泵类结构原理图与维护保养

泵类设备一、离心泵1、离心泵的工作原理离心泵在起动之前，应先用水灌满泵壳和吸水管道。离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸入口液体池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。•3个问题：1）水是怎样在叶轮里获得速度能（动能）的？2）水的部分速度能是如何转化为出水口的压力能的？3）水为什么会源源不断地流进叶轮，进而使水泵能连续出水？•离心泵的工作过程，实际上是一个能量的传递和转换的过程。它把电动机高速旋转的机械能转化为被抽升水的动能和势能。•在这个转化过程中，必然伴随着许多能量损失，从而影响离心泵的效率。这种能量损失越大，离心泵的性能就越差，工作效率就越低。•在泵起动时，如果泵内存在空气，则叶轮旋转后空气产生的离心力也小，使叶轮吸入口中心处只能造成很小的真空，液体不能进到叶轮中心，泵就不能出水。离心泵的性能离心泵的性能参数1.流量Q：单位时间内由泵所输送的流体体积，即指的是体积流量，单位为m3/s或m3/h。2.扬程H：即压头，指单位重量的流体通过泵之后所获得的有效能量，也就是泵所输送的单位重量流体从泵进口到出口的能量增值。单位为mH2O。3.功率N：通常指输入功率，即由原动机传到泵轴上的功率，也称为轴功率，单位为W或kW。4.效率η：有效功率Ne与轴功率N之比。5.转速n：泵的叶轮每分钟的转数，单位是r/min。离心泵的基本构造离心泵结构剖切图1—底阀2—压水室3—叶轮4—蜗壳5—闸阀6—接头7—压水管8—止回阀9—压力表轴承密封——填料盒•填料盒（见图）泵轴穿出泵壳时，在轴与壳之间存在间隙。在单吸式离心泵中，该部位如不用轴封装置，泵壳内高压水就会向外大量泄漏。填料盒就是常用的一种轴封装置。是较常见的压盖填料盒，是由轴封套、填料、水封管、水封环和填料压盖５个部件组成。开式、半开式、封闭式叶轮原型1.泵轴的作用是什么？泵轴的作用是用来传递扭矩，使叶轮旋转。泵轴的常用材料是碳素钢和不锈钢。叶轮和轴靠键相连接，由于这种连接方式只能传递扭矩而不能固定叶轮的轴向位置，故在水泵中还要用轴套和锁紧螺母来固定叶轮的轴向位置。叶轮采用锁紧螺母与轴套轴向定位后，为防止锁紧螺母退扣，要防止水泵反转，尤其是对初装水泵或解体检修后的水泵要按规定进行转向检查，确保与规定转向一致。2．泵壳的作用是什么？泵壳通常铸成蜗壳形，是主要固定部件。它收集来自叶轮的液体，并使液体的部分动能转换为压力能，最后将液体均匀地导向排出口。泵壳顶上设有充水和放气的螺孔，以便在水泵起动前用来充水及排走泵壳内的空气。在泵壳的底部设有放水螺孔，以便在水泵停车检修时放空积水。3．泵座的作用是什么？其作用是固定水泵。泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔，在泵座的横向槽底开有泄水螺孔，以随时排走由填料盒内流出的渗漏水。泵壳和泵座上的这些螺孔，如果在水泵运行中暂时无用，可以用带螺纹的丝堵（闷头）拴紧。4．填料盒的种类和组成有哪些？填料盒的作用是什么？填料盒泵轴穿出泵壳时，在轴与壳之间存在间隙。在单吸式离心泵中，该部位如不用轴封装置，泵壳内高压水就会向外大量泄漏。填料盒就是常用的一种轴封装置。是较常见的压盖填料盒，是由轴封套、填料、水封管、水封环和填料压盖５个部件组成。5．减漏环的作用是什么？减漏环位置：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处。它是高低压交界面且具有相对运动的部位，很容易发生泄漏。为了减少泵壳内高压水向吸水口的回流量，一般在水泵的构造上采用两种减漏方式：1）减小接缝间隙（不超过0.1~0.5mm）。2）增加泄漏通道中的阻力。应用中，该间隙处容易发生叶轮与泵壳间的磨损现象，影响叶轮和泵壳的使用寿命。减漏环的外形与安装示意图如图2-7所示。3种不同形式的减漏环，其中，（c）为双环迷宫形的减漏环，其水流回流时的阻力很大，减漏效果好，但构造复杂。