《离心水泵知识学习》PPT课件.ppt

1、1 2016年8月 2 水泵的定义 水泵的定义水泵的定义 水泵是输送和提升液体的机器，是一水泵是输送和提升液体的机器，是一 种转换能量的机械，它把原动机的机械能种转换能量的机械，它把原动机的机械能 转化为输送液体的动能或势能。转化为输送液体的动能或势能。 电能电能 机械能机械能 压能（势能）压能（势能） 水泵应用水泵应用: :采矿、冶金、电力、石油、化工、采矿、冶金、电力、石油、化工、 市政以及农林等部门。市政以及农林等部门。 3 一、离心泵的基本知识一、离心泵的基本知识定义定义 离心泵的定义：离心泵引就是根据离心离心泵的定义：离心泵引就是根据离心 力原理设计的，高速旋转的叶轮叶片带动力原理设

2、计的，高速旋转的叶轮叶片带动 水转动，将水甩出水转动，将水甩出,从而达到输送的目的。从而达到输送的目的。 4 二、离心泵的基本知识二、离心泵的基本知识工作原理工作原理 离心泵的工作原理： 电动机通过泵轴带动叶轮旋转，叶片促 使水快速旋转，旋转着的水在离心力的作 用下从叶轮中飞出，泵内的水被抛出后， 叶轮的中心部分形成负压区域。水源的水 在大气压力（或水压）的作用下补充到水 泵叶轮中心，这样循环不已，就可以实现 连续抽水。 5 离心泵工作原理动态演示： 二、二、离心泵的基本知识离心泵的基本知识工作原理工作原理 6 水在大气压 力作用下进 入叶轮 叶轮在泵轴 驱动下高速 旋转 水在离心力 作用下被

3、甩 入泵壳（完 成能量转换） 泵壳约束水 流进入出水 管 7 8 特别注意特别注意：离心泵启动前一定要向泵壳内 充满水以后，方可启动，否则泵体将不能 完成吸液，产生“空转”，造成泵体发热， 震动，不出水，对水泵口环和叶轮造成损 坏，严重时导致水泵报废，造成重大责任 事故。 二、离心泵的基本知识二、离心泵的基本知识工作原理工作原理 9 3. 离心泵的分类：离心泵的种类很多，分类 方法常见的有以下几种方式： 3.1 按叶轮进水方式分按叶轮进水方式分： （1）单吸式离心泵，即叶轮上只有一个进水 口； （2）双吸式离心泵；即叶轮两侧都有一个进 水口。 它的流量比单吸式泵大一倍，可以 近似看作是二个单吸

4、泵叶轮背靠背地放在 了一起。 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 10 单吸式单吸式 双吸式双吸式 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 11 单吸式离心泵 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 12 常见的单级单吸离心泵 13 单级单吸式离心泵的分解图 14 双 吸 式 离 心 泵 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 15 3.2 按叶轮数目分：按叶轮数目分： （1）单级离心泵：泵中只有一个叶轮，单级 离心泵是一种应用广泛的泵。由于液体在 泵内只有一次增能，所以扬程较低。 （2）多级离心泵：即在泵轴上有两个或两个 以上的叶轮，这时泵的总扬程

5、为n个叶轮产 生的扬程之和。级数越多压力越高。这种 泵的叶轮一般为单吸式。 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 16 单级离心泵 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 17 多级离心泵 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 18 多级离心泵的水流方向 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 19 3.3 按离心泵扬程分：按离心泵扬程分： （1）低压泵：扬程100m； （2）中压泵 ：扬程 100-650m； （3）高压泵：扬程650m ； 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 20 3.4 按泵轴位置来分：按泵轴位置来分： （1）卧式

6、泵：泵轴位于水平位置。 （2）立式泵：泵轴位于垂直位置 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 21 TSWA 型卧式多级泵 DL 型立式多级泵 三、三、离心泵的基本知识离心泵的基本知识分类分类 22 4. 离心泵的结构离心泵的结构 离心泵的品种很多，各种类型泵的结构虽 然不同，但主要零部件基本相同。 主要零部件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、 密封环、泵轴、机封或填料函、联轴器、 轴承等。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 23 单 级 离 心 泵 的 结 构 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 24 双 吸 式 离 心 泵 的 结 构 四、四、离心泵的基本

