离心泵的构造

1第一篇泵的基礎知识第一章离心泵第一节离心泵基本知识一、泵的定义和分类1、泵的定义泵是把原动机的机械能转换为抽送液体能量的机器。一般情况下，都是原动机通过泵轴带动叶片旋转，对液体作功使其能量增加，把液体从低处送到高处或使其增加压力。2、泵的分类泵的种类很多，按作用原理分为以下三大类：〈1〉、叶片式泵它是利用叶轮的叶片和液体相互作用来输送液体。如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等。〈2〉、容积泵它是利用工作室容积周期性的变化来输送液体的。如活塞（柱塞）泵、齿轮泵、螺杆泵、隔膜泵等。〈3〉、其它类型泵包括只改变液体位能的泵，如水车等；利用液体能量来输送液体的泵，如射流泵、水锤泵等；依靠电磁力的作用来输送液体的泵，如电磁泵等。泵分三大类，如下图所示泵单吸泵、双吸泵单级泵、多级泵蜗壳式泵、分段式泵立式泵、卧式泵屏蔽泵、磁力驱动泵高速泵单级泵、多级泵离心漩涡泵离心泵旋涡泵混流泵轴流泵叶片式泵容积式泵柱塞（活塞）泵、隔膜泵计量泵电动泵蒸气泵往复泵转子泵——齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、滑片泵其它类型泵——喷射泵、空气升液泵、电磁泵2二、离心泵的定义，工作原理及其分类1、离心泵的定义靠高速旋转的叶轮，带动液体高速旋转，又利用离心力的原理将液体甩出，从而实现输送液体的目的，这种机器就叫离心泵。2、工作原理离心泵主要由叶轮、轴、泵壳、轴封和密封环等组成。一般离心泵启动前泵壳内要灌满液体。当原动机带动泵轴和叶轮高速旋转时，液体一方面随叶轮作圆周运动，另一方面在离心力的作用下自叶轮中心向外甩出，液体从叶轮获得了压力能和速度能。当液体流经涡壳到排液口时，部分速度能将转换为静压力能。在液体从叶轮甩出时，叶轮中心部分造成低压区，与吸入液面的压力形成压力差，于是液体不断的被吸入，并以一定压力排出。如此不断的循环，液体被送到另外一个地方。离心泵工作原理简图见图1-1。图1-1离心泵工作原理3、离心泵的分类〈1〉、按叶轮的数目分：单级离心泵和多级离心泵〈2〉、按叶轮的吸入方式分：单吸离心泵和双吸离心泵〈3〉、按扬程大小分：低压离心泵P＜1.6MPa中压离心泵1.6≤P≤4.0MPa高压离心泵P＞4.0MPa〈4〉、按工作转速分：低转速n＜960转/分中转速1500≤n≤3000转/分高转速n＞3000转/分〈5〉、按比转数大小分：低比转数ns在50~80范围内中比转数ns在80~150范围内高比转数ns大于1503〈6〉、按泵轴所处位置分：卧式泵——泵轴为水平安装立式泵——泵轴为直立安装〈7〉、按泵壳型式分：分段式离心泵、水平中开式离心泵和蜗壳式离心泵。〈8〉、按输送介质分水泵——输送水油泵——输送油品化工泵——输送酸碱或其它化工原料泥浆泵——输送泥浆4、离心泵的优缺点：优点：〈1〉、结构简单，零部件少，便于维修；〈2〉、体积小，占地面积少；〈3〉、在动力足够的情况下，泵产生的压头取决于叶轮直径和泵的转数，并且不能超过这些参数所规定的数值。〈4〉、流量、压力平稳，泵正常运转时，振动较小。缺点：〈1〉、自吸能力差，容易抽空。如果抽送的液体动液面在泵的中心线以下，开泵前必须灌满或抽空（抽净空气），否则离心泵不能正常工作；〈2〉、在低于额定流量以下的小流量操作时，泵的效率较低；〈3〉、适用于输送粘度较低的各种液体，液体的粘度对泵的性能影响较大。三、离心泵型号的表示方法及含义泵的种类多，应用范围也广，尤其是叶片式的离心泵，型号更多，现介绍几种型号表示方法及含义。离心泵型号表示方法，大体分四大部分：第一大部分：阿拉伯数字，单位：毫米或英寸。表示该泵的吸入口直径。如：6D100—150×11型泵，其吸入口直径为6英寸，相当于150毫米。200D—43×4型泵，其吸入口直径为200毫米，相当于8英寸。1英寸=25.4毫米第二大部分：汉语拼音字母，一定的汉语拼音字母代表一种结构型式的泵。