离心泵的工作原理和主要部件
一、离心泵的工作原理
1 离心泵的工作原理
叶轮安装在泵壳2内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液体吸入4与吸入管5连接。液体经底阀6和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。
在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。
2 气缚现象
当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。
为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或防碍泵的正常操作。
二、离心泵的主要部件
主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。
1 叶轮
叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。
叶轮一般有6~12片后弯叶片。
叶轮有开式、半闭式和闭式三种。
开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。
离心泵基础知识
一、泵的概念
通常把提升液体、输送液体和使液体增加压力的机器统称为泵.
二、泵的分类
根椐泵作用原理，泵可分为以下三大类：
（一）容积泵
利用工作室容积周期性变化来输送液体，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、滑板泵、螺杆泵等.
（二）叶片泵
利用叶片和液体相互作用来输送液体，如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等.
（三）其它类型泵
包括只改变液体位能的泵，如水车等；利用流体能量来输送液体的泵，如射流泵、水锤、酸蛋等.
在以上泵中，离心泵使用最广泛也是数量最多.
三、离心泵
(一)离心泵使用条件及优缺点比较.
使用条件：流量在5~20000M3/h、扬程在8~2800米的范围内使用离心泵比较合适.
离心泵的优点：转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、性能平稳、容易操作和维修等.
离心泵缺点：启动前需灌泵排气，输送粘度高介质时效率下降严重.
离心泵使用范围：最大极限：η=0.45ηw,建议使用极限为η=0.7ηw(ηw为离心泵在输送常温清水时的效率)
(二)离心泵主要零部件
1、叶轮：叶轮是将原动机的能量传递给液体的零件，液体经叶轮后能量增加.叶轮由前盖板、后盖板、叶片和轮毂组成.叶轮分开式叶轮、半开式叶轮、开式叶轮三种.
2、吸入室：吸入室的作用是使液体以最小的损失均匀进入叶轮.，吸入室主要分三种结构型式：锥形吸入室、圆环形吸入室和半螺旋形吸入室.
3、压出室：压出室的作用是以最小的损失，将从叶轮中流出的液体收集起来，均匀地引至泵的吐出口或次级叶轮，在过程中还将一部份动能转变为压力能.压出室主要有以下几种结构型式：螺旋形蜗室、环形压出室、径向导叶、流道式导叶和扭曲叶片式导叶等.
4、密封环：密封环的作用，为减少高压区液体向低压区流动.
5、轴封机构：轴封作用：减少有压力的液体向外流出和防止空气进入泵内.结构型式有骨架橡胶密封、填料密封、机械密封和浮动环密封.
6、轴向力平衡机构：作用：平衡泵在运行中轴向力。
图2-1 离心泵活页轮 2-2 离心泵
离心泵结构简单,操作容易,流量均匀,调节控制方便,且能适用于多种特殊性质物料,因此离心泵是化工厂中最常用的液体输送机械;近年来,离心泵正向着大型化、高转速的方向发展;
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理
一、离心泵的主要部件
1．叶轮
叶轮是离心泵的关键部件,它是由若干弯曲的叶片组成;叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体,提高液体的动能和静压能;
根据叶轮上叶片的几何形式,可将叶片分为后弯、径向和前弯叶片三种,由于后弯叶片可获得较多的静压能,所以被广泛采用;
叶轮按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式即敞式三种,如图2-1所示;在叶片的两侧带有前后盖板的叶轮称为闭式叶轮c图；在吸入口侧无盖板的叶轮称为半闭式叶轮b图；在叶片两侧无前后盖板,仅由叶片和轮毂组成的叶轮称为开式叶轮a图;由于闭式叶轮宜用于输送清洁的液体,泵的效率较高,一般离心泵多采用闭式叶轮;
叶轮可按吸液方式不同,分为单吸式和双吸式两种;单吸式叶轮结构简单,双吸式从叶轮两侧对称地吸入液体见教材图2－3;双吸式叶轮不仅具有较大的吸液能力,而且可以基本上消除轴向推力;
2．泵壳
泵体的外壳多制成蜗壳形,它包围叶轮,在叶轮四周展开成一个截面积逐渐扩大的蜗壳形通道见图2－2;泵壳的作用有：①汇集液体,即从叶轮外周甩出的液体,再沿泵壳中通道流过,排出泵体；②转能装置,因壳内叶轮旋转方向与蜗壳流道逐渐扩大的方向一致,减少了流动能量损失,并且可以使部分动能转变为静压能;
若为了减小液体进入泵壳时的碰撞,则在叶轮与泵壳之间还可安装一个固定不动的导轮见教材图2-4中3;由于导轮上叶片间形成若干逐渐转向的流道,不仅可以使部分动能转变为静压能,而且还可以减小流动能量损失;
注意：离心泵结构上采用了具有后弯叶片的叶轮,蜗壳形的泵壳及导轮,均有利于动能转换为静压能及可以减少流动的能量损失;
3．轴封装置
离心泵知识测试题
-------本试卷为闭卷试题
姓名： 工号： 分数：
一. 判断题（20分）
1、离心泵依靠旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能。（ ）
2、立式泵的特点为：占地面积少，安装方便，重心低；缺点为：不适合无固定底脚场合运行。（ ）
3、离心泵启动时，泵的出口管路内还没水，因此还不存在管路阻力和提升高度阻力，在泵启动后，泵扬程很低，流量很大，此时泵电机（轴功率）输出很大（据泵性能曲线），很容易超载，就会使泵的电机及线路损坏，因此启动时要关闭出口阀，才能使泵正常运行。（ ）
4、DL立式泵其进出口在同一直线上，且进出口相同，仿似一段管道，可安装在管道的任何位置。（ ）
5、离心泵叶轮的形式有封闭式、半开式和开式叶轮三种。（ ）
6、分段式多级离心泵都装有导叶，导叶的作用是改变叶轮出口处高速液流的方向，并将液流均匀地输入下一级叶轮入口处。（ ）
7、离心泵吸入室的作用为引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的流速尽可能均匀的分布。（ ）
8、单级泵双吸叶轮可完全消除轴向推力。（ ）
9、多级离心泵第二级没有汽蚀现象发生。（ ）
10、离心泵的性能曲线是在转速固定情况下的曲线。（ ）
二. 填空题（30分）
1、离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的 传递给液体能量。
2、离心泵的特点有转速高，体积小，重量轻，效率高，流量大，结构简单，性能平稳，容易操作和维修；其不足是：起动前要在泵内 。
3、离心泵按其结构形式分为： 和 。
4、离心泵主要由 、轴、 、导叶、 、轴承、 、轴向推力装置等组成。
5、半开式、开式叶轮一般在输送 的液体时，才采用。
