离心泵的类型与安装运行及维护管理.ppt
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1、离心泵的安装,离心泵的安装 离心泵结构及零部件 离心泵安装与运行,一、泵的分类 二、泵的主要性能参数 三、泵的特点及应用范围 四、离心泵结构及主要零部件,离心泵结构及零部件,一 、 泵的分类 -按工作原理,活塞泵 往复泵 柱塞泵 容积泵 隔膜泵 齿轮泵 转子泵 螺杆泵 滑板泵 离心泵- 泵 叶片泵 混流泵 轴流泵 旋涡泵 喷射泵 流体动力泵 水锤泵 其他类型泵 空气升液器 酸蛋泵 电磁泵,1 容积式泵 (1)工作原理: 它是利用泵内工作室(泵壳或缸)的容积作周 期性变化来输送液体,其排液过程是间歇的。 (2) 分类及结构特点 (1)往复式泵:活塞泵、柱塞泵、隔膜泵等 往复运动的活塞或柱塞是作功
2、零件 (2)旋转式泵:齿轮泵、 螺杆泵等 旋转运动的部件是作功零件,泵的分类,2 叶片式泵 (1) 工作原理: 它是一种依靠泵内作高速旋转的叶轮把能 量传递给液体,进行液体输送的机械 (2) 分类及结构特点 离心泵、混流泵、轴流泵及旋涡泵等,叶轮结构见图11(a)(b) (c) (3) 作功零件是叶轮,泵的分类,3 喷射泵: A、工作原理 它是依靠另外一种工作流体能量来抽送或压送液体。 B、喷射泵的结构特点 没有机械传动和机械工作的构件,泵的分类,活塞泵,齿轮泵,螺杆泵,离心泵 轴流泵 混流泵,二、 泵的主要性能参数,泵的性能参数主要有流量和扬程,此外还有轴功率、转速和必需汽蚀裕量。,流量是泵
3、在单位时间内输送出去的液体量(体积或质量),体积流量用Q表示,单位是:m3/s,m3/h,l/s等;质量流量用Qm表示,单位是:t/h,kg/s等。,扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。其单位是Nm/N=m,即泵抽送液体的液柱高度,习惯简称为米。,转速是泵轴单位时间的转数,用符号n表示,单位是r/min。,转速n-,扬程H-,流量Q-,二、 泵的主要性能参数,汽蚀余量NPSH-,泵的功率通常是指输入功率,即原动机传支泵轴上的功率,故又称为轴功率,用P表示,它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效
4、能量。 因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有效能量,所以,扬程和质量流量及重力加速度的乘积,就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量即泵的有效功率: Pe=gQH(W)=QH(W) 式中泵输送液体的密度(kg/m3);泵输送液体的重度(N/m3); Q泵的流量(m3/s);H泵的扬程(m);g重力加速度(m/s2)。 轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率,其大小用泵的效率来计量。泵的效率为有效功率和轴功率之比,用表示。,功率和效率-,汽蚀余量又叫净正吸头,表示离心泵抗汽蚀性能的指标。汽蚀余量国内曾用h表示。 允许吸上真空高度Hs 允许汽蚀余量h,三、 泵的特点及应用范围,
