1、離心泵結構原理及常見故障離心泵結構原理及常見故障內內容容一、一、二、二、三、三、四、四、1. 泵的概念及分類一、離心泵概述一、離心泵概述為流體提供機械能的機械設備統稱為流體輸送機械。 離心泵：利用葉輪旋轉而使水發生離心運動來工作的。水泵在啟動前，必須使泵殼和吸水管內充滿水，然后啟動電機，使泵軸帶動葉輪和水做高速旋轉運動，水發生離心運動，被甩向葉輪外緣，經蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。2.離心泵的概念一、離心泵概述一、離心泵概述3.離心泵的分類一、離心泵概述一、離心泵概述一、按葉輪數目來分類1、單級泵：即在泵軸上只有一個葉輪。2、多級泵：即在泵軸上有兩個或兩個以上的葉輪，這時泵的總揚程為n個

2、葉輪產生的揚程之和。二、按工作壓力來分類1、低壓泵：壓力低于100米水柱；2、中壓泵：壓力在100650米水柱之間；3、高壓泵：壓力高于650米水柱。三、按葉輪吸入方式來分類1、單側進水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個進水口；2、雙側進水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側都有一個進水口。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。 輕型立式多級離心泵4.幾種典型離心泵一、離心泵概述一、離心泵概述單 級 雙 吸 離心 泵多級離心泵單級離心泵表1-1離心泵基本類型代號型 號泵 的 名 稱型 號泵 的 名 稱ISB或BAD或DADLYYGFPISO3國際標準型單級單吸離心水

3、泵單級單吸懸臂式離心清水泵多級分段式離心泵多級立式管形離心泵離心式油泵離心式管道油泵耐腐蝕泵屏蔽式離心泵S或shDSKDKDSZFYWWX單級雙吸式離心水泵多級分段式首級為雙吸葉輪多級中開式離心泵多級中開式首級為雙吸葉輪自吸式離心泵耐腐蝕液下式離心泵一般旋渦泵旋渦離心泵5.離心泵型號一、離心泵概述一、離心泵概述一、離心泵概述一、離心泵概述5.離心泵型號 離心泵的主要零部件有泵殼、泵蓋、泵體、葉輪、密封環、泵軸、機封或填料函、聯軸器、軸承等。1. 離心泵主要結構二、離心泵結構二、離心泵結構圖1-11.1 離心泵轉子如圖1-2所示：轉子是指離心泵的轉動部分，它包括葉輪、泵軸、軸套、軸承等零。 圖1

4、-2二、離心泵結構二、離心泵結構 葉輪是離心泵中最重要的零件，它將驅動機的能量傳給液體。 葉輪結構型式： A：閉式葉輪閉式葉輪。這種葉輪一般由前后蓋板、葉片和輪轂組成。由于效率較高，得到廣泛應用，一般適用于輸送不含顆粒雜質的清凈液體。 B、開式葉輪開式葉輪。由于這種葉輪效率低，只用來輸送含有雜質的污水或帶有纖維的液體。 C、半開式葉輪半開式葉輪。常用于輸送易于沉淀或含有固體顆粒的液體。 1.2離心泵葉輪圖1-3二、離心泵結構二、離心泵結構 泵軸屬階梯軸類零件，在輸送清水等無腐蝕性介質的泵中，一般用45#鋼制造，并且進行調質處理。在輸送鹽溶液等弱腐蝕性介質的泵中，泵軸材料用40Cr，且調質處理。

5、在防腐蝕泵中，即輸送酸、堿等強腐蝕性介質的泵中，泵軸材質一般為1Crl8Ni9或1Crl8Ni9Ti等不銹鋼。1.3離心泵泵軸圖1-4 離心泵的泵軸的主要作用是傳遞動力，支承葉輪保持在工作位置正常運轉。它一端通過聯軸器與電動機軸相連，另一端支承著葉輪作旋轉運動，軸上裝有軸承、軸向密封等零部件。二、離心泵結構二、離心泵結構 軸套的作用是保護泵軸，使填料與泵軸的摩擦轉變為填料與軸套的摩擦 軸套是離心泵的易磨損件。軸套表面一般也可以進行滲碳、滲氮、鍍鉻、噴涂等處理方法，表面粗糙造度要求一般要達到Ra3.2mRa0.8m?？梢越档湍Σ料禂担岣呤褂脡勖?。 1.4離心泵軸套圖1-5二、離心泵結構二、離心

