离心泵的构造与工作原理

更新于 2026年10月10日 版权声明
一、离心泵的构造与工作原理

(一)单级单吸离心泵的构造

属于单级单吸离心泵类型的主要有IS型泵。IS型泵的构造主要由泵体、叶轮、减漏环、泵轴、轴封装置等组成。

1.泵体

泵体的作用是汇集由叶轮甩出的水并导向出水管,降低水流速度使部分动能转化成压能。泵体一般用铸铁制成,离心泵的泵体流道为蜗壳形。

2.叶轮

叶轮的作用是将动力机的机械能传给水,转变成水的动能和压能,是决定水泵性能好坏的一个最主要的零件。离心泵的叶轮一般用铸铁制成,有些小型泵叶轮采用塑料制造。用于抽清水的叶轮采用封闭式,抽含有杂质液体的叶轮采用半封闭式或敞开式。

3.减漏环

减漏环又称口环或密封环,其作用是使叶轮与泵体之间保持较小间隙,以减少高压水的回流损失,磨损后只需更换减漏环即可。

减漏环是一个铸铁圆环,压装在叶轮进口与泵体配合处的泵体上,并用平头螺钉定位(有的泵不用螺钉)。一般小口径(100毫米以下)低扬程IS型泵只在泵体或泵盖上装有减漏环,但口径较大和扬程较高的叶轮上有平衡孔的水泵,在叶轮配合处的后盖上也装有减漏环。

4.泵轴

泵轴是传递动力的零件,用优质碳素钢制成,由托架内的单列向心球轴承支承,用黄油润滑。轴的一端固定叶轮,另一端装有联轴器或皮带轮。有些离心泵的轴,在与填料配合处装有轴套,以免泵轴磨损。

5.轴封装置(https://www.daowen.com)

轴封装置的作用是密封泵轴穿过泵壳处的间隙,防止空气进入泵内和阻止压力水从泵内大量泄漏出来。农用泵的轴封装置有机械密封、填料密封、黄油密封、骨架橡胶密封等。

(1)机械密封:由于机械密封是端面密封,磨损后能自动补偿,故密封性能好,使用寿命长,但结构复杂、成本高,安装也麻烦。常用于密封要求高的潜水电泵和自吸泵。

(2)填料密封:该装置由填料箱、填料、水封环、填料压盖和挡套等组成。填料箱对于后开门的水泵是后盖的一部分,对于前开门的水泵是泵体的一部分。填料一般采用浸透石墨或黄油的石棉绳,断面呈方形,装于填料箱内的泵轴或轴套上。水封环为一中部有凹槽、周围钻有小孔的金属或塑料圆环,一般装于填料的中部并对准泵后盖(或泵体)压力水的通道口,以便引入压力水,起润滑和冷却泵轴的作用。填料压盖用于调节填料的松紧程度,根据经验,一般从填料箱内每分钟滴30—50滴水为适宜。

(3)黄油密封:通过黄油杯给槽形轴套压入适量的黄油,在轴套与填料箱间形成油环,起到密封作用。为了防止黄油漏出和吸入泵内,在轴套两端各加1—2圈石棉填料。黄油密封具有加注方便并能润滑泵轴的优点,减小了摩擦损失,避免了更换填料的麻烦。但由于黄油遇水后易变稀,而被吸入泵内和被水冲走,所以需要经常加注,否则将失去密封作用。

(4)骨架橡胶密封:该密封装置结构简单,体积小,可缩短泵轴尺寸,密封效果也较好,但对泵轴精度和安装要求则较高,且寿命也较短,所以小型泵用得较多,大型泵则少用。

(二)离心泵的工作原理

由于离心泵一般安装在离水源水面有一定高度的地方,因此它的工作是先把水吸上来,再将水压出去。也就是说,它是由吸水和压水两个过程组成的。下面我们来分析它的吸水和压水原理。

离心泵的主要工作部件叶轮安装在蜗壳形泵壳内,工作时由动力机通过泵轴驱动高速旋转。泵壳上有进、出水口,吸水管和压水管分别与之相连。开泵前,先使吸水管和泵壳内充满水。启动后,由于叶轮高速旋转产生离心力,叶轮里的水被叶片甩向四周,向压水管流动。水甩出后,叶轮中心附近出现真空,在水源水面大气压力作用下,水源的水沿吸水管被吸入叶轮内部。这时由于叶轮继续将水甩出,泵壳槽道内的压力也就逐渐升高,直至将水由压水管出口压出。如此循环工作,水泵不断吸水、压水,水源的水就被源源不断地输送到高处。

由于离心泵靠大气压力和泵内压力差吸水,我们可以得出以下结论。

(1)在叶轮高于水源水面工作(即具有吸程)情况下,离心泵启动前,必须先向泵内(包括吸水管)灌水,或用真空泵抽气,以排除空气,否则因叶轮中心处形成的低压与大气压力之间的压力差,不足以吸入水源中的水,因而达不到抽水的目的。同时泵壳和吸水管必须严格密封,不得漏气和积聚空气。

(2)叶轮中心处的压力越低,水泵吸水的高度越大。由于大气压力值为98千帕,约相当于10米水柱高,而叶轮中心处的压力不可能降为零,再加上进水管路的损失等因素的影响,一般离心泵的最大吸水高度只能达到8米左右,并且与当地海拔高度有关。

(3)水流输送高度的大小,与泵内水流压力的大小有关,而压力的大小与叶轮的直径和旋转速度有关。在一定的转速条件下,叶轮直径越大,泵内产生的压力越大,水流输送的高度就越高;反之则低。对于同一台水泵,叶轮直径是一定的,当转速高时,输送的高度大;当转速低时,输送的高度小。

↑上一章 ↓下一章
关注公众号获取验证码
复制内容需要验证码(7.99元/天)