叶片式泵与风机的构造-离心泵的构造

离心泵运行中的不平衡力

第一部分径向推力及其平衡方法PART0101一、径向推力及其平衡方法

径向推力的概念及产生原因概念：离心泵运行时，泵内液体作用在叶轮上径向不平衡力的合力产生原因：离心泵在非额定（设计）流量下运行径向推力的危害及平衡方法危害：径向推力是交变应力，它会使轴产生较大的挠度，甚至导致摩擦而损坏。对转轴而言，径向推力是交变载荷，容易使轴产生疲劳而破坏

一、径向推力及其平衡方法

径向推力的概念及产生原因平衡方法（对称原理）

采用双层压出室平衡径向推力大型单级泵在蜗壳内加装导叶多级蜗壳式泵可以采用相邻两级蜗壳倒置的布置

第二部分轴向推力及其平衡方法PART0102二、轴向推力及其平衡方法轴向推力的概念及产生原因概念：离心泵在运行时，泵内液体作用在叶轮盖板两侧上轴向不平衡力的合力产生原因：叶轮前、后盖板的不对称轴向推力的计算卧式离心泵：轴向推力的危害使转子产生轴向位移，造成叶轮和泵壳等动、静部件碰撞、摩擦和磨损；还会增加轴承负荷，导致机组振动、发热甚至损坏二、轴向推力及其平衡方法轴向推力的平衡方法二、轴向推力及其平衡方法

单级泵轴向推力的平衡：轴向推力的平衡方法平衡孔或平衡管简单、可靠，只能平衡70%～90%的轴向力，需要止推轴承。增加了泄漏损失，泵效率下降，多用于小型泵二、轴向推力及其平衡方法

单级泵轴向推力的平衡：轴向推力的平衡方法双吸叶轮理论上不会产生轴向推力，由于制造偏差以及叶轮两侧液流的运动差异，仍需采用止推轴承

二、轴向推力及其平衡方法

单级泵轴向推力的平衡：轴向推力的平衡方法背叶片在叶轮的后盖板上加铸径向肋筋，背叶片强迫液体旋转，使压能向动能转化

二、轴向推力及其平衡方法

多级泵轴向推力的平衡：轴向推力的平衡方法采用叶轮对称排列平衡轴向推力简单且效果良好，但级与级之间连接管道长，损失大，彼此重叠，使泵壳制造和检修复杂二、轴向推力及其平衡方法

多级泵轴向推力的平衡：轴向推力的平衡方法采用平衡盘平衡轴向推力结构：安装在末级叶轮后，和轴一起旋转

平衡原理：轴向推力，平衡力优点：结构紧凑；平衡效果好，可以平衡全部轴向推力

；自动平衡轴向推力缺点：启停泵时平衡力不足，会出现动、静摩擦；需配推力轴承，存在“窜梭”的现象二、轴向推力及其平衡方法

多级泵轴向推力的平衡：轴向推力的平衡方法采用平衡鼓平衡轴向推力结构：装在泵轴末级叶轮后的一个圆柱，和轴一起旋转平衡原理：轴向推力，平衡力优点：不存在动静部分的摩擦，安全可靠缺点：平衡力为定值，不能平衡全部轴向推力，不能独立使用，必须同时装有双向止推轴承二、轴向推力及其平衡方法

多级泵轴向推力的平衡：轴向推力的平衡方法二、轴向推力及其平衡方法目前给水泵应用情况：采用平衡鼓与平衡盘联合装置平衡轴向推力由平衡鼓承担50%～80%的轴向推力，推力轴承承担大约10%的轴向推力，减小平衡盘的负荷离心泵的整体结构及主要部件

第一部分离心泵的常用整体结构(三种)PART0101一、离心泵的常用整体结构(三种)

单级单吸中开式离心泵

一、离心泵的常用整体结构(三种)

单级双吸中开式离心泵

一、离心泵的常用整体结构(三种)

多级单吸分段式离心泵

第二部分离心泵的主要部件PART0102二、离心泵的主要部件

转体：叶轮、轴、轴套和联轴器静体：吸入室、压出室、泵壳和泵座部分转体：密封装置、轴向推力平衡装置和轴承主要部件二、离心泵的主要部件

叶轮：转体部位：泵腔（压出室）内作用：叶轮是离心泵的核心部件将原动机的机械能直接传递给液体，使其内液体的压力能和动能同时提高二、离心泵的主要部件

叶轮：转体流体机没有前后盖板只有叶片，泄漏量大、只用于输送粘性很大的液体类型开式叶轮半开式叶轮在叶片的背侧装有后盖板，半开式叶轮适合输送含纤维、悬浮物等杂质的液体