减漏环的另一作用是承磨，水泵中有了减漏环，当摩擦是间隙变大后，只须更换减漏环而避免使叶轮和泵壳报废。因此，减漏环又称承磨环，是一个易损件。6．轴承座轴承座是用来支承轴的。轴承装于轴承座内作为转动体的支持部分。冷却水套，一般在轴承发热量较大、单用空气冷却不足以将热量散发时，可采用这种水冷套的形式来冷却，水套上要另接冷却水管。轴承与轴是紧配合，装配前应先将轴承在机油中加热到120℃左右，使轴承受热膨胀后再套在轴上，轴承的拆卸一般要用专用工具。无论是安装还是拆卸轴承，都要注意按规定操作，切忌野蛮作业，以防损坏轴和轴承。滚动轴承2、容积泵的工作原理（回转式）动力通过轴传给齿轮，一对同步齿轮带动泵叶作同步反向旋转运动，使进口区产生真口，降介质吸入，随泵叶的转动，将介质送往出口，继续转动，出口腔容积变小，产生压力（出口高压区）将介质输出。由于容积泵转数较低、自吸能力较强、流动性能较差的高粘介质，有充分时间和速度充满空穴，所以，该类型泵适用于高粘介质。泵内部密封面。内泻较小，所以泵的效率较高，可达70％以上，同时可以达到高压输送介质，并且对粘度较小的介质也有良好的适应性。3、离心泵的分类及各自的特点离心泵按其结构形式分为：立式泵和卧式泵，立式泵的特点为：占地面积少，建筑投入小，安装方便，缺点为：重心高，不适合无固定底脚场合运行。卧式泵特点：适用场合广泛，重心低，稳定性好，缺点为：占地面积大，建筑投入大，体积大，重量重。4、容积泵的分类及特点容积式泵分为往复式和回转式二大类，回转式容积泵与往复式容积泵相比，回转式泵没有吸、排液阀，不会向往复泵那样，因高粘度液体对阀门的正常工作有影响，泵效随粘度提高而快速降低。而且在输送液体粘度提高时，泵转数的下降比往复泵小，因而，在输送高粘度液体或液体粘度变化较大时，采用回转式溶剂泵比采用往复式容积泵更为适宜。回转式容积泵分：齿轮泵、旋转活塞泵、螺杆泵、和滑片泵等几类。具有转数低、效率高、自吸能力强、运转平稳、部分泵可预热等特点，广泛用于高粘介质的输送。缺点：占地面积大，建筑投入大，体积大，重量重。5、泵的流量以及与重量的换算泵在单位时间内，实际输送液体的体积称为泵的流量，流量用Q表示，计量单位：立方米/小时（m3/h），升/秒（l/s），L/s=3.6m3/h=0.06m3/min=60L/minG=QρG为重量ρ为液体比重例：某台泵流量80m3/h，介质的比重ρ为780公斤/立方米。输送介质时每小时重量G：G=Qρ=80×780（m3/h·kg/m3）=62400kg6、泵的压力、扬程、转速及表示形式以及其换算公式压力的全称为泵的全压力，是指泵的排出压力和泵的吸入压力之差。泵的压力用P表示，单位??Mpa（兆帕）扬程是指单位重量液体流经泵以后能量的增加值，即液体在泵出口和进口的水头之差通常用字母H表示。单位为米（m），H=P/ρ。如P为1kg/cm2，则H=（lkg/cm2）/（1000kg/m3）H=（1kg/cm3）/（1000公斤/m3）=（10000公斤/m2）/1000公斤/m3=10m1Mpa=10kg/cm2，H=（P2-P1）/ρ（P2=出口压力P1=进口压力）比例关系：Q1/Q2=r1/r2H1/H2=(r1/r2)27、泵的效率及计算方法泵的效率指泵的有效功率和轴功率之比。η=Pe/P泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。有效功率又称为输出功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。Pe=ρgQH（W）或Pe=γQH/1000（KW）ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）γ：泵输送液体的重度γ=ρg（N/m3）g：重力加速度（m/s）质量流量Qm=ρQ（t/h或kg/s）8、什么叫汽蚀余量？什么叫吸程？各自计量单位表示字母？泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生气体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用米标注，用（NPSH）r。