原來你是這樣的離心泵!離心泵結(jié)構(gòu)、原理、分類大講解
離心泵在化工行業(yè)被稱為水系統(tǒng)的心臟，它有多重要不言而喻了吧。今天，小七給大家?guī)砹撕芏喔韶浥?/span>(還有動(dòng)圖)，不容錯(cuò)過，趕快收藏吧!
今日看點(diǎn)：
離心泵的結(jié)構(gòu)有哪些？
離心泵的工作原理是什么？
離心泵有哪些分類？
什么是氣蝕和氣縛現(xiàn)象？
如何避免氣蝕和氣縛？
什么是離心泵？
離心式水泵是制冷空調(diào)工程中用得最多的一種，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)用最為廣泛，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、古惑仔那個(gè)少、壽命長(zhǎng)、購置費(fèi)和操作費(fèi)均較低等突出優(yōu)點(diǎn)。
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。
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。
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。
離心泵的工作過程
開泵前，先在泵內(nèi)灌滿要輸送的液體。
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。
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。最后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。
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。
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。
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，最后沿切向流入排出管路。
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)用最廣，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。
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?？梢越档湍Σ料禂?shù)，提高使用壽命。
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，配合類別國家標(biāo)準(zhǔn)有推薦值，可按具體情況選用。軸承一般用潤滑脂和潤滑油潤滑。
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。
蝸殼
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。
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。
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。
離心泵有哪些分類？
離心泵產(chǎn)品一般按照其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分，有多種劃分方式，包括按工作壓力、按工作葉輪數(shù)目、按葉輪進(jìn)水方式等六種分類方式。
1. 按工作壓力：
低壓泵：壓力低于100米水柱;
中壓泵：壓力在100-650米水柱之間;
高壓泵：壓力高于650米水柱。
2. 按工作葉輪數(shù)目：
單級(jí)泵：即在泵軸上只有一個(gè)葉輪。
多級(jí)泵.：即在泵軸上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪，這時(shí)泵的總揚(yáng)程為n個(gè)葉輪產(chǎn)生的揚(yáng)程之和。
3.按葉輪進(jìn)水方式：
單側(cè)進(jìn)水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個(gè)進(jìn)水口。
雙側(cè)進(jìn)水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側(cè)都有一個(gè)進(jìn)水口。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個(gè)單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。
4.按泵軸位 置：
臥式泵：泵軸位于水平位置。
立式泵：泵軸位于垂直位置。
5.按泵殼結(jié)合縫形式：
水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結(jié)合縫。
垂直結(jié)合面泵：即結(jié)合面與軸心線相垂直。
6. 按葉輪出來的水引向壓出室的方式：
蝸殼泵：水從葉輪出來后，直接進(jìn)入具有螺旋線形狀的泵殼。
導(dǎo)葉泵：水從葉輪出來后，進(jìn)入它外面設(shè)置的導(dǎo)葉，之后進(jìn)入下一級(jí)或流入出口管。
7.按輸送介質(zhì)按離心泵所輸送介質(zhì)的不同而分為：
清水泵、油泵、耐腐蝕泵等。
什么是氣蝕和氣縛？
氣蝕現(xiàn)象
把泵內(nèi)氣泡的形成和破裂而使葉輪材料受到破壞的過程，稱為氣蝕現(xiàn)象。
離心泵工作時(shí)，在葉輪中心區(qū)域產(chǎn)生真空形成低壓而將液體吸上。形成的低壓越低，則離心泵的吸上能力越強(qiáng)，表現(xiàn)為吸上高度越高。但是，真空區(qū)壓強(qiáng)太低，以致于低于氣體的飽和蒸汽壓，則被吸上的液體在真空區(qū)發(fā)生大量汽化產(chǎn)生氣泡。
含氣泡的液體擠入高壓區(qū)后急劇凝結(jié)或破裂。因氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體就以極高的速度流向氣泡中心，瞬間產(chǎn)生了極大的局部沖擊力，造成對(duì)葉輪和泵殼的沖擊，使材料受到破壞。
氣縛現(xiàn)象
離心泵啟動(dòng)時(shí)，若泵內(nèi)存有空氣，由于空氣密度很小，旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力小，因而葉輪中心區(qū)所形成的低壓不足以吸入液體，這樣雖啟動(dòng)離心泵也不能完成輸送任務(wù)，這種現(xiàn)象稱為氣縛。
這表示離心泵無自吸能力，所以離心泵在啟動(dòng)前必須向泵內(nèi)灌滿被輸送的液體。當(dāng)然若將離心泵的吸入口置于被輸送液體的液面之下，液體會(huì)自動(dòng)流入泵內(nèi)，這是一種特殊情況。 離心泵吸入管路裝有底閥，以防止啟動(dòng)前灌入的液體從泵內(nèi)流出，濾網(wǎng)可以阻攔液體中的固體吸入而堵塞管道和泵殼排出管路中裝有的調(diào)節(jié)閥是供開泵、停泵和調(diào)節(jié)流量時(shí)使用。
從造成汽蝕和氣縛的原因不同來看：
氣縛是泵體內(nèi)有空氣，一般發(fā)生在泵啟動(dòng)的時(shí)候，主要表現(xiàn)在泵體內(nèi)的空氣沒排凈;而汽蝕是由于液體在一定的溫度下達(dá)到了它的汽化壓力，可見和輸送介質(zhì)，工況有密切的關(guān)系。
怎樣防止氣縛和氣蝕？
氣縛和氣蝕現(xiàn)象影響泵的操作性能。
氣縛的危害與防止
氣縛現(xiàn)象發(fā)生后，泵無液體排出，無噪音，振動(dòng)，影響操作。
防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生有以下方法：
1、在啟動(dòng)前向殼內(nèi)灌滿液體。做好殼體的密封工作，灌水的閥門和蓮蓬頭不能漏水密封性要好。
2、離心泵吸入管路裝有底閥，以防止啟動(dòng)前灌入的液體從泵內(nèi)流。濾網(wǎng)可阻止液體中的固體吸入。排出管路裝有調(diào)節(jié)閥是供開泵停泵和調(diào)節(jié)流量時(shí)使用。
3、將離心泵的吸入口置于備輸送液體的液面之下，液體會(huì)自動(dòng)流入泵內(nèi)。
氣蝕的危害與防止
汽蝕時(shí)傳遞到葉輪及泵殼的沖擊波，加上液體中微量溶解的氧對(duì)金屬化學(xué)腐蝕的共同作用，在一定時(shí)間后，可使其表面出現(xiàn)斑痕及裂縫，甚至呈海面狀逐步脫落;發(fā)生汽蝕時(shí)，還會(huì)發(fā)出噪聲，進(jìn)而使泵體震動(dòng)，可能導(dǎo)致泵的性能下降;同時(shí)由于蒸汽的生成使得液體的表觀密度下降，于是液體實(shí)際流量、出口壓力和效率都下降，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致完全不能輸出液體。
造成汽蝕的主要原因有：
1.進(jìn)口管路阻力過大或者管路過細(xì)
2.輸送介質(zhì)溫度過高;
3.流量過大，也就是說出口閥門開的太大;
4.安裝高度過高，影響泵的吸液量;
5.選型問題，包括泵的選型，泵材質(zhì)的選型等.
解決辦法：
1、清理進(jìn)口管路的異物使進(jìn)口暢通，或者增加管徑的大小;
2、降低輸送介質(zhì)的溫度;
3、降低安裝高度;
4、重新選泵，或者對(duì)泵的某些部件進(jìn)行改進(jìn)，比如選用耐汽蝕材料等等.
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