无泄漏离心泵设计

1、机械工程学院 宁夏大学本科毕业设计无泄漏离心泵设计摘 要对于任何一个国家的石油行业来说，油田注水系统都具有举足轻重的作用。通过基于优化现有离心泵结构的通用机械原理。以离心泵为对象，选择离心泵的组件，包括泵壳，容器，泵轴，密封环，轴密封结构和轴向力平衡机制，连接等，对其按照已有的相关参数设定一套离心式离心泵的基础参数，基于此参数进行结构尺寸计算；其次对注水机中的叶轮结构进行设计计算，改进其结构尺寸；对所设计的轴进行强度和刚度计算，确保能够符合工艺要求，然后设计压入室和压出室；对结构中使用的键，螺栓和轴承进行强度校核；最后对本次的设计过程进行总结，对离心式离心泵的未来展望，完成了无泄漏离心泵的设计

2、。关键词：离心泵；结构；优化设计；强度校核 i机械工程学院 宁夏大学本科毕业设计AbstractFor any countrys oil industry, oilfield water injection system plays an important role. Based on the general mechanical principle of optimizing the existing centrifugal pump structure. Taking the centrifugal pump as the object, the components of the ce

3、ntrifugal pump are selected, including the pump shell, the container, the pump shaft, the sealing ring, the shaft sealing structure and the axial force balance mechanism, the connection, etc; Secondly, the impeller structure of water injection machine is designed and calculated to improve its struct

4、ure size; The strength and stiffness of the designed shaft are calculated to ensure that it can meet the process requirements, and then the press in chamber and press out chamber are designed; Check the strength of the key, bolt and bearing used in the structure; Finally, the design process is summa

5、rized, and the future of centrifugal pump is prospected.Keywords：Water injection system; Optimized design; Strength check; Future outlookii机械工程学院 宁夏大学本科毕业设计目 录第1章绪论Error! No bookmark name given.1.1研究的背景和意义Error! No bookmark name given.1.2离心泵的研究现状Error! No bookmark name given.1.3设计的内容Error! No bookma

6、rk name given.第2章结构设计Error! No bookmark name given.2.1离心泵的选择Error! No bookmark name given.2.2零部件的选择Error! No bookmark name given.第3章离心泵的基本设计方案Error! No bookmark name given.3.1离心泵的基本设计参数Error! No bookmark name given.3.2基本设计方案Error! No bookmark name given.第4章叶轮的水力设计Error! No bookmark name given.4.1叶轮的

7、主要尺寸Error! No bookmark name given.4.2改进叶轮出口直径Error! No bookmark name given.4.3叶轮详细参数Error! No bookmark name given.第5章强度校核Error! No bookmark name given.5.1叶轮上的轴向力Error! No bookmark name given.5.2叶轮强度计算Error! No bookmark name given.5.3轴的强度校核Error! No bookmark name given.5.4键的强度计算Error! No bookmark nam

8、e given.5.5工作面上的挤压应力Error! No bookmark name given.5.6切应力Error! No bookmark name given.5.7联接螺栓的设计计算Error! No bookmark name given.5.8泵体强度计算Error! No bookmark name given.第6章轴承的计算与校核Error! No bookmark name given.6.1滑动轴承的设计计算Error! No bookmark name given.第7章吸液室与压液室的设计Error! No bookmark name given.7.1吸液室尺

9、寸确定Error! No bookmark name given.7.2压液室的作用Error! No bookmark name given.7.3蜗型体的计算Error! No bookmark name given.7.4隔舌起始角Error! No bookmark name given.7.5蜗形体各断面面积的计算Error! No bookmark name given.第8章无泄漏设计Error! No bookmark name given.8.1传统填料密封Error! No bookmark name given.8.2密封装置的结构设计Error! No bookmark

10、 name given.第9章总结与展望Error! No bookmark name given.参考文献Error! No bookmark name given.致谢Error! No bookmark name given.iv机械工程学院 宁夏大学本科毕业设计1第1章 绪论1.1 研究的背景和意义对于任何一个国家的石油行业来说，油田注水系统都具有举足轻重的作用，自从离心式离心泵被研发完成且在实践中取得很好的效果后，许多国家就以离心式离心泵为基础设计了许多种类的油田注水系统，而油田注水系统也因其突出的高性能特点完成了一次又一次注水工作，但这套系统也成为油田能耗的主要来源，投资商需要花费

