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；离心泵有立式、卧式、单级、多级、单吸、双吸、自吸式等多种形式。离心泵是利用叶轮旋转而使水发生离心运动来工作的。水泵在启动前,必须使泵壳和吸水管内充满水,然后启动电机,使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动,水发生离心运动,被甩向叶轮外缘,经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。

离心泵示意图

1、单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。

2、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。

二、按工作压力来分类

1、低压泵：压力低于100米水柱；离心泵

2、中压泵：压力在100~650米水柱之间；

3、高压泵：压力高于650米水柱。

三、按叶轮吸入方式来分类

1、单侧进水式泵：又叫单吸泵,即叶轮上只有一个进水口；

2、双侧进水式泵：又叫双吸泵,即叶轮两侧都有一个进水口。它的流量比单吸式泵大一倍,可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。

四、按泵壳结合来分类

1、水平中开式泵：即在通过轴心线的水平面上开有结合缝。

2、垂直结合面泵：即结合面与轴心线相垂直。

五、按泵轴位置来分类

1、卧式泵：泵轴位于水平位置。

2、立式泵：泵轴位于垂直位置。

六、按叶轮出方式分类

1、蜗壳泵：水从叶轮出来后,直接进入具有螺旋线形状的泵壳。

2、导叶泵：水从叶轮出来后,进入它外面设置的导叶,之后进入下一级或流入出口管。

七、按安装高度分类

1、自灌式离心泵：泵轴低于吸水池池面,启动时不需要灌水,可自动启动。单级单吸离心泵

2、吸入式离心泵（非自灌式离心泵）：泵轴高于吸水池池面。启动前,需要先用水灌满泵壳和吸水管道,然后驱动电机,使叶轮高速旋转运动,水受到离心力作用被甩出叶轮,叶轮中心形成负压,吸水池中水在大气压作用下进入叶轮,又受到高速旋转的叶轮作用,被甩出叶轮进入压水管道。

另外,根据用途也可进行分类,如油泵、水泵、凝结水泵、排灰泵、循环水泵等。

主要工作原理：

（1）叶轮被泵轴带动旋转,对位于叶片间的流体做功,流体受离心作用,由叶轮中心被抛向外围。当流体到达叶轮外周时,流速非常高。

（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体,这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动,使流体的动能转化为静压能,减小能量损失。所以泵壳的作用不仅在于汇集液体,它更是一个能量转换装置。

（3）液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转,迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开,从而在叶轮中心形成低压,低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。

气缚现象：如果离心泵在启动前壳内充满的是气体,则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度,这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚。

为防止气缚现象的发生,离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作称为灌泵。为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内,在泵吸入管路的入口处装有止逆阀（底阀）；如果泵的位置低于槽内液面,则启动时无需灌泵。

（4）叶轮外周安装导轮,使泵内液体能量转换效率高。导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环。这些叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反,其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应,引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,使能量损耗最小,动压能转换为静压能的效率高。

（5）后盖板上的平衡孔消除轴向推力。离开叶轮周边的液体压力已经较高,有一部分会渗到叶轮后盖板后侧,而叶轮前侧液体入口处为低压,因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向推力。这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损,严重时还会产生振动。平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区,减轻叶轮前后的压力差。但由此也会引起泵效率的降低。

（6）轴封装置保证离心泵正常、高效运转。离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动,其间的环隙如果不加以密封或密封不好,则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区,使泵的流量、效率下降。严重时流量为零——气缚。通常,可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封。

离心泵的汽蚀：

离心泵发生汽蚀是由于液道入口附近某些局部低压区处的压力降低到液体饱和蒸汽压,导致部分液体汽化所致。所以,凡能使局部压力降低到液体汽化压力的因素都可能是诱发汽蚀的原因。产生汽蚀的条件应从吸入装置的特性,泵本身的结构以及所输送的液体性质三方面加以考虑。

1）结构措施：采用双吸叶轮,以减小经过叶轮的流速,从而减小泵的汽蚀余量；在大型高扬程泵前装设增压前置泵,以提高进液压力；叶轮特殊设计,以改善叶片入口处的液流状况；在离心叶轮前面增设诱导轮,以提高进入叶轮的液流压力。

