第三章 泵与风机的构造

第三章泵与风机的构造离心式泵的构造离心式通风机的构造轴流式通风机的构造1§3.1离心式泵的构造一、离心泵的主要零部件1.叶轮

作用：把原动机的机械能传递给液体，使液体流经叶轮后增加能量。包括叶轮、吸水室、压水室、填水函等。2

组成：叶片、轮毂、前后盖板

a.类型：闭式、半开、全开b.叶片数：

5~12片，叶片出口安装角15°~40°342.吸水室（进水段）

作用：将吸水管内的液体以最小阻力损失均匀地导入叶轮。

结构型式：直锥型、环型、半螺旋型。

直锥型单级悬臂式离心泵环型离心泵5半螺旋型吸水室单级双吸泵63.压水室（出水段）

作用：将叶轮流出的液体汇聚起来导引至泵的排出口，并使部分动能转变成压力能。结构型式：环型、螺旋型（我国大部分）。螺旋型压出室由一个截面逐渐扩大的螺旋形流道和一个扩压管组成。螺旋形流道截面为梯形或圆形两种。784.导叶用于多级分段式水泵，包括正向导叶（导水圈）和反向导叶（返水圈）正向导叶（导水圈）：固定在泵体上，包围在叶轮外圆，由若干个叶片组成，导叶数与叶轮叶片数应互为质数。作用：一是接受叶轮高速流出的液体，

二是使部分动能转变成静压能。反向导叶（返水圈）：固定在导水圈背面的若干个叶片。作用：以最小损失把水引入次级叶轮入口。9导叶中的流道是按照泵在额定工况下设计的，叶轮出口处流体的绝对速度方向与导叶流道的形状吻合，液体与叶轮无撞击。当泵不在额定工况时，泵的效率降低。1.反向导叶2.正向导叶10115.水泵的密封（1）提高泵的容积效率，防止气体进入。（2）固定件之间密封纸垫密封（3）转动部分与固定之间的密封

①密封环(大口环、小口环)：阻止叶轮间液体沟通。密封叶轮吸水口与固定部分之间、叶轮尾端轮毂和中段内孔之间的环形缝隙。

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②填料函

在泵轴两头伸出泵壳处。作用：在吸水侧防止空气进入泵内；在出水侧防止高压水外泄。组成：填料箱、填料、水封环、压盖。要求：填料压盖不可拧得太紧或太松。应控制从填料函处有间断的滴状渗漏（滴水不成线）。141516二、轴向推力及平衡装置叶轮为单吸式的水泵，在工作时受到轴向推力作用，迫使叶轮和转子一起朝入口方向移动。单级泵的轴向推力有几百公斤；多级分段式水泵的可达几吨。轴向推力必须予以平衡才能保证泵的正常工作。（一）轴向推力产生的原因作用在叶轮前、后底盘外表面上的总压力不相等，和作用在叶轮内表面上水的动压的轴向分力所致。1718（二）轴向推力的计算多级泵轴向推力为方向指向进水口侧。K—经验系数，1.3~1.5i—叶轮级数19（三）轴向推力的危害使整个叶轮向吸水侧窜动；使叶轮造成破坏性磨损；轴承发热、电动机负载增加；使叶轮出水口与导水圈的导叶进口发生偏移，引起冲击和涡流，降低泵的效率。20构成一个平衡室，降低平衡室内的压强。其方法如下：（1）在叶轮后盖板上钻孔，把平衡室和叶轮入口连接起来，使两侧压强相等；（2）用专门的通路将平衡室与低压区沟通，达到降压目的。优点：结构简单缺点：容积损失增大，降低效率2％-5％。适用：单级小泵。1.平衡孔（四）轴向推力的平衡方法212.平衡叶片在叶轮后盖板的背面对称安置几条径向筋片。使液体加速旋转，离心力加大，叶轮背面的压力降低。缺点：此法降低泵的效率适用：杂质泵。223.双吸叶轮轴向力相抵消，达到平衡适合流量较大的单级离心泵234.对称布置叶轮轴向力相互平衡缺点：级与级之间流道长，泵壳铸造复杂，成本高。一般在2~4级离心泵多用。245.平衡鼓（1）结构原理（2）特点不能完全平衡需采用止推轴承高压低压256.平衡盘法（1）结构原理（2）特点自动平衡，平衡效果好，但起动过程易与平衡座接触造成磨损。（3）注意平衡盘与平衡座之间间隙在0.5～1㎜之间；泵轴的窜量不小于1㎜，不大于4㎜。ABP1P2P3P4P526△p1△p2271.D型泵（1）特点是DA型泵的改进品，属单吸、多级、分段式离心式泵。级数2~10，用于矿井主排水泵。

