離心泵:機械工程學術語-中文百科頻道

結構組成

離心泵的基本構造是由六部分組成的分别是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環，填料函。

1、葉輪是離心泵的核心部分，它轉速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的内外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。

2、泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。

3、泵軸的作用是借聯軸器和電動機相連接，将電動機的轉矩傳給葉輪，所以它是傳遞機械能的主要部件。

4、滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的，加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出，太少軸承又要過熱燒壞造成事故！在水泵運行過程中軸承的溫度最高在85度，一般運行在60度左右。

5、密封環又稱減漏環。

6、填料函主要由填料、水封環、填料筒、填料壓蓋、水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵内的水流流到外面來也不讓外面的空氣進入到泵内。始終保持水泵内的真空！當泵軸與填料摩擦産生熱量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷卻！保持水泵的正常運行。所以在水泵的運行巡回檢查過程中對填料函的檢查是特别要注意！在運行600個小時左右就要對填料進行更換。

産品分析

基本構造

離心泵的基本構造是由八部分組成的，分别是：葉輪，泵體，泵蓋，擋水圈，泵軸，軸承，密封環，填料函，軸向力平衡裝置。

1、葉輪是離心泵的核心部分，它轉速高輸出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的内外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。

2、泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。

3、泵軸的作用是借聯軸器和電動機相連接，将電動機的轉矩傳給葉輪，所以它是傳遞機械能的主要部件。

4、軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構件，有滾動軸承和滑動軸承兩種。滾動軸承使用牛油作為潤滑劑加油要适當一般為2/3～3/4的體積太多會發熱，太少又有響聲并發熱！

滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的,加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂失，太少軸承又要過熱燒壞造成事故！在水泵運行過程中軸承的溫度最高在85℃一般運行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有雜質，油質是否發黑，是否進水）并及時處理！

5、密封環又稱減漏環。葉輪進口與泵殼間的間隙過大會造成泵内高壓區的水經此間隙流向低壓區，影響泵的出水量，效率降低！間隙過小會造成葉輪與泵殼摩擦産生磨損。為了增加回流阻力減少内漏，延緩葉輪和泵殼的所使用壽命，在泵殼内緣和葉輪外援結合處裝有密封環，密封的間隙保持在0.25～1.10mm之間為宜。

6、填料函主要由填料，水封環，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵内的水流流到外面來也不讓外面的空氣進入到泵内。始終保持水泵内的真空！當泵軸與填料摩擦産生熱量就要靠水封管注水到水封圈内使填料冷卻！保持水泵的正常運行。所以在水泵的運行巡回檢查過程中對填料函的檢查是特别要注意！在運行600個小時左右就要對填料進行更換。

7、軸向力平衡裝置在離心泵運行過程中，由于液體是在低壓下進入葉輪，而在高壓下流出，使葉輪兩側所受壓力不等，産生了指向入口方向的軸向推力，會引起轉子發生軸向竄動，産生磨損和振動，因此應設置軸向推力軸承，以便平衡軸向力。

分類

一、按葉輪數目來分類

1、單級泵：即在泵軸上隻有一個葉輪。

2、多級泵：即在泵軸上有兩個或兩個以上的葉輪，這時泵的總揚程為n個葉輪産生的揚程之和。

二、按工作壓力來分類

1、低壓泵：壓力低于100米水柱；

2、中壓泵：壓力在100~650米水柱之間；

3、高壓泵：壓力高于650米水柱。

三、按葉輪吸入方式來分類

1、單側進水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上隻有一個進水口；

2、雙側進水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側都有一個進水口。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。

四、按泵殼結合來分類

1、水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結合縫。

2、垂直結合面泵：即結合面與軸心線相垂直。

五、按泵軸位置來分類

1、卧式泵：泵軸位于水平位置。

2、立式泵：泵軸位于垂直位置。

六、按葉輪出方式分類

1、蝸殼泵：水從葉輪出來後，直接進入具有螺旋線形狀的泵殼。

2、導葉泵：水從葉輪出來後，進入它外面設置的導葉，之後進入下一級或流入出口管。

七、按安裝高度分類

1、自灌式離心泵：泵軸低于吸水池池面，啟動時不需要灌水，可自動啟動。

2、吸入式離心泵（非自灌式離心泵）：泵軸高于吸水池池面。啟動前，需要先用水灌滿泵殼和吸水管道，然後驅動電機，使葉輪高速旋轉運動，水受到離心力作用被甩出葉輪，葉輪中心形成負壓，吸水池中水在大氣壓作用下進入葉輪，又受到高速旋轉的葉輪作用，被甩出葉輪進入壓水管道。

