第三章_泵与风机的构造

1、 泵泵 第一节 离心式泵与风机的工作原理一、一、离心泵离心泵 （一）主要部件和工作原理（一）主要部件和工作原理 1叶轮叶轮 2泵壳泵壳 3泵轴泵轴4吸入口吸入口 5吸入管吸入管 6底阀底阀7滤网滤网 8排出口排出口 9排出管排出管10调节阀调节阀二、水泵的型号意义二、水泵的型号意义字母意义字母意义D分段式多级泵KD中开式多级泵DG分段式多级锅炉给水泵QJ井用潜水泵DL立轴多级泵S单级双吸式离心泵DS首级用双吸叶轮的分段式多级泵M耐磨泵F耐腐蚀泵WB微型离心泵JC长轴深井泵WG高扬程横轴污水泵表表6-1 部分离心泵型号中某些汉语拼音字母通常所代表的意义部分离心泵型号中某些汉语拼音字母通常所代表的

2、意义 （4 4）. . 离心泵的命名 如：如： IS 250 30 A 150 D 605 5 Y 57A 吸入口直径mm扬程m第一次切割吸口直径mm多级泵扬程m级数吸口直径英寸单级单吸泵 离心泵的命名方式离心泵的命名方式 离心泵基本形式标号：离心泵基本形式标号：单级单吸清水离心泵单级单吸清水离心泵IS国际标准号如：IS5032125 50泵入口直径；32泵出口直径；125泵叶轮直径 1、离心式泵的结构叶轮叶轮 轴轴 612片片叶片叶片机壳等。机壳等。蜗牛形通道；蜗牛形通道；叶轮偏心放；叶轮偏心放；可减少能耗，有利于可减少能耗，有利于动能转化为静压能。动能转化为静压能。底阀底阀(防止防止“气缚

3、气缚”)滤网滤网(阻拦固阻拦固体杂质体杂质)叶轮叶轮由于离心力的作用，泵的进出口出产生压力差，从而使流体流动。由于离心力的作用，泵的进出口出产生压力差，从而使流体流动。离心泵的主要部件有叶轮、吸入室、蜗壳、轴封箱和密封环等离心泵的主要部件有叶轮、吸入室、蜗壳、轴封箱和密封环等，如左图所示。如左图所示。离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和蜗壳。离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和蜗壳。 1.吸入室：吸入室位于叶轮进口前，它把液体从吸入管吸入叶轮。要求液吸入室：吸入室位于叶轮进口前，它把液体从吸入管吸入叶轮。要求液体流过吸入室的流动损失较小，液体流入叶轮时速度分布均匀。体流过吸入室的流动损失较小，液体流入

4、叶轮时速度分布均匀。 2.叶轮：旋转叶轮吸入液体转换能量，使液体获得压力能和动能。要求叶叶轮：旋转叶轮吸入液体转换能量，使液体获得压力能和动能。要求叶轮在流动损失最小的情况下使液体获得较多的能量。轮在流动损失最小的情况下使液体获得较多的能量。 3.蜗壳：蜗壳亦称压出室，位于叶轮之后，它把从叶轮流出的液体收集起蜗壳：蜗壳亦称压出室，位于叶轮之后，它把从叶轮流出的液体收集起来以便送人排出管。由于流出叶轮的液体速度往往较大，为减少后面的管路来以便送人排出管。由于流出叶轮的液体速度往往较大，为减少后面的管路损失，要求液体在蜗壳中减速增压，同时尽量减少流动损失。损失，要求液体在蜗壳中减速增压，同时尽量减

5、少流动损失。 离心泵的主要零件1)、叶轮（impeller) 功能原理：叶轮是将原动机输入的机械能传递给液体，提高液体能量的核心部件。结构分类：闭式叶轮闭式叶轮清水泵清水泵 半开式叶轮半开式叶轮污水泵、稠油泵、砂泵、高速泵、部分流泵污水泵、稠油泵、砂泵、高速泵、部分流泵 开式叶轮开式叶轮轴流泵。双吸叶轮轴流泵。双吸叶轮双吸清水泵。双吸清水泵。开式开式半封闭式半封闭式封闭式封闭式叶轮吸入形式：（叶轮吸入形式：（a）单吸）单吸 （b）双吸。）双吸。闭式叶轮闭式叶轮 半开式叶轮半开式叶轮 开式叶轮开式叶轮 双吸叶轮双吸叶轮 1） 对叶轮的要求对叶轮的要求 叶轮应有足够的强度和钢度； 流道形状为符合液