11、高额的价格才能设计出一套实用的注水系统；因此努力开发出能够实现高效率注水同时成本较为低廉的离心泵设备对于国家的石油行业发展来说具有重要意义。经过几十年的经验可以得出一个结论：要想高效率的提高油田的采收率，就需要在油田生产早期进行注水工作，其原理是人工注水能够更快的提高地层压力，高的地层压力提供了更好的驱油条件，这使得油层能够长时间保持高压力状态，最重要的是产生的地层压力能够有效克服石油驱动时的各种阻力，最后能够实现长期稳产高产。总的来说高压离心泵在注水工艺中起着不可或缺的作用。目前高压离心式离心泵在油层注水过程中起到了非常重要的作用，现在生产中的高压离心泵一般有两种，一种是高压柱塞泵，这种塞泵

12、的最大有点是容量较大，但其可靠性偏低，同时出口脉冲时极易出现故障；另一种是高压离心泵，这种水泵的性能和可靠性都很高，但排水效率由于结构的影响偏低。近年来生活生产的快速发展使得人们对石油的需求越来越高，相应的的油田的注水量也呈现出增长的趋势，而且可靠性较低的柱塞泵已经无法满足工业生产的需要，因此在综合了实践需求后，目前的油田中大多都采用高压离心水泵。我国目前有两大油田：大庆油田和胜利油田，这两大油田目前所使用的水泵均为离心式离心泵，所占比例超过50；但目前的离心式离心泵由于设计存在缺陷因此在油田的总体耗电中离心泵所占的耗电量超过了30，而且不同的地形条件下需要使用不同型号的离心式离心泵，但在生产

13、条件恶劣的环境下，油田的开采效率仍然偏低，这几点均与国际水平之间有较大的差距。综上所述，我国迫切需要对离心式离心泵进行结构改进，一方面是提高运行效率，增加油田的产量，另一方面是研制出国际前列的先进产品，满足石油工业发展的需要。1.2 离心泵的研究现状上世纪的工业革命之后国外的许多国家对生产提出了更高的要求，而离心式离心泵也随之被提了出来，到70年代的时候，国外已经有了非常先进的多种离心泵型号，同时这些设备也被应用到了许多领域，在当时的工业生产中起到了很好的作用。目前世界上研究水泵技术水平比较高的国家有美国、日本等，每个国家由于工业体系的差异，离心泵的发展方向也不同：其中美国的工业体系较大，适应

14、离心泵的工作区域十分宽广，因此他们的离心泵具有高扬程、大流量的特点；与之相反的是日本生产的设备，由于日本国内无法实现大范围生产，而且国内对水泵的需求量较低，因此多为低扬程、大流量的排水泵。除此之外，由于生产制造业的技术不断提高，在生产制造泵的工艺设备上，大部分国家都采用了数控加工或专机加工的方式，而且加工方式基本上不受批量大小的影响，因为现代工厂都具有生产制造的专用工装和工夹，这些工具的使用极大的便利了泵的生产制造，在能够实现大批量生产的同时大大提高了大型泵的制造质量。更为重要的是，迄今为止，大多数泵设计都采用了新技术，现代设计和绘图软件的广泛使用也使技术人员可以更轻松地手动改进和优化绘图和绘

15、图过程，从而大大提高了设计效率。1.3 设计的内容本文首先选择了离心泵的组成部分，主要是泵壳，容器，泵轴，密封圈，轴密封结构，轴向力平衡机构，联轴器等，然后根据以下内容列出了离心泵的基本参数：相关参数是根据该参数计算得出的；其次对注水机中的叶轮结构进行设计计算，改进其结构尺寸；对所设计的轴进行强度和刚度计算，确保能够符合工艺要求，之后设计压入室和压出室；对结构中使用的键，螺栓和轴承进行强度校核。2机械工程学院 宁夏大学本科毕业设计第2章 结构设计2.1 离心泵的选择经过几十年的实践生产后，目前工业油田中使用的离心泵有两种：离心式离心泵和柱塞式离心泵。这两种离心泵都比较符合现代工业级油田的开采需

