第二、三节离心泵的主要零部件

1、第二节 离心泵的工作原理、分类、型号编制及结构一、离心泵的装置及工作原理离心泵的工作原理n在离心泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。 离心泵工作原理示意图气缚现象：当泵壳内存

2、有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处的压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，叶轮空转而不能吸入液体，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装 一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或防碍泵的正常操作。二、离心泵的分类n按工作叶轮数目来分类单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。多级泵：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。n按工作压力来分类低压泵：压力低于100米水柱；中压泵：压力在100650米水柱之间；高压泵：压力

3、高于650米水柱。二、离心泵的分类n按叶轮进水方式来分类单吸式泵：双吸式泵：按泵轴位置来分类卧式泵：泵轴位于水平位置。立式泵：泵轴位于垂直位置。单吸双吸二、离心泵的分类n按扬程分类(用20的清水做标准，其他的参数也是。)低压离心泵 扬程20m中压离心泵 扬程=20100m高压离心泵 扬程100mn按泵的用途和输送液体的性质分类清水泵、泥浆泵、酸泵、碱泵、油泵、砂泵、低温泵、高温泵及屏蔽泵等。三、离心泵的型号编制n离心泵的型号太多，现简单介绍一下。n我们国家泵类产品型号编制有四个部分组成，其组成方式如下： n n第一部分代表泵的吸入口直径，是用单位为毫米的阿拉伯数字表示，如80、100等。但是大

4、部分老式泵用英寸表示，即毫米数除以25得到的整数。（这里用的是公称直径。1英尺=12英寸=0.305米；1英寸=2.54厘米） n第二部分代表泵的基本结构、特征、用途及材料等。用汉语拼音字母的字首标注，如S表示单级双吸离心水泵；D表示分段式多级离心泵；F表示耐腐蚀泵；Y表示单级离心油泵；R表示热水泵等等。 离心泵基本类型代号型号泵的名称型号泵的名称ISISO国际标准型单级单吸离心水泵S或sh单级双吸式离心泵B或BA单级单吸悬臂式离心清水泵DS多级分段式首级为双吸叶轮D或DA多级分段式离心泵KD多级中开式离心泵DL多级立式筒形离心泵KDS多级中开式首级为双吸叶轮Y 离心式油泵Z自吸式离心泵YG离

5、心式管道油泵FY耐腐蚀液下式离心泵F耐腐蚀泵W一般旋涡泵P屏蔽式离心泵WX漩涡离心泵三、离心泵的型号编制n第三部分代表泵的扬程及级数，是用mH2O为单位的阿拉伯数字表示。 n第四部分代表泵的变形产品，用大写的汉语拼音字母A、B、C三个字母分别表示叶轮经第一次、第二次切割等。 n例如：250D-60 x6表示进出口公称直径为250毫米，单级扬程为60米水柱，级数为6级的分段式多级离心泵。再如：100R-37A表示进出口公称直径为100mm，扬程为37米水柱，叶轮经第一次切割的热水离心泵。 国际标准ISO型号编制n -III- n第一部分：代表泵的名称，用IS表示； n第二部分：代表泵的吸入口直径

6、，以mm为单位，用阿拉伯数字表示。 n第三部分：代表泵的排出口直径，以mm为单位，用阿拉伯数字表示。 n第四部分：代表泵叶轮名义直径，以mm为单位，用阿拉伯数字表示。 n第五部分：代表泵的变形产品，用A、B、C三个字母表示。 四、离心泵的结构离心泵的品种很多，各种类型泵 的结构虽然不一样，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、泵轴填料函、联轴器、轴承。1.单级单吸离心泵（1）B型泵 用于输送温度不超过80的清水及与水相近的清洁液体，扬程范围为8125m，流量范围为4.5362m3/h。B型泵结构简单，工作可靠，易于加工制作和维护保养，是在IS泵之前应用最广泛的一种离

7、心泵。基本的组成部件有泵壳、叶轮、密封环、轴套、泵盖、泵体、联轴器、轴承、轴封装置。1.单级单吸离心泵（2）IS型单级离心泵，供吸送清水及物理化学性质类似水不含固体颗粒的液体。它广泛适用于工农业和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压供水、远距离输送、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增 压及设备配套等。使用温度80。该泵结构简单，性能可靠，体积小、重量轻，抗腐蚀性能好，电耗低，使用维修方便。 2.单级双吸泵n单级双吸离心泵(中开泵)适合输送各种清洁或带有微量颗粒的中性或弱腐蚀性液体。中开泵适用于自来水厂、灌溉、排水泵站、电站、工业供水系统、空调系统、消防系统、船舶工业、亦适合炼油工业中

