泵与泵站第二讲

1、第二讲第二讲第二讲第二讲 第二讲第二讲叶片式泵叶片式泵流体输送机械：流体输送机械：向流体作功以提高向流体作功以提高流体流体机械能的装置。机械能的装置。 输送输送液体液体的机械通称为的机械通称为泵；泵； 例如：例如：离心泵离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。、往复泵、旋转泵和漩涡泵。 输送输送气体气体的机械按不同的工况分别称为的机械按不同的工况分别称为: 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。 n泵的定义泵的定义 泵是一种用于转换能量的通用机械泵是一种用于转换能量的通用机械 ，它把，它把原动机的机械能或其它能源形式的能量传递给原动机的机械能或其它能源形式的能量传递给被输送的

2、流体，使流体的能量增加，获得动能被输送的流体，使流体的能量增加，获得动能或势能，从而把流体从低处抽提到高处，或从或势能，从而把流体从低处抽提到高处，或从一处输送到另一处。一处输送到另一处。压能（势能）压能（势能）电能（或其他形式能量）电能（或其他形式能量）机械能机械能n用于抽水的泵称为水泵用于抽水的泵称为水泵，水泵是一种用于转换能量的水力机械。它把动力机的机械能或其它能源形式的能量传递给所抽送的水流，使水流获得动能或势能获得动能或势能，从而把水流从低处抽提到高处，或从一处输送到另一处。( (旋涡式旋涡式) )各种泵的特点：各种泵的特点： 1 1、往复泵的特点小流量、高扬程。、往复泵的特点小流量

3、、高扬程。 2 2、轴流泵、混流泵的特点大流量、低、轴流泵、混流泵的特点大流量、低扬程。扬程。 3 3、离心泵的特点界于两者之间，工作、离心泵的特点界于两者之间，工作区间最广，产品的品种、系列和规格也最多。区间最广，产品的品种、系列和规格也最多。n叶片式泵在泵中是一个大类。叶片式泵在泵中是一个大类。n特点：依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的特点：依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的转换。转换。、n根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分为：为：径向流径向流、轴向流轴向流和和斜向流斜向流3种。种。 n径向流的叶轮径向流的叶轮: :离心泵离心泵. . 液体质点在叶轮中

4、流动时主要受到的是液体质点在叶轮中流动时主要受到的是离心离心力作用力作用 n 轴向流的叶轮轴向流的叶轮:轴流泵轴流泵. 液体质点在液体质点在叶轮中流动时主要受到的是轴向叶轮中流动时主要受到的是轴向升力的作用。升力的作用。n斜向流的叶轮斜向流的叶轮: :混流泵混流泵. . 它是上述两种叶轮的过渡形式，液体质点在它是上述两种叶轮的过渡形式，液体质点在这种水泵叶轮中流动时，既受离心力的作用，又这种水泵叶轮中流动时，既受离心力的作用，又有轴向升力的作用。有轴向升力的作用。n 2.1.12.1.1几个例子几个例子1 1、在雨天，旋转雨伞，水滴沿伞边切线方向飞出，旋转、在雨天，旋转雨伞，水滴沿伞边切线方向

5、飞出，旋转的雨伞给水滴以能量，旋转的离心力把雨滴甩走，如的雨伞给水滴以能量，旋转的离心力把雨滴甩走，如图所示。图所示。 2、一个敞口圆筒绕中心一个敞口圆筒绕中心轴作等角速旋转时，圆轴作等角速旋转时，圆筒内的水面便呈抛物线筒内的水面便呈抛物线上升的旋转凹面。圆筒上升的旋转凹面。圆筒半径越大，转得越快时，半径越大，转得越快时，液体沿圆筒壁上升的高液体沿圆筒壁上升的高度就越大。度就越大。2.1.22.1.2离心泵基本构造离心泵基本构造 由若干个弯曲的叶由若干个弯曲的叶片组成的片组成的叶轮叶轮置于置于具有蜗壳通道的具有蜗壳通道的泵泵壳壳之内。之内。 叶轮叶轮紧固于紧固于泵轴泵轴上上 泵轴与泵轴与电机电