16、求，但它们之间也存在一些差异。首先两者在结构上不同，离心式离心泵采用了多级组合的方式，整体体积较小，质量偏轻，而柱塞式离心泵内部一般有多个缸体，整体体积较大，质量较重。其次在性能方面两者的差异也很大，离心式离心泵由于工作原理得需求采用了机械的方式进行密封，在工作时出现泄露的概率很小，而且目前工业级的离心式离心泵开采效率也很高；而柱塞泵由于无特殊要求，在工作时会出现液体泄露的情况出现，而且在高温高压下设备会由于传动机构的缺陷大幅降低工作性能。在设计中，参考材料对两种类型的离心泵进行了彻底的分析，最后选择了分段多级离心泵作为项目现场。2.2 零部件的选择尽管离心泵的类型很多，但其工作原理基本相同。

17、在多级离心泵中，其主要部件的结构和功能基本相同。 在此阶段，对多级离心泵主要部件的具体选择如下。2.1.1 叶轮的选择可以说离心泵是主要机构，因为叶轮承载着离心泵的全部能量。 通常，脉冲的作用将直接影响泵的工作效果，因此叶轮是第一个将负荷传递到整个设计过程的泵。目前工业上离心泵常用的种类有三种：封闭式，半开式和开式；考虑到离心泵的密封性决定了动力输出效率，本设计中选用了单吸式封闭叶轮。2.2.2 冷却系统的选择前面我们分析到离心式离心泵的工作原理使得它采用了机械密封的设计结构，而对于一个密封系统来说，及时进行降温是非常重要的；首先冷却系统能够降低密封机械设备的温度，并对其进行简单的润滑和洗涤，

18、有利于改善零部件的工作环境，提高整个工作系统的维护周期，从而降低生产成本，更为重要的是冷却系统能够提高设备的密封性能，扩大生产领域的同时减少故障，降低能耗，为工业生产的安全提供保障。离心式离心泵的机械生产发热源主要是设备内部的动静环运转时的摩擦热，而设备在密封条件下其旋转元器件所产生的搅拌热以及辅助元件的震动，这些能量都会使离心泵密封腔中热量急剧升高，其中效果最为突出的是摩擦副端面的摩擦热由于与做功件距离较近，严重时会直接影响到整台设备的工作性能，针对上述情况，本设计采用冲洗法进行设备冷却，这种方式能够将密封腔中的热量吸入到冲洗液中，之后将冲洗液排出并冷却，进行循环冷却。2.2.3 轴向力平衡

19、机构的选择离心泵在工作运转过程中，其内部转子上会受到较大的轴向力，这种力的存在会使得转子进行轴向移动，最后偏离原先位置造成设备故障。而现代油田工业生产中为了降低轴向力的影响设计一种新型的双吸叶轮结构，这种叶轮是由两个小型转子通过对称的方式组装而成的，其内部可自动实现轴向力平衡。本设计采用背叶片式设计，其原理是当离心泵在进行运作时，作用在后盖的上板上的流体压力的值与后叶片之间的流体的旋转角度成反比，并且旋转角度将逐渐增大，因此流体压力比也趋于减小。面部齿轮通常在不纯泵中更为常见。一方面，它可以平衡操作过程中引起的轴向力差，另一方面，它可以防止杂质进入轴的轴端，以确保设备的内部清洁和轴端的运行时间

20、。但是这种设计也有一些缺点：花一些精力完成工作会降低一定的工作效率。2.2.4 轴承部件的选择支撑件是支撑离心泵的感应器并支撑径向和轴向负载的组件。 根据熊的结构不同，它可以分为旋转卫星和滑动卫星。滑动轴承最大的优点是能够承受大载荷，在高压力条件下依然能够进行稳定工作，且在运行时一般都是平稳无噪音的状态，维护时只需在轴承上滴加一定润滑油即可；同时它也存在着一些缺点：结构复杂，零件较多，体积较大，但现代工业中所使用的高转速大型离心泵体积都很大，因此在其中安装滑动轴承也是可行的。相对于滑动轴承来说，滚动轴承德特点是轴承磨损小，且轴承间隙小，在高速转动时能够保轴的对中性；同时大部分滑动轴承都具有很好