吸程Δh：一种就等同于自吸高度，另外一种是指水泵的允许安装高度即泵允许吸液体的真空度，单位用米。吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）标准大气压能压管路真空高度10.33米。例如：某泵必需汽蚀余量为5.0米，求吸程Δh？解：Δh=10.33-5.0-0.5=4.83米9、什么是泵的性能曲线？包括几方面？有何作用？通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为泵的性能曲线或特性曲线，实质上，泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式，通过实测求得。特性曲线包括：流量-扬程曲线（Q-H），流量-效率曲线（Q-η），流量-功率曲线（Q-N），流量-汽蚀余量曲线（Q-（NPSH）r），性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程，功率，效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点，最佳工况点一般为设计工况点。一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近。在实践选效率区间运行，即节能，又能保证泵正常工作，因此了解泵的性能参数相当重要。10。什么是比转速？比转速是一个说明流量Q、扬程H、转速n之间关系的一个从相似理论中引出来的综合性参数，相似泵在相似的工况下比转速用下面的公式确定：nq=n·Q1/2/H3/4从上式及相似理论可知，nq对一系列几何相似的泵在相似的工况下相等。因此，在泵的最佳工况点下，我们可能用这一参数作为相似泵的特征参数，或者说是判别数。比转速的最初应用是在水轮机上应用，为使其也能在离心泵中应用，经单位换算后我们得到二者统一的表达式：ns=3.65n·Q1/2/H3/4（其中流量Q单位：m3/s）显然，ns＝3.65nq，二者相差3.65倍，但是，作为比转速的参数意义上来说二者没有本质区别，所以，我们在离心泵中习惯上就用ns来表示其比转速。同一台泵在不同工况条件下的比转速并不相等，通常只用最佳工况点下的ns来代表一系列几何相似的泵。比转速的用处：一、利用比转数对叶轮进行分类比转数的大小与叶轮形状和泵的性能曲线有密切关系。比转数确定以后，叶轮形状和性能曲线的形状就大致地确定了。比转数越小，叶轮流道相对地越细长，叶轮外径和进口直径的比值（D2/D0）越大，性能曲线比较平坦；随着比转数的逐渐增大，叶轮流道相对地越来越宽，（D2/D0）的值越来越小，性能曲线也就越陡；当比转数大到一定数值后叶轮出口边就倾斜，成了混流泵，性能曲线开始出现“S形曲线”，如果比转数继续增大，当D2＝D0时就成了轴流泵，此时性能曲线更陡，“S形曲线”更严重。由于泵比转数与叶轮形状有关，所以泵的各种损失和离心泵的总效率均与比转数有关。二、比转数是编制离心泵系列的基础)在编制离心泵系列时，适当地选择流量、扬程和转速等的组合，就可以使比转数在型谱图上均匀地分布。三、比转数是离心泵设计计算的基础无论是相似设计法，还是速度系数设计法，都是以比转数为依据来选择模型或速度系数的。11、泵轴功率和电机配备功率之间关系泵轴功率是设计点上原动机传给泵的功率，在实际工作时，其工况点会变化，因此原动机传给泵的功率应有一定余量，另电机输出功率因功率因数关系，因此经验作法是电机配备功率大于泵轴功率。（见下表）轴功率余量0.12-0.55kw1.3-1.5倍0.75-2.2kw1.2-1.4倍3.0-7.5kW1.15-1.25倍11kW以上1.1-1.15倍并根据国家标准Y系列电机功率规格选配完整水泵轴功率计算公式应该为P=流量*扬程*g*介质比重/泵效率其中流量单位为m3/h，得到的功率单位为KW如果介质是水的话，那么公式应该演变为P=流量*扬程/（3.6*102*效率）=流量*扬程/（367*效率）12、管道阻力以及经验计算液体在管道和管道附件流动中，由