另外，根據用途也可進行分類，如油泵、水泵、凝結水泵、排灰泵、循環水泵等。

特點

按吸入方式

單吸泵液體從一側流入葉輪，存在軸向力

雙吸泵液體從兩側流入葉輪，不存在軸向力，泵的流量幾乎比單吸泵增加一倍

按級數

單級泵泵軸上隻有一個葉輪

多級泵同一根泵軸上裝兩個或多個葉輪，液體依次流過每級葉輪，級數越多，揚程越高

按泵軸方位

卧式泵軸水平放置

立式泵軸垂直于水平面

按殼體型式

分段式泵殼體按與軸垂直的平面部分，節段與節段之間用長螺栓連接

中開式泵殼體在通過軸心線的平面上剖分

蝸殼泵裝有螺旋形壓水室的離心泵，如常用的端吸式懸臂離心泵

透平式泵裝有導葉式壓水室的離心泵

特殊結構

管道泵泵作為管路一部分，安裝時無需改變管路

潛水泵泵和電動機制成一體浸入水中

液下泵泵體浸入液體中

屏蔽泵葉輪與電動機轉子聯為一體，并在同一個密封殼體内，不需采用密封結構，屬于無洩漏泵

磁力泵除進、出口外，泵體全封閉，泵與電動機的聯結采用磁鋼互吸而驅動

自吸式泵泵啟動時無需灌液

高速泵由增速箱使泵軸轉速增加，一般轉速可達10000r/min以上，也可稱部分流泵或切線增壓泵立式筒型泵進出口接管在上部同一高度上，有内、外兩層殼體，内殼體由轉子、導葉等組成，外殼體為進口導流通道，液體從下部吸入。

使用

泵的試運轉應符合下列要求

①驅動機的轉向應與泵的轉向相同；

②查明管道泵和共軸泵的轉向；

③各固定連接部位應無松動，各潤滑部位加注潤滑劑的規格和數量應符合設備技術文件的規定；

④有預潤滑要求的部位應按規定進行預潤滑；

⑤各指示儀表，安全保護裝置均應靈敏，準确，可靠；

⑥盤車應靈活，無異常現象；

⑦高溫泵在試運轉前應進行泵體預熱，溫度應均勻上升，每小時溫升不應大于50℃；泵體表面與有工作介質進口的工藝管道的溫差不應大于40℃；

⑧設置消除溫升影響的連接裝置，設置旁路連接裝置提供冷卻水源。

離心泵操作時應注意以下幾點

①禁止無水運行，不要調節吸入口來降低排量，禁止在過低的流量下運行；

②監控運行過程，徹底阻止填料箱洩漏，更換填料箱時要用新填料；

③确保機械密封有充分沖洗的水流，水冷軸承禁止使用過量水流；

④潤滑劑不要使用過多；

⑤按推薦的周期進行檢查。建立運行記錄，包括運行小時數，填料的調整和更換，添加潤滑劑及其他維護措施和時間。對離心泵抽吸和排放壓力，流量，輸入功率，洗液和軸承的溫度以及振動情況都應該定期測量記錄。

⑥離心泵的主機是依靠大氣壓将低處的水抽到高處的，而大氣壓最多隻能支持約10.3m的水柱，所以離心泵的主機離開水面12米無法工作。

維護

離心泵機械密封失效的分析

離心泵停機主要是由機械密封的失效造成的。失效的表現大都是洩漏，洩漏原因有以下幾種：

①動靜環密封面的洩漏，原因主要有：端面平面度，粗糙度未達到要求，或表面有劃傷；端面間有顆粒物質，造成兩端面不能同樣運行；安裝不到位，方式不正确。

②補償環密封圈洩漏，原因主要有：壓蓋變形，預緊力不均勻；安裝不正确；密封圈質量不符合标準；密封圈選型不對。

實際使用效果表明，密封元件失效最多的部位是動，靜環的端面，離心泵機封動，靜環端面出現龜裂是常見的失效現象，主要原因有：

①安裝時密封面間隙過大，沖洗液來不及帶走摩擦副産生的熱量；沖洗液從密封面間隙中漏走，造成端面過熱而損壞。

②液體介質汽化膨脹，使兩端面受汽化膨脹力而分開，當兩密封面用力貼合時，破壞潤滑膜從而造成端面表面過熱。

③液體介質潤滑性較差，加之操作壓力過載，兩密封面跟蹤轉動不同步。例如高轉速泵轉速為20445r/min，密封面中心直徑為7cm，泵運轉後其線速度高達75m/s，當有一個密封面滞後不能跟蹤旋轉，瞬時高溫造成密封面損壞。

