原来你是这样的离心泵！离心泵结构和原理说明

原来你是这样的离心泵！离心泵结构和原理说明

什么是离心泵？

离心水泵是制冷空调工程中应用最广泛的一种水泵。它的特点是依靠叶轮的高速旋转使流体获得更大的动能，水在叶轮中的流动主要受离心力的影响，通过流道出口蜗壳截面的变化来实现。

离心泵在化工生产中应用最广泛，因为它有许多突出的优点，如性能适用范围广(包括流量、压头和对介质性质的失望)，体积小，结构简单，操作方便，流量均匀，少幼危险人员，使用寿命长，购置费用和运行费用低等。

离心泵的工作原理

离心泵工作时，依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力的作用下获得能量使压力增大。离心泵工作前，泵体和入口管道必须充满液体介质，以防气蚀。

当叶轮快速旋转时，叶片使介质快速旋转，旋转的介质在离心力的作用下飞出叶轮。泵内的水甩出后，叶轮的中心部分形成一个真空区。在不断吸入液体的同时，不断给予吸入的液体一定的能量，排出液体。离心泵因此连续工作。

离心泵应用广泛。除了工业应用，离心泵还广泛应用于农业灌溉、市政供水、电站循环供水、城市污染治理等。

离心泵的基本结构

由多个弯曲叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳内。

叶轮紧固在泵轴上，泵轴与电机连接，可由电机驱动旋转。

吸入口位于泵壳的中心并与吸入管相连，吸入管的底部安装有止回阀。

泵壳侧面为出料口，与出料管道相连，装有调节阀。

离心泵的基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗形泵壳。叶轮固定在泵轴上，由电机驱动，随泵轴高速旋转。

叶轮是直接作用于泵内液体的部件，是离心泵的供能装置。泵壳中心的吸入口与吸入管道连接，吸入管道底部设有单向底阀。泵壳侧面的排放口与装有调节阀的排放管道相连。

离心泵的工作流程

在启动泵之前，用要输送的液体填充泵。

泵开启后，泵轴带动叶轮高速旋转，产生离心力。在此作用下，液体从叶轮中心甩向叶轮周边，压力增大，并以高速(15-25 m/s)流入泵壳。

在蜗形泵壳中，由于流道的不断扩大，液体的流速变慢，大部分动能转化为压力能。最后，液体以较高的静压从排出口流入排出管。

泵内液体甩出后，叶轮中心形成真空。在液体表面压力(大气压)和泵内压力(负压)之间的压力差下，液体通过吸入管路进入泵内，充满被排除液体的位置。

离心泵的结构

离心泵的品种很多。虽然各种泵的结构不同，但主要部件基本相同。

离心泵的主要部件包括:叶轮、泵轴、泵壳、泵座、盘根盒(轴封装置)、减漏环、轴承座等。

叶轮

叶轮是离心泵的工作部件，是离心泵的重要部件之一，依靠其高速旋转对液体做功，实现液体输送。

一般来说，叶轮由三部分组成:叶轮、叶片和盖板。叶轮盖板分为前盖板和后盖板。叶轮口一侧的盖板称为前盖板，另一侧的盖板称为后盖板。

离心泵启动时，泵轴带动叶轮高速旋转，迫使提前充满叶片间的液体旋转。在惯性离心力的作用下，液体从叶轮中心向四周径向运动。

液体流经叶轮的过程中获得能量，静压能增加，流量增加。当液体离开叶轮进入泵壳时，由于壳体内流道的逐渐扩大而减速，部分动能转化为静压能，最终切向流入排出管道。

根据结构形式，叶轮可分为以下三种类型。

(1)闭式叶轮在叶轮两侧有盖板，盖板之间有4-6片叶片。闭式叶轮效率高，用途广泛，适用于输送不含固体颗粒和纤维的清洁液体。

(2)开式叶轮叶片两侧无盖板，适用于输送含有大量悬浮物的液体，效率低，被输送液体压力低。

(3)半开式叶轮这种叶轮只有后盖板。适用于输送易沉淀或含有悬浮固体的液体，其效率介于开式叶轮和闭式叶轮之间。

泵轴

离心泵泵轴的主要作用是传递动力，支撑叶轮保持在工作位置正常运转。一端通过联轴器与电机轴连接，另一端支撑叶轮转动。轴配有轴承、轴向密封件和其他部件。

泵轴的常用材料有碳钢和不锈钢。

叶轮轴通过键连接。因为这种连接方式只能传递扭矩而不能固定叶轮的轴向位置，所以叶轮的轴向位置要靠水泵中的一个轴套和一个锁紧螺母来固定。

叶轮锁紧螺母与轴套轴向定位后，为防止锁紧螺母回退，需要防止水泵反转，特别是对于初次安装的水泵或拆卸检修后的水泵，应按规定进行转向检查，确保转向符合规定。

轴套

轴套的作用是保护泵轴，使盘根与泵轴之间的摩擦变成盘根与轴套之间的摩擦，所以轴套是离心泵的易磨损件。

一般轴套表面也可以进行渗碳、渗氮、镀铬、喷涂等处理。，表面粗糙度一般应达到Ra 3.2μ m-Ra 0.8μ m。可降低摩擦系数，延长使用寿命。

轴承

轴承起到支撑转子重量和承载能力的作用。离心泵中多采用滚动轴承。外圈和轴承座孔用基轴，内圈和转轴用基轴。有符合国家标准的推荐值，可根据具体情况选用。轴承一般用油脂和润滑油润滑。

填料函

当轴穿过泵壳时，轴和泵壳之间有一个间隙。

在单吸式离心泵中，如果该部位不使用轴封装置，泵壳内的高压水会大量漏出。

填料函是一种常用的轴封装置。填料箱由五部分组成:轴套、填料、水封管、水封环和填料压盖。

螺旋形的

蜗壳是指叶轮出口与下一级叶轮入口或泵的出口管之间横截面积逐渐增大的螺旋流道。其流道逐渐扩大，出口为扩散管。液体流出叶轮后，其速度可以平缓降低，很大一部分动能可以转化为静压能。

该蜗壳具有制造方便、有效面积大、转动叶轮后泵效率变化小的优点。

缺点是蜗壳形状不对称，使用单个蜗壳时，作用在转子径向的压力不均匀，容易使轴弯曲。因此，在多级泵中，仅在第一段和尾段使用蜗壳，而在中段使用导轮装置。

蜗壳通常由铸铁制成。防腐泵的蜗壳由不锈钢或其他防腐材料制成，如塑料玻璃钢。由于多级泵压力高，对材料强度要求高，其蜗壳一般采用铸钢制造。

导轮

导轮是一个固定的圆盘，带有环绕叶轮外缘的前导向叶片。这些导流叶片形成了一个扩散通道，背面设有反向导流叶片，将液体导向下一个叶轮组。液体从叶轮甩出后，轻轻进入导轮，继续沿正导叶向外流动。速度逐渐降低，大部分动能转化为静压能。

叶轮和导向叶片之间的径向单边间隙约为1毫米。间隙过大，效率会降低；如果间隙过小，会造成振动和噪音。与蜗壳相比，带导轮的分段式多级离心泵泵壳易于制造，能量转换效率也较高。然而，安装和维护比蜗壳更困难。

垫圈

为了减少内部泄漏和保护泵壳，在泵壳上对应叶轮进口处安装了一个可拆卸的密封圈。

密封圈内孔与叶轮外圆之间的径向间隙一般在0.1-0.2毫米之间..

密封圈磨损时，径向间隙增大，泵的排量减小，效率降低。当密封间隙超过规定值时，应及时更换。

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