離心水泵工作原理和主要部件

離心水泵的工作原理是怎么樣的，主要的部件有那些，澤德污水提升器詳細(xì)給大家介紹下，離心水泵有立式、臥式、單級(jí)、多級(jí)、單吸、雙吸、自吸式等多種形式。立式離心水泵簡(jiǎn)稱(chēng)為液下泵，熔鹽液下泵。離心其實(shí)是物體慣性的表現(xiàn)，比如雨傘上的水滴，當(dāng)雨傘緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水滴會(huì)跟隨雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)，這是因?yàn)橛陚闩c水滴的摩擦力做為給水滴的向心力使然。但是如果雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)加快，離心水泵是依靠葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力來(lái)輸送液體的泵，利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片帶動(dòng)水轉(zhuǎn)動(dòng)，將水甩出，從而達(dá)到輸送的目的。水泵在啟動(dòng)前，必須使泵殼和吸水管內(nèi)充滿水，然后啟動(dòng)電機(jī)，使泵軸帶動(dòng)葉輪和水做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，水發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，被甩向葉輪外緣，經(jīng)蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。

 

我們先了解下離心水泵是怎么工作原理的，

第一步：葉輪被泵軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，對(duì)位于葉片間的流體做功，流體受離心作用，由葉輪中心被拋向外圍。當(dāng)流體到達(dá)葉輪外周時(shí)，流速非常高。

 

第二步：泵殼匯集從各葉片間被拋出的液體，這些液體在殼內(nèi)順著蝸殼形通道逐漸擴(kuò)大的方向流動(dòng)，使流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，減小能量損失。所以泵殼的作用不僅在于匯集液體，它更是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。

 

第三步：液體吸上原理：依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)，迫使葉輪中心的液體以很高的速度被拋開(kāi)，從而在葉輪中心形成低壓，低位槽中的液體因此被源源不斷地吸上。

氣縛現(xiàn)象：如果離心水泵在啟動(dòng)前殼內(nèi)充滿的是氣體，則啟動(dòng)后葉輪中心氣體被拋時(shí)不能在該處形成足夠大的真空度，這樣槽內(nèi)液體便不能被吸上。這一現(xiàn)象稱(chēng)為氣縛。

為防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生，離心水泵啟動(dòng)前要用外來(lái)的液體將泵殼內(nèi)空間灌滿。這一步操作稱(chēng)為灌泵。為防止灌入泵殼內(nèi)的液體因重力流入低位槽內(nèi)，在泵吸入管路的入口處裝有止逆閥（底閥）；如果泵的位置低于槽內(nèi)液面，則啟動(dòng)時(shí)無(wú)需灌泵。

 

第四步：葉輪外周安裝導(dǎo)輪，使泵內(nèi)液體能量轉(zhuǎn)換效率高。導(dǎo)輪是位于葉輪外周的固定的帶葉片的環(huán)。這些葉片的彎曲方向與葉輪葉片的彎曲方向相反，其彎曲角度正好與液體從葉輪流出的方向相適應(yīng)，引導(dǎo)液體在泵殼通道內(nèi)平穩(wěn)地改變方向，使能量損耗最小，動(dòng)壓能轉(zhuǎn)換為靜壓能的效率高。

 

第五步：后蓋板上的平衡孔消除軸向推力。離開(kāi)葉輪周邊的液體壓力已經(jīng)較高，有一部分會(huì)滲到葉輪后蓋板后側(cè)，而葉輪前側(cè)液體入口處為低壓，因而產(chǎn)生了將葉輪推向泵入口一側(cè)的軸向推力。這容易引起葉輪與泵殼接觸處的磨損，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。平衡孔使一部分高壓液體泄露到低壓區(qū)，減輕葉輪前后的壓力差。但由此也會(huì)引起泵效率的降低。

 

