離心泵的工作原理和主要部件

一、離心泵的工作原理

1 離心泵的工作原理

葉輪安裝在泵殼2內(nèi)，并緊固在泵軸3上，泵軸由電機(jī)直接帶動(dòng)。泵殼有一液體吸入4與吸入管5連接。液體經(jīng)底閥6和吸入管進(jìn)入泵內(nèi)。泵殼上的液體排出口8與排出管9連接。

在泵啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體;啟動(dòng)后，啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場(chǎng)所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢?jiàn)，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。

2 氣縛現(xiàn)象

當(dāng)泵殼內(nèi)存有空氣，因空氣的密度比液體的密度小得多而產(chǎn)生較小的離心力。從而，貯槽液面上方與泵吸入口處之壓力差不足以將貯槽內(nèi)液體壓入泵內(nèi)，即離心泵無(wú)自吸能力，使離心泵不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱(chēng)為“氣縛現(xiàn)象”。

為了使泵內(nèi)充滿液體，通常在吸入管底部安裝一帶濾網(wǎng)的底閥，該底閥為止逆閥，濾網(wǎng)的作用是防止固體物質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)損壞葉輪或防礙泵的正常操作。

二、離心泵的主要部件

主要部件有葉輪、泵殼和軸封裝置。

1 葉輪

葉輪的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動(dòng)能(主要增加靜壓能)。

葉輪一般有6~12片后彎葉片。

葉輪有開(kāi)式、半閉式和閉式三種。

開(kāi)式葉輪在葉片兩側(cè)無(wú)蓋板，制造簡(jiǎn)單、清洗方便，適用于輸送含有較大量懸浮物的物料，效率較低，輸送的液體壓力不高;半閉式葉輪在吸入口一側(cè)無(wú)蓋板，而在另一側(cè)有蓋板，適用于輸送易沉淀或含有顆粒的物料，效率也較低;閉式葉輪在葉輪在葉片兩側(cè)有前后蓋板，效率高，適用于輸送不含雜質(zhì)的清潔液體。一般的離心泵葉輪多為此類(lèi)。

葉輪有單吸和雙吸兩種吸液方式。

2 泵殼

作用是將葉輪封閉在一定的空間，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體。泵殼多做成蝸殼形，故又稱(chēng)蝸殼。由于流道截面積逐漸擴(kuò)大，故從葉輪四周甩出的高速液體逐漸降低流速，使部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時(shí)又是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。

3 軸封裝置

作用是防止泵殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內(nèi)。

常用軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。

填料一般用浸油或涂有石墨的石棉繩。機(jī)械密封主要的是靠裝在軸上的動(dòng)環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)之間端面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到密封的目的。

化工泵的機(jī)封安裝方法

化工泵安裝準(zhǔn)備完成后，就可按一定順序?qū)嵤┌惭b，完成靜止部件在端蓋內(nèi)的安裝和旋轉(zhuǎn)部件在軸上的安裝，后完成化工泵密封的總體組合安裝。以圖5-93所示的離心泵用單端面內(nèi)裝非平衡式機(jī)械密封為例，其安裝順序如下。

1-防轉(zhuǎn)銷(xiāo);2-靜環(huán)輔助密封圈;3-靜環(huán);4-動(dòng)環(huán);5-動(dòng)環(huán)輔助密封圈;6-密封端蓋墊片;7-推環(huán);8-彈簧;9-彈簧座;10-緊定螺釘

a.靜止部件的安裝。將防轉(zhuǎn)銷(xiāo)1插入密封端蓋相應(yīng)的孔內(nèi)，再將靜環(huán)輔助密封圈2從靜環(huán)3尾部套人，如采用V形圈，注意其安裝方向，如是O形圈，則不要滾動(dòng)。然后，使靜環(huán)背面的防轉(zhuǎn)銷(xiāo)槽對(duì)準(zhǔn)防轉(zhuǎn)銷(xiāo)裝入密封端蓋內(nèi)。防轉(zhuǎn)銷(xiāo)的高度要合適，應(yīng)與靜環(huán)保留1～2 mm的間隙，不要頂上靜環(huán)。后，測(cè)量出靜環(huán)端面到密封端蓋端面的距離A。