8、作一般性用途。n单级双吸离心泵(中开泵)为单级、双吸、泵壳轴向中开的蜗壳式离心泵。泵吸入口与吐出口均在泵轴心线下方，呈水平方向。n泵主要零件有泵体、泵盖、叶轮、轴、双吸密封环等。n泵进出水法兰上，设有安装真空表和压力表的管螺孔，进出水法兰底部设有放水管螺孔。法兰按GB标准制作，也可采用ISO、DIN、BS或ANSI标准制作.n叶轮经平衡校验合格后，用轴套及轴套螺母固定在轴上，其轴向位置可通过轴套螺母进行调整。叶轮轴向力利用其叶片对称布置达到平衡。泵轴由两套滚动轴承支撑，安装在泵体两端。轴承采用油脂润滑。2.单级双吸泵n泵体上设有双吸密封环，拆卸更换方便。n泵通过弹性柱销联轴器或金属迭片式联轴器

9、由电动机直接传动。驱动机也可采用内燃机、气轮机。n轴封可采用填料密封，也可采用机械密封。轴封冷却冲洗水可通过泵盖中开面上的凹槽进入轴封腔，也可通过外接冷却水管进入轴封腔。nS/SH系列单级双吸离心泵(中开泵)检修时勿需拆卸进出水管及电动机，维修方便。n根据用户需要，可改变泵结构尺寸。 3.多级离心泵n结构特点nMD系列泵系卧式、单吸、分段式多级离心泵，吸入口为水平方向，吐出口与水平垂直向上。泵的进水段、中段、出水段、轴承体待泵壳体部分通过拉紧螺栓联成一体，并根据泵的扬程选择泵的级数。n该系列泵转子部分主要由轴及安装在轴上的叶轮、轴套、平衡盘等零件组成，其中叶轮的数量根据泵的级数而定。轴上零件通

10、过平键和轴螺母紧固使之与轴联成一体。整个转子由两端滚动轴承或滑动轴承支承，轴承按型号不同而定，均不承受轴向力，其轴向力由平衡盘平衡。泵在运行中允许转子在泵壳中轴向游动，不能采用向心球轴承。滚动轴承用油腻润滑，滑动轴承用稀油润滑，并用油环进行自润滑，循环水冷却。3.多级离心泵n泵的进水段、中段、出水段之间的密封面均采用二硫化钼润滑脂密封，转子部分与固定部分之间装有密封环、导叶套等进行密封，当密封环和导叶套的磨损程度己影响泵的工作性能时应予以更换。n轴的密封形式有机械密封和填料密封两种。泵采用填料密封时，填料环的位置安放要正确，填料的松紧程度必须适当，以液体能一滴一滴渗出为宜。泵各种密封元件装在密

11、封腔内，腔内要通入一定压力的水，起水封、水冷却或水润滑任凭。在轴封处装有可更换的轴套，以保护泵轴。 n从原电机方向看，泵为顺时针方向旋转。 3.多级离心泵nDL型泵是从卧式多级离心泵基础上进行优化设计和制造,其性能符合国家最新标准JB/T2727-93的要求。DL型泵系立式、多级、单级、分段式离心泵，供输送温度不超过80摄氏度的清水或物理、化学性质类似于清水的其它液体，DL型泵为立式安装、具有结构紧凑、噪音低，占地面积小的特点，主要用于高层建筑供给生活、消防用水，也可应用于工矿、城镇、企业供水及低压锅炉。nLG系列泵系立式单吸多级分段式离心泵，供输送常温清水及物理化学性质类似于清水的液体。泵为

12、立式安装，电机轴与泵轴通过爪型联轴器联接，具有结构紧凑、噪音低、占地面积小的优点，主要应用于高层建筑供水，也可应用于厂矿、企业给水排水以及低压锅炉循环用水。该泵吸入口与出口分口分上下结构，用户在安装时根据实际情况将出口 方向从垂直点上旋转90-180-270度四个位置。泵轴与电机轴处在同水平线上, 密封采用机械密封装置，轴承采用低噪音轴承，故整机盍是噪音很低，振动 很小，大大改善了使用环境、提高了使用寿命。其特点是占地面积小、扬程高安装维修方便。适用于高层建筑给排水、消防用泵、工厂等单位输送温度在90以下清水或物理化学性质类似于水的液体3.多级离心泵n(1)多级分段式离心泵nGC型水泵系单吸多

