離心泵基礎(chǔ)知識(shí)

一、泵的概念 通常把提升液體、輸送液體和使液體增加壓力的機(jī)器統(tǒng)稱為泵. 二、泵的分類 根椐泵作用原理，泵可分為以下三大類： （一）容積泵 利用工作室容積周期性變化來輸送液體，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齒輪泵、滑板泵、螺桿泵等. （二）葉片泵 利用葉片和液體相互作用來輸送液體，如離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵等. （三）其它類型泵 包括只改變液體位能的泵，如水車等；利用流體能量來輸送液體的泵，如射流泵、水錘、酸蛋等. 在以上泵中，離心泵使用最廣泛也是數(shù)量最多. 三、離心泵 (一)離心泵使用條件及優(yōu)缺點(diǎn)比較. 使用條件：流量在5~20000M3/h、揚(yáng)程在8~2800米的范圍內(nèi)使用離心泵比較合適. 離心泵的優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、性能平穩(wěn)、容易操作和維修等. 離心泵缺點(diǎn)：啟動(dòng)前需灌泵排氣，輸送粘度高介質(zhì)時(shí)效率下降嚴(yán)重. 離心泵使用范圍：最大極限：η=0.45ηw,建議使用極限為η=0.7ηw(ηw為離心泵在輸送常溫清水時(shí)的效率) (二)離心泵主要零部件 1、葉輪：葉輪是將原動(dòng)機(jī)的能量傳遞給液體的零件，液體經(jīng)葉輪后能量增加.葉輪由前蓋板、后蓋板、葉片和輪轂組成.葉輪分開式葉輪、半開式葉輪、開式葉輪三種. 2、吸入室：吸入室的作用是使液體以最小的損失均勻進(jìn)入葉輪.，吸入室主要分三種結(jié)構(gòu)型式：錐形吸入室、圓環(huán)形吸入室和半螺旋形吸入室. 3、壓出室：壓出室的作用是以最小的損失，將從葉輪中流出的液體收集起來，均勻地引至泵的吐出口或次級(jí)葉輪，在過程中還將一部份動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?壓出室主要有以下幾種結(jié)構(gòu)型式：螺旋形蝸室、環(huán)形壓出室、徑向?qū)~、流道式導(dǎo)葉和扭曲葉片式導(dǎo)葉等. 4、密封環(huán)：密封環(huán)的作用，為減少高壓區(qū)液體向低壓區(qū)流動(dòng). 5、軸封機(jī)構(gòu)：軸封作用：減少有壓力的液體向外流出和防止空氣進(jìn)入泵內(nèi).結(jié)構(gòu)型式有骨架橡膠密封、填料密封、機(jī)械密封和浮動(dòng)環(huán)密封. 6、軸向力平衡機(jī)構(gòu)：作用：平衡泵在運(yùn)行中軸向力。 單級(jí)泵主要用平衡孔或平衡管； 多級(jí)泵一般用平衡鼓或平衡盤. 平衡盤機(jī)構(gòu) 平衡鼓機(jī)構(gòu) 6．1平衡鼓一般與機(jī)封共用，平衡盤一般與填料密封共用. 7、易損件：泵軸、軸套、軸承、中段、軸承體、托架、支架、聯(lián)軸器等. (三)離心泵主要結(jié)構(gòu)型式 1、按軸位置可分為為臥式和立式. 2、按壓出室型式、吸入方式和葉輪級(jí)數(shù)又可分為如下幾種基本型式： 離心泵 臥式 渦殼式 單吸 單級(jí) 單吸單級(jí)泵、屏蔽泵、自吸泵、水輪泵等 多級(jí) 渦殼式多級(jí)泵、二級(jí)懸臂泵 雙吸 單級(jí) 雙吸單級(jí)泵 多級(jí) 高速大型多級(jí)泵引第一級(jí)用雙吸葉輪（數(shù)量較少） 導(dǎo)葉式 單吸多級(jí) 分段式多級(jí)泵 雙吸多級(jí) 高速大型多級(jí)泵引第一級(jí)用雙吸葉輪（數(shù)量較少） 立式 渦殼式 單吸 單級(jí) 屏蔽泵、水輪泵、大型立式泵等 多級(jí) 立式船用泵 雙吸單級(jí) （數(shù)量較少） 導(dǎo)葉式單級(jí) 單級(jí) 作業(yè)面潛水泵 多級(jí) 深井泵、潛水電泵 常遇結(jié)構(gòu)型式簡述： 3.1單吸單級(jí)泵：一般流量：5.5~300M3/h,揚(yáng)程:8~150M. 3.2兩級(jí)懸臂泵：一般流量：5~100M3/h,揚(yáng)程:70~240M. 3.3雙吸單級(jí)泵: 一般流量：120~20000M3/h,揚(yáng)程:10~110M. 3.4分段式多級(jí)泵: 一般流量：5~720M3/h,揚(yáng)程:100~650M.