离心泵属于叶轮式泵的一种,它依靠叶轮的高速回转将能量传递给液体,使液体能量提高,从而实现液体的输送。离心泵结构简单、重量较轻、造价低廉、规格齐全,故使用广閥。
【离心泵的基本结构和工作原理】
离心泵的型式很多,按泵轴的布置方式分为立式离心泵、卧式离心泵;按泵壳结合方面式分为轴向分裂式离心式、径向分裂式离心泵。下面以卧式单级离心泵为例说明其结构和工作原理。
【1、离心泵的基本结构】
离心泵主要由泵壳3、叶轮1、叶片2、泵轴6、泵盖和轴封等部件构成。叶轮装于泵轴的一端,靠键传动并用螺母压紧在泵轴上,泵轴的另一端伸出泵壳与原动机连。在泵轴伸出泵盖处设有轴封装置,以控制泵的漏泄,泵轴由电机传动并带动叶轮高速回转。
(叶轮)
叶轮是将原机动的机械能传递给被输送液体的传递部件,对泵的工作性能有决定性影响。
叶轮按有无盖板分为闭式叶轮、半开式叶轮和开式叶轮;按叶片的出口角不同分为前弯叶片、后弯叶片和径向叶片;按泵吸入方式不同分为单吸式离心泵和双吸式离心泵。由于闭式叶轮效率高,后弯叶片产生的总压头中静压头所占的比例大。所以,在内河船舶上,绝大多数的离心泵均采用单吸、后弯叶片的闭式叶轮。
(2泵壳)
离心泵的泵壳常用铸铁、钢或青铜制造。其作用是将从叶轮甩出的液体收集起来,在流经扩压时将动能转换为压力能。单级离心泵均采用蜗壳式泵壳;多级离心泵一般均采用导轮式泵壳。
(3阻漏环)
阻漏环一般设置在泵壳或泵盖与叶轮进口之间,其目的是控制叶轮进口处的径向间隙,减小泵内液体漏回吸入口的数量,以提高泵的容积效率。
阻漏环的基本型式有平环式和曲径式两种。装在泵体上的为静环,装在叶轮上的为动环。动、静环可成对设置;若只设置一个环,通常设为静环。平环式阻漏效果稍差,但结构简单,制造与安装工艺要求不高;曲径式阻漏效果较好,但制造与安装工艺要求较高。所以,一般多采用平环,曲环仅用于压头较高的离心泵中。
阻漏环的径向间隙会因磨损而增大,故工作中应注意检查与测量。当径向间隙超过规定值时,则应修理或更换。
(4填料轴封)
在泵轴穿出端盖处设置轴封装置,以阻止泵内液体的外漏和空气渗入泵内。填料密封是离心泵中最常用的一种轴封装置,在内河船舶上使用的离心泵,基本上均采用填料密封。
在填料函6中装有多根软填料3,填料通过压盖4用螺栓压紧并调节,允许有少量滴漏。填料函内加装了一个青铜制的水封环2(有的填料轴封未装)。水封环由断面呈“H”形的两半圆环组成,内径大约与泵轴直径。泵工作时,少量排出液体经水封管或泵壳内的流道引入水封环内,然后沿轴向两侧的填料渗出,形成良好的水封。水封的作用是防止空气从轴封处进入泵内,也可冷却和润滑泵轴。安装水封环时,应注意水封环一定要对准泵体上的引水处孔,以免失去水封作用或泵轴烧坏。
(5机械轴封)
在泵轴伸出端盖处设静环2,静环通过静环密封圈1实现与端盖间的密封,并借助防转销钉8定位与端盖上;动环3与泵轴的密封是靠动环密封圈4实现的,以控制泵内液体沿轴向外漏泄;弹簧座6由固定螺钉7固定在泵轴上,动环靠弹簧5的张力紧压在静环端面上,并使动、静环磨损后间隙能得到自动补偿。
机械轴封装置有四个密封面:
①动环与静环间的动密封面。它是机械式轴封装置中最重要的密封面,借助于动环、静环精密配合和合适的弹簧张力,从而形成了良好的动密封。
②动环密封圈紧箍于轴上构成的静密封面,要求动环密封圈箍于轴上的力要合适。
③动环密封圈与动环之间构成静密封面。
④静环密封圈与泵壳之间构成的静密封面。
机械密封与填料密封相比,机械轴封密封性能好,漏泄量少,使用寿命长,摩擦损失的功率小。但制造和安装工艺复杂,价格昂贵,含固体杂质的液体不宜使用。
在吸入接管和泵内充满液体时,叶轮在原机动的带动下高速回转,叶轮中的液体受叶片的推压,随叶轮一起回转,液体受离心力作用,自叶轮中心向外甩出,其流速得以很大提高,并由泵壳收集起来,在流经扩压管时,将绝大部分动能转变为压力能而排出。与此同时,叶轮中心由于液体甩出而形成真空,吸入口的液体就源源不断地进入叶轮内,进入的液体获得能量又被甩出。由此可见,只要泵不停地运转,液体就能连续不断地被吸入和排出,实现液体的连续输送。
由离心泵压头方程可知,离心泵产生的压头除主要取决于叶轮的直径和转速外,还与叶片出口安装角有关。为获得较高的压头,除增大离心泵叶轮外径和转速外,还可采用后弯叶片的叶轮,所以在管理中,应防止泵反转或双叶轮前、后方向装反。
离心泵的压头仅与液体在叶轮中的运动速度有关,而与被输送液体的性质无关。当泵用于输送空气时,由于空气的密度很小,所获得的能量也很少,此能量不足以客服管路阻力将空气排出泵外,即离心泵空泵起动时,没有将泵内空气排出泵外的能力,泵内不能形成足够大的真空而吸入,即无自吸能力。





















