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《化工设备基础》

机
泵
知
识
专
题

第一部分：泵的基本知识
一． 什么叫泵？
答：通常把提升液体，输送液体或使液体增加压力，即把原动的机械能变为液体能量的机器统称为泵。
二． 泵的分类？
答：泵的用途各不相同
(1)根据原理可分为三大类： 1.容积泵 2.叶片泵 3.其他类型的泵
1. 容积式泵(正排量泵）
包括往复式泵和容积式泵。它们分别由泵内活塞作往复运动或转子作旋转运动而产生挤压作用将液体吸入并压出。前者排液过程是间歇的。常见的往复式泵有各种型式活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。常见回转式泵有外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵、螺杆泵、回转径向柱塞泵、回转轴向柱塞泵、滑片泵罗茨泵及液环泵等。
2.叶片式泵（动力式泵）
由泵内叶片在旋转时产生的离心力作用将液体连续的吸入并压出。叶片式泵包括离心泵、混流泵、轴流泵、部分流泵及旋涡泵。
 3、其它类型泵
包括利用流体静压或流体流体动能来输送液体的流体动力泵。如喷射泵、空气升液器、水锤泵等。另外还有利用电磁力输送液体的电磁泵。
(2)根据泵的用途分类
按泵的用途可分为进料泵、回流泵、塔底泵、循环泵、产品泵、注入泵、排污泵、燃料油泵、润滑油泵和封液泵等。
（3）按所适用的介质分类
分为清水泵、污水泵、泥浆泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、碱泵、冷油泵、热油泵、低温泵等。
首先我们来了解一下离心泵：
三． 离心泵
（1）离心泵的特点？
答：其特点为：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：起动前泵内要灌满液体。液体精度对泵性能影响大，只能用于精度近似于水的液体，流量适用范围：5-20000立方米/时，扬程范围在3-2800米。
（2）离心泵分几类结构形式？各自的特点和用途？
答：1.离心泵按其结构形式分为：立式泵和卧式泵，立式泵的特点为：占地面积少，建筑投入小，安装方便，缺点为：重心高，不适合无固定底脚场合运行。
卧式泵特点：适用场合广泛，重心低，稳定性好，缺点为：占地面积大，建筑投入大，体积大，重量重。例如：立式泵有CFL立式离心泵，DL立式多级泵，潜水电泵。卧式泵有CFW泵、D型多级泵、SH型双吸泵、B型、IH型、BA型、IR型等。
2.按扬程流量的要求并根据叶轮结构组成级数分为：
A.单级单吸泵：泵有一只叶轮，叶轮上一个吸入口，一般流量范围为：5.5-300m2/h，H在8-150米，流量小，扬程低。
B.单级双吸泵：泵为一只叶轮，叶轮上二个吸入口。流量Q在120-20000 m2/h，扬程H在10-110米，流量大，扬程低。
A.单吸多级泵：泵为多个叶轮，第一个叶轮的排出室接着第二个叶轮吸入口，以此类推。
8.什么叫CFL立式泵，其结构特点？
答：CFL立式泵是单级吸离心泵的一种，属立式结构，因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，故取名为CFL立式泵，结构特点：为单级单吸离心泵，进出口相同并在同一直线上，和轴中心线成直交，为立式泵。
9. CFL型立式泵的结构特点及优点？
答：CFL型立式离心泵的结构特点、优越性为：第一：泵为立式结构，电机盖与泵盖联体设计，外形紧凑美观，且占地面积小，建筑投入低，如采用户外型电机则可置于户外使用。第二：泵进出口口径相同，且位于同一中心线，可象阀门一样直接安装在管道上，安装极为简便。第三：巧妙的底脚设计，方便了泵的安装稳固。第四：泵轴为电机的加长轴，解决了常规离心泵与电机轴采用联轴器传动而带来严重的振动问题。泵轴外加装了一个不锈钢套。第五：叶轮直接安装在电机加长轴上，泵在运行时无噪音，电机轴承采用低噪音轴承，从而确保整机运行时噪音很低，大大改善了使用环境。第六：轴封采用机械密封，解决了常规离心泵填料密封带来的严重渗漏问题，密封的静环和动环采用钛合金碳化硅、碳化钨制成，增强了密封的使用寿命，确保了工作场地的干燥整洁。第七泵盖上留有放气孔，泵体下侧和两侧法兰上均设有放水孔及压力表孔，能确保泵的正常使用和维护。第八：独特的结构以致勿需拆下管道系统，只要拆下泵盖螺母即可进行检修，检修极为方便。