2）泵的安装高度,泵的安装高度越高,泵的入口压力越低,降低泵的安装高度可以提高泵的入口压力。因此,合理的确定泵的安装高度可以避免泵产生汽蚀。

3）吸液管路的阻力,在吸液管路中设置的弯头、阀门等管件越多,管路阻力越大,泵的入口压力越低。因此,尽量减少一些不必要的管件或尽可能的增大吸液管直径,减少管路阻力,可以防止泵产生汽蚀。

4）泵的几何尺寸,由于液体在泵入口处具有的动能和静压能可以相互转换,其值保持不变。入口液体流速高时,压力低,流速低时,压力高,因此,增大泵入口的通流面积,降低叶轮的入口速度．可以防止泵产生汽蚀。

5）液体的密度。输送密度越大的液体时泵的吸上高度就越小,当用已安装好的输送密度较小液体的泵改送密度较大的液体时,泵就可能产生汽蚀,但用输送密度较大液体的泵改送密度较小的液体时,泵的入口压力较高,不会产生汽蚀。

6）输送液体的温度。温度升高时液体的饱和蒸气压升高。在泵的入口压力不变的情况下,输送液体的温度升高时,液体的饱和蒸气压可能升高至等于或高于泵的入口压力,泵就会产生汽蚀。

7）吸液池液面压力。吸液池液面压力较高时,泵的入口压力也随之升高,反之,泵的入口压力则较低,泵就容易产生汽蚀。

8）输送液体的易挥发性在相同的温度下较易挥发的液体其饱和蒸汽压较高,因此,输送易挥发液体时的泵容易产生汽蚀。

9）其他措施：采用耐汽蚀破坏的材料制造泵的过流部分元件；降低泵的转速。

离心泵的基本构造是由八部分组成的,分别是：叶轮,泵体,泵盖,挡水圈,泵轴,轴承,密封环,填料函。

1、 叶轮是离心泵的核心部分,它转速高输出力大,叶轮上的叶片又起到主要作用,叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑,以减少水流的摩擦损失。

2、 泵体也称泵壳,它是水泵的主体。起到支撑固定作用,并与安装轴承的托架相连接。离心泵结构图

3、 泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接,将电动机的转矩传给叶轮,所以它是传递机械能的主要部件。

4、轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件,有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为2/3～3/4的体积太多会发热,太少又有响声并发热！

滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出并且漂失,太少轴承又要过热烧坏造成事故！在水泵运行过程中轴承的温度在85℃一般运行在60度左右,如果高了就要查找原因（是否有杂质,油质是否发黑,是否进水）并及时处理！

5、 密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区,影响泵的出水量,效率降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏,延缓叶轮和泵壳的所使用寿命,在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环,密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜。

6、 填料函主要由填料,水封环,填料筒,填料压盖,水封管组成。填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙,不让泵内的水流流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管注水到水封圈内使填料冷却！保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意！在运行600个小时左右就要对填料进行更换。

7、轴向力平衡装置 在离心泵运行过程中,由于液体是在低压下进入叶轮,而在高压下流出,使叶轮两侧所受压力不等,产生了指向入口方向的轴向推力,会引起转子发生轴向窜动,产生磨损和振动,因此应设置轴向推力轴承,以便平衡轴向力。

管道离心泵的安装技术关键在于确定离心泵安装高度即吸程。这个高度是指水源水面到离心泵叶轮中心线的垂直距离,它与允许吸上真空高度不能混为一谈,水泵产品说明书或铭牌上标示的允许吸上真空高度是指水泵进水口断面上的真空值,而且是在1标准大气压下、水温20℃情况下,进行试验而测定得的。它并没有考虑吸水管道配套以后的水流状况。而水泵安装高度应该是允许吸上真空高度扣除了吸水管道损失扬程以后,所剩下的那部分数值,它要克服实际地形吸水高度。水泵安装高度不能超过计算值,否则,离心泵将会抽不上水来。另外,影响计算值的大小是吸水管道的阻力损失扬程,因此,宜采用最短的管路布置,并尽量少装弯头等配件,也可考虑适当配大一些口径的水管,以减管内流速。

