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1、输油泵学习资料离心泵第一节 离心泵的用途及分类输油泵作为输送管线上最重要的设备，是输油站的核心设备，是将机械能变成液体动能的动力装置。一般采用电动机、柴油机或燃气轮机驱动。输油泵和驱动机组成泵机组，通常一个泵站设几个泵机组，根据需要采用串联或并联连接。1、离心泵的分类离心泵的类型很多，随使用目的不同，有多种结构。常用的分类方法如下： 按叶轮级数分单级泵，安装一个叶轮，泵体一般为蜗壳形。因为液体向外流动时，流道的横断面逐渐扩大，流速减小，将部分动能转化为静压能，起到能量转换的作用。多级泵，在同一泵轴上装有两个或两个以上叶轮，多级离心泵扬程比较高，为每级叶轮的扬程之和。液体从叶轮的两侧进入泵体的泵

2、叫双吸泵，双吸泵的特点是平衡了轴向推力。排量较大的泵多为双吸泵。按产生的压头分低压泵，压头低于240米水柱；中压泵，压头在240600米水柱；超高压泵，压头在1800米水柱以上。按比转数分低比转数50Ns80中比转数80Ns150高比转数150Ns300按泵壳结构分蜗壳泵，它具有螺旋线形状的壳体，液体从叶轮甩出后，直接进入泵壳的螺旋形流道，再进入排出管线。透平泵，在叶轮外边具有固定的导轮，液体自叶轮中流出后，先经过导轮的导流和转能，再流入蜗壳中二次升压。但对于垂直接缝的分段式泵只有导轮没有蜗壳，只是一次升压。按叶轮进水方式分单吸式泵，叶轮只有一个进液口，液体在叶轮中流动情况较好，但叶轮两侧所受

3、的压力不同。双吸式泵，叶轮两侧都有进液口，其流量约为单吸式泵的两倍，两面液流汇合时稍有冲击，但两面压力平衡。水平中开式泵，它是通过轴中心线的水平面上开有泵壳接合缝的泵。垂直分段式泵，这类泵的泵壳是按叶轮级数联成一串，接缝与泵轴垂直，用螺栓紧固在一起。 2 离心泵的特点离心泵之所以在输油生产中得到广泛的应用，主要是由于与其它类型泵相比具有以下特点： 流量均匀，运行平稳、噪声小。 在大流量下，泵的尺寸并不大，结构简单、紧凑、重量轻。 调节方便，流量和压力可在很宽的范围内变化，只要改变出口阀开度就可调节流量和压力。 转速高，可以与电机、汽(燃气)轮机、柴油机直接联接。 操作方便可靠，易于实现自动控制

4、，检修维护方便。 压力取决于叶轮的直径和转数，而且不会超过由这些参数所确定的一定值。 由于离心泵没有自吸能力，在一般情况下启泵前需灌泵。 当输送的液体粘度增加时，对泵的性能影响较大，这时泵的流量、压力、吸入能力和效率都会下降。3 离心泵的工作原理在启动前，先将液体灌入泵内，将叶轮全部浸没，排出泵内气体。叶轮高速旋转,液体受叶轮的作用，高速回转而产生离心力，使液体由叶轮内向外甩出。经泵室排送管而输送出去。由于液体不断地由叶轮内向外甩出，于是在叶轮中心就出现了低压。这样吸入管的液体压力与叶轮中心的压力存在着压力差，在压力差的作用下，液体不断地被吸入叶轮，再经叶轮甩出而输送出去。4 离心泵的结构离心

5、泵由吸入机构、导流机构、过流、密封、平衡、支承及辅助机构等部件组成。其中吸入机构和导流机构组成泵壳部分；过流部件的轴、叶轮、轴套以及其它大部分套装在轴上的零件组成了泵的转子部分，另外平衡轴向力的机构和机械密封组件等也套装在轴上。 泵壳部分主要由泵壳、泵体口环、泵壳垫片、以联接部件、底座、出入口管。其壳体中铸有吸入室、吐出室的流道，并与出入口管线连接，泵壳的作用： 将液体均匀地导入叶轮，并收集从叶轮高速流出的液体，送入下一级叶轮或导向出口。（吸入导出） 实现能量的转换，变动能为压力能。（能量转换） 连接其他部件，并起支撑作用。（连接支撑） 转子部分转子是一组合部件，它由泵轴、叶轮、轴套、键、等组

