離心泵結構、原理詳情介紹

一、什么是離心泵

       離心式水泵是制冷空調工程中用得最多的一種，其特點是依靠葉輪的高速旋轉來使流體獲得較大的動能，并依靠流道出口的蝸殼斷面變化使流體的動能轉化為壓力能，水流在葉輪中的流動主要是受到離心力的作用。

       離心泵在化工生產中應用最為廣泛，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、古惑仔那個少、壽命長、購置費和操作費均較低等突出優點。

二、離心泵的工作原理

       離心泵在工作時，依靠高速旋轉的葉輪，液體在慣性離心力作用下獲得了能量以提高了壓強。離心泵在工作前，泵體和進口管線必須罐滿液體介質，防止氣蝕現象發生。

       當葉輪快速轉動時，葉片促使介質很快旋轉，旋轉著的介質在離心力的作用下從葉輪中飛出，泵內的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區域。一面不斷地吸入液體，一面又不斷地給予吸入的液體一定的能量，將液體排出。離心泵便如此連續不斷地工作。

       離心泵應用量大、面廣，除了工業應用外，離心泵還廣泛的應用于農業灌溉、市政供水、電站循環供水、城市污染處理等。

三、離心泵的基本結構    

• 由若干個彎曲的葉片組成的葉輪置于具有蝸殼通道的泵殼之內。

• 葉輪緊固于泵軸上泵軸與電機相連，  可由電機帶動旋轉。

• 吸入口位于泵殼中央與吸入管路相連，并在吸入管底部裝一止逆閥。

• 泵殼的側邊為排出口，與排出管路相連，裝有調節閥。

       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。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節閥門的排出管路相連接。

四、離心泵的工作過程

• 開泵前，先在泵內灌滿要輸送的液體。 

• 開泵后，泵軸帶動葉輪一起高速旋轉產生離心力。液體在此作用下，從葉輪中心被拋向葉輪外周，壓力增高，并以很高的速度（15-25 m/s）流入泵殼。 

• 在蝸形泵殼中由于流道的不斷擴大，液體的流速減慢，使大部分動能轉化為壓力能。最后液體以較高的靜壓強從排出口流入排出管道。

• 泵內的液體被拋出后，葉輪的中心形成了真空，在液面壓強（大氣壓）與泵內壓力（負壓）的壓差作用下，液體便經吸入管路進入泵內，填補了被排除液體的位置。

五、離心泵結構

       離心泵的品種很多，各種類型泵的結構雖然不同，但主要零部件基本相同。

       離心泵的主要部件包括：葉輪、泵軸、泵殼、泵座、填料盒（軸封裝置）、減漏環、軸承座等。

六、離心泵葉輪

       葉輪是離心泵的做功零件，依靠它高速旋轉對液體做功而實現液體的輸送，是離心泵重要零件一。 

       葉輪一般由輪毅、葉片和蓋板三部分組成。葉輪的蓋板有前蓋板和后蓋板之分，葉輪口側的蓋板稱為前蓋板，另一側的蓋板稱為后蓋板。

       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，由于殼內流道逐漸擴大而減速，部分動能轉化為靜壓能，最后沿切向流入排出管路。