5、1 离心泵: 大、中流量和中等压力的场合; 2 往复泵: 小流量、高压力的场合;适用范围广、结构简 单、运动运转可靠 3 转子泵: 小流量、高压力的场合。 4 容积泵: 只在特定场合下使用。 5 其他类型泵: 较少使用。,1 离心泵的工作原理,离心泵起动前,先向泵内充满被输送的液体-灌泵 ; 叶轮在泵轴的带动下转动时产生离心力,液体由叶轮中心被甩到叶轮以外; 这时叶轮中心产生负压,液体从泵的吸入口流向叶轮中心; 泵轴不停地旋转,叶轮不停地吸入和排出液体。,四、离心泵结构及主要零部件,离心泵的工作原理,离心泵装置示意图,离心泵工作过程 电动机带动叶轮旋转时,叶轮中的液体 一起旋转,因而产生离心力
6、。 在该离心力的作用下,叶片中的液体沿叶片 流道被甩向叶轮外缘,流经泵壳,送入排出 管,在叶轮中间的吸入口形成低压区,因此 在吸液槽液体表面和叶轮中心处产生压力差。 在此压力差作用下,吸液槽中的液体便不断 地经吸入管进入泵的叶轮,而叶轮中的液体 又不断经排出管排出。,离心泵外形图,按叶轮吸入方式分: 单吸泵- 一个吸液口,叶轮受 轴向力 双吸泵- 二个吸液口,叶轮不受轴向力,流量大1 倍 按级数目分(同一根轴上叶轮个数) 单级泵- 泵轴上只有一个叶轮单级单吸 多级泵- 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,级数越多压力越高 。 按泵轴位置来分类卧式泵-泵轴位于水
7、平位置。立式泵-泵轴位于垂直位置。,2 离心泵的分类,2 离心泵的分类,按扬程分类 低压离心泵: 扬程小于20m 中压离心泵: 扬程介于20-100m 高压离心泵: 扬程大于100m 按泵的用途和输送液体的性质分 清水泵、泥浆泵、酸泵、碱泵、油泵、 砂泵、低温泵、高温泵和屏蔽泵等,3 离心泵的应用特点,1、流量均匀; 2、转速高,与电动机事蒸汽透平机直连, 3、结构紧凑、质量小,占地面积小; 4、设备安装、维护检修费用较低; 5、流量和扬程范围宽、应用广泛; 6、应用排出阀调节流量,操作简单、管理 方便,泵站易实现远距离操作。,4 离心泵的型号表示,我国的离心泵型号尚未完全统一,现在大部分采用
8、以汉语拼音与阿拉伯数字组合的编制方式 。 泵的扬程(m) 泵的基本型号代 泵的吸入口直径(mm)代号,近年来我国泵行业采用国际标准ISO28581975(E),其型号组成如下:, - - 叶轮名义直径(mm) 泵出口直径(mm) 泵进口直径(mm) 泵系列代号,IS 型单级单吸卧式离心泵,IS 50 32 - 160 A,IS 单级单吸清水离心泵,50 泵进口直径 (mm),32 泵出口直径 (mm),160 叶轮名义直径 (mm),A 叶轮切割标记,IH 型单级单吸卧式离心泵,IH 80 65 - 160 A,IH 化工离心泵,80 泵吸入口直径 (mm),65 泵排出口直径 (mm),16
9、0 叶轮名义直径 (mm),A 叶轮外径经第一次切割,5 离心泵的结构与零部件,S、SH型单级双吸离心泵,BA型单级卧式离心清水,ISG、IHG型立式单级单吸管道离心泵,IS、IH型单级单吸卧式离心泵,泵盖,IS离心泵的外观,离心泵的主要零部件,IS离心泵结构图 1-泵体;2-泵盖;3-叶轮;4-轴;5-密封环;6-叶轮锁母;7-止动垫圈 8-轴套;9-填料压盖;10-填料环;11-填料;12-轴承托架组件,B型泵,IS泵,转子-离心泵的转动部分,包括叶轮、泵轴、轴套、轴承等零件。 (1)叶轮 叶轮的作用 离心泵中将驱动机输入的机械能传给液体,并转变为液体静压能和动能的部件。是离心泵唯一对液体
