泵與風機的構(gòu)造及工作原理

1、LIUTI LIXUE BENG YU FENGJILIUTI LIXUE BENG YU FENGJI 1 主主 編編 白白 樺樺 鮑東杰鮑東杰 副主編副主編 趙云鵬趙云鵬 王王 京京 主主 審審 劉家春劉家春 LIUTI LIXUE BENG YU FENGJILIUTI LIXUE BENG YU FENGJI 2 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 3 泵與風機是利用原動機的機械能輸送流體，并提高流 體動能和勢能的能量轉(zhuǎn)換裝置，因而又統(tǒng)稱為流體機 械。輸送液體的流體機械稱為泵；輸送氣體的流體機 械稱為風機。 根據(jù)泵與風機的工作原理，通?？蓪⑵浞譃椋喝~片式、 容積式和其它類型等。 葉片式

2、泵與風機主要是通過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對流體做 功，使流體獲得能量。根據(jù)流體的流動情況，可分為 離心式、軸流式、混流式及貫流式幾種。葉片式泵與 風機具有效率高、啟動方便、工作穩(wěn)定、性能可靠及 容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點，用途最為廣泛。 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 4 容積式泵與風機主要是通過運轉(zhuǎn)時機械內(nèi)部工作容積 的改變對流體做功，使流體獲得能量。根據(jù)工作容積 結(jié)構(gòu)的不同，又可分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種。屬于往 復(fù)式的如活塞式往復(fù)泵、蒸汽活塞泵等；屬于回轉(zhuǎn)式 的如齒輪泵、轉(zhuǎn)子泵、羅茨鼓風機等。 除上述兩種類型水泵以外還有利用高速流體工作的射 流泵和氣升泵，利用螺旋推進原理工作的螺旋泵及利 用有壓管道水擊原理

3、工作的水錘泵等其它類型泵。 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 5 1 離心式泵與風機的分類離心式泵與風機的分類 （1）離心式泵的種類）離心式泵的種類 離心式泵的構(gòu)造形式甚多，按泵軸的位置不同可分為 臥式泵和立式泵兩大類；按照葉輪的數(shù)量不同，又可 分為單級泵和多級分段式泵兩大類；按照葉輪的進水 情況不同，還可分為單吸泵(單面進水)和雙吸泵(雙面 進水)兩類。 常用離心式泵的種類歸納見表1。 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 6 表表1 離心式泵的種類離心式泵的種類 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 7 （2）離心式風機的種類）離心式風機的種類 離心式風機按其產(chǎn)生的壓力不同，可分為三類： 低

4、壓離心式風機低壓離心式風機 低壓離心式風機如圖1所示，風壓小于 981Pa(100mmH20)。一般用于送風系統(tǒng)或空氣調(diào)節(jié) 系統(tǒng)。 中壓離心式風機中壓離心式風機 中壓離心式風機如圖2所示，風壓在9812943Pa(即 100300mmH20)范圍內(nèi)。一般用于除塵系統(tǒng)或管網(wǎng) 較長，阻力較大的通風系統(tǒng)。 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 8 高壓離心式風機高壓離心式風機 高壓離心式風機如圖3所示，風壓大于2943Pa(即 300mmH20)。一般用于鍛冶設(shè)備的強制通風及某些 氣力輸送系統(tǒng)。 圖圖1低壓離心式風機低壓離心式風機 圖圖2中壓離心式風機中壓離心式風機 圖圖3 高壓離心式風機高壓離心式風

5、機 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 9 離心式風機輸送氣體時，其增壓范圍一般在 9807kPa(即1000mmH2O)以下。 離心式風機按其輸送氣體的性質(zhì)不同，還可以分為： 一般通風機、排塵通風機、鍋爐引風機、耐腐蝕通風 機、防爆通風機及各種專用風機。按風機材質(zhì)不同又 可分為：普通鋼、不銹鋼、塑料以及玻璃鋼離心式通 風機。 在實際應(yīng)用中，為方便起見，往往使用漢語拼音字頭 縮寫來表示通風機的用途，如表2所示。 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 10 表表2 通風機用途漢語拼音代號通風機用途漢語拼音代號 第二部份第二部份 泵與風機泵與風機 11 當前泵與風機的發(fā)展趨勢和特點有以下幾個方面：