（3）离心泵的基本结构
概论:离心泵主要由泵体、叶轮、密封环、旋转轴、轴封箱等部件组成,有些离心泵还装有导轮、诱导轮、平衡盘等。
泵体:即泵的壳体,包括吸入室和压液室。
(1).吸入室:它的作用是使液体均匀地流进叶轮。
(2).压液室:它的作用是收集液体,并把它送入下级叶轮或导向排出管,与此同时降低液体的速度,使动能进一步变成压力能。
压液室有蜗壳和导 轮两种形式。蜗壳因流道做成螺旋形而得名 ,
液体沿螺旋线流动,随着流  道截面的增大而降低速度,使动能变成压力能;导轮常见于分段多级泵,为了使结构简单紧凑,
在一级叶轮和次级叶轮之间的能量转换采用导轮,液体沿导轮规定的流道流至次级叶轮的入口。叶轮:它是离心泵内传递能量给液体的唯一元件,
泵通过它使机械能变成了液体的压力能,使液体的压力提高。叶轮用键固定于轴上，随轴由原动机带动旋转,通过叶片把原动机的能量传给液体。
按照液体流入叶轮的通道分类，可分为：单吸叶轮（在叶轮的一侧有一个入口）和双吸叶轮（液体从叶轮的两侧对称地流到叶轮流道中）。
按照液体相对于旋转轴线的主要流动方向分类，叶轮可分为：径流式叶轮、轴流式叶轮和混流式叶轮。
按照叶轮的结构形式分类，可分为闭式叶轮、开式叶轮和半开式叶轮。闭式叶轮由若干叶片和它们两侧的轮盖和轮盘组成，相邻的两个叶片和轮盖、轮盘所围成的空间即为液体的流道；开式叶轮，只有叶片，没有轮盖和轮盘；半开式叶轮，只在叶片的一侧有轮盘。
轴:它是传递机械能的重要零件,
原动机的扭矩通过它传给叶轮。泵轴是泵转子的主要零件，轴上装有叶轮、轴套、平衡盘等零件。泵轴靠两端轴承支承，在泵中作高速回转，因而泵轴要承载能力大、耐磨、耐腐蚀。泵轴的材料一般选用碳素钢或合金钢并经调质处理。
密封环（口环）密封环是安装在转动的叶轮和静止的泵壳（中段和导叶的组合件）之间的密封装置。其作用是通过控制二者之间间隙的方法，增加泵内高低压腔之间液体流动的阻力，减少泄漏。
 轴套 轴套是用来保护泵轴的，使之不受腐蚀和磨损。必要时，轴套可以更换。
轴封 泵轴和前后端盖间的填料函装置简称为轴封，主要防止泵中的液体泄漏和空气进入泵中，以达到密封和防止进气引起泵气蚀的目的。
轴封的形式一般有三种：即带有骨架的橡胶密封、填料密封和机械密封。
轴向力的平衡装置
（1）轴向力的产生原因
a．叶轮前后两侧因流体压力分布情况不同(轮盖侧压力低,轮盘压力高)引起的轴向力A1,其方向为自叶轮背侧指向叶轮入口。
b.流体流入和流出叶轮的方向和速度不同而产生的动反力A2,其方向与A1相反,所以总轴向力A=A1-A2,方向一般与A1相同(一般A2较小)。
（2）.轴向力的平衡
a.采用双吸式叶轮:叶轮两侧对称,流体从两端吸入,轴向力自动抵消而达到平衡。
b.开平衡孔或装平衡管
A:在叶轮轮盘上相对于吸入口处开几个平衡孔。
B:为避免开平衡孔后,因主流受扰动而增加水力损失,
可设平衡管代替平衡孔,即采用一小管引入口压力至轮盘背侧。
C:采用平衡叶片:在叶轮盘背面铸几条径向筋片,
筋片带动叶轮背面间隙内的流体加速旋转,增大离心力,
从而使叶轮背面压力显著降低。
c.利用止推轴承承受轴向力。一般小型的单吸泵中止推轴承可以承受全部的轴向力，防止泵轴窜动。
（3）.多级离心泵轴向力的平衡:
a.同单级离心泵方法相同
b.对称布置叶轮
c.采用平衡鼓,部分平衡轴向力。
d.采用自动平衡盘,全部自动平衡轴向力。

（4）离心泵的工作原理
答：离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。

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