10、直接作功的部件。 对叶轮的主要要求 单级叶轮使液体获得最大理论能头或压力增值; 叶轮所组成的级有较高的级效率,且性能曲线的 稳定工况区较宽; 叶轮有较高的强度、结构简单制造工艺性好 。,5 离心泵的主要零部件,叶轮的分类,由铸铁、铸钢;铜及其它材料制 造,开式叶轮: 结构:叶轮两侧均没盖板 特点:效率低,送输污水,含泥河及含纤维的液体。 半开式叶轮: 结构:它靠吸入口一边没盖板,另一边有盖板 特点:送输具有粘性或含因体颗粒的液体。 闭式叶轮: 有单吸和双吸两种 结构:两面都有盖板,板间有数片后弯式叶片(一般68)。叶轮内形成封闭流道。 特点:效率高,应用最多。输送清净液体。,叶轮的构造,前弯,
11、叶片情况,叶片数为612片,常见68片;开式叶轮,一般为24片。叶片的厚度为36mm。 多数为后弯叶片型,流道进、出口处的安装角度1A在1825内,2A为1640,最常用的2030。 叶片多数为单圆柱形,小量是扭曲形 叶片材料,铸铁、铸钢;铜及其它材料制 。,后弯式叶片:叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反,具有较高的交率,多采用。 前弯式叶片多用于风机中。 径向式叶片多用于风机中,也用在高速离心泵中。,(2) 泵轴,主要作用是传递动力,支承叶轮保持在工作位置正常运转。 一端通过联轴器与电动机轴相连,一端支承着叶轮作旋转运动,轴上装有轴承、轴向密封等零部件,属阶梯轴类零件,一般情况下为一整体。 在防
12、腐泵中,由于不锈钢价格较高,有时采用组合件,接触介质的部分用不锈钢,安装轴承及联轴器的部分用优质碳素钢,不锈钢与碳钢之间采用承插连接或过盈配合连接。,1 泵体, 2泵盖, 3叶轮,4轴,5密封环,6叶轮螺母, 7轴套,8填料压盖,9填料环,10填料,11悬架轴承部件,IH泵轴,(3)轴套 作用是保护泵轴,使填料与泵轴的磨擦转变为填料与轴套的磨擦,是泵的易损件。 (4)轴承 起支承转子重量和承受力的作用。离心泵上多用流动轴承,外圈与轴承座孔采用基轴制,内圈与转轴采用基孔制,配合类别为国家标准推荐值,可按具体情况选用。轴承一般用润滑脂和润滑油润滑。,蜗壳和导轮,(1) 蜗壳 结构:呈螺旋线形,其内
13、流道逐渐扩大,出口为扩散管状,从叶轮流出流速下降动能头变成静能头。 优缺点:制造方便、泵性能效率高的区域宽,车前叶轮后泵效率变比小,形状不对称,单蜗壳时作用于经向转压力不均匀,易使轴弯。多级泵中只有首、尾段采用蜗壳,中段采用导轮。,(2) 导轮,结构:是一个固定不动的圆盘,正面有包在叶轮外缘的正向导叶,形成一条条扩散形流道,背面有将液体引向下一级叶轮入口的反向导叶,液体从叶轮甩出,平缓地进入导轮,沿正向导叶继续外流,速度变小。液体经导轮背面反向导叶被引向下一级叶轮。 特点:外形尺寸小,效率低(液体流出叶轮轨道多导叶形状不一致,产生较大冲击)。,说明,导轮上的导叶数一般为48片,导叶的入口角一般
14、为816,叶轮与导叶间的径向单侧间隙约为l mm。 若间隙过大,效率会降低;间隙过小,则会引起振动和噪声。,(3) 密封环,内泄漏与外泄漏: 内泄漏叶轮高速转,叶轮水泵壳间必须留有间隙,从叶轮出来的液体经上述间隙漏回泵的吸液口。 外泄漏从叶轮背面与泵壳间间隙,后经填料泵漏到泵外面去。 在泵壳和叶轮间隙的两边或一边装上密封环(磨损间隙),内泄漏,外泄漏,密封环材质:密封环应选用耐磨材料如优质灰铸铁、青铜或碳钢制造。 密封环的作用:防止流体的内泄漏。,密封环三种形式,(4) 轴封装置-填料密封、机械密封,密封的概念: 1)防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏; 2)防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机