6、泵結構 軸承起支承轉子重量和承受力的作用。離心泵上多使用滾動軸承，其外圈與軸承座孔采用基軸制，內圈與轉軸采用基孔制，配合類別國家標準有推薦值，可按具體情況選用。軸承一般用潤滑脂和潤滑油潤滑。1.5離心泵軸承 圖1-6二、離心泵結構二、離心泵結構1.5.1常見軸承類型及代號常見軸承類型及特點1、深溝球軸承深溝球軸承結構簡單，使用方便，是生產批量最大，應用范圍最廣的一類軸承，主要承受徑向載荷，也可以承受一定的軸向載荷，當增大軸承的徑向游隙時，具有角接觸球軸承的功能，可承受較大的軸向載荷，但不能單獨承受軸向負荷。與同尺寸其他類型軸承相比，此類軸承摩擦系數小，極限轉速高其產量占軸承總產量的60%-70

7、%,是產量最高、使用最廣、價格最低廉的一類軸承。2、調心軸承調心球軸承有兩列鋼球，內圈有兩條滾道，外圈為內球面形，具有自動調心的性能，可以自動補償由于軸的撓曲形變產生的同軸度誤差適用于支撐座孔不能保證嚴格同軸度的部件中。調心滾子軸承具有兩列滾子，主要用于承受徑向載荷，同事也能承受任意方向的軸向載荷。有較高的徑向載荷能力，特別適用于重載或振動載荷下工作，但不能承受純軸向的載荷。調心性能較好，能補償同軸度的誤差。3、滾子軸承圓錐滾子軸承主要用于承受徑向載荷為主的徑向與軸向聯合載荷；而大錐角的圓錐滾子軸承可以用于承受以軸向載荷為主的徑向、軸向聯合載荷。單列圓錐滾子軸承必須成對使用，因為圓錐滾子軸承在

8、承受徑向負荷時有軸向力產生，為圓錐滾子軸承在承受徑向負荷時有軸向力產生，為抵消這種額外的附加負荷必須由相對的另一套軸向承受，相互抵消軸向分力的影響。圓柱滾子軸承通常由一個套圈的兩個擋邊引導，保持架、滾子和引導套圈組成一個組合件，可與另一個軸承套圈分離，屬于可分離型軸承，此種軸承安裝、拆卸比較方便，尤其當要求內、外圈與軸、殼體都是過盈配合時更顯其優點此類軸承一般只用于承受徑向負荷，只有當內外圈均帶擋邊的單列軸承可承受較小的定向軸向載荷。 蝸殼與導輪的作用，一是匯集葉輪出口處的液體，引入到下一級葉輪入口或泵的出口；二是將葉輪出口的高速液體的部分動能轉變為靜壓能。一般單級和中開式多級泵常設置蝸殼，分

9、段式多級泵則采用導輪。2. 離心泵蝸殼和導輪二、離心泵結構二、離心泵結構 蝸殼是指葉輪出口到下一級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，如圖2-1所示。其流道逐漸擴大，出口為擴散管狀。液體從葉輪流出后，其流速可以平緩地降低，使很大一部分動能轉變為靜壓能。 蝸殼的優點是制造方便，高效區寬，車削葉輪后泵的效率變化較小。缺點是蝸殼形狀不對稱，在使用單蝸殼時作用在轉子徑向的壓力不均勻，易使軸彎曲，所以在多級泵中只是首段和尾段采用蝸殼而在中段采用導輪裝置。 蝸殼的材質一般為鑄鐵。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。多級泵由于壓力較大，對材質強度要求較高，其蝸殼一般用鑄鋼

10、制造。2.1離心泵蝸殼 圖2-1二、離心泵結構二、離心泵結構 液體從葉輪甩出后，平緩地進入導輪，沿著正向導葉繼續向外流動，速度逐漸降低，動能大部分轉變為靜壓能。液體經導輪背面的反向導葉被引入下一級葉輪導輪上的導葉數一般為48片，導葉的入口角一般為8一16，葉輪與導葉間的徑向單側間隙約為lmm。若間隙過大，效率會降低；間隙過小，則會引起振動和噪聲。與蝸殼相比，采用導輪的分段式多級離心泵的泵殼容易制造，轉能的效率也較高。但安裝檢修較蝸殼困難。另外，當工況偏離設計工況時，液體流出葉輪時的運動軌跡與導葉形狀不一致，使其產生較大的沖擊損失。由于導輪的幾何形狀較為復雜，所以一般用鑄鐵鑄造而成。2.2離心泵

