一、葉輪和壓出室二、密封裝置離心泵的結構三、軸向力1一、葉輪和壓出室二、密封裝置離心泵的結構三、軸向力1一、葉輪和壓出室1.葉輪[Impeller]閉式半開式開式2一、葉輪和壓出室1.葉輪[Impeller]閉式半開式開式雙側吸入式單側吸入式大流量泵常采用雙吸式葉輪，主要是為了限制進口流速，提高抗汽蝕能力。3雙側吸入式單側吸入式大流量泵常采用雙吸式葉輪，主要是為了限制2.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體，將液體引向泵的出口或下一級，并使液體流速降低，將大部分動能轉換為壓力能。渦殼和導輪(1)渦殼渦殼由螺線形蝸室和擴壓管構成。A處為泵舌，O處為基圓，基圓直徑(渦殼內徑)為1.05~1.08倍葉輪外徑，二者差為徑向間隙，影響效率和性能。42.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體2.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體，將液體引向泵的出口或下一級，并使液體流速降低，將大部分動能轉換為壓力能。渦殼和導輪(1)渦殼液體離開葉輪后動量矩不變，cuR=常數，所以蝸室截面上cu與R成反比，壓力隨R增大而增加，所以在渦殼中以將部分動能轉換成壓力能。52.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體2.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體，將液體引向泵的出口或下一級，并使液體流速降低，將大部分動增轉換為壓力能。渦殼和導輪(1)渦殼擴壓管是漸擴截面，將大部分動能轉換成壓力能。擴散角6~8。排出管徑為0.7~1.0倍吸入管徑，低壓泵取1，高壓泵取<1。62.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體(2)導輪多級離心泵采用導輪做能量轉換裝置，因為導輪制造相對方便。導輪由圓環(huán)形蓋板及4~8片導葉和后蓋板的反導葉構成。導葉數與葉輪葉片數互為質數，以防共振，導葉外徑為葉輪外徑1.3~1.5倍。7(2)導輪多級離心泵采用導輪做能量轉換裝置，因為導輪制造相船舶輔機第3章離心泵[CentrifugalPump](2)導輪BH是螺旋角為常數的對數螺線，平順地收集液體；HC以后是擴壓段，液體再經環(huán)形空間進入反導葉間流道。8船舶輔機第3章離心泵[CentrifugalPum渦殼泵在非設計工況及車削葉輪后效率變化小，高效率工作區(qū)寬，水力性能完善，但內表面不能加工，鑄造精度和光潔度不宜保證。渦殼泵在非設計工況會產生不平衡徑向力。單級泵多為渦殼泵，多級泵渦殼式和導輪式都有(3級以上的泵各級能量轉換裝置多為導輪式)。9渦殼泵在非設計工況及車削葉輪后效率變化小，高效率工作區(qū)寬，水二、密封裝置1.密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼2-葉輪作用：葉輪進口處的徑向間隙對容積效率影響最大。使用密封環(huán)可使泵殼和葉輪進口處的徑向間隙很小，磨損后容易修復。密封環(huán)多為銅合金，也有不銹鋼或酚醛樹脂等。葉輪—動環(huán)、泵殼—靜環(huán)，可成對使用，或只設靜環(huán)。10二、密封裝置1.密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼2-葉輪作用：葉二、密封裝置1.密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼2-葉輪密封環(huán)有平環(huán)、曲徑環(huán)兩種。平環(huán)使用較多，可用銅套自己加工(車床)。曲徑環(huán)多用于壓頭較高的離心泵，密封效果好。密封環(huán)間隙應符合要求，安裝時用涂紅鉛油方法檢查是否摩擦。11二、密封裝置1.密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼2-葉輪密封環(huán)有2.軸封[ShaftSealing]作用：防止泵內液體通過泵軸和泵殼間隙外漏；防止空氣漏入引起噪聲和振動。(1)機械密封122.