b.開平衡孔或裝平衡管: A:在葉輪輪盤上相對于吸入口處開幾個平衡孔。 B:為避免開平衡孔后,因主流受擾動而增加水力損失,可設平衡管代替平衡孔,即采用一小管引入口壓力至輪盤背側。c:采用平衡葉片:在葉輪盤背面鑄幾條徑向筋片,筋片帶動葉輪背面間隙內的流體加速旋轉,增大離心力,從而使葉輪背面壓力顯著降低。 d:利用止推軸承承受軸向力。一般小型的單吸泵中止推軸承可以承受全部的軸向力，防止泵軸竄動。 多級離心泵軸向力的平衡: c.采用平衡鼓,部分平衡軸向力 d.采用自動平衡盤,全部自動平衡軸向力。十、離心泵的種類（一）、按工作葉輪數目來分類1、單級泵：即在泵軸上只有一個葉輪。2、多級泵.：即

17、在泵軸上有兩個或兩個以上的葉輪，這時泵的總揚程為n個葉輪產生的揚程之和。（二）、按工作壓力來分類1、低壓泵：壓力低于100米水柱；2、中壓泵：壓力在100650米水柱之間；3、高壓泵：壓力高于650米水柱。（三）、按葉輪進水方式來分類1、單側進水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個進水口；2、雙側進水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側都有一個進水口。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。（四）、按泵殼結合縫形式來分類1、水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結合縫。2、垂直結合面泵：即結合面與軸心線相垂直。（五）、按泵軸位置來分類1、臥式泵：泵軸位于水平位置。2

18、、立式泵：泵軸位于垂直位置。（六）、按葉輪出來的水引向壓出室的方式分類1、蝸殼泵：水從葉輪出來后，直接進入具有螺旋線形狀的泵殼。2、導葉泵：·水從葉輪出來后，進入它外面設置的導葉，之后進入下一級或流入出口管。平時我們說某臺水泵屬于多級泵，是指葉輪多少來講的。根據其它結構特征，它又有可能是臥式泵、垂直結合面泵、導葉式泵、高壓泵、單面進水式泵等。所以依據不同，叫法就不一樣。另外，根據用途也可進行分類，如油泵、水泵、凝結水泵、排灰泵、循環(huán)水泵等分類方式類型離心泵的特點按吸入方式單吸泵液體從一側流入葉輪，存在軸向力 雙吸泵液體從兩側流入葉輪，不存在軸向力，泵的流量幾乎比單吸泵增加一倍按級數單

19、級泵泵軸上只有一個葉輪多級泵同一根泵軸上裝兩個或多個葉輪，液體依次流過每級葉輪，級數越多，揚程越高按泵軸方位臥式泵軸水平放置立式泵軸垂直于水平面按殼體型式分段式泵殼體按與軸垂直的平面部分，節(jié)段與節(jié)段之間用長螺栓連接中開式泵殼體在通過軸心線的平面上剖分蝸殼泵裝有螺旋形壓水室的離心泵，如常用的端吸式懸臂離心泵透平式泵裝有導葉式壓水室的離心泵特殊結構管道泵泵作為管路一部分，安裝時無需改變管路潛水泵泵和電動機制成一體浸入水中液下泵泵體浸入液體中屏蔽泵葉輪與電動機轉子聯為一體，并在同一個密封殼體內，不需采用密封結構，屬于無泄漏泵磁力泵除進、出口外，泵體全封閉，泵與電動機的聯結采用磁鋼互吸而驅動自吸式泵泵

20、啟動時無需灌液高速泵由增速箱使泵軸轉速增加，一般轉速可達10000r/min以上，也可稱部分流泵或切線增壓泵立式筒型泵進出口接管在上部同一高度上，有內、外兩層殼體，內殼體由轉子、導葉等組成，外殼體為進口導流通道，液體從下部吸入。ISG生活給水泵,生活用泵，小區(qū)水泵，生活給排水設備，根據 IS、IR型離心泵性能參數和立式泵的獨特結構組合設計，并嚴格按照 ISO2858 要求進行設酒制造，采用國內優(yōu)質水力模型進行設計而成,是最理想的新一代臥式泵產品。該產品一律采用硬質合金機械密封。 應用范圍：ISW 型泵適用于工業(yè)和城市給排水，如高層建筑增壓送水,園林噴灌，消防增壓,遠距離輸送，暖通制冷循環(huán)、浴室

21、等增壓及設備配套,使用溫度不超過85。ISWR 型泵廣泛適用于：冶金、化工、紡織、造紙、以及賓飯館店等鍋爐熱源水增壓、輸送、及城市采暖系統(tǒng),SGWR型使用溫度不超過120。十一、闡釋離心泵的啟動原理離心泵是一種葉片泵，依靠旋轉的葉輪在旋轉過程中，由于葉片和液體的相互作用，葉片將機械能傳給液體，使液體的壓力能增加，達到輸送液體的目的。離心泵的啟動要注意四點：離心泵泵在一定轉速下所產生的揚程有一限定值。工作點流量和軸功率取決于與泵連接的裝置系統(tǒng)的情況(位差、壓力差和管路損失)。揚程隨流量而改變。工作穩(wěn)定，輸送連續(xù),流量和壓力無脈動。一般無自吸能力,需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空后才能開始工作。