21、的互换性，维修过程很简单方便，摩擦系数小，泵的初始扭矩小；但是滑动轴承不能承受很大的冲击，并且通常会在高速下产生噪音，这不利于离心泵在高速规模生产条件下使用。简而言之，此设计使用滑动轴承。 气缸是支撑离心泵转子并承受径向和轴向负载的组件。 根据轴承结构的不同，可以分为滑动轴承和滑动轴承。滑动轴承最大的优点是能够承受大载荷，在高压力条件下依然能够进行稳定工作，且在运行时一般都是平稳无噪音的状态，维护时只需在轴承上滴加一定润滑油即可；同时它也存在着一些缺点：结构复杂，零件较多，体积较大，但现代工业中所使用的高转速大型离心泵体积都很大，因此在其中安装滑动轴承也是可行的。相对于滑动轴承来说，滚动轴承德

22、特点是轴承磨损小，且轴承间隙小，在高速转动时能够保轴的对中性；同时大部分滑动轴承都具有很好的互换性，维修过程很简单方便，摩擦系数小，泵的启动力矩小；但滑动轴承无法承受较大的冲击载荷，且在高速时一般都会产生噪音，这是不符合高转速大型离心泵的生产条件的。综上所述，本设计选用滑动轴承。17机械工程学院 宁夏大学本科毕业设计第3章 离心泵的基本设计方案3.1 离心泵的基本设计参数流量是12m3/h，扬程为12m ，泵的转速是4500rpm，泵效率是0.75，泵的有效汽蚀余量是40m ，所适用的介质温度为60-70，介质的相对密度为1.013.2 基本设计方案3.2.1 确定比转数与级数根据比转数公式有

23、 （31） 而对于多级单吸式泵，一般只以其一级的压头来计算比转数，则 （32） 式中K叶轮级数，取K=2，则 故采取2级泵作为设计对象。3.2.2 离心泵进出口直径确定根据“离心泵设计基础”，可以知道泵的输入速度通常为3 m / s。一般来说，低压泵的进口直径和进口直径是相同的，但是当压力更高或泵更大时，考虑到管道系统的投资节省，泵的出口直径通常小于入口直径和高压，一般取 所以有： （33） 取,则 （34）式中泵进口直径 泵出口直径泵的实际进口流速 （35） 泵的实际出口流速 （36） 比较和可知，不需要再调整泵进口直径。3.2.3 初步计算离心泵效率容积效率： （37） 水力效率： （38

24、） 机械效率：假定轴承机械密封损失为2% （39） 此泵的总效率为 （310） 与设计要求0.75相比，可知满足效率要求。3.2.4 轴功率的计算有效功率： （3110） 轴功率： （312） 3.2.5 原动机的选择根据以上计算结果和设计要求的速度，该离心泵采用Y90L-2电动机，泵速为2840r / min，然后二级开启速度为4500r / min，功率为2.2 kW 。3.2.6确定最小轴径轴径和轮毂直径的确定：扭矩 （3-13） 最小轴径d （315）这里选择轴的材料为，其Mpa取d=50mm轮毂的直径 （316） =(1.21.4)50=6070mm取dh=60mm机械工程学院 宁夏

25、大学本科毕业设计第4章 叶轮的水力设计4.1 叶轮的主要尺寸叶轮进口当量直径 （41）式中取4.4叶轮进口直径 （42）叶轮出口直径 （43） （44） 叶轮出口宽度 （45） （46） 根据参考资料离心泵与轴流泵原理及水力设计，预先设叶片进口角，而取叶片出口角。现在尚无确定叶片数的准确方法，对于的泵，一般取6片。根据其表52，叶片数Z取64.2 改进叶轮出口直径叶片出口排挤系数 （47）假定mm，而,则K2=1-0.54 =0.46理论扬程 （48） 叶轮修正系数 （49）对于导叶式压出室，a=0.6静力矩 （410） 滑移系数 （411） 无穷叶片数理论扬程 （412） 出口轴面速度 （4

26、13） 出口圆周速度 （414） 出口直径 （415） 取D2=63mm进行第二次计算叶片出口排挤系数 （416）出口轴面速度 （417）出口圆周速度 （418）出口直径 （419） 相对误差为可以确定以63mm作为叶轮的出口直径4.3 叶轮详细参数以D2=63mm来确定叶轮的各参数出口圆周速度 （420）叶片出口排挤系数 （421）出口轴面速度 （422）出口圆周速度 （423）无穷叶片出口圆周速度 （424）叶片进口直径 （425）这里取，则=72mm叶片进口轴面速度 （426）叶片进口处绝对速度，一般情况下可取,对抗汽蚀性能要求高的泵可取，这里取 （427）叶片进口宽度 （428）取b1

