一.離(lí)心泵的(de)工(gōng)作原理(lǐ)

　　驅動機通過泵軸帶動葉輪旋轉産生離(lí)心力,在離(lí)心力作用(yòng)下,液體沿葉片流道被甩向葉輪出口,液體經蝸殼收集送入排出管。液體從葉輪獲得能(néng)量,使壓力能(néng)和(hé)速度能(néng)均增加,并依靠此能(néng)量将液體輸送到(dào)工(gōng)作地(dì)點。

　　在液體被甩向葉輪出口的(de)同時,葉輪入口中心處形成了低壓,在吸液罐和(hé)葉輪中心處的(de)液體之間就産生了壓差,吸液罐中的(de)液體在這個(gè)壓差作用(yòng)下,不斷地(dì)經吸入管路(lù)及泵的(de)吸入室進入葉輪中。

　
二、離(lí)心泵的(de)結構及主要零部件(jiàn)

　　一台離(lí)心泵主要由泵體、葉輪、密封環、旋轉軸、軸封箱等部件(jiàn)組成,有(yǒu)些離(lí)心泵還裝有(yǒu)導輪、誘導輪、平衡盤等。

　　1.泵體:即泵的(de)殼體,包括吸入室和(hé)壓液室。

　　①吸入室:它的(de)作用(yòng)是使液體均勻地(dì)流進葉輪。

　　②壓液室:它的(de)作用(yòng)是收集液體,并把它送入下級葉輪或導向排出管,與此同時降低液體的(de)速度,使動能(néng)進一步變成壓力能(néng)。壓液室有(yǒu)蝸殼和(hé)導葉兩種形式。

　　2．葉輪:它是離(lí)心泵内傳遞能(néng)量給液體的(de)唯一元件(jiàn),葉輪用(yòng)鍵固定于軸上(shàng)，随軸由原動機帶動旋轉,通過葉片把原動機的(de)能(néng)量傳給液體。

　　葉輪分(fēn)類:

　　①按照(zhào)液體流入分(fēn)類：單吸葉輪（在葉輪的(de)一側有(yǒu)一個(gè)入口）和(hé)雙吸葉輪（液體從葉輪的(de)兩側對稱地(dì)流到(dào)葉輪流道中）。

　　②按照(zhào)液體相(xiàng)對于旋轉軸線的(de)流動方向分(fēn)類：徑流式葉輪、軸流式葉輪和(hé)混流式葉輪。

　　③按照(zhào)葉輪的(de)結構形式分(fēn)類:閉式葉輪、開(kāi)式葉輪和(hé)半開(kāi)式葉輪。

　　3．軸:是傳遞機械能(néng)的(de)重要零件(jiàn),原動機的(de)扭矩通過它傳給葉輪。泵軸是泵轉子的(de)主要零件(jiàn)，軸上(shàng)裝有(yǒu)葉輪、軸套、平衡盤等零件(jiàn)。泵軸靠兩端軸承支承，在泵中作高(gāo)速回轉，因而泵軸要承載能(néng)力大(dà)、耐磨、耐腐蝕。泵軸的(de)材料一般選用(yòng)碳素鋼或合金(jīn)鋼并經調質處理(lǐ)。

　　4.密封環:是安裝在轉動的(de)葉輪和(hé)靜止的(de)泵殼（中段和(hé)導葉的(de)組合件(jiàn)）之間的(de)密封裝置。其作用(yòng)是通過控制(zhì)二者之間間隙的(de)方法，增加泵内高(gāo)低壓腔之間液體流動的(de)阻力，減少(shǎo)洩漏。

　　5.軸套軸套是用(yòng)來保護泵軸的(de)，使之不受腐蝕和(hé)磨損。必要時，軸套可(kě)以更換。

　　6.軸封泵軸和(hé)前後端蓋間的(de)填料函裝置簡稱爲軸封，主要防止泵中的(de)液體洩漏和(hé)空氣進入泵中，以達到(dào)密封和(hé)防止進氣引起泵氣蝕的(de)目的(de)。

　　軸封的(de)形式：即帶有(yǒu)骨架的(de)橡膠密封、填料密封和(hé)機械密封。

　　7.軸向力的(de)平衡裝置.

三.離(lí)心泵的(de)主要工(gōng)作參數

　　1.流量:即泵在單位時間内排出的(de)液體量,通常用(yòng)體積單位表示,符号Q,單位有(yǒu)m3/h,m3/s,l/s等,

　　2.揚程:輸送單位重量的(de)液體從泵入口處(泵進口法蘭)到(dào)泵出口處(泵出口法蘭),其能(néng)量的(de)增值,用(yòng)H表示,單位爲kgf.m/kgf。

　　3.轉速:泵的(de)轉速是泵每分(fēn)鍾旋轉的(de)次數,用(yòng)N來表示。電機轉速N一般在2900轉/分(fēn)左右。

　　4.汽蝕餘量:離(lí)心泵的(de)汽蝕餘量是表示泵的(de)性能(néng)的(de)主要參數,用(yòng)符号Δhr表示,單位爲米液柱。

　　5.功率與效率:泵的(de)輸入功率爲軸功率N,也(yě)就是電動機的(de)輸出功率。泵的(de)輸出功率爲有(yǒu)效功率Ne。

 

