电子书材料~离心泵基础知识讲座（第一章、第二章）

第一章 概述

1、泵是输送液体并提高液体压力的机器（一种“增能”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。

第二章 离心泵的工作原理、分类、型号及结构

第一节  离心泵的工作原理

1、离心泵的装置及工作原理

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1—1所示为离心泵的一般装置示意图，主要有底阀、吸入管路、排出阀、排出管线等。复查联轴器找正对中。

离心泵在启动之前，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。水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水，防止气蚀现象发生。当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，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。

2、离心泵的气蚀

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。

离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出水量减少，对水泵造成损坏（简称“气蚀”）造成设备事故！

第二节  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；如下图1-2所示

（2）双吸式离心泵；如下图1-3所示

（3）单级双吸离心泵

   扬程范围为10—140m，流量范围是90—28600m3／h。按轴的安装位置不同，分卧式和立式两种结构。图12—3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。

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。由于液体在泵内只有一次增能，所以扬程较低。如图1—2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1—4所示为一台分段式离心水泵，这种泵的叶轮一般为单吸式。

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 ；

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。

第三节   离心泵型号及结构

1、离心泵的型号

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、联轴器、轴承等。

（1）、单级单吸离心泵如图1-5所示

单级单吸离心泵的特点：

l  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8—125m，流量范围为4.5—362m3／h。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。

l  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反，叶轮前面为泵壳，后面为泵盖。

l  图1—5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。

(2)、IS型泵仍是单级单吸悬臂式离心泵

IS型泵仍是单级单吸悬臂式离心泵特点：

l  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型泵用于输送清水和性质与水相似的液体，温度不超过80℃，流量范围为6．3—400m3／h，扬程范围为5—125m，转速为2900r／min或1450r／min。

l  图l—6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。

（3）、单级双吸式离心泵如图1-3所示

图1—3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。

（4）、多级离心泵如图1-4所示

l  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，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5—720m3／h，扬程最高达2800m。

l  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。

（5）、屏蔽式离心泵如图1-7所示

屏蔽式离心泵的特点：

l  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；

l  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0.3—0.8mm.

l  屏蔽泵具有结构简单紧凑，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26％—50％。

(6).高速离心泵如图1—8所示

高速离心泵的特点：

l 如图1—8所示，高速离心泵由电机，增速器和泵三部分组成。泵和增速器一般为封闭结构。可以露天安装使用。立式结构使用广泛，驱动功率一般为7.5-132kW。当驱动功率超过160kW时，采用卧式结构。高速离心泵叶轮和泵体之间没有密封环，泵内部的间隙较大。叶轮叶片与泵体后盖板和扩散锥管之间的间隙一般为2—3mm，如果达3—4mm还可应用，而不影响效率。泵的轴封装置通常采用机械密封。泵内设有旋风分离器，使泵抽送的液体得以净化，引向机械密封以延长机械密封的寿命。

l 高速离心泵的高速是通过增速器实现的，所以增速器是高速离心泵的关键部件之一。增速器主要由齿轮构成，有一级增速和两级增速两种基本类型。增速器齿轮一般采用模数较小的渐开线直齿轮，这样可避免产生轴向力，而且制造方便。增速器壳体分成两半，一般靠定位销定位。增速器外壳用散热性能好的铝合金制造。

l 高速轴上的轴承对小功率泵采用巴氏合金轴承，功率在150kW以上用分块式滑动轴承与端面止推轴承组合。增速器的润滑是由自带油泵把油经滤油器和油冷器送人壳体各个喷嘴，通过喷嘴将油喷成雾状，用油雾来润滑齿轮和轴承。这种泵适用在高扬程，小流量的场合。由于叶轮与壳体的间隙较大，所以可用来输送含固体微粒及高教度的液体。带诱导轮的叶轮具有良好的抗汽蚀性能。

高速泵结构紧凑、体积小、质量轻、占地面积少。缺点是加工精度要求高，制造上比较困难。