22、離心泵在排出管路閥門關閉狀態(tài)下啟動，旋渦泵和軸流泵在閥門全開狀態(tài)下啟動，以減少啟動功率。因為離心泵是靠葉輪離心力形成真空的吸力把水提起，所以，離心泵啟動時，必須先把閘閥關閉，灌水。水位超過葉輪部位以上，排出離心泵中的空氣，才可啟動。啟動后，葉輪周圍形成真空，把水向上吸，其閘閥可自動打開，把水提起。因此，必須先閉閘閥。吸程太大有些水源較深，有些水源外圍勢較平坦處，而忽略了水泵容許吸程，產生了吸水少或根本吸不上水結果。要知道水泵吸水口處能建立真空度是有限度，絕對真空時吸程約為10米水柱高，而水泵不可能建立絕對真空。真空度過大，易使泵內水氣化，對水泵工作不利。各離心泵都有其最大容許吸程，一般38.5

23、米之間，安裝水泵時切不可只圖方便簡單。水流進出水管中阻力損失過大有些用戶測量，蓄水池或水塔到水源水面垂直距離還略小于水泵揚程，但提水量小或提不上水。其原因常是管道太長、水管彎道多，水流管道中阻力損失過大。其原因常是管道太長、水管彎道多，水流管道中阻力損失過大。一般情況下90度彎管比120度彎管阻力大，每一90度彎管揚程損失約0.51米，每20米管道阻力可使揚程損失約1米。此外，有部分用戶還隨意水泵進、出管管徑，這些對揚程也有一定影響。 其他因素影響（1）底閥打不開。通常是水泵擱置時間太長，底閥墊圈被粘死，無墊圈底閥可能會銹死。（2）底閥濾器網被堵塞；或底閥潛水中污泥層中造成濾網堵塞。（3）葉輪

24、磨損嚴重。葉輪葉片經長期使用而磨損，影響了水泵性能。（4）閘閥或止回閥有故障或堵塞會造成流量減小抽不上水。（5）出呂管道匯漏也會影響提水量。離心泵的過流部件離心泵的過流部件有：吸入室，葉輪，壓出室三個部分。葉輪室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通過葉輪對液體的作功，使其能量增加。葉輪按液體流出的方向分為三類：（1）徑流式葉輪（離心式葉輪）液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。（2）斜流式葉輪（混流式葉輪）液體是沿著軸線傾斜的方向流出葉輪。（3）軸流式葉輪液體流動的方向與軸線平行的。葉輪按吸入的方式分為二類：（1）單吸葉輪（即葉輪從一側吸入液體）。（2）雙吸葉輪（即葉輪從兩側吸入液體）。葉輪按蓋板

25、形式分為三類：（1）封閉式葉輪。（2）敞開式葉輪。（3）半開式葉輪。其中封閉式葉輪應用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。十二、離心泵汽蝕及解決方法現象： 1 污水泵，使用溫度80左右，開泵后泵壓升至正常，開泵出口泵壓正常， 10分鐘左右泵壓急速下降，伴隨噪音，振動，發(fā)生汽蝕現象 檢查發(fā)現污水站閥門關閉， 2 物料泵 物料90度左右易氣化的有機物 開泵后泵壓升至正常，由于送料量小泵出口，泵出口開度小，泵壓正常， 30分鐘左右泵壓下降，伴隨噪音振動，發(fā)生汽蝕現象 這種現象發(fā)生后，我們發(fā)現有兩個情況 一個是出口閥門開度都不大， 另外就是泵進出口物料溫度明顯比原來上升很多 在發(fā)現這兩l例發(fā)

26、生汽蝕的原因就是出口閥開度不夠或未開引起 當出口閥未開或開度小時，物料從泵獲得的能量沒有被及時送走， 就是物料獲得的動能又轉化為熱能，使物料溫度上升，當達到一定溫度 時就在泵體產生汽蝕現象。 分析清楚原因后就好解決了 在泵出口加個回流線，開泵后適當開回流閥，就在也沒有發(fā)生過汽蝕. 1檢查離心泵管路及結合處有無松動現象。用手轉動離心泵，試看離心泵是否靈活。 2向軸承體內加入軸承潤滑機油，觀察油位應在油標的中心線處，潤滑油應及時更換或補充。 3擰下離心泵泵體的引水螺塞，灌注引水（或引漿）。 4關好出水管路的閘閥和出口壓力表及進口真空表。 5點動電機，試看電機轉向是否正確。 6開動電機，當離心泵正常運轉后，打開出口壓力表和進口真空泵視其顯示出適當壓力后，逐漸打開閘閥，同時檢查電機負荷情況。 7