高低温输送泵的主要零部件及典型结构

叶片泵的主要零部件

图1-1- 1为离心式轴流式和混流式叶片泵的简图。根据泵零件的重要程度,我们把叶轮、泵壳、减漏环、泵轴、轴承和密封部件看作是泵的主要零部件,现把这6种零件的构造和作用简述如下:

(一)叶轮

叶轮是泵的核心,也是过流部件的核心,泵通过叶轮对液体作功,使其能量增加。叶轮按液体流,出的方向分为三类(图1-1-2)。

(1)离心式(径流式)叶轮:液体沿与轴线垂直的方向流出叶轮。

(2)混流式叶轮:液体沿与轴线倾斜的方向流出叶轮。混流式叶轮有时叫斜流式叶轮。

(3)轴流式叶轮:液体沿平行轴线的方向流出叶轮。

叶轮又叫工作轮或转轮,它是由几个叶片所构成的。当叶轮被泵轴带动高速旋转时,叶片和被叶片带动的流体之间发生力的作用,从而将外加的机械能传通给被抽的流体。由于叶轮的类型在根大程度上决定了整个泵的构造类型矿叶片泵性能,所以它是最重要的泵部件,在图1- 1- 1(a)所示的泵中,当叶轮旋转时,由于叶片上的水流质点的圆周速度沿半径方向愈米愈大,因此,叶片上的流体质点在连步增大的离心力作用下,基本上沿着径向流过叶轮,井被甩向叶轮出口,从而使流体获得动能和压能。所以通常将这种轻称月全源式项离心式东(间称离心泵)。在图1-1- 1(e)所示的泵中,由于叶片下表面曲率大于上表面,当叶轮转动时,流经叶片F表面的水流速度必然大于上表面,因此,下表面的压力要低于上表面,由于这个压力差的存在,水对叶片产生-网 下的压力,而高速旋转的叶片将对水产生向上的推力使之上升。由于流体基本上沿着轴网流过叶轮,所以通常把这种泵称为轴流式泵(简称输流泵)。有一种叶片泵[图1-1-2(b)]当叶轮旋转时,流体同时承受着离心力和推力的作用,经过叶轮的流向介于经流和轴流之间,所以通常把这种泵称方混流式泵(简称混流泵)。

三种叶片泵简图

离心泵的叶轮可分为封闭式,半封闭式和开敞式三种。因为封闭式叶轮具有较高的牧率.所以.用于抽清水的离心泵多采用装有6~8个叶片的封闭式叶轮(图1-1- 3),相邻叶片和前后轮盖的内壁构成了一系列弯曲的槽道,称为叶槽。单吸式叶轮前盖板中间有一进水口,水从进水口进入叶轮后先转90再进入叶槽。半封闭式叶轮没有前盖板,目前只有少数泵使用。开敞式叶轮由于没有轮盘,同时叶片数目又较少,因此多用于抽送浆粒液体或污水。

叶轮用键和反向螺母固定在泵轴上。用反向螺母的目的,在于轴转动时,螺母不会自行松脱,而是越转越紧。

单吸式叶轮[图1-1-3(a) ]由于背水面承受的水压力较进水侧大,因此产生-一个指向进水方向的轴向力(图1-1-4 )。这个轴向力随着泵的增大和扬程的增高

叶轮前后压力分布

而增大。为了平衡此轴向力,般在靠近叶轮进口处的后轮盖上开4~6个小孔,这样,便可减少叶轮进水面和背水面的压力差,从而降低水压对叶轮的轴向推力,但是由于叶轮背面的压力水经过平衡孔流向压力低的进水侧后,会降低叶轮的工作效率,所以近年来对小型低扬程泵,因其产生的轴向推力不大,均不开平衡孔,其轴向推力完全由轴承承担。同时,有的泵改在叶轮后面增加若干条径向的平衡筋板,当叶轮旋转时,平衡筋板带动叶轮后盖板后面的液体旋转,从而降低叶轮后盖板后侧的流体压力,以达到平衡轴向力的目的。由于筋板在水中旋转时也会消耗定的能量, 所以这种措施也会对泵的工作效率有一 定的影响。对于流量较大的泵,常采用双吸式叶轮[图1-1-36b]它好象是由两个单吸式旰轮背靠背的组合而成。流体从叶轮的左右两侧流入叶轮然后再汇集到同泵壳中,因此,不仅轴向力可以自行平衡,而且改善了水泵的吸水性能。

叶轮类型

离心泵叶轮

另外,为了不增加叶轮径向尺寸和提高泵扬程,在一台水泵内同一根泵轴上,安装若干个串联的叶轮,按同一方向布置、用末级叶轮后的平衡盘平衡轴向力。这种结构型式的多级泵称节段式多级泵。为了自动平衡轴向力,叶轮对称布置在根轴上,不需平衡机构。用螺旋形压出室这种结构型式的多级泵称为蜗壳式多级泵。

轴流泵的叶轮均为开敞式,一般具有2~6个叶片,安装在粗大的轮毂上。轮毂前端有导水锥。叶片截面呈流线型,和飞机机翼截面十分相似,前端(迎水端)呈圆形,后端出水端)呈尖削型。当叶轮旋转时,由于沿半径方向的线速度不同,为了得到同样的扬程,沿半径方向叶片各截面的安装角不相等,愈接近外缘其安装角就愈小,因此,叶片呈扭曲状[图1-1-5(a).(b)].根据叶片安装角能否调节,轴流泵可分固定式、半固定式和全调节式三种。根据轴流泵内的叶轮数目,又可分为单级和多级两种。

轴流泵和混流泵叶轮

混流泵叶轮形状,部分象离心 泵叶轮,-部分象轴流泵叶轮[图1-1-2(a)、(o)]其特点是将叶轮安装在圆锥形轮毂上:[图1-1-50)]。

叶轮尺寸是根据水力设计决定的,但同时必须使叶轮具有足够的机械强度。我国一般采用铸铁或优良灰铸铁作为中小型清水泵的叶轮材料。大型叶片泵可用性能比铸铁好的铸钢作为叶轮材料。

泵壳:泵壳由吸水室和压水室部分组成。 下面分 别说明其作用和结构形式。

吸水室:泵吸水室位于叶轮进口前,其作用是把液体按一定要求引入叶轮。吸水室的主要类型如图1-1-6所示。离心泵吸水室有直锥形、弯管形、螺旋形及半螺旋形。轴流泵吸水室呈喇叭形,大型轴流泵多采用肘弯形或钟形进水流道。

压水室:压水室位于叶轮出口之后,其作用是收集从叶轮中高速流出的液体,使其速度降低,转变动能为压能,并且把液体按一定要求送入下级叶轮进口或送入排出管路。

离心泵的压水匐有蜗壳式和导叶式两种不同型式。前看的外型如蜗壳,内部有螺旋道,后者是具有导叶的固定环(图1-1-7)。我国制造的中小型的单级离心泵一律采用蜗壳式,多级离心泵可以采用蜗壳式或流道式导叶压水室(图1-1-4)。

离心泵壳的两种形式

轴流泵压水室,由子其中有叶片式固迪导叶,故称导叶式压水室。如图1- 1-6(d)所示导叶装在叶轮后面,呈圆锥形,其扩散角一般不大于8-9,内有5- 12片导叶,其作用有二:①把叶轮中流出的带有旋转运动的水流变为轴向流动:②把部分水流的动能变。

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