四、泵内能(néng)量損失

　　泵從原動機獲得的(de)機械能(néng)，隻有(yǒu)一部分(fēn)轉換爲液體的(de)能(néng)量，而另一部分(fēn)則由于泵内消耗而損失。泵内所有(yǒu)損失可(kě)分(fēn)爲以下幾項：

　　1 水(shuǐ)力損失由液體在泵内的(de)沖擊、渦流和(hé)表面摩擦造成的(de)。沖擊和(hé)渦流損失是由于液流改變方向所産生的(de)。液體流經所接觸的(de)流道總會(huì)出現表面摩擦，由此而産生的(de)能(néng)量損失主要取決于

 

流道的(de)長短、大(dà)小(xiǎo)、形狀、表面粗糙度，以及液體的(de)流速和(hé)特性。

　　2 容積損失容積損失是已經得到(dào)能(néng)量的(de)液體有(yǒu)一部分(fēn)在泵内竄流和(hé)向外漏失的(de)結果。泵的(de)容積效率?容一般爲0．93～0．98。改善密封環及密封結構，可(kě)降低漏失量，提高(gāo)容積效率。

　　3 機械損失機械損失指葉輪蓋闆側面與泵殼内液體間的(de)摩擦損失，即圓盤損失，以及泵軸在盤根、軸承及平衡裝置等機械部件(jiàn)運動時的(de)摩擦損失，一般以前者爲主。

 

五、泵的(de)變速--比例定律

　　1.離(lí)心泵的(de)變速:

　　一台離(lí)心泵,當它的(de)轉速改變時,其額定流量、揚程和(hé)軸功率都(dōu)将按一定比例關系發生改變。目前,采用(yòng)變頻調速電機來實現離(lí)心泵的(de)變速,是一條新的(de)重要的(de)節能(néng)途徑。

　　2.比例定律的(de)表達式:

　　Q1/Q2=n1/n2

　　H1/H2=(n1/n2)2

　　N1/N2=(n1/n2)3

　　式中,Q、H、N表示泵的(de)額定流量、揚程和(hé)軸功率

　　下标1,2分(fēn)别表示不同的(de)轉速

　　n表示轉速

 

六、離(lí)心泵葉輪的(de)切割

　　1.切割的(de)目的(de):

　　一台離(lí)心泵,在一定的(de)轉速下僅有(yǒu)一條性能(néng)曲線,爲擴大(dà)泵的(de)工(gōng)作範圍,常采用(yòng)切割葉輪外徑的(de)方法，使其工(gōng)作範圍由一條線變成一個(gè)面。當切割量較少(shǎo)時，可(kě)以認爲切割前後葉片的(de)出口安置角和(hé)通流面積基本不變，泵效率近似相(xiàng)等。

　　2.切割定律的(de)表達式:

　　Q'/Q=D2'/D2

　　H'/H=(D2'/D2)2

　　N'/N=(D2'/D2)3

　　式中,Q、H、N表示泵的(de)額定流量、揚程和(hé)軸功率

　　角标'表示葉輪切割後的(de)對應參數

　　D2表示葉輪的(de)外直徑

 

七、離(lí)心泵的(de)比轉數

　　比轉數是由相(xiàng)似定律導出的(de)綜合性參數，它是工(gōng)況的(de)函數，對一台泵來說，不同的(de)工(gōng)況就有(yǒu)不同的(de)比轉數，爲了便于對不同類型泵的(de)性能(néng)與結構進行(xíng)比較，應用(yòng)最佳工(gōng)況（最高(gāo)效率點）的(de)比轉數來代表這台泵。

　　在選泵時，可(kě)根據工(gōng)作需要的(de)Q、H和(hé)結合電機的(de)轉速，計(jì)算出ns數，大(dà)緻确定泵的(de)類型。當ns<30時,一般采用(yòng)容積式泵,當ns>30時,則采用(yòng)離(lí)心泵、混流泵、軸流泵等。

 

 

八、離(lí)心泵的(de)汽蝕與吸入特性

　　1.汽蝕現象

　　根據離(lí)心泵的(de)工(gōng)作原理(lǐ)可(kě)知,液流是在吸入罐壓力Pa和(hé)葉輪入口最低壓力Pk間形成的(de)壓差(Pa-Pk)作用(yòng)下流入葉輪的(de),則葉輪入口處壓力Pk越低,吸入能(néng)力就越大(dà)。但(dàn)若Pk降低到(dào)某極限值目前多以液體在輸送溫度下的(de)飽和(hé)蒸汽壓力Pt爲液體汽化壓力的(de)臨界值)時,就會(huì)出現汽蝕現象。

　　2.汽蝕會(huì)引起的(de)嚴重後果:

