关于离心泵的各种基础知识.docx

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关于离心泵的各种基础知识

关于离心泵的各种基础知识

A.离心泵的分类

离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式

   1、按叶轮吸入方式分：

单吸式离心泵、双吸式离心泵；

   2、按叶轮数目分：

单级离心泵、多级离心泵；

   3、按叶轮结构分：

敞开式叶轮离心泵、半开式叶轮离心泵、封闭式叶轮离心泵；

   4、按工作压力分：

低压离心泵、中压离心泵、高压离心泵；

   5、按泵轴位置分：

卧式离心泵、边立式离心泵；

   6、从使用上分：

民用与工业用泵；

   7、从输送介质上分：

清水泵、杂质泵、耐腐蚀泵等。

B.离心泵的基本构造

    1、 叶轮是离心泵的核心部分，它的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能（主要增加静压能）。

转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。

叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。

    2、 泵体也称泵壳，它是离心泵的主体。

作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。

泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。

由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。

泵壳不仅汇集由

叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。

    3、 泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转距传给叶轮，所以泵轴是传递机械能的主要部件。

    4、轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。

滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为2/3～3/4的体积太多会发热，太少又有响声并发热！

滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。

太多油要沿泵轴渗出并且漂，太少轴承又要过热烧坏造成事故！

在水泵运行过程中轴承的温度最高在85度一般运行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理！

    5、轴封装置。

作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。

常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。

填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。

机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的。

C.离心泵的工作原理：

依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下获得了能量以提高了压强。

水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水，防止气蚀现象发生。

当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。

水原的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了进水管内。

这样循环不已，就可以实现连续抽水。

离心泵的工作原理和主要部件

一、离心泵的工作原理

离心泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室。

吸水室位于叶轮的进水口前面，起到把液体引向叶轮的作用；压水室主要有螺旋形压水室（蜗壳式）、导叶和空间导叶三种形式；叶轮是泵的最重要的工作元件，是过流部件的心脏，叶轮由盖板和中间的叶片组成。

离心泵工作前，先将泵内充满液体，然后启动离心泵，叶轮快速转动，叶轮的叶片驱使液体转动，液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去，同时叶轮从吸入室吸进液体，在这一过程中，叶轮中的液体绕流叶片，在绕流运动中液体作用一升力于叶片，反过来叶片以一个与此升力大小相等、方向相反的力作用于液体，这个力对液体做功，使液体得到能量而流出叶轮，这时液体的动能与压能均增大。