11、導輪 導輪把葉輪甩出來的液體收集起來，使液體的流速降低，把部分速度能頭轉變為壓力能頭后，再均勻地引入下一級或者經過擴散管排出，其結構如圖2-2所示。圖2-2二、離心泵結構二、離心泵結構 從葉輪流出的高壓液體通過旋轉的葉輪與固定的泵殼之間的間隙又回到葉輪的吸入口，稱為內泄漏，如圖2-3所示。為了減少內泄漏，保護泵殼，在與葉輪入口處相對應的殼體上裝有可拆換的密封環。 2.3離心泵密封環圖2-3二、離心泵結構二、離心泵結構密封環的結構形式有三種，如圖118所示。圖2-4 (a)為平環式，結構簡單，制造方便。但密封效果差；圖2-4 (b)為直角式的密封環，液體泄漏時通過一個90的通道，密封效果比平環式

12、好，應用廣泛； 圖2-4 (c)為迷宮式密封環，密封效果好，但結構復雜，制造困難，一般離心泵中很少采用。密封環內孔與葉輪外圓處的徑向間隙一般在0102mm之間。 密封環磨損后，使徑向間隙增大，泵的排液量減少，效率降低，當密封間隙超過規定值時應及時更換。 密封環應采用耐磨材料制造，常用的材料有鑄鐵、青銅等。圖2-4 從葉輪流出的高壓液體，經過葉輪背面，沿著泵軸和泵殼的間隙流向泵外，稱為外泄漏。在旋轉的泵軸和靜止的泵殼之間的密封裝置稱為軸封裝置軸封裝置。 可以防止和減少外泄漏，提高泵的效率，同時還可以防止空氣吸入泵內，保證泵的正常運行。特別在輸送易燃、易爆和有毒液體時，軸封裝置的密封可靠性是保證離

13、心泵安全運行的重要條件。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。2.4離心泵軸向密封裝置圖2-5二、離心泵結構二、離心泵結構填料密封與機械密封的比較填料密封是一種傳統的壓蓋密封。它靠壓蓋產生壓緊力，從而壓緊填料，迫使填料壓緊在密封表面(軸的外表面和密封腔)上，產生密封效果的徑向力，因而起密封作用。機械密封是指由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。 機械密封通常被人們簡稱為機封。 填料密封指依靠填料和軸(軸套)的外圓表面接觸來實現密封的裝置。由填料箱(又稱填料函)、填料、液封環、填料壓蓋和雙頭螺栓

14、等組成，如圖2-6所示。2.5離心泵填料密封裝置二、離心泵結構二、離心泵結構圖2-6 填料密封的密封性能差，不適用于高溫、高壓、高轉速、強腐蝕等惡劣的工作條件。 機械密封機械密封結構及工作原理依靠靜環與動環的端面相互貼合，并作相對轉動而構成的密封裝置，稱為機械密封，又稱端面密封。機械密封裝置具有密封性能好，尺寸緊湊，使用壽命長，功率消耗小等優點，近年來在化工生產中得到了廣泛的使用。 2.6離心泵機械密封二、離心泵結構二、離心泵結構l機械密封的結構形式很多，主要是根據摩擦副的對數、彈簧、介質和端面上作用的比壓情況以及介質的泄漏方向等因素來劃分。內裝式與外裝式內裝式與外裝式 l內裝式是彈簧置于被密

15、封介質之內(見圖2-7、圖2-8，外裝式則是彈簧置于被密封介質的外部，如圖2-9所示。圖圖2-7非平衡型單端面機械密封非平衡型單端面機械密封 圖圖2-8非平衡型雙端面機械密封非平衡型雙端面機械密封 l一緊定螺釘；一緊定螺釘；2一彈簧座；一彈簧座；3彈簧；彈簧；4推環；推環； 1一靜密封圈；一靜密封圈；2靜環；靜環；3動環；動環；4一動環密封圈；一動環密封圈； 5一動環密封圈；一動環密封圈；6一動環；一動環；7靜環；靜環； 5一推環；一推環；6一彈簧；一彈簧；7緊定螺釘；緊定螺釘；8彈簧座；彈簧座； 8靜環密封圈；靜環密封圈；9防轉銷防轉銷 9一防轉銷一防轉銷2.6.1機械密封結構形式圖2-7圖

