當(dāng)前位置：離心泵的結(jié)構(gòu)，性能和使用知識(shí)詳細(xì)介紹
一、什么是離心泵?
離心式水泵是制冷空調(diào)工程中用得多的一種，其特點(diǎn)是依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)來使流體獲得較大的動(dòng)能，并依靠流道出口的蝸殼斷面變化使流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，水流在葉輪中的流動(dòng)主要是受到離心力的作用。
離心泵在化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，這是由于其具有性能使用范圍廣(包括流量、壓頭及對(duì)介質(zhì)性質(zhì)的失迎性)、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易、流量均勻、壽命長(zhǎng)、購(gòu)置費(fèi)和操作費(fèi)均較低等優(yōu)點(diǎn)。
二、離心泵的基本結(jié)構(gòu)
由若干個(gè)彎曲的葉片組成的葉輪置于具有蝸殼通道的泵殼之內(nèi)。葉輪緊固于泵軸上泵軸與電機(jī)相連， 可由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。吸入口位于泵殼中央與吸入管路相連，并在吸入管底部裝一止逆閥。泵殼的側(cè)邊為排出口，與排出管路相連，裝有調(diào)節(jié)閥。
離心泵的基本部件是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪和固定的蝸牛形泵殼。葉輪緊固于泵軸上，并隨泵軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)作高速旋轉(zhuǎn)。葉輪是直接對(duì)泵內(nèi)液體做功的部件，為冠裕離心泵的供能裝置。泵殼中央的吸入口與吸入管路相連接，吸入管路的底部裝有單向底閥。泵殼側(cè)旁的排出口與裝有調(diào)節(jié)閥門的排出管路相連接。
三、離心泵的工作原理
離心泵在工作時(shí)，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(qiáng)。離心泵在工作前，泵體和進(jìn)口管線必須罐滿液體介質(zhì)，防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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一定的能量，將液體排出。離心泵便如此連續(xù)不斷地工作。冠裕離心泵應(yīng)用量大、面廣，除了工業(yè)應(yīng)用外，離心泵還廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、市政供水、電站循環(huán)供水、城市污染處理等。
四、離心泵的工作過程
1、開泵前，先在泵內(nèi)灌滿要輸送的液體。
2、開泵后，泵軸帶動(dòng)葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力。液體在此作用下，從葉輪中心被拋向葉輪外周，壓力增高，并以很高的速度(15-25 m/s)流入泵殼。
3、在蝸形泵殼中由于流道的不斷擴(kuò)大，液體的流速減慢，使大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。液體以較高的靜壓強(qiáng)從排出口流入排出管道。泵內(nèi)的液體被拋出后，葉輪的中心形成了真空，在液面壓強(qiáng)(大氣壓)與泵內(nèi)壓力(負(fù)壓)的壓差作用下，液體便經(jīng)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)，填補(bǔ)了被排除液體的位置。
五、離心泵的結(jié)構(gòu)
離心泵的品種很多，各種類型泵的結(jié)構(gòu)雖然不同，但主要零部件基本相同。離心泵的主要部件包括：葉輪、泵軸、泵殼、泵座、填料盒(軸封裝置)、減漏環(huán)、軸承座等。
蝸殼
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(jí)泵由于壓力較大，對(duì)材質(zhì)強(qiáng)度要求較高，其蝸殼一般用鑄鋼制造。
蝸殼是指葉輪出口到下一級(jí)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。其流道逐漸擴(kuò)大，出口為擴(kuò)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(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。蝸殼的優(yōu)點(diǎn)是制造方便，高效區(qū)寬，車削葉輪后泵的效率變化較小。
缺點(diǎn)是蝸殼形狀不對(duì)稱，在使用單蝸殼時(shí)作用在轉(zhuǎn)子徑向的壓力不均勻，易使軸彎曲，所以在多級(jí)泵中只是首段和尾段采用蝸殼而在中段采用導(dǎo)輪裝置。
葉輪
葉輪是離心泵的做功零件，依靠它高速旋轉(zhuǎn)對(duì)液體做功而實(shí)現(xiàn)液體的輸送，是離心泵重要零件一。 葉輪一般由輪毅、葉片和蓋板三部分組成。葉輪的蓋板有前蓋板和后蓋板之分，葉輪口側(cè)的蓋板稱為前蓋板，另一側(cè)的蓋板稱為后蓋板。