6、体流动规律的流线型，液流速度分布均匀，流道阻力尽可能小，流道表面粗糙度较小； 材料应具有较好的耐磨性； 叶轮应具有良好的静平衡和动平衡； 结构简单，制造工艺性好。离心泵的叶轮一般都是铸造而成。 （2） 叶轮的主要结构参数叶轮的主要结构参数 a. 叶片在叶轮进、出口处的安装角 叶片在叶轮进口处的安装角A1通常是按设计流量下液体流进叶轮时的相对速度1的方向角1而定。当A1=1时，有利于减小冲击损失。有时为了改善泵的汽蚀性能，一般取冲角=A1-1 =3O10O，为正冲角。液道出口处的安装角A2，通常取 A2= 20OO，以获得较大的反作用度，减少转能损失。 b. 叶片数目 为了保证叶片对流经叶轮的液

7、体施以充分的推动使其旋转的作用，并考虑到流道不要过长和阻塞系数不致过大，叶片数目通常取68片。对于输送含杂质的液体，叶片数目应少些，一般为4片。 2)、吸入室功能原理：离心泵吸入管法兰至叶轮进口前的空间过流部分称为吸入室。其作用为在最小水力损失下，引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的流速尽可能均匀的分布。直锥形吸入室直锥形吸入室弯管形吸入室弯管形吸入室 3)、机壳功能原理:机壳收集来自叶轮的液体，并使部分流体的动能转换为压力能，最后将流体均匀地引向次级叶轮或导向排出口。环形环形螺旋形螺旋形 4)、密封装置(sealing instrument)功能原理：密封装置主要用来防止压力增加时流体的

8、泄漏 叶轮与壳体吸入口之间：叶轮与壳体吸入口之间： 平接密封环式平接密封环式 （属于内泄漏）（属于内泄漏） 迷宫式密封环式迷宫式密封环式 泵壳与轴之间：填料密封式。石棉绳填料；石墨浸石棉填泵壳与轴之间：填料密封式。石棉绳填料；石墨浸石棉填 料。料。 （属于外泄漏）（属于外泄漏） 机械密封。端面动、静环接触式密封。分：内装式；外装式机械密封。端面动、静环接触式密封。分：内装式；外装式 在离心泵中，为了密封泵轴穿出泵壳的间隙，经常采用的密封型式有填料密封和机械密封。近年来，采用机械密封逐渐增多。 （1） 填料密封填料密封 在填料密封中常用的填料有：石墨浸棉织物填料，石墨浸石棉填料，金属滔包石棉芯子

9、填料。填料密封具有结构简单，成本低等优点。但是填料密封是靠将填料紧压在密封室内使其抱紧泵轴来密封的，因此磨损及摩擦功耗较大，泄露较大，使用寿命短，需要经常拧紧填料压盖，并且更换填料频繁。因此对于密封要求较严格或密封介质压力较高时，一般的填料密封不宜采用。填料式密封1填料函壳填料函壳2软填料软填料3液封圈液封圈4填料压盖填料压盖5内衬套内衬套带水封环的填料密封 （2） 机械密封机械密封 a. 结构及工作原理 机械密封又称端面接触密封，它是靠一组研配的密封端面而形成动密封的。 b. 基本型式 内装式与外装式； 平衡型与非平衡型； 单端面与双端面机械密封； 旋转式和静止式机械密封； 内向流与外向流式

10、机械密封。 c. 动静环常用材料 对动静环的主要性能要求 ：有良好的耐磨性和较高的硬度，导热性好，有较高的热稳定性和化学稳定性，有较大的弹性模数和较好的抗冲击性。 动静环常用的材料 ：硬质合金，铸铁，石墨及陶瓷等。1螺钉螺钉 2传动座传动座 3弹簧弹簧 4推环推环 5动环密封圈动环密封圈6动环动环 7静环静环 8静环密封圈静环密封圈 9防转销防转销液封圈液封圈轴封装置：机械密封轴封装置：机械密封 5)、导叶导叶又称导流器、导轮，分径向式导叶和流道式导叶两种，应用于节段式多级泵上作导水机构。径向式导叶:液体从叶轮中流出，由螺旋线部分收集起来，而扩散管将大部分动能转换为压能，进入过渡区，起改变流动

11、方向的作用，再流入反导叶，消除速度环量，并把液体引向次级叶轮的进口。由此可见，导叶兼有吸入室和压出室的作用。流道式导叶:与径向式导叶的水力性能相差无几，但在结构尺寸上径向式导叶较大，工艺方面较简单。目前节段式多级泵设计中，趋向采用流道式导叶。（3）.轴向力平衡装置轴向力平衡装置 轴向力的产生：由于吸入口压力轴向力的产生：由于吸入口压力p1 与叶轮出口压力与叶轮出口压力p2 不同，动反力。不同，动反力。 p1 90, 90(90(90 160160) )叶片出口沿径向安装叶片出口沿径向安装,= 90,= 90叶片弯叶片弯曲方向曲方向与旋转与旋转方向相方向相反反, , 9090(2(20 0 70