高壓分段式出口壓力可達(dá)280公斤/cm2左右. 一般用途：一般高壓泵、超高壓鍋爐給水泵、熱油泵等. 3.5渦殼式多級(jí)泵: 一般流量：450~1500M3/h,揚(yáng)程:100~500M.出口壓力最高可達(dá)180公斤/cm2左右. 優(yōu)點(diǎn)：不需要平衡裝置. 缺點(diǎn)：體積大、鑄造和加工技術(shù)要求高. 主要用途：用于流量較大的揚(yáng)程較高的城市給水、礦山排水、輸油管線 3.6深井泵:一般流量：8~900M3/h,揚(yáng)程:10~150M. 3.7潛水電泵 3.8作業(yè)面潛水泵等 3.9、屏蔽泵 3.10、自吸泵 3.11、立式泵 3.12、水輪泵 四、離心泵的的基礎(chǔ)知識(shí) 1、流量：是指單位時(shí)間內(nèi)排出液體的數(shù)量，有重量流量（G）與體積流量（Q）兩種表示方法. 2、揚(yáng)程：單位重量液體通過泵后獲得的能量.又叫總揚(yáng)程或全揚(yáng)程. 揚(yáng)程的近似算法H＝104（P2-P1）/γ P2-泵的出口壓力（Kg/CM2）；P1-泵的入口壓力（Kg/CM2）；γ-液體比重（Kg/M3） 3、轉(zhuǎn)速：指泵軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù). 4、功率：離心泵的功率是指泵的軸功率（N）；有效功率（Ne） 軸功率與有效功率的關(guān)系Ne=G*N 5離心泵能量損失： 5.1機(jī)械損失:指軸封、軸承、及葉輪圓盤摩擦損失所消耗的功率 軸封、軸承損失功率=（0.01~0.03）N 圓盤摩擦損失在轉(zhuǎn)速為30r.p.m時(shí)接近30%(在機(jī)械損失中圓盤損失最大) 葉輪外徑越大, 圓盤摩擦損失越大;轉(zhuǎn)速越高, 圓盤摩擦損失越小;泵葉輪蓋板泵體內(nèi)壁的表面粗糙直光潔，圓盤摩擦損失越小；采用涂漆或拋光可以減少圓盤摩擦損失. 5.2容積損失：由高壓區(qū)流向低壓區(qū)的液體，雖然在流經(jīng)葉輪時(shí)獲得了能量，但未被有效利用，而是在泵體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，因克服間隙阻力又消耗掉了，這種能量損失稱為容積損失。 5.2.1密封環(huán)泄漏損失： 密封環(huán)名義直徑 名義尺寸的差數(shù) 孔公差D4 軸公差d 總間隙 半徑方向間隙允許值 最 小 最 大 50~80 0.30 0.060 -0.060 0．30 0．42 0.06~0.36 ＞80~120 0.30 0.070 -0.070 0．30 0．44 0.06~0.38 ＞120~150 0.35 0.080 -0.080 0．35 0．51 0.07~0.44 ＞150~180 0.40 0.080 -0.080 0．40 0．56 0.08~0.48 ＞180~220 0.45 0.090 -0.090 0．45 0．63 0.09~0.54 ＞22~260 0.50 0.090 -0.090 0．50 0．68 0.10~0.58 ＞260~290 0.50 0.100 -0.100 0．50 0．70 0.10~0.60 ＞290~320 0.55 0.100 -0.100 0．55 0．75 0.11~0.64 ＞320~360 0.60 0.100 -0.100 0．60 0．80 0.12~0.68 ＞360~430 0.65 0.120 -0.120 0．65 0．89 0.13~0.76 ＞430~470 0.70 0.120 -0.120 0．70 0．94 0.14~0.80 ＞470~500 0.75 0.120 -0.120 0．75 0．99 0.15~0.84 ＞500~630 0.80 0.140 -0.140 0．80 1．08 0.16~0.92 ＞630~710 0.90 0.150 -0.150 0．90 1．2 0.18~1.02 ＞710~800 1.00 0.150 -0.150 1．