       按結構形式，葉輪可分為以下三種。

(1)閉式葉輪葉輪的兩側均有蓋板，蓋板間有4—6個葉片，閉式葉輪效率較高，應用最廣，適用于輸送不含固體顆粒及纖維的清潔液體。

(2)開式葉輪在葉片兩側都無蓋板，適用于輸送含有較大量懸浮物的液體，效率較低，輸送的液體壓力也不高。

(3)半開式葉輪這種葉輪只有后蓋板，它適用于輸送易于沉淀或含固體懸浮物的液體，其效率介于開式和閉式葉輪之間。

七、離心泵泵軸

       離心泵的泵軸的主要作用是傳遞動力，支承葉輪保持在工作位置正常運轉。它一端通過聯軸器與電動機軸相連，另一端支承著葉輪作旋轉運動，軸上裝有軸承、軸向密封等零部件。

       泵軸的常用材料是碳素鋼和不銹鋼。

       葉輪和軸靠鍵相連接，由于這種連接方式只能傳遞扭矩而不能固定葉輪的軸向位置，故在水泵中還要用軸套和鎖緊螺母來固定葉輪的軸向位置。

       葉輪采用鎖緊螺母與軸套軸向定位后，為防止鎖緊螺母退扣，要防止水泵反轉，尤其是對初裝水泵或解體檢修后的水泵要按規定進行轉向檢查，確保與規定轉向一致。

八、離心泵軸套

       軸套的作用是保護泵軸，使填料與泵軸的摩擦轉變為填料與軸套的摩擦，所以軸套是離心泵的易磨損件。

       軸套表面一般也可以進行滲碳、滲氮、鍍鉻、噴涂等處理方法，表面粗糙造度要求一般要達到Ra3.2μm—Ra0.8μm。可以降低摩擦系數，提高使用壽命。 

九、離心泵軸承

       軸承起支承轉子重量和承受力的作用。離心泵上多使用滾動軸承，其外圈與軸承座孔采用基軸制，內圈與轉軸采用基孔制，配合類別國家標準有推薦值，可按具體情況選用。軸承一般用潤滑脂和潤滑油潤滑。

十、離心泵填料盒

       泵軸穿出泵殼時，在軸與殼之間存在間隙。

       在單吸式離心泵中，該部位如不用軸封裝置，泵殼內高壓水就會向外大量泄漏。

       填料盒就是常用的一種軸封裝置。填料盒是由軸封套、填料、水封管、水封環和填料壓蓋５個部件組成。

十一、離心泵泵殼 

       蝸殼是指葉輪出口到下一級葉輪入口或到泵的出口管之間截面積逐漸增大的螺旋形流道。其流道逐漸擴大，出口為擴散管狀。液體從葉輪流出后，其流速可以平緩地降低，使很大一部分動能轉變為靜壓能。

       蝸殼的優點是制造方便，高效區寬，車削葉輪后泵的效率變化較小。

       缺點是蝸殼形狀不對稱，在使用單蝸殼時作用在轉子徑向的壓力不均勻，易使軸彎曲，所以在多級泵中只是首段和尾段采用蝸殼而在中段采用導輪裝置。 

       蝸殼的材質一般為鑄鐵。防腐泵的蝸殼為不銹鋼或其他防腐材料，例如塑料玻璃鋼等。多級泵由于壓力較大，對材質強度要求較高，其蝸殼一般用鑄鋼制造。

十二、離心泵導輪

       導輪是一個固定不動的圓盤，正面有包在葉輪外緣的正向導葉，這些導葉構成了一條條擴散形流道，背面有將液體引向下一級葉輪人口的反向導葉。液體從葉輪甩出后，平緩地進入導輪，沿著正向導葉繼續向外流動，速度逐漸降低，動能大部分轉變為靜壓能。

       葉輪與導葉間的徑向單側間隙約為lmm。若間隙過大，效率會降低；間隙過小，則會引起振動和噪聲。與蝸殼相比，采用導輪的分段式多級離心泵的泵殼容易制造，轉能的效率也較高。但安裝檢修較蝸殼困難。

十三、離心泵密封環

       為了減少內泄漏，保護泵殼，在與葉輪入口處相對應的殼體上裝有可拆換的密封環。

       密封環內孔與葉輪外圓處的徑向間隙一般在0．1—0．2mm之間。 

       密封環磨損后，使徑向間隙增大，泵的排液量減少，效率降低，當密封間隙超過規定值時應及時更換。

       密封環的結構形式有三種。

       平環式，結構簡單，制造方便，但密封效果差。

       直角式的密封環，液體泄漏時通過一個90°的通道，密封效果比平環式好，應用廣泛。

       迷宮式密封環，密封效果好，但結構復雜，制造困難，一般離心泵中很少采用。