7、知识离心泵的基本知识结构结构 25 液体从叶轮左、右两侧进入叶轮，流量大； 转子为两端支承； 两个呈半螺旋形的吸液室与泵壳一起为中开 式结构，共用一根吸液管； 吸、排液管均布在下半个泵壳的两侧，检查 泵时，不必拆动与泵相连接的管路； 轴向力自身平衡，不必设置轴向力平衡装置； 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 双吸离心泵的特点： 26 由于泵壳和吸液室均为蜗壳形，为了在灌 泵时能将泵内气体排出，在泵壳和吸液室 的最高点处分别开有螺孔，灌泵完毕用螺 栓封住。 泵的轴封装置多采用填料密封，填料函中 设置水封圈，用细管将压液室内的液体引 入其中以冷却并润滑填料。 在相同流量下双吸泵比单

8、吸泵的抗汽蚀性 能要好。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 27 离心泵的主要零部件： 4.1 离心泵转子 转子是指离心泵 的转动部分，它 包括叶轮、泵轴、 轴套、轴承等。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 28 4.1.1 叶轮：叶轮： 叶轮是离心泵的做功零件，依靠它高 速旋转对液体做功而实现液体的输送， 是离心泵重要零件一。 叶轮一般由轮毂、叶片和盖板三部分 组成。叶轮的盖板有前盖板和后盖板 之分，叶轮口侧的盖板称为前盖板， 另一侧的盖板称为后盖板。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 29 叶轮的材料：主要是根据所输送液体的化 学性质、杂质及

9、在离心力作用下的强度来 确定。清水离心泵叶轮用铸铁或铸钢制造， 输送具有较强腐蚀性的液体时，可用青铜、 不锈钢、陶瓷、耐酸硅铁及塑料等制造。 我厂送水泵房5台水泵的叶轮材质为不锈钢。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 30 4.1.2 泵轴泵轴 离心泵的泵轴的主要作用是传递动力，支 承叶轮保持在工作位置正常运转。它一端 通过联轴器与电动机轴相连，另一端支承 着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向 密封等零部件。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 31 轴是传递机械能的重要零件, 原动机的扭 矩通过它传给叶轮。泵轴是泵转子的主要 零件，轴上装有叶轮、轴套、平衡盘等零

10、 件。泵轴靠两端轴承支承，在泵中作高速 回转，因而泵轴要承载能力大、耐磨、耐 腐蚀。泵轴的材料一般选用碳素钢或合金 钢并经调质处理。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 32 轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚 动轴承和滑动轴承两种。 滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当 一般为2/33/4的体积，太多会发热，太少 又有响声并发热！ 滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的，加 油到油位线。太多油要沿泵轴渗出，太少 轴承又要过热烧坏造成事故！ 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 33 特别注意： 在水泵运行过程中轴承的温度最高在 85，一般运行在60 左右，如果高了就 要

11、查找原因（是否有杂质，油质是否发黑， 是否进水）并及时处理！ 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 34 滚动轴承 滑动轴承 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 35 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 密封件滚动件 内圈 外圈保持架 密封件 36 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 深槽轴承深槽轴承 滚柱轴承滚柱轴承 向心推力向心推力 轴承轴承 自位轴承自位轴承圆柱轴承圆柱轴承 圆锥圆锥 轴承轴承 滚针滚针 轴承轴承 球面轴承球面轴承 滚珠轴承滚珠轴承 深槽轴承深槽轴承 滚柱轴承滚柱轴承 向心推力向心推力 轴承轴承 自位轴承自位轴承圆柱轴