第六步：軸封裝置保證離心水泵正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。離心水泵在工作是泵軸旋轉(zhuǎn)而殼不動(dòng)，其間的環(huán)隙如果不加以密封或密封不好，則外界的空氣會(huì)滲入葉輪中心的低壓區(qū)，使泵的流量、效率下降。嚴(yán)重時(shí)流量為零——氣縛。通常，可以采用機(jī)械密封或填料密封來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與殼之間的密封。

 

下面澤德污水提升器就詳細(xì)介紹下離心水泵各部件；

 

第一個(gè)主要部件：葉輪

    葉輪是泵的核心組成部分，它可使水獲得動(dòng)能而產(chǎn)生流動(dòng)。葉輪由葉片、蓋板和輪轂組成。選擇葉輪材料時(shí)，除了要考慮離心力作用下的機(jī)械強(qiáng)度以外，還要考慮材料的耐磨和耐腐蝕性能。目前多數(shù)葉輪采用鑄鐵、鑄鋼和青銅制成。

    葉輪一般可分為單吸式葉輪與雙吸式葉輪兩種。它是單邊吸水，葉輪的前蓋板與后蓋板呈不對(duì)稱(chēng)狀。雙吸式葉輪所示兩邊吸水，葉輪蓋板呈對(duì)稱(chēng)狀，一般大流量離心水泵多數(shù)采用雙吸式葉輪。        

    葉輪按其蓋板情況又可分為封閉式、敞開(kāi)式和半開(kāi)式三種。污水泵往往采用封閉式葉輪單槽道或雙槽道結(jié)構(gòu)，以防止雜物堵塞；砂泵則往往采用半開(kāi)式及敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)，以防止砂粒對(duì)葉輪的磨損及堵塞。

 

第二個(gè)主要部件：泵軸

    泵軸是用來(lái)旋轉(zhuǎn)泵葉輪的。常用材料是碳素鋼和不銹鋼。泵軸應(yīng)有足夠的抗扭強(qiáng)度和足夠的剛度，其撓度不超過(guò)允許值。葉輪和軸用鍵來(lái)聯(lián)結(jié)。鍵是轉(zhuǎn)動(dòng)體之間的連接件，離心水泵中一般采用平鍵，這種鍵只能傳遞扭矩而不能固定葉輪的軸向位置，在大、中型水泵中葉輪的軸向位置通常采用軸套和并緊軸套的螺母來(lái)定位的。

 

第三個(gè)主要部件：泵殼

    其過(guò)水部分要求有良好的水力條件。葉輪工作時(shí)，沿蝸殼的漸擴(kuò)斷面上，流量是逐漸增大的，為了減少水力損失，在水泵設(shè)計(jì)中應(yīng)使沿蝸殼漸擴(kuò)斷面流動(dòng)的水流速度是一常數(shù)。水由蝸殼排出后，經(jīng)錐形擴(kuò)散管而流人壓水管。蝸殼上錐形擴(kuò)散管的作用是降低水流的速度，使流速水頭的一部分轉(zhuǎn)化為壓力水頭。

    泵殼的材料選擇，除了考慮介質(zhì)對(duì)過(guò)流部分的腐蝕和磨損以外，還應(yīng)使殼體具有作為耐壓容器的足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

 

第四個(gè)主要部件：泵殼

    泵殼由若干零部件組成，其內(nèi)腔形成了葉輪工作室、吸水室和壓水室。泵殼的形狀和大小取決于葉輪結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及由水力設(shè)計(jì)確定的吸水室和壓水室形狀尺寸。泵殼主要有端蓋式泵殼和中開(kāi)式泵殼兩種，端蓋式泵殼沿著與泵軸心線相垂直的徑向面剖分，形成泵體和泵蓋，多用于單級(jí)泵，如圖1—5(a)所示；中開(kāi)式泵殼沿通過(guò)泵軸心線的平面剖分的泵殼，常用于雙支承的蝸殼式泵，如橫軸單吸雙吸泵等，