27、=7mm叶片出口处圆周角速度 （429） 叶片入口轴面速度 （430）叶片入口排挤系数，取 叶片入口安放角度 （431）叶片出口处圆周分速度，由多级泵的反导叶出口角的结构确定液流无涡旋进入时液体进入叶轮相对速度液流角 （432）为冲角，通常范围为，这里取取叶片厚度计算 （433）K经验系数，与材料和比转数有关，根据离心泵设计基础表8-3选取为5单级扬程（m）Z叶片数叶轮外径（mm）这里取S=2mm叶轮出口绝对速度和圆周速度的夹角 （434）取为37液流出口叶轮的绝对速度 （435）校核 （436）相对误差为原来所取，相比较两者相差不大，故不再更正了机械工程学院 宁夏大学本科毕业设计第5章 强度

28、校核5.1 叶轮上的轴向力当叶轮进行工作时，除了在同平面内施加离心力之外还会向叶轮轴上施加一个轴向力，这个力是叶轮旋转时形成的动力所对应的反作用力，该轴向力可按下式计算 （51）式中作用在一个叶轮上的轴向力，kg实验系数，与比转数有关，当时，K=0.60.8。取K=0.6H单级扬程，m液体重度, kg/mD0进口叶轮的直径，mdh叶轮轮毂直径，m 液体作用于叶轮入口处动反力 （52）qm叶轮质量流量，m3/s V0叶轮进口处的液体速度，m/s泵总的轴向力为方向指向吸入口123455.15.25.2 叶轮强度计算5.2.1 叶轮盖板强度计算离心泵继续高速发展。 在提高抽速之后，由中心力引起的工作

29、应力也将增加。 当速度超过一定值时，加热器会破裂。 计算和分析表明，涡轮机的主应力为圆形。 痤疮的大致速度和释放方向的应力如下： （53）式中叶轮材料的重度（kg/cm），对铸钢叶轮=0.0078 kg/cm 叶轮圆周速度（m/s） 应力应小于叶轮材料的许用应力，根据离心泵设计基础表8-1查得ZGCr28的许用应力70-80，故叶轮盖板强度满足。5.2.2 轮毂热装温度炉架加热后，内孔相应增加，达到最大干扰1.5倍，然后可以重新组装。 我们称此温度为高温。5.3 轴的强度校核1）转子的重量由于此时创建的泵是水平的，因此转子的重量将产生圆周力，并且径向力的方向是固定的。对于附近，其重量可以视为均

30、匀负载。为了简化计算，可以将轴分为几部分。相应的均匀载荷也将是集中载荷。经过初步估算，助推器的重量为260N。2）轴向力液压设计的第二部分计算了作用在脉冲和平衡板上的流体产生的轴向力。发动机的轴向功率F = 177.22N。 3）反应支持假设RA和RB代表作用在A和B轴上的反作用力，假设向上的方向是A与推动器之间的距离为209 mm，两个熊之间的距离为190 m。 M.从力的平衡可以看出，所有辅助力的总和等于力的总和。RA + RB-260 = 0通过取点b，可获得以下公式解之得 RA=372.12N RB=-112.12N RA+RB-260=04) 弯矩图及扭矩图图5-1弯矩图及扭矩图从上

31、面的旋转图可以明显看出，必须检查负载中最危险的部分。第三力的理论用于测试a的形成。根据以上计算结果，我们可以得出结论，如果该轴符合测试强度，则可以安全使用。5.4 键的强度计算主力测试的目的是在钥匙传递扭矩时检测钥匙表面上的间隙，以及在工作表面上同一钥匙的接合处产生的部分传递的应力扭矩。是否可以满足指定要求。确保安全操作可以实现预期目标。对于典型的平键（a），键宽B = 0.008 m，键高h = 0.008 m，键长L = 0.025 m。其结构如下图所示。图5-2键的结构图5.5 工作面上的挤压应力当主要连接件和传递力传递扭矩时，表面张力必须满足以下公式：其中 在工作面的挤压应力 (Pa)

