离心泵的结构工作原理.pptx
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1、一、概述1、泵是输送液体并提高液体压力的机器。2、泵分为化工用泵、水泵。3、主要差异:特殊材料和设计,防止腐蚀和适应化工工艺,包括结构、轴封、材料及检修难度。4、化工用泵的要求(1)适应化工工艺要求运行可靠。(2)耐腐蚀,耐磨损。(3)满足无泄漏要求。(4)耐高温或耐低温并能有效连续工作。第1页/共46页二、离心泵的工作原理、分类、型号及结构(一)、离心泵的装置及工作原理 1、为了使离心泵能正常工作,离心泵必须配备一定的管路和管件,这种配备有一定管路系统的离心泵称为离心泵装置。图11所示为离心泵的一般装置示意图,主要有底阀、吸入管路、出口阀、出口管线等。第2页/共46页2、离心泵的工作原理 离
2、心泵在工作时,依靠高速旋转的叶轮,液体在惯性离心力作用下获得了能量以提高了压强。离心泵在工作前,泵体和进口管线必须罐满液体介质,防止气蚀现象发生。当叶轮快速转动时,叶片促使介质很快旋转,旋转着的介质在离心力的作用下从叶轮中飞出,泵内的水被抛出后,叶轮的中心部分形成真空区域。一面不断地吸入液体,一面又不断地给予吸入的液体一定的能量,将液体排出。离心泵便如此连续不断地工作。第3页/共46页(二)离心泵的气蚀 1、所谓的气蚀是指:离心泵启动时,若泵内存在空气,由于空气的密度很低,旋转后产生的离心力很小,因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵内,不能输送流体的现象。2、离心泵启动
3、前一定要向泵壳内充满液体以后,方可启动,否则将造成泵体发热,震动,出液量减少,对水泵造成损坏(简称“气蚀”)造成设备事故!第4页/共46页(三)离心泵的分类 离心泵的种类很多,分类方法常见的有以下几种方式 1、按叶轮吸入方式分:(1)单吸式离心泵;如图1-2所示 我站稳前泵、稳后泵、循环水泵等都是此类泵。第5页/共46页(2)双吸式离心泵;如图1-3所示,我站消防泵是此类泵。第6页/共46页(3)单级双吸离心泵 扬程范围为10140m,流量范围是9028600m3h。按轴的安装位置不同,分卧式和立式两种结构。图123为卧式S型单级双吸离心泵结构。这种泵实际上相当于两个B型泵叶轮组合而成,液体从
4、叶轮左、右两侧进入叶轮,流量大。转子为两端支承,泵壳为水平副分的蜗壳形。两个呈半螺旋形的吸液室与泵壳一起为中开式结构,共用一根吸液管,吸、排液管均布在下半个泵壳的两侧,检查泵时,不必拆动与泵相连接的管路。由于泵壳和吸液室均为蜗壳形,为了在灌泵时能将泵内气体排出,在泵壳和吸液室的最高点处分别开有螺孔,灌泵完毕用螺栓封住。泵的轴封装置多采用填料密封,填料函中设置水封圈,用细管将压液室内的液体引入其中以冷却并润滑填料。轴向力自身平衡,不必设置轴向力平衡装置。在相同流量下双吸泵比单吸泵的抗汽蚀性能要好。第7页/共46页2按叶轮数目分:(1)单级离心泵 泵中只有一个叶轮,单级离心泵是一种应用广泛的泵。由
5、于液体在泵内只有一次增能,所以扬程较低。如图12所示为单级单吸离心泵。(2)多级离心泵 具有两个或两个以上叶轮的离心泵称为多级离心泵。级数越多压力越高。图14所示为一台分段式离心水泵,这种泵的叶轮一般为单吸式。第8页/共46页多级离心泵 结构图第9页/共46页第10页/共46页3、按离心泵扬程分:(1)、低压泵:扬程20m;(2)、中压泵:扬程 20-100m;(3)、高压泵:扬程100m;第11页/共46页4、按泵的用途和输送液体性质分类:泵可分为:(1)清水泵;(2)泥浆泵;(3)酸泵;(4)碱泵;(5)油泵;(6)砂泵;(7)低温泵;(8)高温泵;(9)屏蔽泵等。第12页/共46页(四)