应当指出,管道离心泵安装地点的高程和水温不同于试验条件时,如当地海拔300米以上或被抽水的水温超过20℃,则计算值要进行修正。即不同海拔高程处的大气压力和高于20℃水温时的饱和蒸汽压力。但是,水温为20℃以下时,饱和蒸汽压力可忽略不计。

从管道安装技术上,吸水管道要求有严格的密封性,不能漏气、漏水,否则将会破坏离心泵进水口处的真空度,使离心泵出水量减少,严重时甚至抽不上水来。因此,要认真地做好管道的接口工作,保证管道连接的施工质量。

允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的真空度。

而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值,而是由泵制造厂家实验测定的值,此值附于泵样本中供用户查用。位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质,操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值,当操作条件及工作介质不同时,需进行换算。

1 输送清水,但操作条件与实验条件不同,可依下式换算

Hs1=Hs+Ha－10.33 － Hυ－0.24

2 输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时,需进行两步换算：步依上式将由泵样本中查出的Hs1；第二步依下式将Hs1换算成H猃

2汽蚀余量Δh

对于油泵,计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算,即泵允许吸液体的真空度,亦即泵允许的安装高度,单位用米。用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取,其值也用20℃清水测定。若输送其它液体,亦需进行校正,详查有关书籍。

吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）

标准大气压能压管路真空高度10.33米。

例如：某泵必需汽蚀余量为4.0米,求吸程Δh？

解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

从安全角度考虑,泵的实际安装高度值应小于计算值。当计算之Hg为负值时,说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。

例2-3 某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O,当地大气压为9.81×104Pa,液体在吸入管路中的动压头可忽略。试计算：

1 输送20℃清水时离心泵的安装。

2 改为输送80℃水时离心泵的安装高度。

解：1 输送20℃清水时泵的安装高度。

已知：Hs=5.7m

Hf0-1=1.5m

u12/2g≈0

当地大气压为9.81×104Pa,与泵出厂时的实验条件基本相符,所以泵的安装高度为Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。

2 输送80℃水时泵的安装高度

输送80℃水时,不能直接采用泵样本中的Hs值计算安装高度,需按下式对Hs时行换算,即

Hs1=Hs+Ha－10.33 － Hυ－0.24

已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O,由附录查得80℃水的饱和蒸汽压为47.4kPa。

Hv=47.4×103 Pa=4.83 mH2O

Hs1=5.7+10－10.33－4.83+0.24=0.78m

将Hs1值代入 式中求得安装高度

Hg=Hs1－Hf0-1=0.78－1.5=－0.72m

Hg为负值,表示泵应安装在水池液面以下,至少比液面低0.72m

离心泵应该按照所输送的液体进行选择,并校核需要的性能,分析抽吸,排出条件,是间歇运行还是连续运行等。离心泵通常应在或接近制造厂家设计规定的压力和流量条件下运行。泵安装时应进行以下复查：

①基础的尺寸,位置,标高应符合设计要求,地脚螺栓必须恰当和正确地固定在混凝土地基中,机器不应有缺件,损坏或锈蚀等情况；

②根据泵所输送介质的特性,必要时应该核对主要零件,轴密封件和垫片的材质；

③泵的找平,找正工作应符合设备技术文件的规定,若无规定时,应符合现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》的规定；

④所有与泵体连接的管道,管件的安装以及润滑油管道的清洗要求应符合相关国家标准的规定。

使用

泵的试运转应符合下列要求：

①驱动机的转向应与泵的转向相同；

②查明管道泵和共轴泵的转向；

③各固定连接部位应无松动,各润滑部位加注润滑剂的规格和数量应符合设备技术文件的规定；

④有预润滑要求的部位应按规定进行预润滑；

⑤各指示仪表,安全保护装置均应灵敏,准确,可靠；

⑥盘车应灵活,无异常现象；

⑦高温泵在试运转前应进行泵体预热,温度应均匀上升,每小时温升不应大于50℃；泵体表面与有工作介质进口的工艺管道的温差不应大于40℃；

⑧设置消除温升影响的连接装置,设置旁路连接装置提供冷却水源。

离心泵操作时应注意以下几点：

①禁止无水运行,不要调节吸入口来降低排量,禁止在过低的流量下运行；

②监控运行过程,*阻止填料箱泄漏,更换填料箱时要用新填料；

③确保机械密封有充分冲洗的水流,水冷轴承禁止使用过量水流；

④润滑剂不要使用过多；

⑤按推荐的周期进行检查。建立运行记录,包括运行小时数,填料的调整和更换,添加润滑剂及其他维护措施和时间。对离心泵抽吸和排放压力,流量,输入功率,洗液和轴承的温度以及振动情况都应该定期测量记录。

