离心泵结构与工作原理

1、离心泵的结构与工作原理离心泵是工业生产中应用最为广泛的泵。离心泵特点是结构简单、流量均匀且调节方便、可用耐腐蚀材料制造，易于实现自动控制。一、离心泵的结构和工作原理1离心泵的工作原理图1 离心泵1高位槽；2排出管；3泵壳；4叶轮；5吸入管；6吸液池；7底阀；8滤网；9漏斗离心泵的基本结构如图1所示，在蜗牛型的泵壳3内有一叶轮4，叶轮通常有612片的后弯叶片。叶轮固定在由电机带动的泵轴上。泵壳上有两个接口，在泵壳轴心处的接口连接液体吸入管5，在泵壳切线方向上接口连接液体排出管2。离心泵一般由电动机带动，在离心泵启动前必须在泵壳内灌满被输送的液体。泵启动后，泵轴带动叶轮高速旋转，叶片间的液体受到叶

2、片推力也跟着一起旋转。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向叶轮外缘并获得动能和静压能。获得机械能的液体离开叶轮流入泵壳后，由于泵壳内的蜗型通道的面积是逐渐增大的，液体在泵壳内向出口处流动时，大部分动能被转化为静压能，在泵的出口处压强达到最大，于是液体就以较高的压力进入排出管路。当液体从叶轮中心抛向外缘时，在叶轮中心处形成了真空，在压差的作用下液体就会由吸入管源源不断地进入泵内。这样只要叶轮不停地旋转液体就连续不断地被吸入和排出而达到输送的目的。由此可见，离心泵是通过高速旋转的叶轮所产生的离心力来给增加流体能量的，故称为离心泵。必须注意，离心泵在启动前泵壳内一定要灌满被输送的液体。若未充满液体

3、，则泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转时产生的离心力小，在叶轮中心形成的真空度太低，不能将液体以通过吸入管吸入泵内，这时泵的叶轮只能空转而不能输送液体。这种由于泵内存有气体而造成离心泵启动时不能吸进液体的现象称为“气缚”现象。2离心泵的主要工作部件（1）叶轮。离心泵输送液体是依靠泵体高速旋转的叶轮对液体作功的，叶轮的尺寸、形状和制造精度对泵的性能有很大影响。叶轮可分为闭式叶轮、半开式叶轮和开式叶轮三种，如图2。闭式叶轮效率高，应用最多，适用于输送洁净液体；半开式叶轮适用于输送具有黏性或含有固体颗粒的液体；开式叶轮效率低，适用于输送污水、含泥沙及含纤维的液体。图2 叶轮的类

4、型另外，叶轮还可按吸液方式不同分为单吸式和双吸式，如图3所示。a单吸式叶轮b双吸式叶轮图3吸液方式1平衡孔； 2后盖板（2）蜗壳与导轮。蜗壳是在单级泵中采用的蜗形泵外壳的简称，如图4所示。蜗壳呈螺旋线形，其内流道逐渐扩大，出口为扩散管状。液体从叶轮流出后其流速可以下缓地降低，使很大部分能转变为静压能。蜗壳的优点是制造比较方便，泵性能曲线的高效区域比较宽，叶轮切削后泵的效率变化较小；缺点是蜗壳形状不对称，易使泵轴弯曲，所以在多级泵中只有吸入段和排出段采用蜗壳，而中段则采用导轮。 图4 蜗壳 图5导轮 1叶轮； 2导轮导轮是一个固定不动的圆盘，正面有包在叶轮外缘的正向导叶，它们构成一条条扩散通道，

5、以降低液体流速，实现动能与静压能换化。其结构如图5中2。它与蜗壳相比，其优点是外形尺寸小，缺点是效率低。（3）轴封装置。旋转的泵轴与固定的泵体之间的密封称为轴封。轴封的作用是防止高压液体从泵体内沿轴漏出，或者外界空气沿轴吸入。离心泵中常用的轴封结构有下列两种形式：填料密封：它是常见的密封形式，其结构如图6所示，主要由填料套1、填料环2、填料3、压盖4等组成。填料一般采用浸油或涂石墨的石棉绳或包有抗磨金属的石棉填料等。填料密封主要靠压盖把填料压紧，并迫使它产生变形，来达到密封的目的。密封的严密程度可由压盖的松紧加以调节，过紧虽能制止泄漏，但机械损失增加，功率消耗过大，严重时会造成发热、冒烟，甚至

6、烧坏零件。合理的松紧程度大约是液体从填料中呈滴状渗出，每分钟1060滴为度。图中双点划线画的水封环，其作用是可以由泵内或直接引入水，在这里形成水封，阻止空气漏入，同时起到润滑和冷却作用。图6 填料密封装置1填料套；2填料环；3填料；4填料压盖；5长扣双头螺栓；6螺母填料密封的优点是结构简单，缺点是密封效果差、使用寿命短、功率损失大、需要经常维修更换填料，不适宜用于易燃、易爆、有毒或贵重的液体。机械密封：如图7所示，机械密封主要密封原件由装在轴上随轴旋转的动环6和固定在泵壳上的静环7所组成。由于两环的端面非常光滑，而且靠弹簧3压紧，流体无法从两环的端面之间渗漏，从而达到密封的目的。故此种机械密封亦称为端面密封。两端面之所以能始终紧密贴合是借助于压紧元件弹簧3，通过推环4来达到的，因此两端面间的紧密程度可以通过弹簧调节。动环密封圈5和静环密封圈8等为辅助密封原件，除它们本身有一定的密封能力外，还能吸收对密封面有不良影响的振动作用。动环和静环通常用不同的材料制成，动环硬度较大，常用钢、硬质合金、陶瓷等，而静环硬度较小，常用石墨制品、酚醛塑料、聚四氟乙烯等。图7 机械密封装置1传动螺钉；2传动座；3弹簧；4推