00 1．3 0.20~1.10 ＞800~900 1.00 0.170 -0.170 1．00 1．34 0.20~1.14 5.2.2平衡機(jī)構(gòu)損失:由于用于平衡軸向力的平衡盤或平衡鼓由出口向入口的泄放量. 注:多級(jí)泵的級(jí)間泄漏損失不屬于容積損失。 5.3水力損失 概念:由于液體運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向變化時(shí),形成的旋渦損失、沖擊損失等消耗掉的能量損失稱為水力損失。 離心泵的性能曲線 6.1、流量-揚(yáng)程曲線（Q-H） 6.2、流量-功率曲線（Q-N） 6.3、流量-效率曲線（Q-η） 7、汽蝕現(xiàn)象 7.1、機(jī)械剝蝕：因汽蝕原因，在壓力很高，頻率很高的汽泡破裂連續(xù)打擊下造成金屬表面逐漸因疲勞而破環(huán)稱為機(jī)械剝蝕。 7.2、化學(xué)腐蝕：因汽蝕原因所形成的汽泡中還夾雜有一此活潑氣體（如氧等），借助氣泡凝結(jié)時(shí)所放出的熱量，對金屬起化學(xué)腐蝕作用。 7.3、汽蝕破環(huán)現(xiàn)象；由于機(jī)械剝蝕、化學(xué)腐蝕共同作用加快了金屬腐蝕速度的現(xiàn)象就叫汽蝕破環(huán)現(xiàn)象。 8、吸上真空度（HS）： 如果泵入口處達(dá)到絕對真空，同時(shí)液面壓力為一個(gè)大氣壓，管路阻力為零時(shí)，則水能能沿吸入管路上升10.33米。 但是，因吸入口有一定阻力存在，同時(shí)吸入口壓力接近水的汽化壓力時(shí)，泵就會(huì)發(fā)生汽蝕而吸不上水來，故離心泵抽水的幾何上升高度是不可能達(dá)到10.33米。 8.1、泵軸心線距液面的垂直高度叫幾何高度或幾何安裝高度，用Hg表示。 8.2、吸上真空度HS與幾何安裝高度Hg的計(jì)算 HS=（VS2/2g）+Hg+hw VS——吸入口的平均速度（米/秒） hw——吸入管路水力損失（米液柱） 〔Hg〕=104〔（P0-Pv）/γ〕-△hmin- hw -0.3 P0 ---液面壓力(Kg/cm2) Pv---提介質(zhì)的汽化壓力(Kg/cm2) γ---液體比重(Kg/cm3) △hmin-----最小汽蝕余量(米) hw---吸入管路損失(米) 9、汽蝕現(xiàn)象 五、離心泵的主要零部件的技術(shù)要求 1、葉輪： 材質(zhì)：不低于35#優(yōu)質(zhì)碳素鋼 調(diào)制處理：調(diào)質(zhì)處理 六、多級(jí)離心泵轉(zhuǎn)子安裝技術(shù)要求 目的：對轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查,消除超差原因,避免誤差積累而到總裝時(shí)造成超差現(xiàn)象。 檢查1：葉輪密封環(huán)外圓對兩端支撐點(diǎn)的徑向跳動(dòng)允差。 檢查2：軸套、檔套和平衡盤輪轂外圓對兩端支點(diǎn)和徑向跳動(dòng)允差。 檢查3：平衡盤端面對兩端支點(diǎn)的端面跳動(dòng)允差。 檢查4：對大功率、高轉(zhuǎn)速泵的轉(zhuǎn)子要求做動(dòng)平衡，以消除泵在工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)的可能性。 必須做動(dòng)平衡的條件：1、Q≥300米3/時(shí)，n≥2950轉(zhuǎn)/分的兩級(jí)泵； 2、Q≥150米3/時(shí)，n≥2950轉(zhuǎn)/分的多級(jí)泵； 3、n≥5000轉(zhuǎn)/分的泵；Q≤50米3/時(shí)的單級(jí)或兩級(jí)泵可以不做動(dòng)平衡。 七、單級(jí)離心泵轉(zhuǎn)子安裝技術(shù)要求 目的：檢查各部件的積累誤差是否影響泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 檢查1：檢查托運(yùn)架止口對軸的徑向跳動(dòng)量和端面跳動(dòng)。 檢查2：檢查葉輪密封環(huán)直徑對基準(zhǔn)面的徑向跳動(dòng)量。 檢查3：檢查軸套外徑對基準(zhǔn)面的徑向跳動(dòng)量。