    離心水泵的泵殼通常鑄成蝸殼形。蝸殼形流道沿流出的方向不斷增大，可使其中水流的速度保持不變，以減少由于流速的變化而產(chǎn)生的能量損失。泵的出水口處有一段擴(kuò)散形的錐形管，水流隨著斷面的增大，速度逐漸減小，而壓力逐漸增大，水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。一般在泵體頂部設(shè)有放氣或加水的螺孔，以便在水泵啟動(dòng)前用來(lái)抽真空或灌水。

 

第五個(gè)主要部件：泵座

    泵座上有與底板或基礎(chǔ)固定用的法蘭孔。在泵殼的底部設(shè)有放水螺孔，以便在水泵停檢修時(shí)用來(lái)放空積水。另外，在泵座的橫向槽底開(kāi)設(shè)有泄水螺孔，以便隨時(shí)排走由填料盒內(nèi)流出的滲漏水滴。

 

第六個(gè)主要部件：軸封裝置

  在泵軸穿出泵蓋處，為了防止高壓水通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)間隙流出及空氣流人泵內(nèi)，必須設(shè)置軸封裝置。軸封裝置有填料盒密封和機(jī)械密封。

    (1)填料盒密封  填料盒密封在離心水泵中得到廣泛的應(yīng)用，填料又稱(chēng)盤(pán)根，常用的有浸油石棉盤(pán)根、石棉石墨盤(pán)根，近年來(lái)，碳纖維盤(pán)根及聚四氟乙烯盤(pán)根也相繼出現(xiàn)，使其使用效果要好于前者，但是成本較高；盤(pán)根的斷面大部分為方形，它的作用是填充問(wèn)隙進(jìn)行密封，通常為4～6圈，填料的中部裝有水封環(huán)，是一個(gè)中間凹外圈凸起的圓環(huán)，該環(huán)對(duì)準(zhǔn)水封管，環(huán)上開(kāi)有若干小孔。當(dāng)泵運(yùn)行時(shí)，泵內(nèi)的高壓水通過(guò)水封管進(jìn)入水封環(huán)滲入填料進(jìn)行水封，同時(shí)還起冷卻及潤(rùn)滑泵軸的作用。填料壓緊的程度用壓蓋上的螺絲來(lái)調(diào)節(jié)。如壓得過(guò)緊，雖然能減少泄漏，但填料與軸摩擦損失增加，消耗功率也大，甚至發(fā)生抱軸現(xiàn)象，使軸過(guò)快磨損；壓得過(guò)松，則達(dá)不到密封效果。因此，應(yīng)保持密封部位每分鐘25～150滴水為宜，但具體的泵應(yīng)根據(jù)其說(shuō)明書(shū)的要求來(lái)控制滴水的頻率。  

    (2)機(jī)械密封  又稱(chēng)端面密封。機(jī)械密封主要是依靠液體的壓力和壓緊元件的壓力，使密封端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲毫捅３忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。

    機(jī)械密封有非平衡型、平衡型等多種類(lèi)型。非平衡型機(jī)械密封的密封端面上的壓力取決于密封介質(zhì)的壓力，介質(zhì)壓力增加，端面上的比壓成正比地增加。如果端面的比壓太大，則可能造成密封泄漏嚴(yán)重，壽命縮短，因此非平衡型機(jī)械密封不宜在高壓下使用。平衡型機(jī)械密封的密封端面上的比壓增加緩慢，亦即介質(zhì)壓力的高低對(duì)端面的比壓影響較小，因此平衡型可用于高壓下的機(jī)械密封。

 

第七個(gè)主要部件：減漏環(huán)

    葉輪吸人口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處存在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)接縫，它是高低壓交界面，且具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位。這個(gè)間隙如果過(guò)大，則泵體內(nèi)高壓水便會(huì)經(jīng)過(guò)此間隙回漏到葉輪的吸水側(cè)，從而降低水泵的效率；如果間隙太小，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)與泵體發(fā)生摩擦，特別是水中含有砂粒時(shí)更會(huì)加劇這種摩擦。為了保護(hù)葉輪和泵體，同時(shí)為了減少漏水損失，在葉輪的吸入口或殼上安裝減漏環(huán)。減漏環(huán)有單環(huán)形、雙環(huán)形和雙環(huán)迷宮形。