6、(1)大型化、大容量化。 (2)高速化、高揚程化。 (3)系列化、標準化、通用化。 (4)自動與節(jié)能。 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 LIUTI LIXUE BENG YU FENGJILIUTI LIXUE BENG YU FENGJI 12 第二部分第二部分 泵與風機泵與風機 9 9 泵與風機的構(gòu)造泵與風機的構(gòu)造 及工作原理及工作原理 13 【知識點】【知識點】 離心泵與風機的基本構(gòu)造和原理；軸流泵與風機的基 本構(gòu)造和原理。 【能力目標】【能力目標】 重點掌握重點掌握：離心泵與風機的工作原理。 熟悉：熟悉：離心泵與風機的基本構(gòu)造，會分析不同葉型葉 輪對泵或風機工作的影響。 理解：理解

7、：軸流泵與風機的工作原理。 了解了解：軸流泵與風機的基本構(gòu)造。 9 泵與風機的構(gòu)造及工作原理泵與風機的構(gòu)造及工作原理 14 2.1 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 1 1 2.2 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 2 2 2.3 2.3 軸流泵與風機的基本構(gòu)造及工作原理軸流泵與風機的基本構(gòu)造及工作原理3 3 2 泵與風機的構(gòu)造及工作原理泵與風機的構(gòu)造及工作原理 15 9.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 圖2.1所示為單級單吸臥式離心泵的構(gòu)造剖面圖，圖 2.2所示為單級雙吸臥式離心泵的構(gòu)造剖面圖?？梢婋x 心泵

8、的主要零件由轉(zhuǎn)動、固定及交接三大部件組成， 其中轉(zhuǎn)動部件有：葉輪和泵軸；固定部件有：泵殼和 泵座；交接部件有：軸承、軸封、聯(lián)軸器、減漏環(huán)及 軸向力平衡裝置等。 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 16 圖圖9.1 單級單吸臥式離心泵剖面圖單級單吸臥式離心泵剖面圖 1泵體；泵體； 2泵蓋；泵蓋； 3葉輪；葉輪； 4軸；軸； 5減漏環(huán)；減漏環(huán)； 6軸套；軸套； 7填料壓蓋；填料壓蓋； 8填料環(huán)；填料環(huán)；9填料；填料； 10懸架軸承部件懸架軸承部件 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 17 圖圖9.2 單級雙吸臥式離心泵剖面圖單級雙吸臥式離心泵剖面

9、圖 1泵體；泵體； 2泵蓋；泵蓋； 3泵軸；泵軸； 4葉輪；葉輪； 5葉輪上減漏環(huán)；葉輪上減漏環(huán)； 6泵殼上減漏環(huán)；泵殼上減漏環(huán)； 7水封管；水封管；8充水孔；充水孔； 9油孔；油孔； 10雙列滾珠軸承；雙列滾珠軸承； 11鍵；鍵； 12填料套；填料套； 13填料環(huán)；填料環(huán)； 14填料；填料； 15壓蓋；壓蓋； 16聯(lián)軸器；聯(lián)軸器； 17油杯指示管；油杯指示管； 18壓水管法蘭；壓水管法蘭； 19泵座；泵座； 20吸水管；吸水管；21泄水孔；泄水孔； 22放油孔放油孔 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 18 9.1.1.1 葉輪葉輪 葉輪是離心泵的最主要零件之一，它

10、由蓋板、葉片和 輪轂等部件組成。選擇葉輪材料時不僅要考慮它的機 械強度，還要考慮它的耐磨性和耐腐蝕性能，多數(shù)葉 輪采用鑄鐵、鑄鋼或青銅制成，也有采用不銹鋼、塑 料和陶瓷的。 葉輪一般可分為單吸式葉輪和雙吸式葉輪兩種。單吸 式葉輪是單側(cè)吸水，葉輪的前蓋板與后蓋板呈不對稱 狀，如圖9.3所示，泵內(nèi)產(chǎn)生的軸向力方向指向進水側(cè)， 單級單吸離心泵才采用這種葉輪型式。雙吸式葉輪是 兩側(cè)進水，葉輪蓋板呈對稱狀，如圖9.4所示，相當于 兩個背靠背的單吸式葉輪裝在同一根轉(zhuǎn)軸上并聯(lián)工作。 由于雙側(cè)進水，軸向推力基本上可以相互抵消，雙吸 離心泵采用雙吸式葉輪。 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工