④密封沖洗液孔闆或過濾網堵塞，造成水量不足，使機封失效。

另外，密封面表面滑溝，端面貼合時出現缺口導緻密封元件失效，主要原因有：

①液體介質不清潔，有微小質硬的顆粒，以很高的速度滑人密封面，将端面表面劃傷而失效。

②機泵傳動件同軸度差，泵開啟後每轉一周端面被晃動摩擦一次，動環運行軌迹不同心，造成端面汽化，過熱磨損。

③液體介質水力特性的頻繁發生引起泵組振動，造成密封面錯位而失效。

液體介質對密封元件的腐蝕，應力集中，軟硬材料配合，沖蝕，輔助密封0形環，V形環，凹形環與液體介質不相容，變形等都會造成機械密封表面損壞失效，所以對其損壞形式要綜合分析，找出根本原因，保證機械密封長時間運行。

離心泵停止運轉後的要求

①離心泵停止運轉後應關閉泵的人口閥門，待泵冷卻後再依次關閉附屬系統的閥門。

②高溫泵停車應按設備技術文件的規定執行，停車後應每偏20一30min盤車半圈，直到泵體溫度降至50℃為止。

③低溫泵停車時，當無特殊要求時，泵内應經常充滿液體；吸入閥和排出閥應保持常開狀态；采用雙端面機械密封的低溫泵，液位控制器和泵密封腔内的密封液應保持泵的灌漿壓力。

④輸送易結晶，易凝固，易沉澱等介質的泵，停泵後應防止堵塞，并及時用清水或其他介質沖洗泵和管道。⑤排出泵内積存的液體，防止鏽蝕和凍裂。

離心泵的保管

①尚未安裝好的泵在未上漆的表面應塗複一層合适的防鏽劑，用油潤滑的軸承應該注滿适當的油液，用脂潤滑的軸承應該僅填充一種潤滑脂，不要使用混合潤滑脂。

②短時間泵人幹淨液體，沖洗，抽吸管線，排放管線，泵殼和葉輪，并排淨泵殼，抽吸管線和排放管線中的沖洗液。

③排淨軸承箱的油，再加注幹淨的油，徹底清洗油脂并再填充新油脂。

④把吸人口和排放口封起來，把泵貯存在幹淨，幹燥的地方，保護電機繞組免受潮濕，用防鏽液和防蝕液噴射泵殼内部。

⑤泵軸每月轉動一次以免凍結，并潤滑軸承。

啟動

離心泵啟動前的準備工作

a.離心泵啟動前檢查

潤滑油的名稱、型号、主要性能和加注數量是否符合技術文件的要求；

軸承潤滑系統、密封系統和冷卻系統是否完好，軸承的油路、水路是否暢通；

盤動泵的轉子1～2轉，檢查轉子是否有摩擦或卡住現象；

在聯軸器附近或皮帶防護裝置等處，是否有妨礙轉動的雜物；

泵、軸承座、電動機的基礎地腳螺栓是否松動；

泵工作系統的閥門或附屬裝置均應處于泵運轉時負荷最小的位置，應關閉出口調節閥；

點動泵，看其葉輪轉向是否與設計轉向一緻，若不一緻，必需使葉輪完全停止轉動後，調整電動機接線後，方可再啟動。

b.離心泵充水

水泵在啟動以前，泵殼和吸水管内必須先充滿水，這是因為有空氣存在的情況下，泵吸入口真空無法形成和保持。

c.離心泵暖泵

輸送高溫液體的多級離心泵，如電廠的鍋爐給水泵，在啟動前必須先暖泵。這是因為給水泵在啟動時，高溫給水流過泵内，使泵體溫度從常溫很快升高到100～200℃，這會引起泵内外和各部件之間的溫差，若沒有足夠長的傳熱時間和适當控制溫升的措施，會使泵各處膨脹不均，造成泵體各部分變形、磨損、振動和軸承抱軸事故。

注意的事項

離心泵是一種葉片泵，依靠旋轉的葉輪在旋轉過程中，由于葉片和液體的相互作用，葉片将機械能傳給液體，使液體的壓力能增加，達到輸送液體的目的。離心泵的啟動要注意四點：

①離心泵泵在一定轉速下所産生的揚程有一限定值。工作點流量和軸功率取決于與泵連接的裝置系統的情況(位差、壓力差和管路損失)。揚程随流量而改變。

②工作穩定，輸送連續,流量和壓力無脈動。

③一般無自吸能力,需要将泵先灌滿液體或将管路抽成真空後才能開始工作。

④離心泵在排出管路閥門關閉狀态下啟動，旋渦泵和軸流泵在閥門全開狀态下啟動，以減少啟動功率。

因為離心泵是靠葉輪離心力形成真空的吸力把水提起，所以，離心泵啟動時，必須先把閘閥關閉，灌水。水位超過葉輪部位以上，排出離心泵中的空氣，才可啟動。啟動後，葉輪周圍形成真空，把水向上吸，其閘閥可自動打開，把水提起。因此，必須先閉閘閥。