軸封[ShaftSealing]作用：防止泵內液體通(2)填料密封填料是由植物纖維、人造纖維、石棉纖維等的編制物或以有色金屬為基體，輔以浸漬材料或充填材料制成的繩狀物，常見的是方形截面的石棉盤根。一般<0.5MPa時3~4圈，0.5~1MPa時4~5圈。填料密封應該適當泄漏，不超過60滴/分鐘，可通過軸封壓蓋調整壓緊度。13(2)填料密封填料是由植物纖維、人造纖維、石棉纖維等的編制(3)帶水封環(huán)的填料密封填料密封內腔的壓力低于大氣壓或略高于大氣壓時，采用帶水封環(huán)的填料密封。水封環(huán)由斷面呈H形的兩個半圓構成，安裝在軸封殼上水封管位置，壓力水沿泵軸向兩端滲出。作用：可以防止空氣漏入，對泵軸和填料潤滑、冷卻。14(3)帶水封環(huán)的填料密封填料密封內腔的壓力低于大氣壓或略高密封水壓力比密封腔壓力略高(高0.05~0.1MPa)，又不致將填料的潤滑劑沖走。輸送清潔液體排出口液體作為水封水液體含雜質過濾后引入水封管出口壓力<0.05MPa從其它地點引水輸送油液用中性密封油15密封水壓力比密封腔壓力略高(高0.05~0.1MPa)，又不三、軸向力及平衡方法在密封環(huán)半徑以外葉輪兩側壓力對稱。在密封環(huán)半徑以內，產生指向吸入口的軸向力。Hi—單級揚程可見，軸向力與密封環(huán)半徑、工作揚程、液體密度有關，與泵的流量無關。此外，液體在葉輪進口從軸向變?yōu)閺较蛄鲃訒r，會產生與FA方向相反的軸向力。單側吸入懸臂式泵還有進口壓力作用的與FA方向相反的軸向力，立式泵還有重力引起的軸向力。16三、軸向力及平衡方法在密封環(huán)半徑以外葉輪兩側壓力對稱。在密封軸向力平衡方法1.止推軸承法2.平衡孔或平衡管法3.雙吸葉輪或葉輪對稱布置法4.平衡盤法17軸向力平衡方法1.止推軸承法2.平衡孔或平衡管法3.雙1.止推軸承法使用止推軸承，但只能承受部分軸向推力。小型泵單獨使用，大型泵用作補充手段，承受部分推力，并軸向定位。181.止推軸承法使用止推軸承，但只能承受部分軸向推力。小型泵2.平衡孔或平衡管法使用這兩種方法的泵具有前后密封環(huán)。平衡孔法的葉輪后蓋板開平衡孔。在后密封環(huán)以內，前后壓力基本相等。缺點：容積效率和水力效率降低。平衡管法的葉輪后蓋板不開平衡孔，將后密封環(huán)之內的液體用泵體外的平衡管引回葉輪吸入口。特點：容積效率降低，但水力效率不降低。192.平衡孔或平衡管法使用這兩種方法的泵具有前后密封環(huán)。平衡3.雙吸葉輪或葉輪對稱布置法雙吸葉輪兩側壓力平衡，多用于大流量泵。多級離心泵各級揚程一般相等，葉輪為偶數時，葉輪對稱布置，即可平衡軸向力。該兩種方法實際上不能完全平衡軸向力，仍需要止推軸承法承受剩余的不平衡軸向力。203.雙吸葉輪或葉輪對稱布置法雙吸葉輪兩側壓力平衡，多用于大4.平衡盤法平衡板2固定于泵殼，平衡盤1用鍵固定于泵軸并與泵軸一起轉動。pA>pB，pC吸入壓力，平衡盤受力(平衡力)為：(pB-pC)S，方向向右，與葉輪軸向力方向相反。1231-平衡盤2-平衡板3-平衡套揚程變化導致葉輪軸向力變化時，平衡力與之適應：揚程增加，軸向力>平衡力，轉動組件左移，b2減小，pB增加，逐漸使(pB-pC)S等于軸向力而達到新平衡位置。轉動組件會軸向移動，不能使用止推軸承，而使用滑動軸承。214.平衡盤法平衡板2固定于泵殼，平衡盤1用鍵固定于泵軸并與問題：1.設平衡盤的離心泵工作壓力減小后平衡盤的(軸向、徑向)間隙(增大、減小)。2.離心泵關小排出閥時，其軸向力(增大、減小)。3.離心泵開大旁通閥時，其軸向力(增大、減小)。22問題：1.設平衡盤的離心泵工作壓力減小后平衡盤的(軸向、徑渦殼泵設計工況液流不會撞擊渦室，葉輪周圍壓力均勻，葉輪不產生液壓徑向力。但渦殼泵在非設計工況將產生液壓徑向力。四、徑向力u:圓周速度:相對速度c:絕對速度2c2r2u2c2小于額定流量（流量大小通過c2r反映出來）小于額定流量時，渦室內流速(c2r)降低，但絕對速度(c2)增大，方向也變化，所以液體撞擊渦室，使流速下降，部分動能轉換為壓力能，在葉輪上產生徑向力R，與泵舌方向90。c2c2r23渦殼泵設計工況液流不會撞擊渦室，葉輪周圍壓力均勻，葉輪不產生渦殼泵設計工況液流不會撞擊渦室，葉輪周圍壓力均勻，葉輪不產生徑向力。四、徑向力u:圓周速度:相對速度c:絕對速度2c2r2u2c2大于額定流量大于額定流量時，渦室內流速(c2r)增大，葉輪出口速度(c2)小于渦室中流速，液體撞擊，渦室的液體付出能量，葉輪上產生徑向力R，與泵舌方向270。