11、作原理 19 圖圖9.3 單吸式葉輪結(jié)構(gòu)簡圖單吸式葉輪結(jié)構(gòu)簡圖 1前蓋板；前蓋板；2后蓋板；后蓋板； 3葉片；葉片； 4流道流道5吸水口；吸水口；6輪轂；輪轂； 7泵軸泵軸 圖圖9.4 雙吸式葉輪簡圖雙吸式葉輪簡圖 1吸入口；吸入口；2輪蓋；輪蓋；3葉片；葉片； 4輪轂；輪轂；5軸孔軸孔 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 20 葉輪按蓋板情況可分為封閉式葉輪、敞開式葉輪和半開式葉輪 三種形式。兩側(cè)都有蓋板的葉輪，稱為封閉式葉輪，如圖9.5（a） 所示，這種葉輪應(yīng)用最廣，抽送清水的離心泵，多采用裝有6 12個葉片的封閉式葉輪，它具有較高的揚程和效率。只有葉片沒 有蓋板

12、的葉輪稱為敞開式葉輪，如圖9.5（b）所示。只有后蓋板 沒有前蓋板的葉輪，稱為半開式葉輪，如圖9.5（c）所示。在抽 送含有懸浮物的污水時，為了避免堵塞，離心泵常采用敞開式或 半開式葉輪，這種葉輪葉片少，一般僅為25片，但水泵效率較 低。 圖圖9.5 葉輪形式葉輪形式 (a) 半開式葉輪； 半開式葉輪； (b) 開式葉輪； 開式葉輪； (c) 閉式葉輪 閉式葉輪 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 21 2.1.1.2 泵殼泵殼 泵殼的主要作用是以最小的 損失匯集由葉輪流出的液體， 使其部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗埽?并均勻地將液體導(dǎo)向水泵 出口。如圖9.6所示，有些 泵殼內(nèi)還

13、設(shè)有固定導(dǎo)葉， 泵殼過水部分要求有良好的水力條件。其材質(zhì)多采用鑄鐵 材料，除了考慮腐蝕和磨損以外，還應(yīng)考慮泵殼作為耐壓 容器應(yīng)有足夠的機械強度。泵殼頂部通常設(shè)有灌水漏斗和 排氣栓，以便啟動前灌水和排氣。底部有放水方頭螺栓， 以便停用或檢修時泄水。 圖圖9.6 蝸殼形泵殼蝸殼形泵殼 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 22 2.1.1.3泵軸、軸承及軸套泵軸、軸承及軸套 泵軸是用來帶動葉輪旋轉(zhuǎn)的，它將電動機的能量傳遞 給葉輪。泵軸應(yīng)有足夠的抗扭強度和剛度，常用碳素 鋼或不銹鋼材料制成。為了防止軸的磨損和腐蝕，在 軸上裝有軸套，軸套磨損銹蝕后可以更換。泵軸與葉 輪用鍵連接

14、。軸承用來支承泵軸，以便于泵軸旋轉(zhuǎn)， 常用的軸承有滾動軸承和滑動軸承兩類，軸承裝在軸 承座內(nèi)作為轉(zhuǎn)動體的支撐件。依荷載大小滾動軸承可 分為滾珠軸承和滾柱軸承，其結(jié)構(gòu)基本相同，一般荷 載大的采用后者。依荷載特性滾動軸承又分為只承受 徑向荷載的徑向式軸承，只承受軸向荷載的止推軸承， 以及同時支承徑向和軸向荷載的徑向止推軸承，如圖 9.7所示。 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 23 大、中型水泵(一般泵軸直徑大于75mm)常采用青銅或 鑄鐵制造分成兩半的金屬滑動軸瓦，巴氏合金襯里， 用油進行潤滑和冷卻的滑動軸承。也有石墨等材料制 成的滑動軸承，可用水潤滑和冷卻。軸承座構(gòu)