6、成，是产生离心力和能量的旋转主体。密封部件、平衡装置等也都套装在轴上，是离心泵的关键部分。 叶轮图41 单吸式叶轮 图4-2 双吸式叶轮1前盖板 2后盖板 3叶片 1吸入口 2轮盖4液槽5吸入口 6轮毂 7泵轴 3叶片 4轮毂 5轴孔叶轮是离心泵的主要部件，叶轮主要由轮盖、叶片、轮毂等组成。前后轮盖与叶片叶片之间形成流道，叶轮在轴的带动下旋转，产生离心力，液体由叶轮中心轴进入由外缘排出，完成液体的吸入与排出。叶轮的形式按进水方式可分为单吸和双吸两种。 转轴转轴的作用是传递原动机的动力及带动叶轮旋转，并支承轴上各零部件的重量。 轴套轴套套装在轴上，一般是圆柱形。轴套有两种：一种是装在叶轮与叶轮之

7、间，主要起固定叶轮的作用；另一种是装在轴两头密封处，防止轴磨损，起保护轴的作用。轴与叶轮的装配方法有两种：一是悬臂式，把叶轮固定在轴的一端，并通过键或叶轮与轴的螺纹连接来传递扭矩。这种方式主要用于小型泵。为使键在传递扭矩时不发生叶轮的轴向窜动，可在叶轮的一端用细牙反向螺母固定住。二是单梁式，其叶轮固定在轴的中间，主要用平键来传递扭矩。这种方式主要用于大型泵和多级泵。 密封部分 为保证泵正常运转，效率高，防止液体外流或外界空气进入泵体内，在叶轮与泵壳之间、轴与泵壳之间都设有密封装置。常用的密封装置有以下几种：图43 密封环形式图a平接式 b、c角接式 d单曲迷宫式 e、f双曲迷宫式 密封环(口环

8、)用来防止液体从叶轮排出口通过叶轮和泵壳之间的间隙漏回吸入口，以提高容积效率；同时承受叶轮与泵壳接缝处可能产生的机械摩擦，摩损后只换密封环而不必更换叶轮和泵壳。密封环有的只装在叶轮上，有的只装在泵壳上。也有的两边都有。密封环的形式很多，但基本上可分为四种：平接式、角接式、单曲迷宫式、双曲迷宫式。平接式密封环结构简单，也是最普通的一种形式。实际应用中多采用角接式。 填料密封图44 离心泵的填料密封结构图1一填料套 2一填料环 3一填料 4一填料压盖5一长扣双头螺栓 6一螺母填料密封是由填料套、填料环、填料、填料压盖、长扣双头螺栓和螺母等组成。它是由填料和轴的外表面紧密接触来实现密封的。在正常运行

9、时，必须用压盖将填料压紧，才不至于使液体从泵轴处泄漏。但也不能压得太紧否则轴和填料的摩擦增加，严重时会发热，降低了泵的效率。见图44所示。 机械密封机械密封是由两个和轴垂直的相对运动的密封端面进行密封的，所以也叫端面密封。端面密封是由动环、静环组成。静环固定在泵体上，静环密封圈阻止静环和压盖泄漏。动环和轴一起转动，动环密封圈阻止动环和轴之间的泄漏，它也和轴一起转动。动环和静环是由弹簧推力使二环紧密接触。动静环之间有一层很薄的油膜，这层油膜起到平衡压力和冷却端面的作用。见图4-2-5。图45 机械密封示意图1一静环 2一动环 3一传动销 4一弹簧 5一弹簧座6一紧固螺钉7一传动螺钉8一推环9一动

10、环密封圈10一静环密封圈11一止转销 12一密封压盖 A一动环与静环接触端面B一静环与密封压盖之间 C一动环与旋转环之间；D一压盖与壳体 E一动环与静环机械密封有五个密封点，有四处静密封，一处动密封。这四处的静密封是靠加密封胶圈来进行密封的。四处静密封：a.压盖与泵体之间；b. 静环与压盖之间；c. 动环与轴套之间；d. 轴套与泵轴之间。一处动密封，是动、静环之间的密封。动密封是靠弹簧的推力使动、静环的端面紧密地贴合来完成达到密封的目的。机械密封在工作时的状态：机械密封动环和静环这两个密封端面在泵运行时，一个是静止不动的，这个是固定在机械密封压盖上的静环，另一个是随泵轴一起转动的动环，两个密封