c2c2rc2r24渦殼泵設計工況液流不會撞擊渦室，葉輪周圍壓力均勻，葉輪不產生大于額定流量此外，渦室中壓力分布不均，葉輪各處流量不同(壓力大，流量小)，導致作用在葉輪上的動反力T不同，渦室壓力小處動反力大。動反力是葉輪出口速度反方向的作用力，所以動反力的合力方向為R方向逆轉90。小于額定流量流量偏離額定流量越大、揚程越高、葉輪尺寸D2和B2越大，徑向力越大。25大于額定流量此外，渦室中壓力分布不均，葉輪各處流量不同(壓力導輪泵理論上不產生徑向力，但因誤差會帶來較小的徑向力。危害：徑向力是交變負荷，使泵軸疲勞破壞、產生撓度、磨損，使軸承負荷增加等。26導輪泵理論上不產生徑向力，但因誤差會帶來較小的徑向力。危害：一、葉輪和壓出室二、密封裝置離心泵的結構三、軸向力27一、葉輪和壓出室二、密封裝置離心泵的結構三、軸向力1一、葉輪和壓出室1.葉輪[Impeller]閉式半開式開式28一、葉輪和壓出室1.葉輪[Impeller]閉式半開式開式雙側吸入式單側吸入式大流量泵常采用雙吸式葉輪，主要是為了限制進口流速，提高抗汽蝕能力。29雙側吸入式單側吸入式大流量泵常采用雙吸式葉輪，主要是為了限制2.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體，將液體引向泵的出口或下一級，并使液體流速降低，將大部分動能轉換為壓力能。渦殼和導輪(1)渦殼渦殼由螺線形蝸室和擴壓管構成。A處為泵舌，O處為基圓，基圓直徑(渦殼內徑)為1.05~1.08倍葉輪外徑，二者差為徑向間隙，影響效率和性能。302.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體2.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體，將液體引向泵的出口或下一級，并使液體流速降低，將大部分動能轉換為壓力能。渦殼和導輪(1)渦殼液體離開葉輪后動量矩不變，cuR=常數，所以蝸室截面上cu與R成反比，壓力隨R增大而增加，所以在渦殼中以將部分動能轉換成壓力能。312.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體2.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體，將液體引向泵的出口或下一級，并使液體流速降低，將大部分動增轉換為壓力能。渦殼和導輪(1)渦殼擴壓管是漸擴截面，將大部分動能轉換成壓力能。擴散角6~8。排出管徑為0.7~1.0倍吸入管徑，低壓泵取1，高壓泵取<1。322.壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體(2)導輪多級離心泵采用導輪做能量轉換裝置，因為導輪制造相對方便。導輪由圓環(huán)形蓋板及4~8片導葉和后蓋板的反導葉構成。導葉數與葉輪葉片數互為質數，以防共振，導葉外徑為葉輪外徑1.3~1.5倍。33(2)導輪多級離心泵采用導輪做能量轉換裝置，因為導輪制造相船舶輔機第3章離心泵[CentrifugalPump](2)導輪BH是螺旋角為常數的對數螺線，平順地收集液體；HC以后是擴壓段，液體再經環(huán)形空間進入反導葉間流道。34船舶輔機第3章離心泵[CentrifugalPum渦殼泵在非設計工況及車削葉輪后效率變化小，高效率工作區(qū)寬，水力性能完善，但內表面不能加工，鑄造精度和光潔度不宜保證。渦殼泵在非設計工況會產生不平衡徑向力。單級泵多為渦殼泵，多級泵渦殼式和導輪式都有(3級以上的泵各級能量轉換裝置多為導輪式)。35渦殼泵在非設計工況及車削葉輪后效率變化小，高效率工作區(qū)寬，水二、密封裝置1.密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼2-葉輪作用：葉輪進口處的徑向間隙對容積效率影響最大。使用密封環(huán)可使泵殼和葉輪進口處的徑向間隙很小，磨損后容易修復。密封環(huán)多為銅合金，也有不銹鋼或酚醛樹脂等。葉輪—動環(huán)、泵殼—靜環(huán)，可成對使用，或只設靜環(huán)。36二、密封裝置1.密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼2-葉輪作用：葉二、密封裝置1.