15、造如圖 9.8所示。軸承座的潤滑和冷卻需設(shè)置潤滑油系統(tǒng)和潤 滑油冷卻系統(tǒng)。也有采用冷卻水套，但一般在軸承發(fā) 熱量較大，單用空氣冷卻不足以將熱量散發(fā)時才用。 這時冷卻水套上另外接冷卻水管。油杯孔是用于加潤 滑油的，油杯內(nèi)設(shè)油位標尺，可測定油量并判斷油量 的適宜程度。軸承的安裝要注意到軸承與軸是否緊密 配合。裝配前應(yīng)先將軸承放在機油中加熱到120左 右，軸承受熱膨脹后，再套在軸上。軸承的拆卸一般 要用專用工具。 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 24 圖圖9.7 止推軸承止推軸承 (a)單排滾珠止推軸承；單排滾珠止推軸承； (b)雙排滾珠止推軸承雙排滾珠止推軸承 圖圖9

16、.8 軸承座構(gòu)造圖軸承座構(gòu)造圖 1雙列滾珠軸承；雙列滾珠軸承； 2泵軸；泵軸； 3阻漏油橡皮；阻漏油橡皮； 4油杯孔；油杯孔； 5封板；封板； 6冷卻水套冷卻水套 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 25 2.1.1.4 軸封裝置軸封裝置 泵軸伸出泵體外，在旋轉(zhuǎn)的泵軸和固定的泵體之間存 在間隙。為保證水泵的正常工作或提高水泵的效率， 必須在此處設(shè)置軸封裝置。軸封的作用是密閉泵軸與 泵殼之間的空隙，以防止泵內(nèi)高壓水流出泵外和防止 空氣進入泵內(nèi)。軸封裝置的型式有多種，如機械式迷 宮型、填料壓蓋型，水泵行業(yè)常采用填料壓蓋型的填 料盒。填料盒由五個零件組成，即由軸封套，填料、

17、 水封環(huán)、水封管、壓蓋(包括調(diào)整螺母)組成，裝配示 意如圖9.9所示。填料俗稱盤根，它是阻水或阻氣的主 要零件。常用材料為浸油或浸石墨的矩形斷面石棉繩。 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 26 為了提高密封效果，填料一般做成矩形斷面。水封環(huán)為一 金屬圓環(huán)，外形如圖2.9所示。水封水通過水封管進入水封 環(huán)，經(jīng)小孔沿軸表面均勻布水。這是一股壓力水，其作用 為： （1）填料的輔助密封介質(zhì)； （2）對填料盒和軸進行冷卻； （3）對填料盒與泵軸組成的運動部件進行潤滑。 填料的壓緊程度是通過作用于壓蓋上的調(diào)節(jié)螺母實現(xiàn)的。 壓蓋壓得太松，達不到密封效果；壓得太緊，泵軸與填料 的機

18、械磨損、機械損失也增大。壓得過緊，可能造成“抱 軸”現(xiàn)象，產(chǎn)生嚴重的發(fā)熱與磨損。松緊程度以每分鐘 3060滴水流出為宜。泵運行時，要注意檢查軸封裝置的 滴水情況并進行調(diào)整，當填料失效后應(yīng)進行更換。 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 27 圖圖9.9 填料盒組裝示意圖填料盒組裝示意圖 1壓蓋；壓蓋； 2填料；填料； 3水封環(huán)；水封環(huán)； 4水封管；水封管； 5軸封套；軸封套； 6襯套；襯套； 7泵殼泵殼 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 28 9.1.1.5 泵座泵座 泵座上有收集軸封滴水的水槽，軸向的水槽槽底設(shè)有泄 水螺孔，以便隨時排出由填

19、料盒內(nèi)滲出的水。 圖圖9.10 撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器 1泵側(cè)聯(lián)軸器； 泵側(cè)聯(lián)軸器； 2電機側(cè)聯(lián)軸器； 電機側(cè)聯(lián)軸器； 3柱銷； 柱銷；4彈性圈；彈性圈； 5擋圈 擋圈 9.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 29 9.1.1.6 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接水泵軸和電機軸的部件，又稱靠背 輪，有剛性和撓性兩種。剛性聯(lián)軸器實際上就是兩個 圓法蘭盤用螺栓連接，它對泵軸與電機軸的不同心無 調(diào)節(jié)余地，當泵軸與電機軸偏心時，可能會加劇機組 的振動；撓性聯(lián)軸器是用帶有橡膠圈的鋼柱銷聯(lián)接， 如圖9.10所示。它能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)水泵軸與電機 軸的不同心度，從而減小轉(zhuǎn)動時因機軸少量偏心