16、2-8l 內裝式可使泵軸長度減小，但彈簧直接與介質接觸，外裝式正好相反。在常用的外裝式結構中，動環與靜環接觸端面上所受介質作用力和彈簧力的方向相反，當介質壓力有波動或升高時，若彈簧力余量不大，就會出現密封不穩定；l 當介質壓力降低時，又因彈簧力不變,使端面上受力過大，特別是在低壓啟動時，由于摩擦副尚未形成液膜，端面上受力過大容易磨傷密封面。所以外裝式適用于介質易結晶、有腐蝕性、較黏稠和壓力較低的場合。l 內裝式的端面比壓隨介質壓力的升高而升高，密封可靠，應用較廣。 圖2-9非平衡型與平衡型 非平衡型與平衡型在端面密封中，介質施加于密封端面上的載荷情況，可用載荷系數久表示，如圖123所示。載荷系

17、數K為介質壓力的作用面積與密封端面面積之比。圖2-10單端面與雙端面機械密封 單端面與雙端面機械密封動環與靜環組成摩擦副，有一對摩擦副的稱為單端面機械密封，如圖2-11所示，有兩個摩擦副的稱為雙端面機械密封，如圖2-12所示。與單端面密封相比，雙端面密封有更好的可靠性，適用范圍更廣，可以完全防止被密封介質的外泄漏，但結構較復雜，造價高。 圖2-11圖2-12l 正確合理地選擇機械密封裝置中的各零件材料，是保證密封效果，延長使用壽命的重要條件。材料必須滿足設備運轉中的工作條件，具有較高的強度、剛度、耐蝕性、耐磨性和良好的加工性。l 在一對摩擦副中，不用同一材料制造動環和靜環，以免運轉時發生咬合現

18、象。通常是動環材質硬，靜環材質軟，即硬軟配對。常用的金屬材料有鑄鐵、碳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、青銅、碳化鎢等，非金屬材料有石墨浸漬巴氏合金、石墨浸漬樹脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。l 輔助密封圈一般用各種橡膠、聚四氟乙烯、軟聚氯乙烯塑料等。l 彈簧常用材料有磷青銅、彈簧鋼及不銹鋼。2.6.2離心泵機械密封零件材料二、離心泵結構二、離心泵結構 離心泵在工作時，依靠高速旋轉的葉輪，液體在慣性離心力作用下獲得了能量以提高了壓強。離心泵在工作前，泵體和進口管線必須罐滿液體介質，防止氣蝕現象發生。當葉輪快速轉動時，葉片促使介質很快旋轉，旋轉著的介質在離心力的作用下從葉輪中飛出，泵內的水被拋出后，葉輪的

19、中心部分形成真空區域。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。離心泵便如此連續不斷地工作。1.離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理2.離心泵的工作過程三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理圖3-2三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理2.離心泵的工作過程1.離心泵在起動之前，應先用水灌滿泵殼和吸水管道。 2.離心泵的工作過程，實際上是一個能量的傳遞和轉換的過程。它把電動機高速旋轉的機械能轉化為被抽升水的動能和勢能。在這個轉化過程中，必然伴隨著許多能量損失，從而影響離心泵的效率。這種能量損失越大，離心泵的性能就越差，工作效率就越低。3.在泵起

20、動時，如果泵內存在空氣，則葉輪旋轉后空氣產生的離心力也小，使葉輪吸入口中心處只能造成很小的真空，液體不能進到葉輪中心，泵就不能出水。 u 流量Q ：單位時間內由泵所輸送的流體體積，即指的是體積流量，單位為m3/s或m3/h 。u 揚程H ：即壓頭，指單位重量的流體通過泵之后所獲得的有效能量，也就是泵所輸送的單位重量流體從泵進口到出口的能量增值。單位為mH2O。u 功率N ：通常指輸入功率，即由原動機傳到泵軸上的功率，也稱為軸功率，單位為W或kW u 效率 ：有效功率Ne與軸功率N之比。u 轉速n ：泵的葉輪每分鐘的轉數，單位是r/min。3. 離心泵的性能參數 三、離心泵的工作原理三、離心泵的

21、工作原理dssdssSTSThhhHHHhHH4.離心泵的揚程三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理 水泵揚程也可以用管道中水頭損失及揚升液體高度來計算 ：圖3-3揚程：單位重量液體流經泵后獲得的有效能量。最常用的水泵揚程計算公式是H=(p2-p1)/g+(c2-c1)/2g+z2-z1 ；H揚程，m;p1，p2泵進出口處液體的壓力Pa;c1，c2流體在泵進出口處的流量m/s;z1，z2進出口高度m;液體密度kg/m3;g重力加速度m/s2。有效功率用有效功率用Ne表示表示 HQNeg5.離心泵的有效功率 三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理 泵的輸出功率又稱為有效功率，表示單位時間內流