32、； 键与轴所传递的扭矩是相同的 (Nm)； 在安装叶轮处时的轴径 (m)； 键高(m)； 键工作时的有效长度，(mm)； 许用挤压应力 (Pa)。 键采用的材料为45号钢材，所以把数据代入下式可以得到MPa根据以上计算，我们可以得出结论，钥匙与扳机力平行，这意味着它可以在工作时安全地操作。5.6 切应力键在工作时所产生的最大切应力其计算方法可以通过下式求得， 其中 切应力 (Pa)； 键的宽度 (m)； 材料的许用切应力，键的材料为45号钢材，所以取 。 把上面的数据代入式中可以得到MPa(8-16)通过上面的计算结果可以得出键是满足校核强度的。5.7 联接螺栓的设计计算5.7.1 螺栓的设计

33、预紧情况下螺栓载荷的计算 (57) 螺栓的最小载荷，N垫片的有效宽度垫片的平均直径，mmy垫片的预紧比压，取y=24Mpa =3.14x7.0x10-3/8x0.607x24x106 =1.25x105N操作工况下螺栓载荷的计算=0.78DG2P+2x3.14DGbmp (58)操作工况下螺栓载荷，Nm垫片，等数无固次O型圈m=0P为设计压力，Mpa因为，所以选计算螺栓的面积螺栓的面积 (59)设计温度下螺栓的许用力，Mpa选用螺栓材料为35CrMoA，其中=200Mpa=0.94x106/200x106=0.0347m2螺栓的有效面积，这里取为Am=0.035m2，螺栓光杆部分的直径d0d0

34、 = 52.78 m根据标准，可以使用M56x1,5接线。其他螺栓的设计过程是相同的，因此我将不再做。5.7.2 特殊螺栓的设计此设计中将使用几个特殊的螺栓。遇到此类螺栓时，可能要考虑以下特殊注意事项：a使用中小型双头细头螺钉这种结构的螺栓具有小的温差应力，抗冲击性和高抗疲劳性。薄壁螺栓可促进自锁，而在工作时均匀地拧紧螺纹。b提高螺栓加工精度通常情况下，高压螺栓的螺纹运动精度应满足精度要求，而螺栓和弯钩的配合效果更好。c螺栓和螺母处于球形接触当螺栓孔和最后一个盖的垂直度倾斜时，请使用螺母垫圈将螺母连接到螺母的球形表面，以防止进一步弯曲，从而有利于自动调节。D.螺栓和螺母控制材料的选择通常，选择

35、较高强度的材料，并且它们应具有足够的可塑性和强度。常用材料为35 gmoa或40nm，而匹配的螺母为35 gmoa或35m钢。5.8 泵体强度计算常用的离心泵壳体有两种类型：涡流室和中间部分（包括前部和后部）。 该泵采用中间部分设计。 泵的中间部分起着安装泵导板的作用，功率不大。 铸造可用于生产，材料可以是Q235。36机械工程学院 宁夏大学本科毕业设计第6章 轴承的计算与校核6.1 滑动轴承的设计计算阅读信息并参考其他泵的结构后，最终选择的轴承是：深沟球，型号6009。使用它时，必须对称地使用两个轴承。 结构如下图所示。图5-3 6009型深沟球轴承这次创建的泵需要24小时不间断运行。为了确

36、保设计的泵可以满足此要求，所选轴承必须具有足够长的使用寿命。尽管两个轴承成对使用，但必须计算轴承的使用寿命，以确保泵的安全运行。由于两个轴承的负载不同，因此只能使用力较大的轴承进行计算。由于，可以查得其径向系数，其轴向系数。所以其当量动载荷可通过下面的式子来得到N 轴承的寿命通过下面的式子得到 计算结果可能表明所选轴承符合要求。其中Cy标称载荷（N）； Py-等效动载荷（N）； N-发动机转速（r / min）。在泵的设计中经常使用两种类型的连接：第一种是杠杆的联接，第二种是销的联接。离心泵的这种设计使用第二个联轴器。它的型号是B1101-6-20-35。第7章吸液室与压液室的设计7.1 吸液

37、室尺寸确定我们通常将泵的进气法兰称为进气歧管，并将泵壳的部分流量称为离心泵吸入室。 。圆锥形，环形和半螺旋形的抽吸腔是抽吸腔的三种常见形式。这次设计的离心泵使用锥形吸入腔。锥形吸入腔的入口直径 通过综合的考虑取Ds=80mm 锥度取则吸入长度mm经过综合的考虑，取=40mm。7.2 压液室的作用首先，压力室从脉冲中收集流体，以将流体转移到脉冲的下一级。2）流体的速度降低，并且能量从流体的收缩能量变为流体压力的能量，这可以减少进入下一阶段的流体的能量损失。3）当由于电压室的形状使流体流过推力时，水在排出时流动。当通过增压水腔时，此现象较轻，从而降低了由运动引起的液压。失去。为了满足上述要求，在创