Q=32.4~580m3/h，H=67.5~800m主要由转动部分、固定部分、轴承部分、密封部分等组成。三、常用离心泵的构造28转动部分包括：叶轮、泵轴、平衡盘。叶片数为7，第一级叶轮的入口直径大于其余各级。叶轮叶片的入口边缘呈扭曲状，减少了水流入口的冲击损失。故该泵初始扬程较高，效率曲线平坦。29（2）型号意义固定部分包括：进水段（前段）、出水段（后段）和中间段等部件，并用拉紧螺栓连接在一起。吸水口位于进水段呈水平方向，出水口位于出水段，为垂直向上。

新系列编号D280-43×330D型水泵为多级分段式离心水泵，MD型为耐磨多级离心泵DG多级锅炉离心泵

D型泵流通部件的材质有两种，一种适用于普通中性水，用“D”表示；另一种适用于酸性水，用“DF”表示31平衡盘出水段323334352.B型泵（1）特点：主要特点是流量大扬程低（农业用泵）

单吸、单级、悬臂式离心泵

流量4.5-360m3/h，

扬程8-98m。组成：泵体、泵盖、叶轮、轴和托架等。(2)型号意义6B33A型:6-进水口6寸，33-扬程33米,A-小叶轮150BJ-33型：150-进水口为150公分，33-扬程33米36泵盖密封环叶轮托架3738394041423.吊泵（1）特点单吸、多级、立式离心泵，泵体固定在悬挂的机架上。

流量50m3/h，

扬程250-270m。半开式叶轮、倒锥型。（2）用途立井凿井GDL和NBD系列43§3.2离心式通风机的构造一、离心式通风机的主要零部件离心风机的主要气动部件是叶轮、集流器（进风口）和蜗壳。1.叶轮组成由前盘、后盘、叶片和轮毂等组成。

叶型叶型有平板型、圆弧形和机翼形叶片。

叶片数目一般为6-80片,出口安装角在15°-72°之间。4－72型风机的叶轮叶片数目为10片。G4－73风机叶片数目为12片4445462.集流器

作用：保证气流均匀地充满叶轮进口，减小流动损失和降低进口涡流噪声。形式：圆筒形圆锥形弧形锥筒形弧筒形锥弧形47轴向间隙径向间隙集流器与叶轮间的间隙形式：径向间隙对主气流影响小；尤其后弯叶轮轴向间隙对主气流影响大。集流器的性能主要看气流充满叶轮进口处的均匀程度。

大型风机上多用锥弧型，中小型风机上多采用弧形集流器。483.蜗壳

作用：将叶轮出口气体汇集起来，导至风机的出口并将气体的部分动压转变为静压。

扩散角：6°~8°蜗舌形式：深舌（低比转数，效高陡、高噪）、短舌（高比转数、效平、低噪）和平舌（低压低噪、效率低）。蜗舌防止部分气体在蜗壳内循环流动。494.进风箱

作用：在双侧进风的离心式风机，因气流转弯会使叶轮进口截面上的气流很不均匀。加装进风箱即是改善这种状况。505.进口导流器（前导器）

作用：扩大使用范围，以提高调节性能径向和轴向导流516.G4-73-11型离心式通风机52二、离心风机的结构形式1.离心风机的旋转方式

据叶轮的转向分左旋、右旋从电机轴看风机，顺时针——右旋；逆时针——左旋2.离心风机的进气方式

有单侧进风、双侧进风两种。3.离心风机出口位置

八个基本出口位置。若不能满足要求再补充角度。4.离心风机的传动方式

有A、B、C、D、E、F六种5354A—无轴承箱；B—支撑皮带（悬臂支撑，皮带传动，带轮在支撑点中部）C—悬臂皮带；55D—悬臂联轴节；E—中间皮带；F—中间联轴节。一般4－72－11和G4－73－11采用前四种；大型的K4－73－01采用后两种。）56编号内容：名称、型号、机号、传动方式、旋转方式、出口位置以G4-72-11№20B右90°为例，说明该通风机的型号意义：名称：G——表示通风机的用途；型号：4——表示通风机在最高效率点时的全压系数为0.4；72——表示通风机在最高效率点时的比转数；1——表示通风机叶轮为单侧进风，双侧0；1——表示设计序号；5.离心风机的型号、规格

57G4-72-11№20B右90°机号：№20——表示通风机机号，即叶轮直径为2000mm；传动方式：B——表示通风机的传动方式为B式传动(悬臂支承装置，皮带传动，皮带轮在轴承中间)；右——表示右向旋转；90°——表示出风口方向。5859

目前矿山常用离心式风机有4-72-11型和G4-73-11型。

1.4-72-11型离心式风机主要结构是焊接的，10个后弯机翼型叶片，用优质锰钢板制成。机号№2.8~20共11个，机壳做成两种形式：№2.8~12整体机壳，不能拆。