叶轮：转体二、离心泵的主要部件

类型单吸叶轮双吸叶轮

叶轮：转体二、离心泵的主要部件

轴的作用：传递扭矩(机械能)，即将原动机的机械能传递给叶轮

二、离心泵的主要部件

泵轴和轴套：转体轴的形状：等直径平轴和阶梯式轴两种（中、小型泵常采用平轴、大型泵则常采用阶梯式轴）二、离心泵的主要部件

联轴器（靠背轮）：转体定义：泵吸入法兰至首级叶轮进口前的流动空间

二、离心泵的主要部件

吸入室：静体作用：将吸入管中的液体引至首级叶轮入口锥形管吸入室：结构简单，制造方便，流速分布均匀、流动损失小

二、离心泵的主要部件

吸入室：静体圆环形吸入室：结构对称比较简单，轴向尺寸较小；缺点是流速分布不均匀，总流动损失较大类型、特点及应用

定义：单级泵叶轮（多级泵末级叶轮）出口与泵的出口管法兰接头之间的流动空间二、离心泵的主要部件

压出室：静体作用：收集末级叶轮中甩出的液体，并将其引至压水管道特点：流体流速较大，其阻力损失占泵内的流动阻力损失的60%

螺旋形压出室：具有汇集和导流作用，还能将部分动能转换为压力能，效率较高

二、离心泵的主要部件

压出室：静体环形压出室：各断面流速不相等，环形压出室有冲击损失存在，效率相对较低，加工方便部位：多级分段式离心泵中前一级叶轮出口至次一级叶轮入口的流动空间二、离心泵的主要部件

导叶：静体作用：汇集前一级叶轮甩出的高速液体并引向下一级叶轮的入口，将液体的部分动能转变成压力能径向式导叶：流动阻力较大，但由于结构简单、便于制造

二、离心泵的主要部件

导叶：静体流道式导叶：流动损失小，尺寸小，结构复杂，铸造的工艺性能差

作用：离心泵在工作时，减少或防止从转动部件和静止部件（叶轮与泵壳、轴与泵壳等）间隙中泄漏液体的部件二、离心泵的主要部件

密封装置：部分可转动部件外密封装置（轴封）部位：装设在泵轴穿出泵壳的地方作用：密封泵轴与泵壳之间的间隙，防止泄漏。当轴端泵内为正压时，防止压力液体漏出泵外轴端泵内为真空时，防止外界空气漏入，破坏泵的吸水过程类型：填料密封、机械密封、浮动环密封和迷宫密封二、离心泵的主要部件

密封装置：部分可转动部件外密封装置（轴封）二、离心泵的主要部件

密封装置：部分可转动部件外密封装置（轴封）填料密封（盘根密封）结构：由填料箱、填料（又称“盘根”）、水封环、水封管和填料压盖等组成调节：通过松紧填料压盖，约为60滴/min优缺点：填料密封结构简单，安装、检修方便，压力不高时密封效果好。但填料的使用寿命比较短，需要经常更换、维修

二、离心泵的主要部件

密封装置：部分可转动部件外密封装置（轴封）机械密封结构：动环（可随轴一起旋转并能作轴向移动）、静环、弹簧（压紧元件）和密封圈（密封元件）等优缺点：是密封效果好、几乎可以达到滴水不漏；缺点是零件多，结构复杂，安装、拆卸及加工精度要求高，需引冷却水二、离心泵的主要部件

密封装置：部分可转动部件外密封装置（轴封）浮动环密封结构：由多个可以径向浮动的浮动环、浮动套（或称支承环）、支承弹簧等组成，形成逐级节流优缺点：浮动密封相对与机械密封而言，结构简单、运行可靠；缺点，要求浮动环和转轴之间必须保持水膜，起动时必须先引入高压纯洁的凝结水

二、离心泵的主要部件

密封装置：部分可转动部件外密封装置（轴封）迷宫密封和螺旋密封迷宫密封是利用泵壳上密封片与轴套之间形成的一系列忽大忽小的间隙，对泄漏液体进行多次节流、降压，达到密封目的。径向间隙和泄漏量较大，没有任何摩擦部件。齿装在静体上。螺旋密封是利用在转轴上车出与泄漏方向相反的螺旋型沟槽，液流通过间隙时，经过多次节流压降，达到密封目的。齿装在轴上

示意图密封原理密封效果

优点缺点

应用填料轴封软填料与轴直接接触少量泄漏结构简单，检修方便；密封低压的效果较好使用寿命较短，须经常维护、更换；功耗大适用泵轴周速＜15m/s，液温＜150℃的中、低压泵。（广泛）机械轴封动、静环端面配合可无泄漏功耗小，密封性好；轴与轴套不易损，维护要求低，使用寿命较长；轴向尺寸小结构复杂，装、卸、加工精度要求高；价格贵；密封处需冷却水回路冷却、过滤；对污物、磨损、振动较敏感适用密封高温高压液体及密封要求高的泵。（给水泵、凝结水泵、各种油泵等）浮动环轴封径向两环端面配合节流，轴向浮动环与轴配合节流降压介于上两者之间加工、安装要求不高；正常运行中不会碰摩，使用寿命长；对污物不大敏感轴向尺寸大；对振动、密封水故障及干摩擦较敏感；停车需备用注水设施（加装填料辅助封可免）适用密封高温高压的液体。（给水泵、凝结水泵等）迷宫、螺旋轴封动静轴向间隙周期起伏变化节流降压最差结构简单，可靠性高；使用寿命长；功耗极小；对振动、蒸发（干涸）及污物不敏感轴向尺寸大；泄漏量大