用泵的名称汉语拼音第一个字母或者用第一个字母与代表特征的字母合并成两个或多个字母组成的一组字母表示，便于记忆，方便书写。介绍如下：BA、B、IS——单级单吸式离心泵，其中IS型是根据ISO设计和生产的一种B、BA的替代产品。4BL——单级单吸悬臂直联式离心泵。SH（Sh）、S、SA——単级双吸水平中开式离心泵，其中S型是根据ISO设计的－种SH、SA的替代产品。SLA——单級双吸立式中开型离心泵。D、DA——多级分段式离心水泵。DL——多级分段立式离心水泵。DS——多级矿山用第一级双吸分段式离心泵。DK、DKS——多级中开式离心泵。2GC——小型锅炉给水离心泵。DG——多级单吸分段式锅炉给水泵。DHSr5/4——高压锅炉给水泵（引进西德KSB公司）。R、HPK—S、HPK—Y——热水循环离心水泵。Y、YD、DY——单吸单级或多级离心油泵。BY——单級单吸悬臂式离心油泵。YS、SY——单级双吸离心式油泵。YG——管道离心油泵。KYT、KDT、DYT、YT——筒式多级离心油泵。G、BG——管道离心泵。ISAG——单级立式管道泵。GN、N、NB——凝结水泵。DF——单吸多级耐腐蚀泵。F、AF、BF——单級单吸悬臂式耐腐蚀泵。PW——污水离心泵。PWF——立式耐腐蚀污水离心泵。PN、PNL——泥浆泵。PH——单級单吸卧式灰渣泵。J、JD、SD——单吸多级离心式深井泵。QS、QY、QSD——潜水电泵。CL、RSV、RSVW、RSL——船用离心泵。TC、EX——自吸式离心泵。SZ—1、SZ—3、SZ—4——水环式真空泵。第三大部分：由阿拉伯数字组成，有如下四种意义：1、表示该泵的额定流量和额定扬程数值。如：DKS750—550型号中“750—550”分别表示该泵的额定流量为750米3/小时，额定扬程550米。52、表示该泵的额定扬程。如4B—54型号中的“54”表示该泵扬程为54米。D300—150×11型号中，“150”是表示该泵单级扬程为150米，“11”表示泵的级数。3、表示该泵的比转数的十分之一。如：8sh—9和10sh—6型号中的“9”和“6”是表示该泵的比转数被10除得整数，即该泵的比转数为90和60。4、特殊性：如SD10×14型的深井泵型号中的“10”是表示该泵下井的井筒套管不能小于10英寸。第四大部分：“×”乘号后面的阿拉伯数字，表示该离心泵的级数。如：D300—150×11型号中“×11”表示该泵有11级叶轮。还有在末尾加注A、B、C英文字母的，表示该泵经过技术改造、车削叶轮直径等。有的在型号字母右下角标罗马数字I、II、III字样，表示采用不同的材料制造泵体或各部件等。比如：I类材质——铸铁，其温度范围为-20℃~+200℃II类材质——铸钢，其温度范围为-20℃~+400℃III类材质——合金钢、不锈钢，其温度范围为-54℃~+400℃材料不同，使用场合不同，其泵的寿命也不同。四、离心泵的基本参数离心泵的基本参数就是表示泵的整体性能的参数，泵在所规定范围内运转，是最经济、最合理的。1、流量离心泵的流量，是指泵在单位时间内输送出液体的数量。容积流量，一般用Q表示，其单位是米3/小时（m3/h）、米3/秒（m3/s）、升/秒（L/s）；重量流量，一般用G表示，其单位是吨/小时（T/h）、公斤/秒（kg/s）。假如有一根管子，知道它的截面积F（米2），水在管子里的平均流速V（米/秒），流动方向与截面积F相垂直，那么它的流量就等于面积与流速乘积，即Q=V·F（m3/s）容积流量与重量流量的关系：G=rQ式中：r—液体密度（重度）kg/(dm)3Q—容积流量m3/s、m3/h、L/sG—重量流量kg/s2、扬程：泵的扬程，是指单位重量的液体通过泵后获得能量。用H表示，单位是米（m），即排出液体的液柱高度。泵在工作过程中，其扬程大小是用压力表测量的，其单位为：公斤/厘米2（kg/cm2）或兆帕（MPa）6对水来说，1kg/cm2相当于10米水柱；1MPa相当于100米水柱。扬程的测定：在测定扬程时，通常是在泵的进、出口处各安装一块压力表。