38、建增压浴室时应采取以下措施：1）压力水室的水力损失是整个泵的水力损失的重要组成部分，因此有必要减少压力水室的水力损失。2）为了使泵稳定，水流必须对称。3）电力必须满足需求，并且必须具有良好的经济性。矩形和圆形池塘是我们普通蜗牛的水平形状。1）Trapeang Trong段：最常见的部分，结构简单，液压操作性好。2）矩形截面：其优点类似于矩形截面。它的某些部分易于处理且效果最佳。3）圆形横截面：对于离心泵，脉冲中心没有过渡区域。当出口具有圆形截面时，此截面将导致横截面显着扩大，这将无助于泵送。在一些具有较大次级压力的大型泵中，通常使用这种类型的回路转换器。此时创建的泵的体积将使用仿真部分。7.3

39、 蜗型体的计算基圆直径D3由下面的式子来计算mm 经过综合的考虑取mm蜗形体的进口宽度b3可通过下面的式子得到mm舌角由下式子得到7.4 隔舌起始角蜗牛和圆上的点部分称为部分0，而舌头的第一个角度是部分与部分0之间的角度，通常用作参考。从理论上讲，语言的起点应放在“ but”部分的底部。但是，随着泵的增加，蜗牛体内的水流速度将停止，然后蜗牛体的面积将更大。其径向尺寸将相应增加，结果，距离舌片将更大。瘦。由于上述原因，在增加Ns之后，它也应该增加。下表显示了它的含义。表7-1隔舌起始ns308090130140220230360经过查上表,选取7.5 蜗形体各断面面积的计算沿风体椭圆方向的平均速

40、度被认为是恒定的，并且可以计算出旋转体的横截面积。 首先，使用以下公式计算平均流速。其中 平均速度（m/s）； H泵的扬程（m）； g重力加速度，g=10m/s2； K3速度系数，可得K3=0.55。 式中 隔舌起始角（度）； Q泵的扬程（m/s）。通过断面面积公式。F= Q/=10.73/3600/8.43=0.00035m2第8章 无泄漏设计8. 1 传统填料密封8.1.1 填料密封概述1.填料密封定义包装密封是最古老的密封形式之一，在中国已有数千年的历史。它首先用于泄漏棉签和其他纤维以防止液体泄漏，并且主要用于密封排水管。基本上有软包装密封和硬包装密封两种类型。柔性包装密封也称为包装密封

41、。包装在非常广泛的内容物盒中，以达到使用轴向力密封腺体的目的。软填料密封结构简单，可靠，易于维护，耐腐蚀，耐高温。它被广泛用作旋转器和后拉杆，但接触面积大，摩擦阻力大，功耗大且磨损大。硬包装密封件通常使用分体式密封件作为密封形式。在破环的外环上有一个圆形弹簧，该圆形弹簧在弹簧力的作用下紧密地夹紧在附近。在密封的中等压力的帮助下，密封圈产生轴向和径向压力，以提高密封效率。密封件的内圈磨损后，每块都可以沿着切口移动，以减少内孔并保持密封过程。2.填料密封设计要求包装必须符合以下条件：（I）具有一定的塑性水平，可以在压力下形成一定的径向力，并与轴紧密接触。（2）具有足够的耐化学药品性，不会污染环境，

42、包装不会膨胀，包装不会被包装打开，并且包装本身不会损坏密封表面。（3）摩擦磨损少，耗电量少（4）生产简单，填充容易。目前，大多数本地制造的离心泵都使用图7-1所示的包装密封。图7-1填料密封1.缸体2.衬套3.小圆螺母4.填料环5.压环6.压紧螺母7.柱塞在离心泵的液压端，柱塞和填料函形成一对动态联轴器。该容器主要由压力环填料和压紧螺母组成。当用于灰泥密封时，还应提供一个塑料导套。当泵的排出压力高且填料环的数量大时，为了尽可能均匀地压缩每个填料环，应在每个环的中间布置一个液封。该环不仅有助于填料环的均匀压紧，而且还用于存储润滑液，并在插入泵时防止空气进入气缸。当有多个填料环或易挥发容器，由于过