№16~20两种可拆成三部分，上下可分开，上半部又可左右分开，各部分之间用螺栓连接，拆卸方便，易于检修。

三、离心式风机的结构6061为适应在各种条件下应用，外壳的出口可以位于轴下部，水平向外；可位于轴上部，垂直向上；亦可位于轴上部，水平向外。除此之外，叶轮还分为右旋和左旋两种。

风机与电动机的联结方式分为，无轴承箱直联或采用滚动轴承支承，用联轴器联接，适用于矿井通风用的№16和№20的传动方式为皮带传动。风量范围：1710~204000m3/h风压范围：290~2550Pa效率高、功耗小、噪声小、运行平稳，适于小型煤矿。类型特性曲线：1-№5、6、82-№10、12、16、20626364652.G4-73-11型离心式风机

该型通风机主要供锅炉通风用，但也可用于矿井通风。主要有叶轮、机壳、进风口、前导器和传动部分组成。(G—表示锅炉用)与4-72-11相比较，装有前导器，可在0°到60°范围内调整。其风压和风量较4-72-11大，效率达93%。适于中小型煤矿，其类型特性示于图。6667686970713.K4—73—01型离心式通风机72737475一、主要部件主要气动部件有叶轮、导叶（前导叶、中导叶、后导叶）、机壳、进风口（集流器、疏流罩）和扩散器。§3.3轴流式通风机的构造761.叶轮影响风机性能的主要因素：叶片叶型、叶片数、叶轮外径、轮毂比（轮毂直径与叶轮外径的比值）和叶轮转速。叶型多为机翼扭曲形。叶轮外径和风机轴转速决定圆周速度，直接影响到风机全压。轮毂多数取0.6左右。叶片安装角直接影响旋绕速度的增量，影响风机全压。通常，可在10～45°范围内调整。矿用主风机要求风机反转反风量大于60%。777879802.导叶前导叶

某些风机设有前导叶，用以控制进入叶轮的气流方向，达到调节特性的目的。此导叶可分为两段，头部固定不动，尾部可以摆动。这样，外界气流可以较小的冲击进入前导叶，而后改变方向进入叶轮。中导叶

在多级轴流式通风机中级间设置。它的作用是将前级叶轮的流出气流方向，转为轴向流入后级叶轮。后导叶

作用是将最后一级叶轮的出流方向转为接近轴向流出，有利于改善扩散器的工作。81注意：（1）导叶的形式以前多采用圆弧形叶片。现在多采用机翼形叶片，中、后导叶还采用扭曲机翼形叶片。（2）导叶的数目（前导叶、中导叶、后导叶）应与叶轮叶片数互为质数，以避免气流通过时产生同期扰动。823.进风口（集流器和整流罩）作用是使气流顺利地进入风机的环形入口，并在叶轮入口处，形成均匀的速度场。目前，矿用通风机集流器型线为圆弧形，疏流罩的型面为球面或椭球面。834.扩散器作用是把风机出口动压的一部分转换为静压，以提高风机的静效率。一般由锥形筒芯和筒壳组成，装在风机出口侧。5.外壳呈圆筒形，重要的是叶轮外缘与外壳内表面的径向间隙应尽可能地减小。通常s/l（s-径向间隙，l-叶展）在0.01～0.06之间。

84二、轴流风机的构造1.2K60型通风机（1）结构特点两级叶轮，每个叶轮在轮毂上装有14个机翼型扭曲叶片。轮毂比为0.6，叶片安装角可在15°~45°内做间隔5°的调整。中、后导叶都呈机翼型扭曲状，均安装在主体风筒上，是不旋转部件。85为满足反风要求，这种通风机还装有手动制动闸和导叶调节装置。反风时，可使叶轮迅速停止转动，利用电动机构或手动操作，改变中、后导叶的角度使通风机反转实现反风，其反风量能够到达正常风量的60％。传动部分由轴承、支架、传动轴及联轴器等组成。支承主轴的轴承采用静阻力矩较小的滚动轴承，用油脂润滑。扩散风筒又称环形扩散器，由锥形筒芯和筒壳组成，装在通风机出口端。86中导叶后导叶叶轮87（2）技术性能和性能曲线88（3）型号意义89静压可达：4905Pa流量：20~25m3/h功率：430~960kw902.GAF型轴流风机上海鼓风机厂引进的德国技术制成的，叶轮直径从1000mm~6300mm分32种。有单级、双级两种，形式有卧式和立式，动叶调节分停车调和不停车调两种。结构特点：①两级叶轮装在轴承箱的两端；②传动轴是用钢板弯焊成的空心轴；由风机的出风侧伸出，与电动机连接。③采用弯头式扩散器，在转弯处装有整流叶栅；④扩散器内壁上分段设置消音板，出