12、70) )离心风机的传动形式离心风机的传动形式 离心式风机的基本构造二风机结构及原理风机结构及原理-轴流风机轴流风机轴流风机的基本组成轴流风机的基本组成: :1-1-集风器集风器2-2-叶轮叶轮3-3-导叶导叶4-4-扩散筒扩散筒轴流风机结构简图轴流风机结构简图集风器的作用是减少入口风集风器的作用是减少入口风流的阻力；流的阻力；叶轮的作用是叶轮的作用是, , 叶轮旋转时叶轮旋转时叶片冲击空气叶片冲击空气, , 使空气获得使空气获得一定的速度和风压；一定的速度和风压；导叶的作用扭转从叶轮流出导叶的作用扭转从叶轮流出的旋转气流的旋转气流, , 使一部分偏转使一部分偏转气流动能变为静压能气流动能变为

13、静压能, , 同时同时可减少因气流旋转而引起的可减少因气流旋转而引起的阻力损失阻力损失扩散筒的作用是将一部分轴扩散筒的作用是将一部分轴向气流动能转变为静压能。向气流动能转变为静压能。 叶片的旋转使空气受到冲击力叶片的旋转使空气受到冲击力, , 从而使空气获从而使空气获得一定的速度和风压得一定的速度和风压, , 并由导叶和扩散筒将部并由导叶和扩散筒将部分动能转变为静压分动能转变为静压, , 从而使风机出口具有一定从而使风机出口具有一定的风速和风压。的风速和风压。 一、轴流式风机的主要结构组成 轴流式风机主要气动零部件有叶轮、导叶、机壳、集流器(集风器)、疏流罩(流线体)和扩散器、传动部分等。 1

14、.叶轮 用来对流体做功以提高流体能量的关键部件。主要由叶片和轮毂组成：叶片多为机翼扭曲叶片。 2导叶 导叶的作用是确定流体通过叶轮前或后的流动方向,减少气流流动的能量损失。对于后导叶还有将叶轮出口旋绕速度的动压转换成静压的作用。 3.集流器和疏流罩 4.扩散器 扩散器的作用是将流体的部分动压转换为静压,以提高风机静效率。其结构形式有筒形和锥形两种. 1、2K60型轴流式通风机 2 K60428 28表示通风机的机号，即叶轮直径为2800mm 4NO表示结构设计序号； 60表示该型通风机轮毂比的100倍，即叶轮的轮毂直径与叶轮直径比为0.6； K表示矿用通风机； 2表示两级叶轮。 2、GAF 4

15、、BDK对旋轴流式通风机 BDK54-8-23 23表示通风机机号，即叶轮直径为2300mm； 8表示配用8极电机，转速为740r/min 54表示该型通风机轮毂比的100倍； K表示矿用风机； D表示对旋式轴流风机； B表示隔爆型；轴流风机的主要结构参数轴流风机的主要结构参数 叶轮外径叶轮外径D D 叶轮轮毂直径叶轮轮毂直径d d 叶片的安装角叶片的安装角, , 安装角安装角一般为一般为1010、1515、2020、2525、3030、3535叶片安装角叶片安装角1-1-叶片叶片2-2-导叶导叶3-3-轮毂轮毂dD轴流风机结构型式及传动方式轴流风机结构型式及传动方式传动方式传动方式结构结构型

16、式型式 吸入口:吸入口有集气的作用，可以直接在大气中采气，使气流以损失最小的方式均匀流入机内。 进气箱:进气箱的作用是当进风口需要转弯时才采用的，用以改善进口气流流动状况，减少因气流不均匀进入叶轮而产生的流动损失。进气箱一般用在大型或双吸入的风机上。 叶轮:由前盘、后盘、叶片和轮毂所组成。还曾指出叶片可分为前向、径向和后向三种类型。 机壳:它的作用是收集来自叶轮的气体，并将部分动压转换为静压，最后将气体导向出口。 导流器:导流器又称为进口风量调节器。在风机的入口处一般都装置有导流器。运行时，通过改变导流器叶片的角度（开度）来改变风机的性能，扩大工作范围和提高调节的经济性。 2、轴流式风机叶轮:实现能量转换的主要部件。集风器:集风器的作用是使气流获得加速，在压力损失最小的情况下保证进气速度均匀、平稳。整流罩和导流体:为了获得良好的平稳进气条件，在叶轮或进口导叶前装置与集风器相适应的整流罩，以构成轴流风机进口气流通道。导叶:前导叶的作用是使进入风机前的气流发生偏转，把气流由轴向引为旋向进入，