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第一讲 离心泵工作原理及基本结构(A)
通常将抽吸、输送液体使液体压力增加的机器系统称为泵,无论在工业、矿业冶金工业、化工石油部门、电力、国防建设等到处都有绷在运行,所以泵是一种通用机械。
一 、泵的分类
泵的类型复杂,品种繁多,按工作原理可分以下三类:
1、叶片泵 利用叶片和液体相互作用来输送液体,如离心泵、混流泵、轴流泵、和旋涡泵等。
2、容积泵 利用工作室容积周期性变化来输送液体,如往复泵,齿轮泵、螺杆泵、柱塞泵。
3、其他类型泵 入射流泵、水锤泵、水环式真空泵。
此外,按用途分工业用泵和农用泵,按输送介质分清水泵、污水泵、油泵、酸泵等,按泵的工作压力分低压泵、中压泵、高压泵和超高压泵。
在咱们炼油行业中通常装备有离心泵、自吸离心泵、旋涡泵、水环式真空泵、往复泵、齿轮泵、螺杆泵。
二、离心泵的工作原理
当离心泵启动后,泵轴带动叶轮一起作高速旋转运动,迫使预先充灌在叶片间液体旋转,在惯性离心力的作用下,液体自叶轮中心向外周作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程获得了能量,静压能增高,流速增大。当液体离开叶轮进入泵壳后,由于壳内流道逐渐扩大而减速,部分动能转化为静压能,最后沿切向流入排出管路。所以蜗形泵壳不仅是汇集由叶轮流出液体的部件,而且又是一个转能装置。当液体自叶轮中心甩向外周的同时,叶轮中心形成低压区,在贮槽液面与叶轮中心总势能差的作用下,致使液体被吸进叶轮中心。依靠叶轮的不断运转,液体便连续地被吸入和排出。液体在离心泵中获得的机械能量最终表现为静压能的提高。
需要强调指出的是,若在离心泵启动前没向泵壳内灌满被输送的液体,由于空气密度低,叶轮旋转后产生的离心力小,叶轮中心区不足以形成吸入贮槽内液体的低压,因而虽启动离心泵也不能输送液体。这表明离心泵无自吸能力,此现象称为气缚。吸入管路安装单向底阀是为了防止启动前灌入泵壳内的液体从壳内流出。空气从吸入管道进到泵壳中都会造成气缚。
三、离心泵的叶轮和其它部件
离心泵的基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗牛形泵壳。具有若干个(通常为4~12个)后弯叶片的叶轮紧固于泵轴上,并随泵轴由电机驱动作高速旋转。叶轮是直接对泵内液体做功的部件,为离心泵的供能装置。泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接,吸入管路的底部装有单向底阀。泵壳侧旁的排出口与装有调节阀门的排出管路相连接。
离心泵的叶轮 叶轮是离心泵的关键部件。
(1)按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式三种。闭式叶轮适用于输送清洁液体;半闭式和开式叶轮适用于输送含有固体颗粒的悬浮液,这类泵的效率低。
(2)按吸液方式不同可将叶轮分为单吸式与双吸式两种,单吸式叶轮结构简单,液体只能从一侧吸入。双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入液体,它不仅具有较大的吸液能力,而且基本上消除了轴向推力。
(3)根据叶轮上叶片上的几何形状,可将叶片分为后弯、径向和前弯三种,由于后弯叶片有利于液体的动能转换为静压能,故而被广泛采用。
离心泵的导轮
为了减少离开叶轮的液体直接进入泵壳时因冲击而引起的能量损失,在叶轮与泵壳之间有时装置一个固定不动而带有叶片的导轮。导轮中的叶片使进入泵壳的液体逐渐转向而且流道连续扩大,使部分动能有效地转换为静压能。多级离心泵通常均安装导轮。
蜗牛形的泵壳、叶轮上的后弯叶片及导轮均能提高动能向静压能的转化率,故均可视作转能装置。 3.轴封装置
由于泵轴转动而泵壳固定不动,在轴和泵壳的接触处必然有一定间隙。为避免泵内高压液体沿间隙漏出,或防止外界空气从相反方向进入泵内,必须设置轴封装置。离心泵的轴封装置有填料函和机械(端面)密封。填料函是将泵轴穿过泵壳的环隙作成密封圈,于其中装入软填料(如浸油或涂石墨的石棉绳等)。机械密封是由一个装在转轴上的动环和另一固定在泵壳上的静环所构成。两环的端面借弹簧力互相贴紧而作相对转动,起到了密封的作用。机械密封适用于密封较高的场合,如输送酸、碱、易燃、易爆及有毒的液体。
四、离心泵的分类
1.按叶轮的吸入方式分(1)单吸式离心泵(2)双吸式离心泵,主要用于大流量泵.
2.按叶轮数目分(1)单级离心泵,只有一个叶轮,扬程较低.(2)多级离心泵,有两个或两个以上的叶轮串联工作,可以产生较高的扬程.
3.按叶轮的结构分
(1)开式叶轮离心泵(2)半开叶式轮离心泵(3)闭式叶轮离心泵
五、离心泵的型号和意义
第一组 基本型号 第二组 第三组 第四组
第一组:代表吸入口直径.
第二组:表示扬程数,用阿拉伯数字表示.
第三组:代表多级泵叶轮级数,用阿拉伯数表示,泵本身是单级时,就不必标出.
第四组:代表泵变型,用大写字母表示,按字母顺序选取,A,B,C分别表示经过一.二.三次切割.
离心泵的种类可达数百种,常
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