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，并緊固在泵軸3上，泵軸由電機直接帶動。泵殼有一液體吸入4與吸入管5連接。液體經底閥6和吸入管進入泵內。泵殼上的液體排出口8與排出管9連接。

在泵啟動前，泵殼內灌滿被輸送的液體;啟動后，啟動后，葉輪由軸帶動高速轉動，葉片間的液體也必須隨著轉動。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，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將部分動能轉變為靜壓能，后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時，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，液體便被連續壓入葉輪中。可見，只要葉輪不斷地轉動，液體便會不斷地被吸入和排出。

2 氣縛現象

當泵殼內存有空氣，因空氣的密度比液體的密度小得多而產生較小的離心力。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液體壓入泵內，即離心泵無自吸能力，使離心泵不能輸送液體，此種現象稱為“氣縛現象”。

為了使泵內充滿液體，通常在吸入管底部安裝一帶濾網的底閥，該底閥為止逆閥，濾網的作用是防止固體物質進入泵內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機的機械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動能(主要增加靜壓能)。

葉輪一般有6~12片后彎葉片。

葉輪有開式、半閉式和閉式三種。

開式葉輪在葉片兩側無蓋板，制造簡單、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無蓋板，而在另一側有蓋板，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有前后蓋板，效率高，適用于輸送不含雜質的清潔液體。一般的離心泵葉輪多為此類。

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，故又稱蝸殼。由于流道截面積逐漸擴大，故從葉輪四周甩出的高速液體逐漸降低流速，使部分動能有效地轉換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時又是一個能量轉換裝置。

3 軸封裝置

作用是防止泵殼內液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內。

常用軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。

填料一般用浸油或涂有石墨的石棉繩。機械密封主要的是靠裝在軸上的動環與固定在泵殼上的靜環之間端面作相對運動而達到密封的目的。

化工泵的機封安裝方法

化工泵安裝準備完成后，就可按一定順序實施安裝，完成靜止部件在端蓋內的安裝和旋轉部件在軸上的安裝，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裝非平衡式機械密封為例，其安裝順序如下。

1-防轉銷;2-靜環輔助密封圈;3-靜環;4-動環;5-動環輔助密封圈;6-密封端蓋墊片;7-推環;8-彈簧;9-彈簧座;10-緊定螺釘

a.靜止部件的安裝。將防轉銷1插入密封端蓋相應的孔內，再將靜環輔助密封圈2從靜環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。然后，使靜環背面的防轉銷槽對準防轉銷裝入密封端蓋內。防轉銷的高度要合適，應與靜環保留1～2 mm的間隙，不要頂上靜環。后，測量出靜環端面到密封端蓋端面的距離A。

靜環裝到端蓋中去以后，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。對輸送液態烴類介質的泵，垂直度誤差不大于0.02 mm，油類等介質可控制在0.04 mm以內。檢查方法是用深度尺(精度0.02 mm)測量密封端面與端蓋端面的高度，沿圓周方向對稱測量4點，其差值應在上述范圍內。

用光學平晶檢查密封端面的平面度時，如發現變形，則用與之配對的動環研磨，注意此時不放任何研磨劑，保持清潔，直到沿圓周均勻接觸為止，清洗干凈待裝。也可直接用光學平晶檢查裝配后的靜環端面。

b.確定彈簧座在軸上的安裝位置。確定彈簧座的安裝位置，應在調整定好轉軸與密封腔殼體的相對位置的基礎上進行。首先在沿密封腔端面的泵軸上正確地劃一條基準線。然后，根據密封總裝圖上標記的密封工作長度，由彈簧座的定位尺寸調整彈簧的壓縮量至設計規定值。

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

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。檢查端蓋和靜環對軸的徑向間隙，沿圓周各點的誤差不大于0.1 mm。

化工泵的各零部件檢修要求

1 化工泵聯軸器檢修

化工泵聯軸器主要有剛性聯軸器和齒形聯軸器。

(1) 剛性聯軸器

剛性聯軸器一般用在功率較小的離心泵上, 檢修時首先拆下聯接螺栓和橡皮彈性圈, 對溫度不高的液體, 兩聯軸器的平面間隙為2. 2～4. 2 mm , 溫度較高時, 應大于前竄量1. 55～2. 05 mm。聯軸器橡膠彈性圈比穿孔直徑應小0. 15～0. 35 mm。同時拆裝時一定要用工具, 保持光潔, 不允許有碰傷劃傷。

(2) 齒形聯軸器

齒形聯軸器撓性較好, 有自動對中性能。檢修時一般按以下方法進行:

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

②不銹鋼泵聯軸器外齒圈徑向跳動不大于0. 03 mm , 端面圓跳動不大于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。當回裝時, 應將齒圈加熱到200 ℃左右再裝到軸上。外齒圈與軸的過盈量一般為0. 01～0. 03 mm;

④回裝中間接筒或其他部件時, 應按原有標記和數據裝配;

⑤用力矩搬手均勻地把螺栓擰緊。

2 化工泵動密封部分的檢修

離心泵機泵的動密封是指葉輪口環部位的密封, 一般半徑方向應控制在0. 20～0. 45 mm。若間隙太小,組裝后盤車困難; 間隙太大, 容易造成泵的振動。軸套和襯環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合面、軸承壓蓋與軸承箱體的結合面、潤滑油系統的接頭、進出口管的法蘭等, 如檢修不能保證無泄漏, 也同樣使泵不能運行。上述部位的密封, 只要根據介質選準適用的膠粘劑和墊片, 即能保證無泄漏。現一般使用的剖分結合面膠粘劑為南大703、南大704。

4 葉輪和轉子的檢修

常用耐腐蝕化工泵多為單級葉輪或單級雙吸式轉子。檢修時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, 必要時還要做動平衡。葉輪和軸的配合采用H/ h , 安裝葉輪時鍵和鍵槽要正確接觸。對于轉子部分的軸徑允許彎曲不大于0. 013mm , 對于低速軸大彎曲應小于0. 07 mm , 對高速軸大彎曲應小于0. 04 mm。軸套部分與軸的裝配采用H/ h。

對于轉子部分的軸, 檢修后軸徑向跳動不大于0. 013 mm , 軸套不大于0. 02 mm , 葉輪口環不大于0. 04 mm , 葉輪端面跳動不大于0. 23 mm。兩端軸徑不大于0. 02 mm。但對于結構較復雜的離心泵,上述數據根據泵的狀況標準而有所變化。

5 機械密封的檢修

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

轉速 / (r.min -1)徑向跳動允差 / mm轉速 / (r.min-1)徑向跳動允差 / 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量不大于0. 45 mm。應著重說明的是機械密封按要求裝好后, 一定要盤車, 并檢查冷卻水部分是否可靠, 防止轉動后泄漏或損壞機封端面。化工廠所用機泵的機械密封大多為單級、雙級、串聯式密封布置, 但不管哪種密封布置均不能有泄漏現象。

(1) 機泵單級密封布置

機泵單級密封布置如圖3。

單級密封安裝時, 必須保證動、靜環平行, 軸套、軸頸部位不應有毛刺和劃傷。(2) 機泵雙級密封布置機泵雙級密封布置如圖4。雙級布置密封安裝時一定保證定位環尺寸和間隙, 并一次推到位置, O 形環不能脫出凹槽, 否則損壞機封密封面。

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