　　(1)産生振動和(hé)噪音(yīn)。

　　(2)對泵的(de)工(gōng)作性能(néng)有(yǒu)影響:當汽蝕發展到(dào)一定程度時,汽泡大(dà)量産生,會(huì)堵塞流道,使泵的(de)流量、揚程、效率等均明(míng)顯下降。

　　(3)對流道的(de)材質會(huì)有(yǒu)破壞:主要是在葉片入口附近金(jīn)屬的(de)疲勞剝蝕。

　　3.離(lí)心泵的(de)吸入特性:

　　1泵發生汽蝕的(de)基本條件(jiàn)是:葉片入口處的(de)最低液流壓力Pk≤該溫度下液體的(de)飽和(hé)蒸汽壓Pt。

　　2 有(yǒu)效汽蝕餘量:液體流自吸液罐,經吸入管路(lù)到(dào)達泵吸入口後,所富餘的(de)高(gāo)出汽化壓力的(de)那部分(fēn)能(néng)頭。用(yòng)Δha表示。

　　3 泵的(de)必須汽蝕餘量:液流從泵入口到(dào)葉輪内最低壓力點K處的(de)全部能(néng)量損失,用(yòng)Δhr表示。

　　4 Δhr與Δha的(de)區别和(hé)聯系:

　　Δha>Δhr泵不汽蝕

　　Δha=Δhr泵開(kāi)始汽蝕

　　Δha<Δhr泵嚴重汽蝕

　　5 對于一台泵,爲了保證其安全運行(xíng)而不發生汽蝕,對于泵的(de)必須汽蝕餘量還應加一個(gè)安全裕量,一般取0.5米液柱。于是,泵的(de)允許汽蝕餘量爲:[Δhr]=Δhr＋0.5。

　　6 泵的(de)允許幾何安裝高(gāo)度表達式爲:[Hg1]=(Pa-Pt)/r-hA～S-[Δhr]。

　　Pa──吸入罐壓力

　　Pt──液體在輸送溫度下的(de)飽和(hé)蒸汽壓力

　　r──液體重度

　　hA～S──吸入管内流動損失

　　[Δhr]──允許氣蝕餘量

　　7 提高(gāo)離(lí)心泵抗汽蝕性能(néng)的(de)方法有(yǒu):

　　A.改進機泵結構,降低Δhr,屬機泵設計(jì)問題。

　　B.提高(gāo)裝置内的(de)有(yǒu)效汽蝕餘量.最主要最常用(yòng)的(de)方法是采用(yòng)灌注頭吸入裝置.

　　此外，盡量減少(shǎo)吸入管路(lù)阻力損失，降低液體的(de)飽和(hé)蒸汽壓，即在設計(jì)吸入管路(lù)時盡可(kě)能(néng)選用(yòng)管徑大(dà)些，長度短些，彎頭和(hé)閥門少(shǎo)些，輸送液體的(de)溫度盡可(kě)能(néng)低些等措施，都(dōu)可(kě)提高(gāo)裝置

 

的(de)有(yǒu)效氣蝕餘量。

　　 8.軸向力的(de)平衡裝置

　　①軸向力的(de)産生原因

　　a．葉輪前後兩側因流體壓力分(fēn)布情況不同(輪蓋側壓力低,輪盤壓力高(gāo))引起的(de)軸向力A1,其方向爲自葉輪背側指向葉輪入口。

　　b.流體流入和(hé)流出葉輪的(de)方向和(hé)速度不同而産生的(de)動反力A2,其方向與A1相(xiàng)反,所以總軸向力A=A1-A2,方向一般與A1相(xiàng)同(一般A2較小(xiǎo))。

　　②軸向力的(de)平衡

　　a.采用(yòng)雙吸式葉輪:葉輪兩側對稱,流體從兩端吸入,軸向力自動抵消而達到(dào)平衡。

　　b.開(kāi)平衡孔或裝平衡管:

　　A:在葉輪輪盤上(shàng)相(xiàng)對于吸入口處開(kāi)幾個(gè)平衡孔。

　　B:爲避免開(kāi)平衡孔後,因主流受擾動而增加水(shuǐ)力損失,可(kě)設平衡管代替平衡孔,即采用(yòng)一小(xiǎo)管引入口壓力至輪盤背側。

　　c:采用(yòng)平衡葉片:在葉輪盤背面鑄幾條徑向筋片,筋片帶動葉輪背面間隙内的(de)流體加速旋轉,增大(dà)離(lí)心力,從而使葉輪背面壓力顯著降低。

　　d:利用(yòng)止推軸承承受軸向力。一般小(xiǎo)型的(de)單吸泵中止推軸承可(kě)以承受全部的(de)軸向力，防止泵軸竄動。

　　③多級離(lí)心泵軸向力的(de)平衡:

　　a.同單級離(lí)心泵方法相(xiàng)同

　　b.對稱布置葉輪

　　c.采用(yòng)平衡鼓,部分(fēn)平衡軸向力

　　d.采用(yòng)自動平衡盤,全部自動平衡軸向力。