进口装真空压力表，出口装普通压力表，压力表上的读数称为表压力，可以用下列公式换算成水柱的高度：P表=r·hh=P表/r式中：h—水柱高度（米）P表——表压力（公斤/厘米2）r—液体密度（公斤/分米3）我们常说扬程等于多少米，或说等于多少个大气压，实际是一回事。当泵运转时，一方面把水从排出管输送出去，另一方面又要从进水管中把水吸进来。出口压力表只能表示出口扬程（出口压力），而吸入扬程（也叫吸上真空度）就要用真空压力表的读数来表示。当进口压力比大气压小时，称为真空；而大气压力与绝对压力的差值叫真度空，真空度同样可以用高度来表示，即：rPPHa真空式中：Pa—大气压力P—绝对压力r—被输送液体密度一个大气压相当于10米水柱的高度，所以当绝对压力P=0时，H真空就等于10米水柱高度。但实际上吸水管的吸入的绝对压力P不可能等于0，所以泵的吸水扬程也就不可能达到10米。真空表的读数就是表示吸入扬程，也就是吸上真空高度。水泵的扬程是泵的出水扬程和吸入扬程之和。即h=h表+h真空，也就是说把出口压力表的读数和真空压力表的读数换算成水柱高度，然后相加，就是泵的总扬程。如果泵的进出水管的直径不同，在计算总扬程的运算公式中，还必须加上出水管和进水管中的速度头的差值，即：gVVhhh22122真空表式中：V1—泵进水管中水的平均流速（m/s）V2—泵出水管中水的平均流速（m/s）g—重力加速度9.8m/s2由于水流通过管路中总是有损失的，所以在实际安装时，扬程要低于铭牌上所标明的数值，根据经验，其扬程表达式为：H=100（P2—P1）r式中：P1—泵的进口压力MPa7P2—泵的出口压力MPar—被输送液体密度3、功率N我们知道，力乘以力矩等于功，而在单位时间内所做的功，就叫功率，通常工程上用马力或千瓦表示。1马力=75公斤·米/秒1千瓦=102公斤·米/秒所以得知：1千瓦=1.36马力1马力=0.735千瓦〈1〉、轴功率：原动机传给泵轴上的功率或者说泵轴从原动机所获得的功率，叫轴功率。用N轴表示单位：千瓦、马力计算公式：KwIVN千瓦机轴1000cos3式中：I—电流安培（A）V—电压伏特（V）COS—功率因数0.85机—电机效率给出或查表73205.13〈2〉、有效功率：泵实际用在输送液体上所消耗的功率。即轴功率减去由于泵在运转中所损失的功率，也就是说在单位时间内泵对被输送液体所做的功。就叫有效功率。用N有效表示单位：千瓦、马力计算公式：kwHQrN千瓦有效102式中：Q—排量升/秒（L/S）H—扬程米（m）r—液体的密度kg/(dm)3或千瓦有效1000PgHQN式中：P—液体密度1000kg/m3g—重力加速度9.81米2/秒2如果排量单位为米3/小时，可直接采用公式：8千瓦有效2.367rQHN〈3〉、配套功率：用一定功率的原动机驱动泵，该原动机的功率为配套功率，一般用N配表示计算公式：tNKN轴配式中：N轴—泵的轴功率kwK—电机额定功率安全系数K的选择原则见下表N轴＜33~5.57.5~1722~55＞75K1.51.31.251.151.10t—原动机与离心泵的传动系数t按传动方式不同分别取值为：直接传动t=1.0皮带传动t≈0.90~0.95齿轮传动t≈0.90~0.97一般取N配=1.1~1.5N轴4、效率水泵从原动机那里取得的轴功率，不可能全部转化为有效功率，因为泵内有各种损失（水力损失，容积损失、机械损失）存在。我们把有效功率与轴功率的比值，称为效率。用表示计算公式：%100轴有效NN5、转速：离心泵的转速，是指单位时间内泵的叶轮旋转的圈数。用n表示单位：转/分（r/min）转速是离心泵性能中很重要的参数指标。泵的转速改变时，泵的流量、扬程、功率都要发生变化。提高转速不得超过额定转速的10%，否则损坏泵；若是降低转速，不应低于额定转速的40—50%，否则泵不上水。根据离心泵的“比例定律”原则，离心泵在不同转速下，其工况相似点的对应参数9排量Q、扬程H、轴功率N轴与转速之间应有下列关系：