靜環(huán)裝到端蓋中去以后，還要檢查密封端面與端蓋中心線的垂直度及密封端面的平面度。對(duì)輸送液態(tài)烴類(lèi)介質(zhì)的泵，垂直度誤差不大于0.02 mm，油類(lèi)等介質(zhì)可控制在0.04 mm以內(nèi)。檢查方法是用深度尺(精度0.02 mm)測(cè)量密封端面與端蓋端面的高度，沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)測(cè)量4點(diǎn)，其差值應(yīng)在上述范圍內(nèi)。

用光學(xué)平晶檢查密封端面的平面度時(shí)，如發(fā)現(xiàn)變形，則用與之配對(duì)的動(dòng)環(huán)研磨，注意此時(shí)不放任何研磨劑，保持清潔，直到沿圓周均勻接觸為止，清洗干凈待裝。也可直接用光學(xué)平晶檢查裝配后的靜環(huán)端面。

b.確定彈簧座在軸上的安裝位置。確定彈簧座的安裝位置，應(yīng)在調(diào)整定好轉(zhuǎn)軸與密封腔殼體的相對(duì)位置的基礎(chǔ)上進(jìn)行。首先在沿密封腔端面的泵軸上正確地劃一條基準(zhǔn)線。然后，根據(jù)密封總裝圖上標(biāo)記的密封工作長(zhǎng)度，由彈簧座的定位尺寸調(diào)整彈簧的壓縮量至設(shè)計(jì)規(guī)定值。

c.旋轉(zhuǎn)部件的組裝。將彈簧8兩端分別套在彈簧座9和推環(huán)7上，并使磨平的彈簧兩端部與彈簧座和推環(huán)上的平面靠緊。再將動(dòng)環(huán)輔助密封圈5裝入動(dòng)環(huán)4中，并與推環(huán)組合成一體，然后將組裝好的旋轉(zhuǎn)部件套在軸(或軸套)上，使彈簧座背端面對(duì)準(zhǔn)規(guī)定的位置，分幾次均勻地?cái)Q緊緊定螺釘10，用手向后壓迫動(dòng)環(huán)，看是否能軸向浮動(dòng)。

d.將安裝好靜止部件的密封端蓋安裝到密封腔體上，將端蓋均勻壓緊，不得裝偏。用塞尺檢查端蓋和密封腔端面的間隙，其誤差不大于0.04mm。檢查端蓋和靜環(huán)對(duì)軸的徑向間隙，沿圓周各點(diǎn)的誤差不大于0.1 mm。

化工泵的各零部件檢修要求

1 化工泵聯(lián)軸器檢修

化工泵聯(lián)軸器主要有剛性聯(lián)軸器和齒形聯(lián)軸器。

(1) 剛性聯(lián)軸器

剛性聯(lián)軸器一般用在功率較小的離心泵上, 檢修時(shí)首先拆下聯(lián)接螺栓和橡皮彈性圈, 對(duì)溫度不高的液體, 兩聯(lián)軸器的平面間隙為2. 2～4. 2 mm , 溫度較高時(shí), 應(yīng)大于前竄量1. 55～2. 05 mm。聯(lián)軸器橡膠彈性圈比穿孔直徑應(yīng)小0. 15～0. 35 mm。同時(shí)拆裝時(shí)一定要用工具, 保持光潔, 不允許有碰傷劃傷。

(2) 齒形聯(lián)軸器

齒形聯(lián)軸器撓性較好, 有自動(dòng)對(duì)中性能。檢修時(shí)一般按以下方法進(jìn)行:

①檢查聯(lián)軸器齒面嚙合情況, 其接觸面積沿齒高不小于50 % , 沿齒寬不小于70 % , 齒面不得有嚴(yán)重點(diǎn)蝕、磨損和裂紋;

②不銹鋼泵聯(lián)軸器外齒圈徑向跳動(dòng)不大于0. 03 mm , 端面圓跳動(dòng)不大于0. 02 mm;

③若需拆下齒圈, 必須用工具, 不可敲打, 以免使軸彎曲或損傷。當(dāng)回裝時(shí), 應(yīng)將齒圈加熱到200 ℃左右再裝到軸上。外齒圈與軸的過(guò)盈量一般為0. 01～0. 03 mm;

④回裝中間接筒或其他部件時(shí), 應(yīng)按原有標(biāo)記和數(shù)據(jù)裝配;

⑤用力矩搬手均勻地把螺栓擰緊。

2 化工泵動(dòng)密封部分的檢修

離心泵機(jī)泵的動(dòng)密封是指葉輪口環(huán)部位的密封, 一般半徑方向應(yīng)控制在0. 20～0. 45 mm。若間隙太小,組裝后盤(pán)車(chē)?yán)щy; 間隙太大, 容易造成泵的振動(dòng)。軸套和襯環(huán)間隙半徑方向一般為0. 2～0. 6 mm。