按結(jié)構(gòu)形式，葉輪可分為以下三種。
(1)閉式葉輪葉輪的兩側(cè)均有蓋板，蓋板間有4—6個(gè)葉片，閉式葉輪效率較高，應(yīng)用廣，適用于輸送不含固體顆粒及纖維的清潔液體。
(2)開式葉輪在葉片兩側(cè)都無蓋板，適用于輸送含有較大量懸浮物的液體，效率較低，輸送的液體壓力也不高。
(3)半開式葉輪這種葉輪只有后蓋板，它適用于輸送易于沉淀或含固體懸浮物的液體，其效率介于開式和閉式葉輪之間。
當(dāng)離心泵啟動(dòng)后，泵軸帶動(dòng)葉輪一起作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，迫使預(yù)先充灌在葉片間液體旋轉(zhuǎn)，在慣性離心力的作用下，液體自葉輪中心向外周作徑向運(yùn)動(dòng)。液體在流經(jīng)葉輪的運(yùn)動(dòng)過程獲得了能量，靜壓能增高，流速增大。當(dāng)液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于殼內(nèi)流道逐漸擴(kuò)大而減速，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，沿切向流入排出管路。
填料盒
泵軸穿出泵殼時(shí)，在軸與殼之間存在間隙。在單吸式離心泵中，該部位如不用軸封裝置，泵殼內(nèi)高壓水就會(huì)向外大量泄漏。填料盒就是常用的一種軸封裝置。填料盒是由軸封套、填料、水封管、水封環(huán)和填料壓蓋5個(gè)部件組成。
泵軸
離心泵的泵軸的主要作用是傳遞動(dòng)力，支承葉輪保持在工作位置正常運(yùn)轉(zhuǎn)。它一端通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相連，另一端支承著葉輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軸上裝有軸承、軸向密封等零部件。
泵軸的常用材料是碳素鋼和不銹鋼。
葉輪和軸靠鍵相連接，由于這種連接方式只能傳遞扭矩而不能固定葉輪的軸向位置，故在水泵中還要用軸套和鎖緊螺母來固定葉輪的軸向位置。葉輪采用鎖緊螺母與軸套軸向定位后，為防止鎖緊螺母退扣，要防止水泵反轉(zhuǎn)，尤其是對(duì)初裝水泵或解體檢修后的水泵要按規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)向檢查，確保與規(guī)定轉(zhuǎn)向一致。
軸承
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(dòng)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，配合類別標(biāo)準(zhǔn)有推薦值，可按具體情況選用。軸承一般用潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。
軸套
軸套的作用是保護(hù)泵軸，使填料與泵軸的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樘盍吓c軸套的摩擦，所以軸套是離心泵的易磨損件。軸套表面一般也可以進(jìn)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(dá)到Ra3.2μm—Ra0.8μm。可以降低摩擦系數(shù)，提高使用壽命。
導(dǎo)輪
導(dǎo)輪是一個(gè)固定不動(dòng)的圓盤，正面有包在葉輪外緣的正向?qū)~，這些導(dǎo)葉構(gòu)成了一條條擴(kuò)散形流道，背面有將液體引向下一級(jí)葉輪人口的反向?qū)~。液體從葉輪甩出后，平緩地進(jìn)入導(dǎo)輪，沿著正向?qū)~繼續(xù)向外流動(dòng)，速度逐漸降低，動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。葉輪與導(dǎo)葉間的徑向單側(cè)間隙約為lmm。若間隙過大，效率會(huì)降低;間隙過小，則會(huì)引起振動(dòng)和噪聲。與蝸殼相比，采用導(dǎo)輪的分段式多級(jí)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。
密封環(huán)
為了減少內(nèi)泄漏，保護(hù)泵殼，在與葉輪入口處相對(duì)應(yīng)的殼體上裝有可拆換的密封環(huán)。密封環(huán)內(nèi)孔與葉輪外圓處的徑向間隙一般在0.1—0.2mm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(dāng)密封間隙超過規(guī)定值時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。
密封環(huán)的結(jié)構(gòu)形式有三種。
平環(huán)式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但密封效果差。直角式的密封環(huán)，液體泄漏時(shí)通過一個(gè)90°的通道，密封效果比平環(huán)式好，應(yīng)用廣泛。迷宮式密封環(huán)，密封效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，一般離心泵中很少采用。
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