6、、离心泵型号及结构1、离心泵的型号表1-1离心泵基本类型代号型 号泵 的 名 称型 号泵 的 名 称ISB或BAD或DADLYYGFPISO3国际标准型单级单吸离心水泵单级单吸悬臂式离心清水泵多级分段式离心泵多级立式管形离心泵离心式油泵离心式管道油泵耐腐蚀泵屏蔽式离心泵S或shDSKDKDSZFYWWX单级双吸式离心水泵多级分段式首级为双吸叶轮多级中开式离心泵多级中开式首级为双吸叶轮自吸式离心泵耐腐蚀液下式离心泵一般旋涡泵旋涡离心泵第13页/共46页2、离心泵的结构 离心泵的品种很多,各种类型泵的结构虽然不同,但主要零部件基本相同。主要零部件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、密封环、泵轴、机封或填料函
7、、联轴器、轴承等。第14页/共46页(1)、单级单吸离心泵如图1-5所示图1-5 B型泵1-叶轮背帽2-叶轮背帽止回垫3-叶轮外口环4-叶轮内口环5-密封填料6-密封填料压盖7-支撑轴承压盖8-支撑轴承9-托架10-止推轴承11-油封12-泵轴13-叶轮键14-挡油环第15页/共46页单级单吸离心泵的特点 B型泵此泵用于输送温度不超过80的清水及与水相近的清洁液体,扬程范围为8125m,流量范围为4.5362m3h。B型泵结构简单,工作可靠,易于加工制和维护保养,是在IS型泵之前应用最广泛的一种离心泵。B型泵有前开门式和后开门式两种。前开门式为叶轮前面为泵盖,后面为泵壳;而后开门式与前开门式相
8、反,叶轮前面为泵壳,后面为泵盖。图15所示为B型泵的前开门式结构,泵的进口在泵盖上,出口在泵壳上,泵壳是螺旋形蜗壳,泵轴的一端支承在泵体内的轴承上,另一端伸出称为悬臂端,叶轮装在悬臂端。叶轮上开有平衡孔,用来平衡部分轴向力,未平衡的轴向力由轴承承受。轴承用润滑脂润滑,多为球轴承。轴封装置采用填料密封,泵内的压力水可直接由开在泵壳上的孔送到水封环,起水封作用。第16页/共46页(2)IS型泵仍是单级单吸 悬臂式离心泵 图l6所示为IS型泵的结构 第17页/共46页IS型泵仍是单级单吸悬臂式离心泵 特点 但它是按国际标准规定的性能和尺寸设计的,是一种节能新产品,目前已替代B型泵。IS型泵用于输送清
9、水和性质与水相似的液体,温度不超过80,流量范围为63400m3h,扬程范围为5125m,转速为2900rmin或1450rmin。图l6所示为IS型泵的结构。它为后开门结构,主要由泵壳、泵盖、叶轮、轴、密封环、轴套及泵体等组成。泵通过加长弹性联轴器与电动机相连接,自进口方向看叶轮逆时针旋转。与B型泵比较,IS型泵的效率和吸程有较大提高,噪声低、振动小。拆下加长联轴器的中间连接件,即可取下泵的转子,故检修方便。第18页/共46页(3)、单级双吸式离心泵 如图1-3所示 图13为卧式S型单级双吸离心泵结构。这种泵实际上相当于两个B型泵叶轮组合而成,液体从叶轮左、右两侧进入叶轮,流量大。转子为两端
10、支承,泵壳为水平剖分的蜗壳形。两个呈半螺旋形的吸液室与泵壳一起为中开式结构,共用一根吸液管,吸、排液管均布在下半个泵壳的两侧,检查泵时,不必拆动与泵相连接的管路。由于泵壳和吸液室均为蜗壳形,为了在灌泵时能将泵内气体排出,在泵壳和吸液室的最高点处分别开有螺孔,灌泵完毕用螺栓封住。泵的轴封装置多采用填料密封,填料函中设置水封圈,用细管将压液室内的液体引入其中以冷却并润滑填料。轴向力自身平衡,不必设置轴向力平衡装置。在相同流量下双吸泵比单吸泵的抗汽蚀性能要好。第19页/共46页(4)、多级离心泵 如图1-4所示;人们把若干个叶轮安装在同一个泵轴上,每个叶轮与其外周的液体导流装置形成一个独立的工作室,