离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。

由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。

二、离心泵的主要部件

 主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。

1叶轮

 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能（主要增加静压能）。

 叶轮一般有6~12片后弯叶片。

 叶轮有开式、半闭式和闭式三种。

 开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。

一般的离心泵叶轮多为此类。

 叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。

2泵壳

 作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。

泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。

由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。

泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。

3轴封装置

作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。

常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。

填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。

机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的。

离心泵的分类

（用表格形式表示）

离心泵的分类方式类型特点一览表：

分类方式

类型

离心泵的特点

按吸入方式

单吸泵

液体从一侧流入叶轮，存在轴向力

双吸泵

液体从两侧流入叶轮，不存在轴向力，泵的流量几乎比单吸泵增加一倍

按级数

单级泵

泵轴上只有一个叶轮

多级泵

同一根泵轴上装两个或多个叶轮，液体依次流过每级叶轮，级数越多，扬程越高

按泵轴方位

卧式泵

轴水平放置

立式泵

轴垂直于水平面

按壳体型式

分段式泵

壳体按与轴垂直的平面部分，节段与节段之间用长螺栓连接

中开式泵

壳体在通过轴心线的平面上剖分

蜗壳泵

装有螺旋形压水室的离心泵，如常用的端吸式悬臂离心泵

透平式泵

装有导叶式压水室的离心泵

特殊结构

管道泵

泵作为管路一部分，安装时无需改变管路

潜水泵

泵和电动机制成一体浸入水中

液下泵

泵体浸入液体中

屏蔽泵

叶轮与电动机转子联为一体，并在同一个密封壳体内，不需采用密封结构，属于无泄漏泵

磁力泵

除进、出口外，泵体全封闭，泵与电动机的联结采用磁钢互吸而驱动

自吸式泵

泵启动时无需灌液

高速泵

由增速箱使泵轴转速增加，一般转速可达10000r/min以上，也可称部分流泵或切线增压泵

立式筒型泵

进出口接管在上部同一高度上，有内、外两层壳体，内壳体由转子、导叶等组成，外壳体为进口导流通道，液体从下部吸入

离心泵的分类很多，它是依据不同的结构特点而划分的。

一、按工作叶轮数目来分类

　　　1、单级泵：

即在泵轴上只有一个叶轮。

　　　2、多级泵.：

即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。

二、按工作压力来分类

　　　1、低压泵：

压力低于100米水柱；

　　　2、中压泵：

压力在100~650米水柱之间；

　　　3、高压泵：

压力高于650米水柱。

三、按叶轮进水方式来分类

　　　1、单侧进水式泵：

又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口；

　　　2、双侧进水式泵：

又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进水口。

它的流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。

四、按泵壳结合缝形式来分类

　　　1、水平中开式泵：

即在通过轴心线的水平面上开有结合缝。

　　　2、垂直结合面泵：

即结合面与轴心线相垂直。

五、按泵轴位置来分类

　　　1、卧式泵：

泵轴位于水平位置。

　　　2、立式泵：

泵轴位于垂直位置。

六、按叶轮出来的水引向压出室的方式分类

　　　1、蜗壳泵：

水从叶轮出来后，直接进入具有螺旋线形状的泵壳。

　　　2、导叶泵：

水从叶轮出来后，进入它外面设置的导叶，之后进入下一级或流入出口管。

　　　平时我们说某台水泵属于多级泵，是指叶轮多少来讲的。

根据其它结构特征，它又有可能是卧式泵、垂直结合面泵、导叶式泵、高压泵、单面进水式泵等。

所以依据不同，叫法就不一样。

另外，根据用途也可进行分类，如油泵、水泵、凝结水泵、排灰泵、循环水泵等。

多级泵与单级泵的区别

1、单级泵是指只有一只叶轮的泵，最高扬程只有125米；

2、多级泵是指有两只或两只以上叶轮的泵，最高扬程可以超过125米；多级泵在单级泵扬程需要必须配两级电机的情况下，可以通过增加叶轮个数来配用四级电机，从而可以提高泵使用寿命和降低机组噪音，但是多级泵维修相对单级泵来说要困难一点。

3、在泵实际需要扬程小于125米时，可根据泵房面积、泵价格（多级泵一般比单级泵价格偏高）、等因素综合考虑该选用单级泵还是多级泵。

随着技术的进步，单级叶轮的泵可通过提高泵的转速来提高泵的扬程，可代替多级泵，只是价格贵一点。

DL型立式多级泵

DL型立式多级泵是从卧式多级离心泵基础上进行优化设计和制造,其性能符合国家最新标准JB/T2727-93的要求。

DL型立式多级泵吸入口与出水口分上下结构,用户在安装时可根据实际情况将进出口方向从垂直点上旋转90°、180°、270°四个位置。

泵轴与电机轴处在同一水平线上,密封采用机械密封装置,轴承采用低噪音轴承,故整机运转时噪音很低,振动很小,大大改善了使用环境,提高了使用寿命。

DL型立式多级泵特点是占地面积小、扬程高、安装、维修方便。

DL型立式多级泵主要用途：

适用于高层建筑给排水,消防用泵、工厂、矿山、油田等单位输送温度在90℃以下清水或物理化学性质类似于水的液体。

型号意义:

GDL型立式多级泵

多级泵是最新泵型,具有节能、占地面积小、安装方便、性能稳定等特点。

外套用1Cr18Ni9Ti优质不锈钢,轴封用耐磨机械密封,无泄漏,使用寿命长。

以水力平衡解决轴向力,因而泵运转平稳,低噪音,安装条件优于DL型泵,可以简便安装于任一段水平管路中间。

完全能满足高层建筑、深井矿等的给排水及消防设施需要,是广大行业冷热水或一般介质、理化性质类似水等液体输送的最佳泵型。

使用温度:

≤100℃,压力≤0.6MPa（16kg/cm2）。

GDL型立式多级泵型号意义 

ISGB型便拆式管道离心泵

ISGB型便拆立式管道离心泵是在ISG型离心泵的基础上开发成功的一种结构新颖,技术先进的产品。

该立式离心泵特别是在整体结构上进行大胆突破设计。

采用独立轴承体、泵轴支撑,解决了原来立式泵靠电机轴承支撑的不足之处;采用优秀水力模型的叶轮,消除了原立式泵轴向力大的不足之处;电机采用Y系列标准通用电机,解决原立式泵加长轴电机配套更换难的问题;同时100%的便拆结构,解决了更换大功率水泵的轴承、机械密封、叶轮、泵轴的难题。

该立式离心泵,具有运转更平稳、使用寿命长、配套更方便、维护保养更轻松等等,无可代替的优点。

在立式泵系列产品中属国内前列,各项技术居国内领先,是替代ISG型立式离心泵、IS型离心泵、S型双吸泵等常规各种离心泵的最理想产品。

管道离心泵的安装关键技术：

水泵安装高度即吸程选用

一、离心泵的关键安装技术：

　　管道离心泵的安装技术关键在于确定水泵安装高度（即吸程）。

这个高度是指水源水面到水泵叶轮中心线的垂直距离，它与允许吸上真空高度不能混为一谈，水泵产品说明书或铭牌上标示的允许吸上真空高度是指水泵进水口断面上的真空值，而且是在1标准大气压下、水温20摄氏度情况下，进行试验而测定得的。