20、而引 起的軸周期性彎曲應(yīng)力和振動。運行中要檢查撓性聯(lián) 軸器橡膠圈的完好情況，以免發(fā)生由于彈性橡膠圈磨 損后未能及時換上，致使鋼柱銷與圓盤孔直接發(fā)生摩 擦，把孔磨成橢圓或失圓現(xiàn)象。撓性聯(lián)軸器常用于中、 小型水泵中。 9.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 30 9.1.1.7 減漏裝置減漏裝置 葉輪進口外緣與泵殼內(nèi)壁的接縫處存在一個轉(zhuǎn)動接縫， 如圖9.11，這個縫隙是高低壓流體的交界面，而且是 具有相對運動的部位，很容易發(fā)生泄漏，降低水泵的 工作效率，為了減小回流量，一般要求環(huán)形進口與泵 殼之間的縫隙控制在1.52.0mm為宜。由于加工安裝 以及軸向力等因素的影響，在接縫間

21、隙處很容易發(fā)生 葉輪和泵殼之間的磨擦現(xiàn)象，從而引起葉輪和泵蓋的 損壞，因此，通常在間隙處的泵殼內(nèi)安裝一道金屬環(huán)， 或在葉輪和泵殼內(nèi)各安裝一道金屬環(huán)，這種環(huán)具有減 少漏損和防止磨損的作用，稱為減漏環(huán)或承磨環(huán)。這 種環(huán)磨損到漏損量太大時，必須更換，減漏環(huán)一般用 鑄鐵或青銅制成。 9.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 31 圖圖9.11 減漏裝置減漏裝置 圖圖9.12 葉輪軸向受力圖葉輪軸向受力圖 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 32 2.1.1.8 軸向力平衡措施軸向力平衡措施 單吸離心泵或某些多級泵的葉輪有軸向推力存在，產(chǎn) 生軸向推力的原因是

22、作用在葉輪兩側(cè)的流體壓力不平 衡造成的。圖9.12表明了作用于單級單吸泵葉輪兩側(cè) 的壓強分布情況。當葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪進水側(cè)上部壓 強高，下部壓強低，而葉輪背面全部受到高壓的作用， 葉輪前后兩側(cè)形成壓強差P而產(chǎn)生軸向推力。如果 不消除軸向推力，將導(dǎo)致泵軸及葉輪的竄動和受力引 起的相互研磨而損傷部件。 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 33 如圖9.13所示，單級單吸離 心泵一般在葉輪的后蓋板上 鉆開“平衡孔”，并在后蓋板 上加裝減漏環(huán)，減漏環(huán)與前 蓋板上的減漏環(huán)直徑相等， 高壓水流經(jīng)在此增設(shè)的減漏 環(huán)后壓強降低，再經(jīng)過平衡 孔流回葉輪中去，使葉輪后 蓋板上的壓力與前蓋

23、板接近， 這樣就消除了軸向推力。這 種方法簡單易行，但葉輪流道中的水流受到平衡孔回流 水的沖擊，水力條件變差，效率降低。 圖圖9.13 軸向力平衡措施軸向力平衡措施 1排出壓力；排出壓力；2加裝的減漏環(huán)；加裝的減漏環(huán)； 3平衡孔；平衡孔；4泵殼上的減漏環(huán)泵殼上的減漏環(huán) 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 34 采用離心式泵 提升輸送液體 時，常配有管 路及其他必要 的附件。典型 的離心泵管路 附件裝置如圖 9.14。 圖圖9.14 離心水泵管路附件裝置離心水泵管路附件裝置 1離心式泵； 離心式泵；2電動機；電動機；3攔污柵；攔污柵； 4底閥； 底閥；5真空表；真空表；

24、6防振件；防振件； 7壓力表； 壓力表；8止回閥；止回閥； 9閘閥； 閘閥；10排水管；排水管； 11吸水管；吸水管； 12支座； 支座；13排水溝；排水溝；14壓水管壓水管 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 35 從吸液池液面下方的底閥開始到泵的吸入口法蘭為止，這段管段 叫做吸水管段。底閥的作用是阻止水泵啟動前灌水時漏水。泵的 吸入口處裝有真空計，以便觀察吸入口處的真空值。吸水管水平 段的阻力應(yīng)盡可能降低，其上一般不設(shè)閥門。水平管段要向泵方 向抬升（i=0.02），以便于排除空氣。過長的吸水管段還要裝設(shè) 防振件。泵出口以外的管段是壓水管段。壓水管段裝有壓力表， 以