⑥离心泵的主机是依靠大气压将低处的水抽到高处的,而大气压最多只能支持约10.3m的水柱,所以离心泵的主机离开水面12米无法工作。

维护

3.1、离心泵机械密封失效的分析

离心泵停机主要是由机械密封的失效造成的。失效的表现大都是泄漏,泄漏原因有以下几种：

①动静环密封面的泄漏,原因主要有：端面平面度,粗糙度未达到要求,或表面有划伤；端面间有颗粒物质,造成两端面不能同样运行；安装不到位,方式不正确。

②补偿环密封圈泄漏,原因主要有：压盖变形,预紧力不均匀；安装不正确；密封圈质量不符合标准；密封圈选型不对。

实际使用效果表明,密封元件失效最多的部位是动,静环的端面,离心泵机封动,静环端面出现龟裂是常见的失效现象,主要原因有：

①安装时密封面间隙过大,冲洗液来不及带走摩擦副产生的热量；冲洗液从密封面间隙中漏走,造成端面过热而损坏。

②液体介质汽化膨胀,使两端面受汽化膨胀力而分开,当两密封面用力贴合时,破坏润滑膜从而造成端面表面过热。

③液体介质润滑性较差,加之操作压力过载,两密封面跟踪转动不同步。例如高转速泵转速为20445r/min,密封面中心直径为175px,泵运转后其线速度高达75 m/s,当有一个密封面滞后不能跟踪旋转,瞬时高温造成密封面损坏。

④密封冲洗液孔板或过滤网堵塞,造成水量不足,使机封失效。

另外,密封面表面滑沟,端面贴合时出现缺口导致密封元件失效,主要原因有：

①液体介质不清洁,有微小质硬的颗粒,以很高的速度滑人密封面,将端面表面划伤而失效。

②机泵传动件同轴度差,泵开启后每转一周端面被晃动摩擦一次,动环运行轨迹不同心,造成端面汽化,过热磨损。

③液体介质水力特性的频繁发生引起泵组振动,造成密封面错位而失效。

液体介质对密封元件的腐蚀,应力集中,软硬材料配合,冲蚀,辅助密封0形环,V形环,凹形环与液体介质不相容,变形等都会造成机械密封表面损坏失效,所以对其损坏形式要综合分析,找出根本原因,保证机械密封长时间运行。

3.2、离心泵停止运转后的要求

①离心泵停止运转后应关闭泵的入口阀门,待泵冷却后再依次关闭附属系统的阀门。

②高温泵停车应按设备技术文件的规定执行,停车后应每偏20一30min盘车半圈,直到泵体温度降至50℃为止。

③低温泵停车时,当无特殊要求时,泵内应经常充满液体；吸入阀和排出阀应保持常开状态；采用双端面机械密封的低温泵,液位控制器和泵密封腔内的密封液应保持泵的灌浆压力。

④输送易结晶,易凝固,易沉淀等介质的泵,停泵后应防止堵塞,并及时用清水或其他介质冲洗泵和管道。⑤排出泵内积存的液体,防止锈蚀和冻裂。

3.3、离心泵的保管

①尚未安装好的泵在未上漆的表面应涂覆一层合适的防锈剂,用油润滑的轴承应该注满适当的油液,用脂润滑的轴承应该仅填充一种润滑脂,不要使用混合润滑脂。

②短时间泵人干净液体,冲洗,抽吸管线,排放管线,泵壳和叶轮,并排净泵壳,抽吸管线和排放管线中的冲洗液。

③排净轴承箱的油,再加注干净的油,*清洗油脂并再填充新油脂。

④把吸入口和排放口封起来,把泵贮存在干净,干燥的地方,保护电机绕组免受潮湿,用防锈液和防蚀液喷射泵壳内部。

⑤泵轴每月转动一次以免冻结,并润滑轴承。