15、器设备内部的零部件。 密封分类: 1)静密封是依靠封闭结合面间的间隙以实现密封作用; 2)动密封作用原理的要点是既可保持密封而又不产生较大摩擦阻力,包括减小密封两侧的压力差及使结合面间保持流体润滑膜等。,(4) 轴封装置-填料密封、机械密封,轴封装置作用: 在泵吸入口,可阻止外置空气漏入泵内,在排出口可阻止液体外泄。 填料密封 常用填料: 石墨或黄油浸透的棉织填料 石墨浸透的石棉填料 金属箔包石棉芯子填料 特点:常用于水泵中,结构简单,密封效果较,泄漏量较大,而且需要经常更换填料。,材料,特点,机械密封,特点: 泄漏量小,使用寿命长,功率损耗小,不需经常维修,制造复杂,精度要求高,磨擦剔和其它
16、元件不易选配应用广泛。 组成:图165 动环静环弹簧密封圈等 密封原理:利用弹簧和物料等压力使动环和静环二个端面互相紧密贴合,组成一对摩擦副而进行密封的(端面密封)。正常工作时动环和静环二个密封端面形成一个极薄的液膜隙,当有压力介质通过此间隙时造成极大的阻力,阻止其介质泄漏,从而获得密封效果。,机械密封分析,密封点A:动密封面 在动环与静环的接触面上,它主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压贴在静环上,防止A点泄漏。有少量液体泄漏,它可以形成液膜,一方面可以阻止泄漏,另一方面又可起润滑作用。 密封点B:静密封面 在静环与压盖之间,属于静密封点。用有弹性的O型(或V型)密封圈压于静环和压盖之间,靠弹
17、簧力使弹性密封田变形而密封。 密封点C:静密封面 在动环与轴之间,此处也属静密封,考虑到动环可以沿轴向窜动,可采用具有弹性和自紧性的V型密封圈来密封。 密封点D:静密封面 在填料密封箱与压盖之间,也是静密封,可用密封圈或垫片作为密封元件。,机械密封的类型-按结构型式分类,平衡式和非平衡式机械密封 内置式和外置式机械密封 内流式和外流式机械密封 静止式和旋转式机械密封 单弹簧式和多弹簧式机械密封 单端面式和双端面式机械密封 接触式和非接触式机械密封 单级式和双级式机械密封 波纹管型机械密封,YM102系列机械密封,YM110系列机械密封,YM208双端面系列机械密封,YM37G 系列机械密封件,
18、YM103 系列机械密封件,YM117 系列机械密封件,(5) 轴向力的平衡,轴向力的产生:离心泵工作时,由于叶轮两侧液体压力分布不均匀(轮盖侧压力低,轮盘侧压力高),而产生一个与轴线平行的轴向力,其方向指向叶轮入口。,轴向力的危害:由于轴向力的存在,使泵的整个转子发生轴向窜动, 造成振动并使叶轮入口外缘与密封环产生摩擦,严重时使泵不能正常工作。,轴向力的平衡,单级离心泵轴向力平衡 叶轮上开平衡孔:不能完全平衡,会使泵的效率有所降低,优点是结构简单,多用于小型泵。 采用双吸叶轮:叶轮的外形和液体流动方向均为左右对称,理论上无轴向力,但由制造质量及两侧液体流动的差异,有较小的轴向力产生,由轴承承
19、受。 采用平衡管:将叶轮背面的液体通过平衡管与泵入口处液体 相连通来平衡轴向力。比开平衡孔优越,不干扰泵入口液体流动,效率相对较高。 采用平衡叶片:背面装有若干径向叶片。当叶轮旋转时,它可以推动液体旋转,使叶轮背面靠叶轮中心部分的液体压力下降。 优点是除了可以减小轴向力以外,还可以减少轴封的负荷,可以防止悬浮的固体颗粒进入轴封。但对易与空气混合而燃烧爆炸的液体,不宜采用此法。,c) 叶轮背面带平衡叶片,a) 开平衡孔,b) 接平衡管,多级离心泵轴向力的平衡,叶轮对称布置:流道复杂,造价较高。当级数较多时,不相同,轴向力也不能完全平衡,还需采用辅助平衡装置。,采用平衡鼓:多级泵叶轮后边装一圆柱形
