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、多級、單吸、雙吸、自吸式等多種形式。立式離心水泵簡稱為液下泵，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，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)前要用外來的液體將泵殼內(nèi)空間灌滿。這一步操作稱為灌泵。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稱狀。雙吸式葉輪所示兩邊吸水，葉輪蓋板呈對稱狀，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、敞開式和半開式三種。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式及敞開式結(jié)構(gòu)，以防止砂粒對葉輪的磨損及堵塞。

 

第二個(gè)主要部件：泵軸

    泵軸是用來旋轉(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，其撓度不超過允許值。葉輪和軸用鍵來聯(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定位的。

 

第三個(gè)主要部件：泵殼

    其過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)對過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，多用于單級泵，如圖1—5(a)所示；中開式泵殼沿通過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)用來放空積水。另外，在泵座的橫向槽底開設(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，填料又稱盤根，常用的有浸油石棉盤根、石棉石墨盤根，近年來，碳纖維盤根及聚四氟乙烯盤根也相繼出現(xiàn)，使其使用效果要好于前者，但是成本較高；盤根的斷面大部分為方形，它的作用是填充問隙進(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)對準(zhǔn)水封管，環(huán)上開有若干小孔。當(dāng)泵運(yùn)行時(shí)，泵內(nèi)的高壓水通過水封管進(jìn)入水封環(huán)滲入填料進(jìn)行水封，同時(shí)還起冷卻及潤滑泵軸的作用。填料壓緊的程度用壓蓋上的螺絲來調(diào)節(jié)。如壓得過緊，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，使軸過快磨損；壓得過松，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)其說明書的要求來控制滴水的頻率。  

    (2)機(jī)械密封  又稱端面密封。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，且具有相對運(yùn)動(dòng)的部位。這個(gè)間隙如果過大，則泵體內(nèi)高壓水便會(huì)經(jīng)過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。一般來說，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)行潤滑。也有采用橡膠、合成樹脂、石墨等非金屬材料制成的滑動(dòng)軸承，可使用水潤滑和冷卻。。

 

第九個(gè)主要部件：聯(lián)軸器

    電動(dòng)機(jī)的出力是通過聯(lián)軸器來傳遞給水泵的。聯(lián)軸器又稱“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)圓法蘭盤連接，在連接中無調(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。常用的圓盤形撓性聯(lián)軸器。它實(shí)際上是鋼柱銷帶有彈性橡膠圈的聯(lián)軸器，包括有兩個(gè)圓盤，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稱性，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于多級式的單吸離心水泵來講，數(shù)值相當(dāng)大，必須采用專門的軸向力平衡裝置來解決。對于單級單吸式離心水泵而言，一般采取在葉輪的后蓋板上鉆開平衡孔，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。對于多級離心水泵，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平衡孔很難消除軸向推力，通常的做法是在水泵最后一級安裝平衡盤裝置。另外，也可以將各個(gè)單吸式葉輪作“面對面”或“背靠背”的布置，消除由于葉輪受力的不對稱性而引起的軸向推力。

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