11、这个工作室与叶轮组成的系统可以认为是一个单级离心泵,每个工作室前后串联,就构成了多级泵。与多个单级离心泵串联相比,多级泵具有效率高、占地面积小、操作费用低、便于维修等优点。该泵流量范围为5720m3h,扬程最高达2800m。多级离心泵除了具有单级离心泵的优点之外,它最大的优点就是扬程高。多级离心泵的用途十分广泛,例如,化肥生产中,用多级泵将氨水打入碳化塔,由氨水吸收加压氮氢混合气中的二氧化碳,生产出碳酸氢铵;锅炉的给水;山区的深井提灌等。第20页/共46页(5)、屏蔽式离心泵 如图1-7所示 第21页/共46页屏蔽式离心泵的特点化工厂常用的屏蔽泵,属于单级悬臂式离心泵,其结构图如图1-7所示;
12、屏蔽泵又称无填料泵,这种泵用于输送易燃、易爆、有毒、有放射性及贵重液体,也可选作高压设备的循环用泵。其结构特点使泵的叶轮与电机的转子在同一根轴上,装在同一格密封的壳体内,没有联轴器和封装置,从根本上消除了液体外漏。为了防止输送液体昱电气部分接触,电机的定子和转子分别用金属薄壁圆筒(屏蔽套)于液体隔离。屏蔽套的材料应能耐腐蚀,并具有非磁性和高电阻率,以减少电动机因屏蔽套存在而产生额外功率消耗。为了不干扰电机的磁场,这种金属薄臂圆筒采用奥氏体系非磁性材料(1Gr18Ni9Ti)制成。由于有屏蔽套,增加了电机转子和定子的间隙,使电机效率下降,因此,要求屏蔽套的壁要很薄,一般为0.30.8mm.屏蔽泵
13、具有结构简单紧凑,零件少,占地少,操作可靠,长期不要检修等优点。缺点是效率低,比一般离心泵低2650。第22页/共46页三、离心泵的主要零部件(一)、离心泵转子转子是指离心泵的转动部分,它包括叶轮、泵轴、轴套、轴承等零;如图19所示。图19第23页/共46页1叶轮l叶轮是离心泵的做功零件,依靠它高速旋转对液体做功而实现液体的输送,是离心泵重要零件一。l叶轮一般由轮毅、叶片和盖板三部分组成。叶轮的盖板有前盖板和后盖板之分,叶轮口侧的盖板称为前盖板,另一侧的盖板称为后盖板。l按结构形式,叶轮可分为以下三种。l(1)闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板,盖板间有46个叶片,如图110(a)所示。闭式叶轮效率较
14、高,应用最广,适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。闭式叶轮有单吸和双吸两种类型。双吸叶轮如图111所示,适用于大流量泵,其抗汽蚀性能较好。如图110(b)。这种叶轮结构简单,制造容易,但效率低,适用输送含较多固体悬浮物或带纤维体。l(3)半开式叶轮这种叶轮只有后盖板,如图110(c)所示。它适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体,其效率介于开式和闭式叶轮之间。l 离心泵叶轮的叶片有圆柱形叶片和组曲叶片两种。圆柱形叶片是指整个叶片沿宽度方向均与叶轮轴线平行,图1-10所示的叶轮叶片均为圆柱形叶片。l叶轮的材料,主要是根据所输送液体的化学性质、杂质及在离心力作用下的强度来确定。清水离心泵叶轮用
15、铸铁或铸钢制造,输送具有较强腐蚀性的液体时,可用青铜、不锈钢、陶瓷、耐酸硅铁及塑料等制造。叶轮的制造方法有翻砂铸造、精密铸造、焊接、模压等,其尺寸、形状和制造精度对泵的性能影响很大。第24页/共46页叶轮 结构图第25页/共46页2泵轴离心泵的泵轴的主要作用是传递动力,支承叶轮保持在工作位置正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连,另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。泵轴属阶梯轴类零件,一般情况下为一整体。但在防腐泵中,由于不锈钢的价格较高,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结构钢,不锈钢与碳钢之间可以采用承插连接或过盈配合连接。由
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