20、平衡鼓(又称为卸荷盘),平衡鼓右边为平衡室,通过平衡管将平衡室与第一级叶轮前的吸入室连通。,平衡盘装置,1)平衡盘左边和末级叶轮出口相通,右边则通过一条接管与泵的吸入口相连,高压液体能通过平衡盘与平衡环之间间隙B回流至泵的吸入口平衡盘; 2)动平衡轴向力(反馈过程) 若操作条件有了变化,指向吸入口的轴向力轴连同平衡盘一起向左边吸入端移动,间隙B,流经间隙液体阻力平衡盘左压力P平衡两侧压差推动平衡盘及整个转子向右移动,达到新的平衡,反之亦然。,平衡盘与平衡鼓组合的平衡盘装置,用于大容量高参数的分段式多级泵中,效果良好。,离心泵起动前,为什么先灌泵 ?,若在离心泵启动前没向泵壳内灌满被输送的液体,
21、由于空气密度低,叶轮旋转后产生的离心力小,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,则启动前无需灌泵,只要将出口阀打开,液体便自动流入泵内。,小资料,气缚现象,实训:离心泵的拆装 认识IH离心泵的结构及主要零部件 会使用常用拆装工具,?,每个参数所表示的含义?,IS 50 32 - 160 A IH 80 65 - 160 A,问题
22、1:所拆离心泵的类型?,问题2:离心泵的型号?,IS 型单级单吸卧式离心泵,IS 50 32 - 160 A,IS 单级单吸清水离心泵,50 泵进口直径 (mm),32 泵出口直径 (mm),160 叶轮名义直径 (mm),A 叶轮切割标记,IH 型单级单吸卧式离心泵,IH 80 65 - 160 A,IH 化工离心泵,80 泵吸入口直径 (mm),65 泵排出口直径 (mm),160 叶轮名义直径 (mm),A 叶轮外径经第一次切割,IS 型单级单吸卧式离心泵,IS 50 32 - 160,IH 型单级单吸卧式离心泵,IH 80 65 - 160,离心泵的型号表示法,我国的离心泵型号尚未完全
23、统一,现在大部分采用以汉语拼音与阿拉伯数字组合的编制方式 。 泵的扬程(m) 泵的基本型号代 泵的吸入口直径(mm)代号,近年来我国泵行业采用国际标准ISO28581975(E),其型号组成如下:, - - 叶轮名义直径(mm) 泵出口直径(mm) 泵进口直径(mm) 泵系列代号,问题3:叶轮的形式?,问题4:叶片数及弯曲方向?,材料: 铸铁、铸钢; 铜及其它,效率高,应用最多。输送清净液体。,效率低,送输污水,含泥河及含纤维的液体。,送输具有粘性或含因体颗粒的液体。,闭式叶轮的构造,前弯,问题4:叶片数及弯曲方向?,问题5:密封环的结构形式?,机械密封的类型-按结构型式分类,平衡式和非平衡式
24、机械密封 内置式和外置式机械密封 内流式和外流式机械密封 静止式和旋转式机械密封 单弹簧式和多弹簧式机械密封 单端面式和双端面式机械密封 接触式和非接触式机械密封 单级式和双级式机械密封 波纹管型机械密封,问题6:离心泵轴封的类型?,1 泵体 2 泵盖 3 叶轮 4 轴 5 密封环 6 叶轮螺母 7 止动垫圈 8 轴套 9 填料压盖 10 填料环 11 填料 12 悬架轴承部件,填料密封,常用填料: (1)石墨或黄油浸透的棉织填料 (2)石墨浸透的石棉填料 (3)金属箔包石棉芯子填料 特点:常用于水泵中,结构简单,密封效果较,泄漏量较大,且需要经常更换填料。,A:动密封,动环与静环的接触面上,
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