6、机相连，相连， 可由电机带动旋转。可由电机带动旋转。 n吸水口位于泵壳中央与吸水管路相连，并在吸入管底部装一止逆阀(底阀）。n泵壳的侧边为出水口，与排出管路相连，装有调节阀（闸阀)。l.前盖板；前盖板；2.后盖板；后盖板；3.叶片；叶片；4.叶槽；叶槽；5.吸水口；吸水口；6.轮毂；轮毂；7.泵轴泵轴图图2-3 2-3 单吸式叶轮单吸式叶轮2.1.3 离心泵的工作原理离心泵的工作原理 离心泵之所以能输送液体，主要是离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所依靠高速旋转叶轮所产生的离心力，产生的离心力，因此称为因此称为。 n离心泵的工作原理动画动画动画1动画2 气气 缚缚 离心泵离心泵启动

7、启动时，如果时，如果泵壳内存在空气泵壳内存在空气，由于空气的密度，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小离心力很小，叶轮中叶轮中心处产生的低压心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，这样离心泵就无法工作，这种现象称作离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚气缚”。 离心泵启动前应灌泵排气，防止气缚。离心泵启动前应灌泵排气，防止气缚。 为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止止逆阀逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一此外，在离心泵的出口管路上也装一调

8、节阀调节阀，用于，用于开停车和调节流量。开停车和调节流量。 离心泵的工作过程离心泵的工作过程, ,实际是一个能量的传递和转化过实际是一个能量的传递和转化过程程, ,它把电动机高速旋转的机械能转化为液体的动能它把电动机高速旋转的机械能转化为液体的动能和势能和势能; ;伴随着能量损失伴随着能量损失. . 吸入原理吸入原理：叶轮中心被吸空后，形成真空，液体在：叶轮中心被吸空后，形成真空，液体在外界大气压力的作用下，推动液体沿吸入管进入泵外界大气压力的作用下，推动液体沿吸入管进入泵轮。轮。 2.1.4 2.1.4 离心泵的特点离心泵的特点 ： 排量大、平稳均匀。排量大、平稳均匀。 结构简单、紧凑，尺寸

9、小，重量轻。结构简单、紧凑，尺寸小，重量轻。 易损件少，检修、管理和使用方便。易损件少，检修、管理和使用方便。 可与高速电机直接驱动，可与高速电机直接驱动，速度越高，压头越高速度越高，压头越高。 容易实现多级，满足高压头容易实现多级，满足高压头。 ： 不适应小流量工况。不适应小流量工况。 同功率下没有同功率下没有往复式泵往复式泵的压力高。的压力高。 输送高粘度、含砂、杂质液体的问题多。输送高粘度、含砂、杂质液体的问题多。 泵吸入管与泵腔内需要灌满液体后启动。泵吸入管与泵腔内需要灌满液体后启动。 ：高压水泵：高压水泵：1111级，级，H=2300 mH=2300 m 电动潜油离心泵：电动潜油离心

10、泵：180180、201201、330330、453453、526526级，级， H=2000-3500 m H=2000-3500 m。 高速泵高速泵:n=10000 r/min , :n=10000 r/min , 单级扬程：单级扬程：H=1150 mH=1150 m n=25000 r/min , n=25000 r/min , 单级扬程：单级扬程： H=1760 m H=1760 m2.1.5 离心泵的分类离心泵的分类1）按照轴上叶轮数目的多少）按照轴上叶轮数目的多少 单级泵单级泵 多级泵多级泵 轴上只有轴上只有一个叶轮一个叶轮的离心泵，适用于出口压力的离心泵，适用于出口压力不太大的情

11、况；不太大的情况；轴上轴上不止一个叶轮不止一个叶轮的离心泵的离心泵 ，可以达到较高的，可以达到较高的压头。离心泵的压头。离心泵的级数就是指轴上的叶轮数级数就是指轴上的叶轮数，我国，我国生产的多级离心泵一般为生产的多级离心泵一般为29级。级。 2）按叶轮上吸入口的数目）按叶轮上吸入口的数目单吸泵单吸泵 双吸泵双吸泵 叶轮上只有叶轮上只有一个吸入口一个吸入口，适用于输送量不大的情况，适用于输送量不大的情况。叶轮上有叶轮上有两个吸入口两个吸入口，适用于输送量很大的情况。，适用于输送量很大的情况。 3）按离心泵的不同用途）按离心泵的不同用途 水泵水泵 输送输送清水和物性与水相近、无腐蚀性且杂质很清水和

12、物性与水相近、无腐蚀性且杂质很少的液体少的液体的泵的泵, （B型型） 耐腐蚀泵耐腐蚀泵 接触液体的部件（叶轮、泵体）用接触液体的部件（叶轮、泵体）用耐腐蚀材料耐腐蚀材料制制成。要求：结构简单、零件容易更换、维修方便成。要求：结构简单、零件容易更换、维修方便、密封可靠、用于耐腐蚀泵的材料有：铸铁、高、密封可靠、用于耐腐蚀泵的材料有：铸铁、高硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。（硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。（F型）型）油泵油泵 输送输送石油产品石油产品的泵的泵 ，要求密封完善。（，要求密封完善。（Y 型型）杂质泵杂质泵 输送输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵

13、等的泵 ，又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等，又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等 。要求不易。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、叶片数目少。叶片数目少。4）按扬程分（压力分）：按扬程分（压力分）：低压泵低压泵H 20 m H 20 m 水柱水柱 （p0.2Mpa)p 160 m H 160 m 水柱水柱 （p 1.6 Mpa)p 1.6 Mpa) 离心泵的组成主要有：离心泵的组成主要有： 1. 1.叶轮、叶轮、2.2.泵轴、泵轴、 3. 3.泵壳、泵壳、4.4.泵座、泵座、 5. 5.轴封装置、轴封装置、6.6.减漏环、减漏环、 7. 7.轴承

14、座、轴承座、8.8.联轴器、联轴器、 9. 9.轴向力平衡装置。轴向力平衡装置。单级单吸卧式离心泵单级单吸卧式离心泵1-1-叶轮叶轮；2-2-泵轴泵轴；3-3-键；键；4-4-泵壳泵壳；5-5-泵座泵座；6-6-灌水孔；灌水孔；7-7-放放水孔，水孔，8-8-接真空表孔，接真空表孔，9 9-接压力表孔，接压力表孔，1010-泄水孔，泄水孔，1111-填料填料盒；盒；1212-减漏环减漏环；1313-轴承座轴承座；1414-压盖调节螺栓；压盖调节螺栓；1515-传动轮传动轮单级单吸卧式离心泵单级单吸卧式离心泵单级单吸卧式离心泵单级单吸卧式离心泵1.1.叶轮叶轮a) )叶轮的作用叶轮的作用 将电动

15、机的机械能传给液体将电动机的机械能传给液体, ,使液体的动能有所提高。使液体的动能有所提高。 b)b)叶轮的分类叶轮的分类 根据结根据结构构封闭式叶轮封闭式叶轮敞开式叶轮敞开式叶轮 半闭式叶轮半闭式叶轮 叶片的内侧带有叶片的内侧带有前后盖板前后盖板，适于输送干，适于输送干净流体，效率较高。净流体，效率较高。没有前后盖板没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒，适合输送含有固体颗粒的液体悬浮物。的液体悬浮物。只有只有后盖板后盖板，可用于输送浆料或含固体，可用于输送浆料或含固体悬浮物的液体，效率较低。悬浮物的液体，效率较低。 离心泵叶轮：离心泵叶轮：.封闭式封闭式 .半封闭式半封闭式 .敞开式敞开式轴流

16、泵叶轮轴流泵叶轮按吸液方式按吸液方式 单吸式叶轮单吸式叶轮 双吸式叶轮双吸式叶轮液体只能从叶轮一侧被吸入，结液体只能从叶轮一侧被吸入，结构简单。构简单。相当于两个没有盖板的单吸式叶相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了一起，轮背靠背并在了一起，能从两侧能从两侧吸入液体吸入液体，具有较大的吸液能力，具有较大的吸液能力，而且基本上消除了轴向推力。，而且基本上消除了轴向推力。 l.l.前盖板；前盖板；2.2.后盖板；后盖板；3.3.叶片；叶片；4.4.叶槽；叶槽；5.5.吸水口；吸水口；6.6.轮毂；轮毂；7.7.泵轴泵轴 1.1.吸入口；吸入口；2.2.轮盖；轮盖；3.3.叶片叶片4.4.轮毂

17、；轮毂；5.5.轴孔轴孔 按叶片按叶片几何形状几何形状 后弯叶片有利于液体的动能转换后弯叶片有利于液体的动能转换为静压能，故而被广泛采用。为静压能，故而被广泛采用。n叶轮的形状：叶轮的形状：n尺寸：通过水力计算决定。尺寸：通过水力计算决定。 n叶轮材料：机械强度、材料的耐磨和耐腐蚀性能。多数叶叶轮材料：机械强度、材料的耐磨和耐腐蚀性能。多数叶轮采用铸铁、铸钢和青铜制成轮采用铸铁、铸钢和青铜制成 2.2.泵轴泵轴铸铁水泵配件、泵轴铸铁水泵配件、泵轴泵键泵键泵轴作用：用来旋转泵叶泵轴作用：用来旋转泵叶轮的；轮的；材料：碳素钢和不锈钢。材料：碳素钢和不锈钢。叶轮和轴用键来联结叶轮和轴用键来联结大、中