22、體從泵中所得到的實際能量，它等于重量流量與揚程的乘積。H 泵的有效壓頭，即單位量液體在重力場中從泵獲得的能量，m；Q 泵的實際流量，m3/s；液體密度，kg/ m3；Ne泵的有效功率，即單位時間內液體從泵處獲得的機械能，W。 離心泵的效率用來表示輸入的軸功率N被流體利用的程度，即用有效功率Ne與軸功率N之比來表示效率。效率用符號表示。NNe6. 離心泵的工作效率三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理 輸入功率是由原動機（如電機等）傳到泵軸上的功率，也稱為軸功率，用符號N表示。流量V m3/s壓頭H mH2o軸功率N kW效率%性能參數： HV曲線 NV曲線 V曲線離心泵的特性曲線是指導正確選

23、擇和操作離心泵的主要依據，最高效率點對應的流量、壓頭、軸功率是最佳工況參數。特性曲線： 離心泵的特性曲線三、離心泵的工作原理三、離心泵的工作原理7試車與驗收 1試車前的準備工作 1）檢查泵體與電機地腳螺栓及其他連接螺栓的緊固情況。 2)檢查 冷卻、傳熱、保溫、保冷、沖洗、過濾、除濕、潤滑、液封等系統及工藝管道應連接正確，且無滲漏現象。管道應沖洗干凈，保持暢通。3)將壓力表、真空表、電流表、安全閥等安裝齊備，各指示儀表應靈敏、準確。 4) 各潤滑部位應加入符合技術要求規定的潤滑油（脂）。5) 空轉電機，檢查旋轉方向，無誤后裝上聯軸器柱銷。 6)檢查進、出口閥開關位置是否正確。 7)清除泵周圍一切

24、雜物，清理好現場。2啟動程序 1) 盤車兩周，注意泵內有無異常聲音，轉動是否輕便。盤車后隨即裝好聯軸器防護罩。 2) 離心泵應先開進出口閥門，泵灌滿后關閉出口閥門后再啟動，待泵出口壓力穩定后，緩慢打開出口閥門調節流量，在關閉出口閥門的條件下，泵連續運轉時間不應過長。 3) 輸送化工介質進行試運轉的泵、其充液、置換、排氣等要求應按技術文件的規定執行。 3檢查和驗收 在試車中要檢查運轉情況、并符合下列要求： 1) 滾動軸承的溫升不得超過40，最高溫度不得超過75。 2) 壓力和電流應符合規范要求。 3)轉子及各運動部件不得有異常聲響和摩擦現象。 4)各潤滑點的潤滑油溫度、密封液和冷卻水的溫度，不得

25、超過技術文件的規定。 5)泵體管道應達到無泄漏要求，填料密封可根據輸送介質粘度的不同，允許有520滴min的均勻泄漏，機械密封在試車中不允許有泄漏。6)若以上幾項檢查全部符合要求，則檢修合格。 1、氣蝕現象：液體在葉輪入口處流速增加，壓力低于工作水溫的對應的飽和壓力時，會引起一部分液體蒸發（即汽化）。蒸發后的汽泡進入壓力較高的區域時，受壓突然凝結，于是四周的液體就向此處補充，造成水力沖擊。 2、氣蝕余量：又叫動壓降是指泵進口處單位體積的液體所具有的超過汽化壓力的富裕能量。1.離心泵的氣蝕 四、離心泵常見故障四、離心泵常見故障1.1離心泵的安裝高度與汽蝕余量 若泵殼的絕壓（P1）小于被輸送液的飽和蒸汽壓（Pv），則液體將發生劇烈汽化，氣泡劇烈沖向葉輪，使葉輪表面剝離、破損，發生“氣蝕”現象，為了避免“氣蝕”所以必須滿足P1Pv。所以安裝高度Hg m,gP1VPhhgPPcV0-Hgh由泵樣本查得的氣蝕余量值，m； Po泵工作處的大氣壓強，Pa；Pv操作溫度下被輸液的飽和蒸汽壓，Pahc吸水管路阻力損失，m。序號故 障原 因解 決 方 法1水泵不吸水、壓力表及指針劇烈跳動。1)進口水量的水不夠用；2)水管與儀表漏氣。1)增大泵吸入水量；2)擰緊堵塞漏氣處。2水泵不吸水1)吸入壓力過