12、承圆柱轴承 圆锥圆锥 轴承轴承 滚针滚针 轴承轴承 球面轴承球面轴承 滚珠轴承滚珠轴承 37 4.2 蜗壳和导轮蜗壳和导轮 蜗壳与导轮的作用，一是汇集叶轮出口处 的液体，引入到下一级叶轮入口或泵的出 口；二是将叶轮出口的高速液体的部分动 能转变为静压能。一般单级和中开式多级 泵常设置蜗壳，分段式多级泵则采用导轮。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 38 4.2.1 泵壳：包括吸入室和压液室。 吸入室:它的作用是使液体均匀地流进叶轮。 压液室:它的作用是收集液体,并把它送入下 级叶轮或导向排出管,与此同时降低液体的 速度,使动能进一步变成压力能。压液室有 蜗壳和导叶两种形式。 四

13、、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 39 4.3 密封环密封环 密封环:是安装在转动的叶轮和静止的泵 壳（中段和导叶的组合件）之间的密封装 置。其作用是通过控制二者之间间隙的方 法，增加泵内高低压腔之间液体流动的阻 力，减少内泄漏。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 40 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 什么是内泄漏？ 从叶轮流出的高压液体通 过旋转的叶轮与固定的泵 壳之间的间隙又回到叶轮 的吸入口，称为，如图 117所示。 注意：内泄漏会影响泵的出 水量，效率降低！ 41 密封环又称减漏环、口环。叶轮进口与泵壳 间的间隙过大会造成泵内高压区的水经

14、此 间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率 降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产 生磨损。为了增加回流阻力减少内漏，延 缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘 和叶轮外缘结合处装有密封环，密封的间 隙保持在0.251.10mm之间为宜。 一、一、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 42 4.4 轴向密封装置轴向密封装置 从叶轮流出的高压液体，经过叶轮背面， 沿着泵轴和泵壳的间隙流向泵外，称为外 泄漏。在旋转的泵轴和静止的泵壳之间的 密封装置称为轴封装置称为轴封装置。它可以防止和减 少外泄漏，提高泵的效率，同时还可以防 止空气吸入泵内，保证泵的正常运行。 常用的轴封装置有填料密封和机械密封 两

15、种。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 43 44 45 46 填料密封：又称填料函，或者盘根箱填料密封：又称填料函，或者盘根箱 填料环填料环 填料套填料套 填料填料填料压盖填料压盖 双头螺栓双头螺栓螺母螺母 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 47 填料密封是通过填料压盖压紧填料，使填 料发生变形，并和轴(或轴套)的外圆表面接 触，防止液体外流和空气吸入泵内。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 填料环填料环 填料填料 填料压盖填料压盖 螺母螺母 48 填料密封的密封性可用调节填料压盖的松 紧程度加以控制。 1）填料压盖过紧，密封性好，但使轴和填料

16、 间的摩擦增大，加快了轴的磨损，增加了 功率消耗，严重时造成发热、冒烟，甚至 将填料烧毁。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 49 2）填料压盖过松，密封性差，泄漏量增加， 这是不允许的。合理的松紧度应该使液体 从填料函中滴状漏出，每分钟控制在15 20滴左右。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 填料材质：低压离心泵输送温度小于40时， 常用石墨填料或黄油渗透的棉织填料。 50 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 填料密封的特点： 填料密封的密封性能差，不适用于高温、 高压、高转速、强腐蚀等恶劣的工作条件。 填料与泵轴有摩擦力，需消耗部分功率， 水

17、泵效率降低！ 51 四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 52 53 特点：结构复杂，精度要求高，价格贵，特点：结构复杂，精度要求高，价格贵， 装卸和更换零件不便；但密封性能好，寿装卸和更换零件不便；但密封性能好，寿 命长，功率消耗小，安全性好。命长，功率消耗小，安全性好。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 54 正确合理地选择机械密封装置中的各零件材 料，是保证密封效果，延长使用寿命的重要 条件。材料必须满足设备运转中的工作条件， 具有较高的强度、刚度、耐蚀性、耐磨性和 良好的加工性。 在一对摩擦副中，不能用同一材料制造动环 和静环，以免运转时发生咬合现象。 四、四、