25、測量泵出口壓強。止回閥用來防止壓水管段中的液體倒流。閘 閥用來調(diào)節(jié)流量的大小。此外，還應(yīng)裝設(shè)排水管，以便將填料蓋 處漏出的水引向排水溝。有時，出于防振的需要，在泵的出、入 口處一般選用KST型可曲撓橡膠接頭。另外，安裝在供熱、空 調(diào)系統(tǒng)上的水泵還需在其出、入口裝設(shè)溫度計。 當兩臺或兩臺以上水泵的吸水管路彼此相連時，或當水泵處于自 灌式灌水，即水泵的安裝高程低于水池水面時，吸水管上應(yīng)安裝 閘閥。 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 36 離心泵是依靠裝于泵軸上葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，使液體在葉輪中 流動時受到離心力的作用而獲得能量的。離心泵啟動之前必 須使泵內(nèi)和進水管中充滿水，

26、然后啟動電動機，帶動葉輪在 泵殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，水在離心力的作用下甩向葉輪邊緣，經(jīng)蝸 殼形泵殼中的流道被甩入水泵的壓水管中，沿壓水管輸送出 去。水被甩出后，水泵葉輪中心就會形成真空，水池中的水 在大氣壓的作用下，沿吸水管流入水泵吸入口，受葉輪高速 旋轉(zhuǎn)的作用，水又被甩出葉輪進入壓水管道，如此作用下就 形成了離心泵泵連續(xù)不斷的吸水和壓水過程。 離心泵輸送液體的過程，實際上完成了能量的傳遞和轉(zhuǎn)化， 電動機高速旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為被抽升液體的動能和勢能。 在這個能量的傳遞與轉(zhuǎn)化過程中，伴隨著能量損失，損失越 大，該泵的性能越差，效率越低。 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 37

27、 最常用的離心泵是臥式單級單吸泵，根據(jù)其構(gòu)造特點的不 同，又可分為懸臂式和直聯(lián)式兩種，如圖9.15所示。懸臂 式離心泵的葉輪懸臂地固定在泵軸上，所以稱為懸臂式離 心泵。直聯(lián)式離心泵的葉輪直接裝在電動機加長軸上，泵 體與電動機殼固接在一起，故稱為直聯(lián)式。這類水泵所能 提供的流量范圍約4.5300 m3/h，揚程約8150m。 圖圖9.15 單級單吸離心泵單級單吸離心泵 1離心泵；離心泵； 2電機電機 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 38 多級分段離心泵是將 幾個葉輪同時安裝在 一根軸上串聯(lián)工作， 如圖9.16所示。液體 在泵中順序地流過各 級葉輪，它的總揚程 等于各

28、級葉輪產(chǎn)生的 揚程之和，它的級數(shù) 等于葉輪個數(shù)。這類泵所能提供的流量范圍約為2.5 550m3h，揚程約為50800m，在暖通工程中，常 用這類水泵做為鍋爐給水泵。 圖圖9.16 多級分段式離心泵多級分段式離心泵 2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理離心泵的基本構(gòu)造及工作原理 39 圖9.17是離心風機的主要結(jié)構(gòu)分解示意圖。它的主要 工作零件 有葉輪、機 殼、機 軸和吸入口等。 對 大型離心式風機， 一般還有進氣箱、 前 導(dǎo)器和擴壓器等。 圖圖9.17 離心式風機主要結(jié)構(gòu)分解示意圖離心式風機主要結(jié)構(gòu)分解示意圖 1吸入口；吸入口； 2葉輪前盤；葉輪前盤； 3葉片；葉片； 4后盤；后盤； 5機殼；機

29、殼； 6出口；出口； 7截流板，即風舌；截流板，即風舌； 8支架支架 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 40 2.2.1.1 葉輪葉輪 葉輪是離心通風機的主要零件， 葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何形狀對 通風機的性能有著重要影響。 葉輪一般由前盤、后盤、葉片 和輪轂所組成，如圖2.18(A) 所示,其結(jié)構(gòu)有焊接和鉚接兩種 形式。如圖2.18(B)所示，葉輪 前盤的形式有平前盤、錐形前 盤和弧形前盤等幾種。 圖圖9.18(A) 葉輪結(jié)構(gòu)簡圖葉輪結(jié)構(gòu)簡圖 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 41 圖9.19為離心風機葉輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖，圖中D