13、级分段式离心泵,供输送清水及物理化学性质类似于水的液体之用。本型水泵扬程在46m576m时,流量为6m55m3/h,液体的最高温度低于110。适合于锅炉给水,工厂及城市给水之用。水泵配用Y型电动机。n用途：适合于锅炉给水，矿山排水、工厂及城市给水n结构特点：GC型水泵是卧式、单吸多级、分段式离心泵n介质温度：105n处理介质：清水及物理化学性质类似水的液体n驱动方式：电动机驱动n流量范围：6m/h -55m/hn扬程范围：46m-430mn(2)中开式多级离心泵（略）4.屏蔽泵 n屏蔽泵是由离心泵和三相异步屏蔽电动机同轴构成。不需机械密封而无泄漏，适用于输送各种有毒、有害及贵重的液体，在化工、

14、制药、核工业、航天等装置中广泛应用。屏蔽泵要定期检修，方能保证可靠运行。不少进口屏蔽泵，有一般维修，也有恢复性大修。随着使用年限的增长，使用数量的增多，损坏情况也不断增加，恢复性大修数量逐年上升。4.屏蔽泵屏蔽泵要定期检修，方能保证可靠运行。不少进口屏蔽泵，有一般维修，也有恢复性大修。随着使用年限的增长，使用数量的增多，损坏情况也不断增加，恢复性大修数量逐年上升。功率从0.55千瓦到130千瓦。4.屏蔽泵结构特点屏蔽泵是泵和电机合一的产品，在电机的定、转子部分各有一个特殊金属材料制成的套子，将它们各自密封，不和所输送的液体介质接触，使电机的铁心和绕组不受腐蚀，使定子绕组保持良好的绝缘性能。屏蔽

15、泵采用石墨轴承，依靠所输送 的液体来润滑。轴承的磨损情况，对可靠运行十分重要。为了监视轴承磨损状况，一般都装有机械式或电磁式轴承监视器。当轴承的磨损量超过规定的允许值时，监视器表盘的指针会指向红区，即示“报警”。此时应立即停止运转，进行检查。如轴承的磨损量已超过极限值时应更换新的石墨轴承，否则有可能造成定、转子屏蔽套相擦，直至屏蔽套损坏，导致液体介质侵蚀到定子绕组等处，造成电机损坏。化工用屏蔽泵大多使用在防爆场所，故其接线盒都制成隔爆型结构。屏蔽电机的线圈 端部埋有温度继电器，当电机绕组过热时，起到过热保护作用，根据电机所使用的绝缘等级不同，温度继电器的动作温度也就不同。有些屏蔽泵电机外壳部分

16、设有热 交换器，内有蛇形管，高温介质通过蛇形管冷却后再供电机石墨轴承润滑，同时夹套内的冷却水也可对电机起到冷却作用。4.屏蔽泵(示意图)5.高速离心泵nGSB系列高速泵是单吸单级或两级卧式高速泵，主要由泵机组、增速装置、润滑及监控系统、底座及电机等部分组成，由于该系列泵采用变螺距诱导轮和复合叶轮技术，因此具有稳定的小流量工作稳定性、高汽蚀性能和高效率的优点，同时还具有明显的结构紧凑、维护方便、适用范围广、可靠性好及使用寿命长等优点，是今后离心泵的发展趋势。而具有相同参数的多级离心泵或往复式柱塞泵却存在结构复杂、维修麻烦、易损件多及可靠性差等缺点，因此将被高性能的高速离心泵所代替。 n该系列泵已

17、通过浙江省科委组织的鉴定，并已获国家专利，专利号为ZL96236783.8，符合国标G3215-82炼油、化工及石油化工流程用离心泵通用技术条件和美国API610标准。不仅可以替代多级离心泵、部分滚泵以及部分往复泵，而且完全可替代进口，填补了国内空白，达到了当前国际先进水平。5.高速离心泵n主要技术性能或技术指标：流量Q=0.550m3/h；扬程H1001000m；转速n=45001900rpm；电机功率N=7.5200KW；最小的比转速可以达到10以下。n应用领域及市场前景：根据输送介质的理化性能可选用相应的材质，如铸铁、铸钢、不锈钢、合金钢或相应的进口牌号（316、316L)合金钢等，以适