3 化工泵靜密封部分的檢修

化工泵靜密封部分包括泵體剖分結(jié)合面、軸承壓蓋與軸承箱體的結(jié)合面、潤(rùn)滑油系統(tǒng)的接頭、進(jìn)出口管的法蘭等, 如檢修不能保證無(wú)泄漏, 也同樣使泵不能運(yùn)行。上述部位的密封, 只要根據(jù)介質(zhì)選準(zhǔn)適用的膠粘劑和墊片, 即能保證無(wú)泄漏?，F(xiàn)一般使用的剖分結(jié)合面膠粘劑為南大703、南大704。

4 葉輪和轉(zhuǎn)子的檢修

常用耐腐蝕化工泵多為單級(jí)葉輪或單級(jí)雙吸式轉(zhuǎn)子。檢修時(shí)首先檢查葉輪外觀并清洗干凈, 不管是更換備件安裝新葉輪, 還是清洗舊葉輪, 回裝后均要做靜平衡, 必要時(shí)還要做動(dòng)平衡。葉輪和軸的配合采用H/ h , 安裝葉輪時(shí)鍵和鍵槽要正確接觸。對(duì)于轉(zhuǎn)子部分的軸徑允許彎曲不大于0. 013mm , 對(duì)于低速軸大彎曲應(yīng)小于0. 07 mm , 對(duì)高速軸大彎曲應(yīng)小于0. 04 mm。軸套部分與軸的裝配采用H/ h。

對(duì)于轉(zhuǎn)子部分的軸, 檢修后軸徑向跳動(dòng)不大于0. 013 mm , 軸套不大于0. 02 mm , 葉輪口環(huán)不大于0. 04 mm , 葉輪端面跳動(dòng)不大于0. 23 mm。兩端軸徑不大于0. 02 mm。但對(duì)于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的離心泵,上述數(shù)據(jù)根據(jù)泵的狀況標(biāo)準(zhǔn)而有所變化。

5 機(jī)械密封的檢修

對(duì)化工流程泵機(jī)封檢修時(shí), 應(yīng)先用工具正確拆下機(jī)封的動(dòng)、靜環(huán), 并檢查端面磨損情況, 凡是裝機(jī)封的泵轉(zhuǎn)子, 不管功率大小, 均應(yīng)做動(dòng)或靜平衡試驗(yàn)。為保證密封不泄漏, 可在鉗工平臺(tái)上把動(dòng)靜面壓緊, 倒上水做滲漏試驗(yàn), 如果靜態(tài)水不漏, 說(shuō)明密封面的表面粗糙度和平面度均符合要求。安裝時(shí)端面垂直度偏差不大于0. 015 mm。部分軸或軸套的徑向跳動(dòng)值如表5。

轉(zhuǎn)速 / (r.min -1)徑向跳動(dòng)允差 / mm轉(zhuǎn)速 / (r.min-1)徑向跳動(dòng)允差 / mm

750～1200≤0. 083500～7200≤0. 03

1200～1500≤0. 067200～10000≤0. 02

1500～3500≤0. 05

安裝后其軸的軸向竄動(dòng)量不大于0. 45 mm。應(yīng)著重說(shuō)明的是機(jī)械密封按要求裝好后, 一定要盤(pán)車(chē), 并檢查冷卻水部分是否可靠, 防止轉(zhuǎn)動(dòng)后泄漏或損壞機(jī)封端面?；S所用機(jī)泵的機(jī)械密封大多為單級(jí)、雙級(jí)、串聯(lián)式密封布置, 但不管哪種密封布置均不能有泄漏現(xiàn)象。

(1) 機(jī)泵單級(jí)密封布置

機(jī)泵單級(jí)密封布置如圖3。

單級(jí)密封安裝時(shí), 必須保證動(dòng)、靜環(huán)平行, 軸套、軸頸部位不應(yīng)有毛刺和劃傷。(2) 機(jī)泵雙級(jí)密封布置機(jī)泵雙級(jí)密封布置如圖4。雙級(jí)布置密封安裝時(shí)一定保證定位環(huán)尺寸和間隙, 并一次推到位置, O 形環(huán)不能脫出凹槽, 否則損壞機(jī)封密封面。

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