密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼2-葉輪密封環(huán)有平環(huán)、曲徑環(huán)兩種。平環(huán)使用較多，可用銅套自己加工(車床)。曲徑環(huán)多用于壓頭較高的離心泵，密封效果好。密封環(huán)間隙應符合要求，安裝時用涂紅鉛油方法檢查是否摩擦。37二、密封裝置1.密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼2-葉輪密封環(huán)有2.軸封[ShaftSealing]作用：防止泵內液體通過泵軸和泵殼間隙外漏；防止空氣漏入引起噪聲和振動。(1)機械密封382.軸封[ShaftSealing]作用：防止泵內液體通(2)填料密封填料是由植物纖維、人造纖維、石棉纖維等的編制物或以有色金屬為基體，輔以浸漬材料或充填材料制成的繩狀物，常見的是方形截面的石棉盤根。一般<0.5MPa時3~4圈，0.5~1MPa時4~5圈。填料密封應該適當泄漏，不超過60滴/分鐘，可通過軸封壓蓋調整壓緊度。39(2)填料密封填料是由植物纖維、人造纖維、石棉纖維等的編制(3)帶水封環(huán)的填料密封填料密封內腔的壓力低于大氣壓或略高于大氣壓時，采用帶水封環(huán)的填料密封。水封環(huán)由斷面呈H形的兩個半圓構成，安裝在軸封殼上水封管位置，壓力水沿泵軸向兩端滲出。作用：可以防止空氣漏入，對泵軸和填料潤滑、冷卻。40(3)帶水封環(huán)的填料密封填料密封內腔的壓力低于大氣壓或略高密封水壓力比密封腔壓力略高(高0.05~0.1MPa)，又不致將填料的潤滑劑沖走。輸送清潔液體排出口液體作為水封水液體含雜質過濾后引入水封管出口壓力<0.05MPa從其它地點引水輸送油液用中性密封油41密封水壓力比密封腔壓力略高(高0.05~0.1MPa)，又不三、軸向力及平衡方法在密封環(huán)半徑以外葉輪兩側壓力對稱。在密封環(huán)半徑以內，產生指向吸入口的軸向力。Hi—單級揚程可見，軸向力與密封環(huán)半徑、工作揚程、液體密度有關，與泵的流量無關。此外，液體在葉輪進口從軸向變?yōu)閺较蛄鲃訒r，會產生與FA方向相反的軸向力。單側吸入懸臂式泵還有進口壓力作用的與FA方向相反的軸向力，立式泵還有重力引起的軸向力。42三、軸向力及平衡方法在密封環(huán)半徑以外葉輪兩側壓力對稱。在密封軸向力平衡方法1.止推軸承法2.平衡孔或平衡管法3.雙吸葉輪或葉輪對稱布置法4.平衡盤法43軸向力平衡方法1.止推軸承法2.平衡孔或平衡管法3.雙1.止推軸承法使用止推軸承，但只能承受部分軸向推力。小型泵單獨使用，大型泵用作補充手段，承受部分推力，并軸向定位。441.止推軸承法使用止推軸承，但只能承受部分軸向推力。小型泵2.平衡孔或平衡管法使用這兩種方法的泵具有前后密封環(huán)。平衡孔法的葉輪后蓋板開平衡孔。在后密封環(huán)以內，前后壓力基本相等。缺點：容積效率和水力效率降低。平衡管法的葉輪后蓋板不開平衡孔，將后密封環(huán)之內的液體用泵體外的平衡管引回葉輪吸入口。特點：容積效率降低，但水力效率不降低。452.平衡孔或平衡管法使用這兩種方法的泵具有前后密封環(huán)。平衡3.雙吸葉輪或葉輪對稱布置法雙吸葉輪兩側壓力平衡，多用于大流量泵。多級離心泵各級揚程一般相等，葉輪為偶數時，葉輪對稱布置，即可平衡軸向力。該兩種方法實際上不能完全平衡軸向力，仍需要止推軸承法承受剩余的不平衡軸向力。463.雙吸葉輪或葉輪對稱布置法雙吸葉輪兩側壓力平衡，多用于大4.平衡盤法平衡板2固定于泵殼，平衡盤1用鍵固定于泵軸并與泵軸一起轉動。pA>pB，pC吸入壓力，平衡盤受力(平衡力)為：(pB-pC)S，方向向右，與葉輪軸向力方向相反。1231-平衡盤2-平衡板3-平衡套揚程變化導致葉輪軸向力變化時，平衡力與之適應：揚程增加，軸向力>平衡力，轉動組件左移，b2減小，pB增加，逐漸使(pB-pC)S等于軸向力而達到新平衡位置。轉動組件會軸向移動，不能使用止推軸承，而使用滑動軸承。474.平衡盤法平衡板2固定于泵殼，平衡盤1用鍵固定于泵軸并與問題：1.設平衡盤的離心泵工作壓力減小后平衡盤的(軸向、徑向)間隙(增大、減小)。2.離心泵關小排出閥時，其軸向力(增大、減小)。3.離心泵開大旁通閥時，其軸向力(增大、減小)。48問題：1.設平衡盤的離心泵工作壓力減小后平衡盤的(軸