18、用于输送酸类、碱类、盐类、苯类、药液类及水类等可含有少量固体颗粒的液态介质，输送介质的温度范围为-200300。可广泛应用于石油、石油化工、制药、冶金、造纸、电力、食品及轻工等工业领域第三节 离心泵的主要零部件一、转子离心泵主要由泵体、叶轮、密封环、旋转轴、轴封箱等部件组成，有些离心泵还装有导轮、诱导轮、平衡盘等。1.叶轮:它是离心泵内传递能量给液体的唯一元件,一般由轮毂、叶片和盖板三部分组成。泵通过它使机械能变成了液体的压力能，使液体的压力提高。叶轮用键固定于轴上，随轴由原动机带动旋转，通过叶片把原动机的能量传给液体。叶轮图片轮毂叶片1.叶轮 n按照液体流入叶轮的通道分类，可分为：单吸叶轮（

19、在叶轮的一侧有一个入口）和双吸叶轮（液体从叶轮的两侧对称地流到叶轮流道中）。n按照叶轮的结构形式分类，可分为n 闭式叶轮、开式叶轮和半开式叶轮。n闭式叶轮由若干叶片和它们两侧的轮盖和轮盘组成，相邻的两个叶片和轮盖、轮盘所围成的空间即为液体的流道叶片数一般为46片。适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。n开式叶轮，只有叶片，没有轮盖和轮盘，结构简单，制造容易，效率低。适用于输送汉沽提颗粒较多或带纤维的液体。n半开式叶轮，只在叶片的一侧有轮盘。适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体。1.叶轮n叶片有圆柱形叶片和扭曲叶片两种。圆柱形叶片是指整个叶片沿宽度方向均与叶轮轴线平行，制造简单；扭曲叶片则是

20、有一部分不与叶轮轴线平行，这种类型的叶片可以提高离心泵的抗汽蚀能力，但制造麻烦。n后弯式叶片：叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相反，效率较高。n前弯式叶片：叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相同。n叶轮的材料：主要是根据所输送液体的化学性质、杂志及在离心力作用下的强度来确定。清水离心泵的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。叶轮的制造方法有翻砂铸造、精密铸造、焊接、模压等，其尺寸、形状和制造精度对泵的性能影响很大。2.泵轴n主要作用是传递动力，支撑叶轮在工作位置正常运转。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、

21、平衡盘等零件。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。过盈配合对于高速回转下的联接和工作温度与装配温度相差过大的联接，其固持力都会因过盈量减少而减弱。选择配合时，既要使联接有足够的固持力以保证在载载荷作用下不发生相对滑动，又要使零件在装配应力下和再受工作应力时不损坏或产生过大的塑塑性变形。这种联接的装配通常用压入法，也可用加热带毂零件或冷却轴的温差法。用温差法所得到的固持力较高，并可避免用压入法时易擦伤配合表面而影响实际过盈量和配合精度的问题。采用在配合面间注入高压油的装拆法装配时，联接固力大，并能防止配合表面擦伤。过盈配合n圆柱面过盈配合联接可以是不可拆的，

22、也可以是可拆的。它具有构造简单、轴与毂孔的定心性好、承载能力高和在振动下工作可靠等优点，但对配合尺寸的精度要求较高。n圆锥面配合联接是利用轴与毂孔间微量的相对轴向位移构成过盈配合，装拆方便，当锥度小而采用注油装拆法时，还能得到更大的固持力。3.轴套n轴套是用来保护泵轴的，使之不受腐蚀和磨损。必要时，轴套可以更换。4.轴承n支撑转子重量和承受力的作用。离心泵上多用滚动轴承，其外圈与轴承座孔采用基轴制，内圈和转轴之间采用基孔制。配合类别国家标准有推荐值，可按照具体情况选用。轴承一般用润滑油或者润滑脂润滑。n基轴制就是以轴为准（在保证轴的尺寸下），去做孔的加工。 n基孔制就是以孔为准（在保证孔的尺寸