18、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 55 通常是动环材质硬，静环材质软，即硬软 配对。常用的金属材料有铸铁、碳钢、铬钢、 铬镍钢、青铜、碳化钨等，非金属材料有石 墨浸渍巴氏合金、石墨浸渍树脂、填充聚四 氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 56 由于机械密封本身的工作特点，动静环的 端面在工作中相互摩擦，不断产生摩擦热， 使端面温度升高，严重时会使摩擦副间的 液膜汽化，造成干摩擦，使摩擦副严重磨 损，温度升高还使辅助密封圈老化，失去 弹性，动静环产生变形。为了消除这些不 良影响，保证机械密封的正常工作，延长 使用寿命，故要求对不同工作条件采取适 当

19、的冷却措施，以将摩擦热及时带走。常 用的冷却措施有冲洗法和冷却法。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 57 冲洗法利用密封液体或其他低温液体冲洗 密封端面，带走摩擦热并防止杂质颗粒积 聚。在被输送液体温度不高，杂质含量较 少的情况下，由泵的出口将液体引入密封 腔冲洗密封端面，然后再流回泵体内，使 密封腔内液体不断更新，带走摩擦热。 四、四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 58 4.5 联轴器 泵用联轴器一般选用挠性联轴器，目的 是传递功率，补偿泵轴与电机轴的相对位 移，减低对联轴器安装的精确对中要求， 缓和冲击，改变轴系的自振频率和避免发 生危害性振动等。 四、四、离

20、心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 59 四、离心泵的基本知识离心泵的基本知识结构结构 泵常用联轴器有： (1)爪（T）型弹性联轴器 (2)弹性柱销联轴器 (3)膜片联轴器 (4)液力偶合器 60 又称弹性块联轴器，其特点：体积小，重量 轻，结构简单，安装方便，价格廉价，常用 于小功率及不太重要的场合。 (1)爪(T)型弹性联轴器 四、离心泵的基本知识、离心泵的基本知识结构结构 61 弹性柱销联轴器 弹性套柱销联轴器的特点：结构简单，安装 方便，更换容易。 62 5.离心泵的参数离心泵的参数 5.1 流量流量:即泵在单位时间内排出的液体量， 通常用体积单位表示，符号Q，单位有m3/h， m

21、3/s，l/s等 5.2 扬程扬程:指离心泵对单位重量液体所提供的 有效能量，以H表示，单位为Nm/N或m液 柱。泵的扬程又称压头。 它也可以理解为 水泵提水的垂直高度。 五、离心泵的基本知识五、离心泵的基本知识参数参数 63 5.3 转速转速:泵的转速是泵每分钟旋转的次数,用 n来表示。电机转速 n一般在2900转/分、 1450转/分、 980转/分左右。 5.4 允许吸上真空高度或必需汽蚀余量允许吸上真空高度或必需汽蚀余量 : 允许 吸上真空高度或必需汽蚀余量是表征叶片 泵汽蚀性能的参数，用来确定泵的安装高用来确定泵的安装高 程。程。 用符号hr表示，单位为米液柱。 5.5 功率与效率功

22、率与效率:泵的输入功率为轴功率N，也 就是电动机的输出功率。泵的输出功率为 有效功率Ne。 五、离心泵的基本知识五、离心泵的基本知识参数参数 64 5.5.1 功率功率 泵的功率分有效功率、轴功率及电动机功率。 (1)有效功率：单位时间内泵对输送液体所 作的功，称为泵的有效功率，即 gQHN e 五、离心泵的基本知识五、离心泵的基本知识参数参数 液体在泵内流动的过程中，从电动机获得的 机械能，只有一部分转换为液体的能量，而 另一部分则由于泵内消耗而损失。 65 泵内所有损失可分为以下几项： (1)容积损失：叶轮在泵内转动时，出口处 的高压液体从间隙或平衡管中流回到泵的 入口，或从密封处泄露。