 

第八個(gè)主要部件：軸承

    軸承用以支持轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量以及承受運(yùn)行時(shí)的軸向力及徑向力。一般來(lái)說(shuō)，臥式泵以徑向力為主，立式泵以軸向力為主。有的大型泵為了降低軸承溫度，在軸承上安裝了軸承降溫水套，用循環(huán)的凈水冷卻軸承。

    大中型水泵(一般泵軸直徑大于75ram時(shí))常采用青銅或鑄鐵(巴氏合金，襯里)制造的金屬滑動(dòng)軸瓦，用油進(jìn)行潤(rùn)滑。也有采用橡膠、合成樹(shù)脂、石墨等非金屬材料制成的滑動(dòng)軸承，可使用水潤(rùn)滑和冷卻。。

 

第九個(gè)主要部件：聯(lián)軸器

    電動(dòng)機(jī)的出力是通過(guò)聯(lián)軸器來(lái)傳遞給水泵的。聯(lián)軸器又稱(chēng)“靠背"輪，有剛性和撓性兩種。剛性聯(lián)軸器實(shí)際上就是用兩個(gè)圓法蘭盤(pán)連接，在連接中無(wú)調(diào)節(jié)余地，因此，要求安裝精度高，常用于小型水泵機(jī)組和立式泵機(jī)組的連接。撓性聯(lián)軸器一般用于大、中型臥式泵機(jī)組安裝中。常用的圓盤(pán)形撓性聯(lián)軸器。它實(shí)際上是鋼柱銷(xiāo)帶有彈性橡膠圈的聯(lián)軸器，包括有兩個(gè)圓盤(pán)，用平鍵分別將泵軸和電機(jī)軸相連接在泵房機(jī)組的運(yùn)行中，應(yīng)定期檢查橡膠圈的完好情況，以免發(fā)生由于彈性橡膠圈’磨損后未能及時(shí)換上，致使鋼樞軸與圓盤(pán)孔直接發(fā)生摩擦，造成把孔磨成橢圓或失圓等現(xiàn)象。磁力泵除包括聯(lián)軸器以外,還需包含磁力驅(qū)動(dòng)裝置.

 

第十個(gè)主要部件：軸向力平衡措施

     單吸式離心水泵由于其葉輪缺乏對(duì)稱(chēng)性，離心水泵工作時(shí)，葉輪兩側(cè)作用的壓力不相等。因此，在水泵葉輪上作用有一個(gè)推向吸入口的軸向力。這種軸向力特別是對(duì)于多級(jí)式的單吸離心水泵來(lái)講，數(shù)值相當(dāng)大，必須采用專(zhuān)門(mén)的軸向力平衡裝置來(lái)解決。對(duì)于單級(jí)單吸式離心水泵而言，一般采取在葉輪的后蓋板上鉆開(kāi)平衡孔，并在后蓋板上加裝減漏環(huán)。壓力水經(jīng)此減漏環(huán)時(shí)壓力下降，并經(jīng)平衡孔流回葉輪中去，使葉輪后蓋板上的壓力與前蓋板相接近，這樣，就消除了軸向推力。此方法由于葉輪流道中的水流受到平衡孔回流水的沖擊，使水力條件變差，水泵的效率有所降低。對(duì)于多級(jí)離心水泵，其軸向推力將隨葉輪個(gè)數(shù)的增加而增大，在葉輪的后蓋板上鉆開(kāi)平衡孔很難消除軸向推力，通常的做法是在水泵最后一級(jí)安裝平衡盤(pán)裝置。另外，也可以將各個(gè)單吸式葉輪作“面對(duì)面”或“背靠背”的布置，消除由于葉輪受力的不對(duì)稱(chēng)性而引起的軸向推力。

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