離心泵的結構和工作原理
作者：泵 來源：離心泵 發(fā)布時間：2021-06-26
一、離心泵簡介
1.化工生產(chǎn)必不可少的設備
離心泵在化工生產(chǎn)中應用廣泛，這是由于其具有性能使用范圍廣（包括流量、壓頭及對介質性質的失迎性）、體積小、結構簡單、操作容易、流量均勻、壽命長、購置費和操作費均較低等突出優(yōu)點。
2.基本結構及工作原理
葉輪工作原理
討論離心泵的基本結構和工作原理，要緊扣住將動能轉化為靜壓能這個主題來展開。
離心泵是利用葉輪高速轉動所產(chǎn)生的離心力來抽取液體或其他物料的，應用量大、面廣，除了工業(yè)應用外，離心泵還廣泛的應用于農(nóng)業(yè)灌溉、市政供水、電站循環(huán)供水、城市污染處理等。
二、離心泵的種類
離心泵產(chǎn)品一般按照其結構特點劃分，有多種劃分方式，包括按工作壓力、按工作葉輪數(shù)目、按葉輪進水方式等六種分類方式。
1.按工作壓力：
低壓泵：壓力低于100米水柱；
中壓泵：壓力在100-650米水柱之間；
高壓泵：壓力高于650米水柱。
2.按工作葉輪數(shù)目：
單級泵：即在泵軸上只有一個葉輪。
多級泵.：即在泵軸上有兩個或兩個以上的葉輪，這時泵的總揚程為n個葉輪產(chǎn)生的揚程之和。
3.按葉輪進水方式：
單側進水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個進水口。
雙側進水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側都有一個進水口。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。
4.按泵軸位置：
臥式泵：泵軸位于水平位置。
立式泵：泵軸位于垂直位置。
5.按泵殼結合縫形式：
水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結合縫。
垂直結合面泵：即結合面與軸心線相垂直。
6.按葉輪出來的水引向壓出室的方式：
蝸殼泵：水從葉輪出來后，直接進入具有螺旋線形狀的泵殼。
導葉泵：水從葉輪出來后，進入它外面設置的導葉，之后進入下一級或流入出口管。
7.按輸送介質按離心泵所輸送介質的不同而分為：
清水泵、油泵、耐腐蝕泵等。
三、離心泵的基本結構
離心泵的基本部件是高速旋轉的葉輪和固定的蝸牛形泵殼。具有若干個（通常為4～12個）后彎葉片的葉輪緊固于泵軸上，并隨泵軸由電機驅動作高速旋轉。
葉輪是直接對泵內(nèi)液體做功的部件，為離心泵的供能裝置。泵殼中央的吸入口與吸入管路相連接，吸入管路的底部裝有單向底閥。泵殼側旁的排出口與裝有調(diào)節(jié)閥門的排出管路相連接。
四、離心泵的工作原理
當離心泵啟動后，泵軸帶動葉輪一起作高速旋轉運動，迫使預先充灌在葉片間液體旋轉，在慣性離心力的作用下，液體自葉輪中心向外周作徑向運動。
液體在流經(jīng)葉輪的運動過程獲得了能量，靜壓能增高，流速增大。當液體離開葉輪進入泵殼后，由于殼內(nèi)流道逐漸擴大而減速，部分動能轉化為靜壓能，沿切向流入排出管路。
所以蝸形泵殼不僅是匯集由葉輪流出液體的部件，而且又是一個轉能裝置。當液體自葉輪中心甩向外周的同時，葉輪中心形成低壓區(qū)，在貯槽液面與葉輪中心總勢能差的作用下，致使液體被吸進葉輪中心。依靠葉輪的不斷運轉，液體便連續(xù)地被吸入和排出。液體在離心泵中獲得的機械能量表現(xiàn)為靜壓能的提高。
需要強調(diào)指出的是，若在離心泵啟動前沒向泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體，由于空氣密度低，葉輪旋轉后產(chǎn)生的離心力小，葉輪中心區(qū)不足以形成吸入貯槽內(nèi)液體的低壓，因而雖啟動離心泵也不能輸送液體。這表明離心泵無自吸能力，此現(xiàn)象稱為氣縛。吸入管路安裝單向底閥是為了防止啟動前灌入泵殼內(nèi)的液體從殼內(nèi)流出。空氣從吸入管道進到泵殼中都會造成氣縛。
五、葉輪和其它部件
1．離心泵的葉輪
葉輪是離心泵的關鍵部件。
(1)按其機械結構可分為閉式、半閉式和開式三種
閉式葉輪適用于輸送清潔液體；半閉式和開式葉輪適用于輸送含有固體顆粒的懸浮液，這類泵的效率低。
閉式和半閉式葉輪在運轉時，離開葉輪的一部分高壓液體可漏入葉輪與泵殼之間的空腔中，因葉輪前側液體吸入口處壓強低，故液體作用于葉輪前、后側的壓力不等，便產(chǎn)生了指向葉輪吸入口側的軸向推力。
該力推動葉輪向吸入口側移動，引起葉輪和泵殼接觸處的摩損，嚴重時造成泵的振動，破壞泵的正常操作。在葉輪后蓋板上鉆若干個小孔，可減少葉輪兩側的壓力差，從而減輕了軸向推力的不利影響，但同時也降低了泵的效率。這些小孔稱為平衡孔。
(2)按吸液方式不同可將葉輪分為單吸式與雙吸式兩種
單吸式葉輪結構簡單，液體只能從一側吸入。雙吸式葉輪可同時從葉輪兩側對稱地吸入液體，它不僅具有較大的吸液能力，而且基本上消除了軸向推力。
(3)根據(jù)葉輪上葉片上的幾何形狀，可將葉片分為后彎、徑向和前彎三種，由于后彎葉片有利于液體的動能轉換為靜壓能，故而被廣泛采用。
2．離心泵的導輪
為了減少離開葉輪的液體直接進入泵殼時因沖擊而引起的能量損失，在葉輪與泵殼之間有時裝置一個固定不動而帶有葉片的導輪。導輪中的葉片使進入泵殼的液體逐漸轉向而且流道連續(xù)擴大，使部分動能有效地轉換為靜壓能。多級離心泵通常均安裝導輪。蝸牛形的泵殼、葉輪上的后彎葉片及導輪均能提高動能向靜壓能的轉化率，故均可視作轉能裝置。
3．軸封裝置
由于泵軸轉動而泵殼固定不動，在軸和泵殼的接觸處必然有一定間隙。為避免泵內(nèi)高壓液體沿間隙漏出，或防止外界空氣從相反方向進入泵內(nèi)，必須設置軸封裝置。
離心泵的軸封裝置有填料函和機械（端面）密封。填料函是將泵軸穿過泵殼的環(huán)隙作成密封圈，于其中裝入軟填料（如浸油或涂石墨的石棉繩等）。
機械密封是由一個裝在轉軸上的動環(huán)和另一固定在泵殼上的靜環(huán)所構成。兩環(huán)的端面借彈簧力互相貼緊而作相對轉動，起到了密封的作用。機械密封適用于密封較高的場合，如輸送酸、堿、易燃、易爆及有毒的液體。