43、热而易于熔化晶体或聚合材料时，可以使用双重密封和关键密封。主密封和辅助密封的包装应与各自的包装压盖分别压缩。双密封包装可以配备液封，并以液体形式注入溶剂或水，一方面用于溶解到达此处的变送器，另一方面可以冷却和润滑包装，以保护容器过热和蒸发。保持稳定的温度，可以防止变形和结晶并延长密封件的使用寿命。8.1.2 填料密封的特点和结构设计（1）按压包装将包装密封，使其与灯泡的表面和盒子的内部紧密接触。泄漏和摩擦与抗压强度密切相关：泄漏与压缩力的平方成反比，而摩擦与压缩力成正比。与填充剂接触的灯泡和盒体的表面必须光滑，清洁，并应尽可能提高表面硬度。（2）在压力的作用下，填料会在与灯泡和箱体表面接触时产

44、生应力。由于安装了向内包装（与压盖接触），应力逐渐减小，进入速度更快，并且包装无法从此处开始。因此，在安装和使用过程中，应选择合适的压缩结构并控制压缩力。当有多个填料环时，可以添加液体粘结环。液体密封环两侧的填料环的刚度应相同，以使应力接触尽可能均匀。双密封的主密封和辅助密封分别压实，原因也在这里。（3）包装密封件不能很好地适应刨床的生态运动，因此包装材料必须保持长期的柔韧性才能同时适应等离子体的微生态运动。生产过程中应确保花盆居中。生态价值不应大于0.2毫米。（4）灌装装置的刚度应根据泵的压力来选择。润滑压力低时，使用软化剂；润滑压力高时，使用硬或软的混合物以适应不均匀的接触应力分布，提高密

45、封效率，并延长使用寿命。（5）为防止包装在压力下挤入间隙，气囊与填料压盖和液封之间的间隙不应太大，通常小于0.5-0.75 m。 M.（6）灌装设备经常被润滑。在压实过程中，部分润滑剂被挤出以提供润滑作用。尽管某些填充剂不易渗透润滑剂，但在使用过程中必须从外部供应润滑剂。但是您应该选择一种不会溶解在运输工具中或不会造成污染的润滑剂。当容器上油或自润滑时，自润滑容器也可用作润滑剂。（7）包装材料应适合变送器和泵的使用，并且不应粘附或散落在箱形走廊上。等等。并且由于包装是易损件，因此应尽可能使用标准化和通用化的产品，以促进生产管理和维护。8.1.3 填料密封的泄漏活塞和集尘缸之间的滑动是泵中的主要

46、摩擦伙伴。因为钻头和气缸套之间的圆形间隙很小（微级），所以流动状态通常是肾素的层流很小。可以根据气缸环流量公式确定泄漏方式，根据间隙将其集中，可以根据排出压力和吸入压力来考虑活塞气缸中的压力。如果吸入压力为大气压，则平均时间压力为流体压力的一半。因此，皮带速度的公式为：在离心泵中，活塞和集尘缸之间的实际流场几乎完全被集中。 间隙流量调整如下：活塞与缸筒的两端接触，即总赤道等于1，但在活塞筒和集尘筒的剪切力的中点完全集中且等于0。 通过下载以下新的环流公式：因此，在实际的工作条件下，由于减小尺寸器的激励，间隙流量几乎增加了一倍。当离心泵分配特定的介质时，随着泵中的压差增加，缝隙流速将平行增加，这

47、将增加泄漏并影响测量的准确性。并且剃须增加，这容易产生高摩擦热，这增加了包装密封件的故障率。通过以上分析，我们可以得出结论，包装密封中存在间隙，从而形成了年度间隙流速，这是包装密封失效的主要原因。这个问题已经蔓延到全球泵业，因此迫切需要找到解决方案。8.2 密封装置的结构设计尽管包装密封已广泛用于离心泵中，但由于环境问题，包装密封方法逐渐变得不可接受，尤其是对于简单和腐蚀性液体，在现代技术流程中更是如此。变送器泄漏会造成污染，并造成事故和其他问题。特别是在石油和天然气石化行业，泄漏不仅会引起爆炸和火灾，而且一些易燃气体也会引起人体毒性，导致事故和死亡，造成大量经济损失。因此，解决高压泵介质泄漏的问题已