振動分析

離心泵的的轉子不平衡與不對中。這個問題在離心泵的振動問題中所占比例較大，約為80%的比例。造成離心泵轉子不平衡的原因：材料阻止不均勻、零件結構不合格，造成轉子質量中心線與轉軸中心線不重合産生偏心據形成的不平衡。校正離心泵的轉子不平衡又可分為兩。靜平衡與動平衡，一般也稱為單面平衡和雙面平衡。其區别就是：單面平衡是在一個校正面進行校正平衡，而雙面平衡是在兩個校正面上進行校正。

安裝原因：基礎螺栓松脫、校調的水平度沒有調整好，在離心泵工作之前，要檢查一下其基礎螺栓是否有松動的現象，以及離心泵的安裝是否水平。這些也會造成離心泵在工作的時候發生振動的情況

離心泵内有異物。在離心泵工作之前，要檢查下泵内部，由于長期使用，在離心泵的内部可能存在一些例如水中的雜草等異。

由于長時間的使用造成離心泵内部的氣蝕穿孔。

離心泵的設計方面存在不合理的情況，例如零件大小尺寸等問題。不過這種情況相對較少。離心泵在出場之前，都會在車間内部進行多次的檢測工作，以保證出廠離心泵的合格率。

主要性能

離心泵功率與效率

泵在運轉過程中由于存在種種損失，使泵的實際（有效）壓頭和流量均較理論值為低，而輸入泵的功率較理論值為高，設

H______泵的有效壓頭，即單位量液體在重力場中從泵獲得的能量，m；

Q______泵的實際流量，m3/s；

ρ______液體密度，kg/m3；

Ne______泵的有效功率，即單位時間内液體從泵處獲得的機械能，W。

有效功率可寫成Ne=QHρg

由電機輸入離心泵的功率稱為泵的軸功率，以N表示。有效功率與軸功率之比定義為泵的總效率η，即

η=Ne/N

泵内損失

離心泵内的各種損失有：

（1）容積損失

由于泵的洩漏所造成的損失稱為容積損失。無容積損失時泵的功率與有容積損失時泵的功率之比稱為泵的容積效率ηv。

（2）水力損失

流體流過葉輪、泵殼時，流速大小和方向的改變以及逆壓強梯度的存在引起了環流和旋渦，造成了能量損失，這種損失稱為水力損失。額定流量下離心泵的水力效率ηh一般為0.8到0.9。

（3）機械損失

高速轉動的葉輪與液體間的摩擦以及軸承、軸封等處的機械摩擦造成的損失稱為機械損失。機械效率ηM一般為0.96到0.99。

注意：

1、在離心泵的銘牌上标明的主要性能參數是以20℃清水作實驗在最高效率條件下測得的數值。

2、了解并熟練掌握特性曲線中各曲線的含義及使用條件，注意最高效率區的範圍（η=92%ηmax）及用途。

醫學應用

2012年2月，美國醫生比利·科恩（BillyCohn）和巴德·弗朗茨（BudFrazier）成功地為一名垂死的患者安裝了一台人工裝置（離心泵）以替代其心髒功能。

病人在手術之後，病人的心髒被“機器”替代，血液繼續在他的體内循環流動。然而當醫生們用聽診器聽他的胸腔時，卻聽不到心跳聲，有的隻是輕微的嗡嗡聲而已。因此如果按照傳統的醫學分析方法，這位病人已經沒有心跳，因而已經死亡了。這是一個例證，證明人體的生理系統是可以沒有脈搏而維持正常運行的。同時也證明了：即便沒有心髒，一個人也能依靠其他替代手段存活。

優點

緊湊式結構

寬範圍流量和揚程範圍寬

适用于輕度腐蝕性液體液體

多種控制選擇

流量均勻、運轉平穩、振動小。不需要特别減震的基礎。

設備安裝、維護檢修費用較低。

技術參數

流量

揚程

泵送液體溫度範圍

系統承壓

軸功率

應用範圍

液體輸送

冷卻系統

工業清洗系統

水産養殖場

施肥系統

計量系統

工業設備

離心泵可廣泛用于電力、冶金、煤炭、建材等行業輸送含有固體顆粒的漿體。如火電廠水力除灰、冶金選礦廠礦漿輸送、洗煤廠煤漿及重介輸送等。離心泵工作時，泵需要放在陸地上，吸水管放在水中，還需要灌泵啟動。泥漿泵和液下離心泵由于受到結構的限制，工作時電機需要放在水面之上，泵放入水中，因此必須固定，否則，電機掉到水中會導緻電機報廢。而且由于長軸長度一般固定，所以泵安裝使用較麻煩，應用的場合受到很多的限制。