23、下），去做轴的加工。轴承图片二、蜗壳和导轮n二者的作用一是汇集叶轮出口处的液体，引入到下一级叶轮或者泵的出口；二是浆液论出口的高速液体的部分动能转化为静压能。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。n蜗壳的材质一般为铸铁。防腐蚀泵的蜗壳为不锈钢或者其它防腐蚀的材料。多级泵由于压力较大，对材质强度要求较高，其蜗壳一般用铸钢制造。二、蜗壳和导轮n1.泵壳：蜗壳因流道做成螺旋形而得名 , 液体沿螺旋线流动,随着流道截面的增大而降低速度,使动能变成压力能。n其优点是制造方便，高效区域宽，车削叶轮后泵的效率变化很小。n缺点是蜗壳形状不对称，在使用单蜗壳时作用在转子径向的压力不均匀，容易

24、使泵轴弯曲。所以在多级泵中只是首段和尾段采用蜗壳而在中段采用导轮装置。二、蜗壳和导轮n2.导轮：导轮是固定在泵轴上的一个固定圆盘，正面有包在叶轮外缘的正向导叶，背面有将液体引向下一级叶轮的反向导叶。导轮常见于分段多级泵,为了使结构简单紧凑, 在一级叶轮和次级叶轮之间的能量转换采用导轮,液体沿导轮规定的流道流至次级叶轮的入口。 n导轮的形状较为复杂，一般用铸铁铸造而成。三、密封环n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，叫做内泄漏。为了减少内泄漏，保护泵壳，在与叶轮入口处相对应的壳体上装有可拆换的密封环。n。n密封环的结构形式有三种封环：平环式、直角式

25、和迷宫式三种。平环式结构简单，制造方便，但是密封效果差；迷宫式结构复杂，制造麻烦，但密封效果好，直角式介于两者之间。n密封环磨损后，径向间隙加大，泵的排液量减少，效率降低，超过规定 的间隙时就应该更换。n密封环采用耐磨材料制造，常用的材料有铸铁、青铜等四、轴向密封装置n从叶轮流出的高压液体，经过叶轮背面，沿着泵轴和泵壳之间的间隙流向泵外，叫做外泄露。n在旋转的泵轴和静止的泵壳之间的密封装置叫做轴封装置。它可以防止外泄漏，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。特别是在输送易燃、易爆和有读书液体时，轴封装置的密封可靠性是保证离心泵安全运行的重要条件。n常见的装置有填料密封和机

26、械密封四、轴向密封装置n1.填料密封n填料装入填料腔以后，经压盖对它作轴向压缩，当轴与填料有相对运动时，由于填料的塑性，使它产生径向力，并与轴紧密接触。与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面之间形成油膜。由于接触状态并不是特别均匀的，接触部位便出现“边界润滑”状态，称为“轴承效应”；而未接触的凹部形成小油槽，有较厚的油膜，接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫，起阻止液流泄漏的作用，此称“迷宫效应”。这就是填料密封的机理。四、轴向密封装置n1.填料密封n填料密封的密封性能可以通过调节填料压盖的松紧度来调节并加以控制。n填料的材质：输送温度低于40时，用石墨填料或者黄油渗透的棉织填料；输

27、送温度低于250时、压力小于1.8Mpa的液体时，用石墨渗透的石棉填料；输送温度小于400、允许工作压力为2.5Mpa的石油产品时，用金属箔包石棉芯子填料。四、轴向密封装置填料密封示意图四、轴向密封装置n2.机械密封n（1）原理：机械密封是由两块密封元件（静环和动环）垂直于轴的光滑而平直的表面相互贴合，并做相对转动而构成的密封装置。它是靠弹性构件和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触面（端面）上产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合。端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的，这层液体膜具有流体动压力与静压力。起着润滑与密封的作用。渣浆泵、脱硫泵等产品在不同工况均可采用机械密封。四、轴向密封

28、装置（机械密封示意图四、轴向密封装置n2.机械密封n（2） 结构形式：机械密封 的结构形式有很多，主要是根据摩擦副的对数、弹簧、介质和端面上作用的比压情况以及介质的泄露方向等因素来划分。n内装式与外装式n内装式是弹簧置于密封介质之内，外装式是介质置于密封介质之外。外装式适用于介质易于结晶、有腐蚀、较黏稠和压力较低的场合。内装式的端面比压随着介质压力的升高而升高，密封可靠，应用较广。n非平衡型与平衡型n单端面与双端面机械密封四、轴向密封装置n2.机械密封n（3）零件材料 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、耐腐蚀性、耐磨性和良好的加工性。n在一对摩擦副中，不能用同一材料制造动环和静环，以免运行时发生咬合现象。通常是动环材质硬，静环材质软。常用的金属材料有铸铁、碳钢、铬钢、铬镍钢