23、(2)水力损失 ：由于阻力和漩涡产生的能量 损失。 (3)机械损失：摩擦产生的能量损失。 五、离心泵的基本知识、离心泵的基本知识参数参数 66 5.6 汽蚀余量 离心泵的汽蚀余量是表示泵的性能的主要参 数, 用符号hr表示,单位为米液柱。 有效汽蚀余量：液体流自吸液罐,经吸入管路 到达泵吸入口后 ,所富余的高出汽化压力的那 部分能头。用ha表示。 泵的必须汽蚀余量：液流从泵入口到叶轮内 最低压力点K处的全部能量损失,用hr表示。 五、离心泵的基本知识五、离心泵的基本知识参数参数 67 hr与与ha的区别和联系的区别和联系: hahr 泵不汽蚀 ha=hr 泵开始汽蚀 hahr 泵严重汽蚀 对于

24、一台泵,为了保证其安全运行而不发生 汽蚀,对于泵的必须汽蚀余量还应加一个安 全裕量,一般取0.5米液柱。于是,泵的允许汽 蚀余量为:hr=hr0.5。 五、离心泵的基本知识五、离心泵的基本知识参数参数 68 5.7 比转速比转速 离心泵转数改变后，各参数的变化规律可用下 式表示 Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=(n1/n2）2 N 1/N2=(n1/n2）3 n1、Q1 H1 N1-转速改变前的转数、流量、扬程、轴 功率 n2、Q2 H2 N2-转速改变后的转数、流量、扬程、轴 功率 五、离心泵的基本知识五、离心泵的基本知识参数参数 69 六、离心泵的基本知识、离心泵的基本知识汽蚀汽蚀 汽

25、蚀过程：汽蚀过程： 低压区低压区产生气泡产生气泡高压区高压区气气 泡破裂泡破裂水力冲击水力冲击发生振动、发生振动、 噪音，对部件产生麻点、蜂窝状噪音，对部件产生麻点、蜂窝状 的破坏现象。的破坏现象。 70 症状症状：噪声大、泵体振动，流量、压头、效：噪声大、泵体振动，流量、压头、效 率都明显下降。率都明显下降。 后果：后果：高频冲击加之高温腐蚀同时作用使叶高频冲击加之高温腐蚀同时作用使叶 片表面产生一个个凹穴，严重时成海绵状而片表面产生一个个凹穴，严重时成海绵状而 迅速破坏。迅速破坏。 防止措施：防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置把离心泵安装在恰当的高度位置 上，确保泵内压强最低点处的静压

26、超过工作上，确保泵内压强最低点处的静压超过工作 温度下被输送液体的饱和蒸汽压。温度下被输送液体的饱和蒸汽压。 六、离心泵的基本知识六、离心泵的基本知识汽蚀汽蚀 71 六、离心泵的基本知识、离心泵的基本知识汽蚀汽蚀 72 六、离心泵的基本知识、离心泵的基本知识汽蚀汽蚀 叶轮进口叶轮进口 73 六、离心泵的基本知识、离心泵的基本知识汽蚀汽蚀 产生汽蚀的原因分析： 1、水泵安装高程过高 2、水泵偏离设计工况运行 3、进水条件较差 4、安装地点海拔高程较高 5、水泵过流部件材料抗汽蚀能力较差 6、泵本身汽蚀性能较差 74 六、离心泵的基本知识、离心泵的基本知识汽蚀汽蚀 尽可能减小吸人管路的阻力 减小吸

27、上高度或增大流注高度 控制液体温度不要过高 在设计时尽量改进叶轮人口处的几何形 状 采用强度和硬度高、韧性和化学稳定性 好的抗汽蚀材料来制造叶轮，以及提高 通流部分表面的光洁度。 地脚螺栓地脚螺栓 静电接地静电接地 泵的周围泵的周围泵体泵体流程流程冷却水冷却水 管线是否通畅管线是否通畅 阀门开度阀门开度 润滑润滑 盘车盘车 泵头泵头 机封机封 入口阀门入口阀门 出口阀门出口阀门 压力表根部阀压力表根部阀 八、离心泵的注意事项及故障排除 故障现象故障现象可能产生的原因可能产生的原因排除方法排除方法 1、轴承发热 1、润滑油过多 2、润滑油过少 3、润滑油变质 4、振动 1、减油 2、加油 3、排去并清洗油室加新油 4、检查转子的平衡度