18、型水泵中叶轮：轴大、中型水泵中叶轮：轴套、螺母定位的。套、螺母定位的。挠度挠度：表示构件（如梁、柱、板等）：表示构件（如梁、柱、板等）受到外力时发生弯曲变形的程度，受到外力时发生弯曲变形的程度，以构件弯曲后各横截面的中心至原以构件弯曲后各横截面的中心至原轴线的距离来度量。轴线的距离来度量。3.泵壳泵壳n形状：通常铸成蜗壳形。形状：通常铸成蜗壳形。 叶轮工作时，沿蜗壳的渐扩断面上，流量是逐叶轮工作时，沿蜗壳的渐扩断面上，流量是逐渐增大的，为了减少水力损失，在水泵设计中应渐增大的，为了减少水力损失，在水泵设计中应使沿蜗壳渐扩断面流动的水流速度是一常数。水使沿蜗壳渐扩断面流动的水流速度是一常数。水由

19、蜗壳排出后，经锥形扩散管而流入压水管蜗由蜗壳排出后，经锥形扩散管而流入压水管蜗壳上锥形扩散管的作用是降低水流的速度，使流壳上锥形扩散管的作用是降低水流的速度，使流速水头的一部分转化为压力水头。速水头的一部分转化为压力水头。n泵壳的材料：腐蚀、磨损、耐压、机械强度泵壳的材料：腐蚀、磨损、耐压、机械强度泵壳的作用泵壳的作用 汇集液体，作导出液体的通道；汇集液体，作导出液体的通道； 使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。 导叶轮导叶轮 为了减少离开叶轮的液体直接进入蜗壳时因冲击而引为了减少离开叶轮的液体直接进入蜗壳时因冲击而引起的能量损失，在叶轮

20、与泵壳之间有时还装有一个起的能量损失，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不固定不动的带有叶片的圆盘动的带有叶片的圆盘，称为，称为导叶轮。导叶轮。导叶轮上的叶片的弯导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反相反，其弯曲角度正好与，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳的通道内液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳的通道内平缓的改变方向，平缓的改变方向，使能量损失减小，使动能向静压能的转使能量损失减小，使动能向静压能的转换更为有效。换更为有效。多级离心泵通常均多级离心泵通常均。 4.4.泵座泵座 泵座上有与基础固定用的法兰孔泵座上有与基础

21、固定用的法兰孔 泵壳顶上设有充水和放气的螺孔；泵壳顶上设有充水和放气的螺孔； 在水泵吸水和压水锥管的法兰上：安装真空表和在水泵吸水和压水锥管的法兰上：安装真空表和 压力表的测压螺孔。压力表的测压螺孔。 在泵壳的底部设有放水螺孔；在泵壳的底部设有放水螺孔； 在泵座的横向槽底开设有泄水螺孔在泵座的横向槽底开设有泄水螺孔( (填料盒）。填料盒）。5.轴封装置轴封装置(泵轴与泵壳间泵轴与泵壳间) )A 轴封轴封的作用的作用 为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者外界为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者外界空气漏入泵壳内。空气漏入泵壳内。B 轴封的分类轴封的分类 轴封装置轴封装置 填料

22、密封：填料密封： 机械密封：机械密封： 端面密封端面密封 (1) (1)填料密封填料密封压盖填料型填料盒压盖填料型填料盒1 1轴封套；轴封套；2 2填料；填料；3 3水封管；水封管；4 4水封环；水封环；5 5压盖压盖主要由填料函壳、软填料和填料压盖组主要由填料函壳、软填料和填料压盖组成，普通离心泵采用这种密封。成，普通离心泵采用这种密封。 (2)(2)机械密封机械密封 主要由装在泵轴上随之转动的动环动环和固定于泵壳上的静环静环组成，两个环形端面由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动，起到密封作用。 DY101DY101型系列机械密封型系列机械密封112112型系列机械密封型系列机械密封6.6.减漏环减漏环( (承磨环承磨环) ) 位置：叶位置：叶轮轮吸入口的外圆吸入口的外圆与泵与泵壳内壁的接缝处；壳内壁的接缝处； 单吸式离心泵单吸式离心泵：泵壳内压力大于大气压力，泄漏：泵壳内压力大于大气压力，泄漏 双吸式离心泵