11、环的密封面是若离若合地贴合在一起，达到了密封的目的。如果它们之间端面压力过高，两密封面贴合过紧，密封面发热甚至于烧毁。如压力过低密封面间隙加大，就会造成泄漏，所以要设计一个比较合理的端面比压，主要取决于盘簧的弹性压力。两密封面之间要有一定的油膜，其作用是带走端面产生的热量，对两磨擦面起润滑作用。机械密封的冷却油冲洗管线就起到了这个作用。机械密封的特点：a. 机械密封的密封性能好，在输送有爆炸危险和有毒物质时能保证安全。b. 容积损失和机械损失小，相应地提高了效率。c. 安装面确定后，端面密封装置能自动调整，对操作与维护的要求不高。d. 外廓尺寸小，特别在高压下更为显著。e. 制造精度高，在轴振

12、动时，会使工作情况恶化。 平衡部分 离心泵的轴向力泵在运转时，在其转子上产生一个方向与泵的轴心线相平行的轴向力。泵在工作之前，叶轮四周的液体压力都一样因而不产生轴向推力。当泵开始工作时，因压出室内产生了压力，并且由于叶轮两侧在进出口存在压差，便产生了轴向力。轴向力是由于叶轮两侧压力不等所形成的，这个力称为轴向力。不平衡的轴向力可使转子产生串动，造成泵体口环和机械密封动静环磨损。a 轴向力的平衡平衡轴向力的方法很多，安装轴向力平衡装置，可消除轴向力。常用的有以下几种：单级泵可在叶轮上开平衡孔。多级泵的叶轮可对称安装。装平衡盘。采用双吸叶轮。采用平衡管进行平衡。b 轴向力对泵的正常运行的影响由于轴

13、向力的作用，可以使叶轮产生位移，改变了叶轮和流道的同心度，使流量减少，扬程降低严重时叶轮和泵体发生摩擦，甚至发生设备事故。 离心泵的径向力由于蜗壳泵排出室流道不对称，当泵流量加大或减小时，引起叶轮周围压水室内的液体流速和压力分布不均匀，便形成了作用在转子上的径向力。不平衡的径向力可使转子产生振动，甚至使口环或轴套处产生研磨。径向力的平衡方法是采用双涡室，即为双涡壳泵，使之压力分布均匀，平衡径向力。 轴承部分离心泵的轴承是支承转子的部件，同时承受径向和轴向载荷。可分为滑动轴承、滚动轴承。滚动轴承的结构是由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。内、外圈上有滚道，当内、外圈相对运动时，滚动体(滚珠或滚柱)

14、则沿着滚道滚动，而保持架把滚动体均匀隔开。滚动轴承，结构简单、摩擦系数小，可减少起动时的摩擦损失，并能保证泵轴晃动量最小，因而密封的径向间隙可小，从而减小漏失，提高容积效率。但滚动轴承的应用范围受一定限制，当直径大于6575mm及转数大于3000rmin时不宜采用，因此时滚动轴承的滚珠和隔圈的圆周速度过大，使工作能力降低。图46 滚动轴承示意图l一外圈 2一内圈 3一滚动体 4一保持架剖分式滑动轴承，又称轴瓦。剖分式滑动轴承分为上、下两个部分，由螺栓，轴承盖，轴承座，上、下轴瓦组成。见图4-7所示。剖分式滑动轴承在轴瓦的表面应镶有轴衬，它可以起到承受压力和耐磨的作用。轴承座、轴承盖因为只起支撑

15、轴瓦作用，可用灰铸铁制造。大载荷的滑动轴承用铸钢制造。为了便于润滑，在轴瓦表面开油孔或油沟。所用润滑油除保证润滑外，还可起到冷却、防锈、吸振等作用，离心泵为了承受径向负荷，通常采用带油环的滑动轴承。图47 剖分式滑动轴承示意图 1一螺栓 2一轴承盖 3一轴承座 4一上轴瓦 5一下轴瓦 传动部分原动机与从动机的中间联接机构称为联轴器。它起着传递原动机的能量，缓冲轴向、径向的振动以及自动调整原动机与从动机的中心的作用。常用的联轴器有三种：刚性联轴器、弹性联轴器、液力联轴器(偶合器)。 有的刚性联轴器是由两个半联轴器、隔离段、弹簧，螺栓等组成。当将隔离段拿掉，可以拆卸轴承箱及泵的机械密封，无需移动电机。第二节 离心泵的技术特性1 离心泵的工作参数 流量 泵的流量也称排量，是指泵在单位时间内排出液体的数量。可用容积流量和质量流量两种单位表示。容积流量计算公式： Q （m3/h）式中 Q 液体的体积流量 m3/hV 流体的体积 m3 t 时间 s