它并没有考虑吸水管道配套以后的水流状况。

而水泵安装高度应该是允许吸上真空高度扣除了吸水管道损失扬程以后，所剩下的那部分数值，它要克服实际地形吸水高度。

水泵安装高度不能超过计算值，否则，水泵将会抽不上水来。

另外，影响计算值的大小是吸水管道的阻力损失扬程，因此，宜采用最短的管路布置，并尽量少装弯头等配件，也可考虑适当配大一些口径的水管，以减管内流速。

　　应当指出，管道离心泵安装地点的高程和水温不同于试验条件时，如当地海拔300米以上或被抽水的水温超过20摄氏度，则计算值要进行修正。

即不同海拔高程处的大气压力和高于20摄氏度水温时的饱和蒸汽压力。

但是，水温为20摄氏度以下时，饱和蒸汽压力可忽略不计。

　　从管道安装技术上，吸水管道要求有严格的密封性，不能漏气、漏水，否则将会破坏水泵进水口处的真空度，使水泵出水量减少，严重时甚至抽不上水来。

因此，要认真地做好管道的接口工作，保证管道连接的施工质量。

二、离心泵的安装高度Hg计算：

　　允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度。

　　而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值，而是由泵制造厂家实验测定的值，此值附于泵样本中供用户查用。

但应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质，操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值，当操作条件及工作介质不同时，需进行换算。

（1）输送清水，但操作条件与实验条件不同，可依下式换算：

　　Hs1＝Hs＋（Ha－10.33）－（Hυ－0.24）

（2）输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时，需进行两步换算：

第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1；第二步依下式将Hs1换算成H΄s

　　2汽蚀余量Δh

　　对于油泵，计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算，即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。

用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取，其值也用20℃清水测定。

若输送其它液体，亦需进行校正，详查有关书籍。

吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）

标准大气压能压管路真空高度10.33米。

例如：

某泵必需汽蚀余量为4.0米，求吸程Δh？

解：

Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

　　从安全角度考虑，泵的实际安装高度值应小于计算值。

当计算之Hg为负值时，说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。

　　例2-3　某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。

已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O，当地大气压为9.81×104Pa，液体在吸入管路中的动压头可忽略。

试计算：

（1）输送20℃清水时泵的安装；

（2）改为输送80℃水时泵的安装高度。

解：

（1）输送20℃清水时泵的安装高度

　　已知：

Hs=5.7m

　　Hf0-1=1.5m

　　u12/2g≈0

　　当地大气压为9.81×104Pa，与泵出厂时的实验条件基本相符，所以泵的安装高度为Hg=5.7-0-1.5=4.2m。

（2）输送80℃水时泵的安装高度

　　输送80℃水时，不能直接采用泵样本中的Hs值计算安装高度，需按下式对Hs时行换算，即

　　Hs1＝Hs＋（Ha－10.33）－（Hυ－0.24）

　　已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O，由附录查得80℃水的饱和蒸汽压为47.4kPa。

　　Hv=47.4×103Pa＝4.83mH2O

　　Hs1＝5.7+10－10.33－4.83+0.24=0.78m

　　将Hs1值代入式中求得安装高度

　　Hg=Hs1－Hf0-1=0.78－1.5=－0.72m

　　Hg为负值，表示泵应安装在水池液面以下，至少比液面低0.72m。

离心泵扬程高、低的决定因素

叶片是离心泵扬程高、低的决定因素。

   一、与叶片出口安置角β2A的关系 

当其它为定值时，叶片出口角越大，随着流量的增大理论扬程也相应增加，叶片出口安置角越小，随着流量的增大，理论扬程相应减小。

   二、与叶片数量的关系 

    其它为定值时，不考虑流动损失的情况下，叶片数量越多，理论扬程越大。

这是由于有限叶片的叶轮所能给予液体的能量较无限叶片的叶轮有所减少。

    三、与转速的关系 

    由欧拉方程可以得出，转速越高，理论扬程就越大。

多级泵与单级泵的区别

1、单级泵是指只有一只叶轮的泵，最高扬程只有125米；

2、多级泵是指有两只或两只以上叶轮的泵，最高扬程可以超过125米；多级泵在单级泵扬程需要必须配两级电机的情况下，可以通过增加叶轮个数来配用四级电机，从而可以提高泵使用寿命和降低机组噪音，但是多级泵维修相对单级泵来说要困难一点。

3、在泵实际需要扬程小于125米时，可根据泵房面积、泵价格（多级泵一般比单级泵价格偏高）、等因素综合考虑该选用单级泵还是多级泵。

随着技术的进步，单级叶轮的泵可通过提高泵的转速来提高泵的扬程，可代替多级泵，只是价格贵一点。