30、0為 葉輪進口直徑，D1為葉片進口直徑，D2為葉片出口直 徑，即葉輪外徑，b1為葉片進口寬度，b2為葉片出口寬 度，1為葉片進口安裝角，2為葉片出口安裝角。 圖圖9.18(B) 葉輪的結(jié)構(gòu)形式葉輪的結(jié)構(gòu)形式 (a)平前盤葉輪；平前盤葉輪；(b)錐形前盤葉輪；錐形前盤葉輪；(c)弧形前盤葉輪；弧形前盤葉輪；(d)雙吸葉輪雙吸葉輪 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 42 葉片是葉輪最主要的部分，離心風機的葉片，一般為 664個。葉片的形狀、數(shù)量及其出口安裝角度對通 風機的性能有很大影響。根據(jù)葉片出口安裝角度的不 同，可將葉輪的形式分為以下三種。 圖圖9.19 葉輪主

31、要結(jié)構(gòu)參數(shù)葉輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 9.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 43 （1）前向葉片的葉輪）前向葉片的葉輪 葉片出口安裝角度290，如圖9.20所示(a)、(b)， 其中(a)為薄板前向葉輪，(b)為多葉前向葉輪。這種類 型的葉輪流道短而出口寬度較寬。葉輪能量損失大， 整機效率低，運轉(zhuǎn)時噪聲大，但產(chǎn)生的風壓較高，此 類葉型的葉輪多用于中小型離心風機。 （2）徑向葉片的葉輪）徑向葉片的葉輪 葉片出口安裝角度2=90，如圖9.20 (d)、(e)所示， 其中(d)為曲線形徑向葉輪，(e)為直線形徑向葉輪。前 者制作復(fù)雜，但損失小，后者則相反。其特點介于前 向型葉片與后

32、向型葉片之間。 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 44 圖圖9.20 離心式風機葉輪型式離心式風機葉輪型式 (a)前向葉型葉輪；前向葉型葉輪；(b)多葉前向葉型葉輪；多葉前向葉型葉輪； (c)后向葉型葉輪；后向葉型葉輪； (d)徑向弧形葉輪；徑向弧形葉輪；(e)徑向直葉式葉輪；徑向直葉式葉輪；(f)機翼型葉輪機翼型葉輪 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 45 （3）后向葉片的葉輪）后向葉片的葉輪 葉片出口安裝角290，如圖9.20 (c)、(f)所示。其 中(c)為薄板后向葉輪，(f)為機翼形后向葉輪。這類葉 型的葉輪能量損失少，

33、整機效率高，運轉(zhuǎn)時噪聲小， 但產(chǎn)生的風壓較低，一般大型離心風機多采用此類葉 型的葉輪。 圖圖9.21 葉片的基本形狀葉片的基本形狀 (a)平板葉片；平板葉片；(b)圓弧窄葉片；圓弧窄葉片；(c)圓弧葉片；圓弧葉片；(d)機翼型葉片機翼型葉片 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 46 如圖2.21所示,離心風機葉片的形狀有：平板形、圓弧 形和中空機翼形等幾種。平板形葉片制造簡單。中空 機翼形葉片具有優(yōu)良的空氣動力特性，葉片強度高， 風機的氣動效率一般較高。如果將中空機翼形葉片的 內(nèi)部加上補強筋，可以提高葉片的強度和剛度，但工 藝較復(fù)雜。中空機翼形葉片磨漏后，雜質(zhì)易進

34、入葉片 內(nèi)部，使葉輪失去平衡而產(chǎn)生振動。目前，前向葉片 一般多采用圓弧形葉片。在后向葉片中，對于大型離 心風機多采用機翼形葉片，而對于中、小型離心風機， 則以采用圓弧形和平板形葉片為宜。我國生產(chǎn)的4-72 型離心風機均采用中空機翼形葉片。 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 47 2.2.1.2 機殼機殼 風機的機殼與泵殼相似，呈蝸 殼形。如圖9.22所示。它的作 用是匯集葉輪中甩出來的氣體， 并將部分動壓轉(zhuǎn)換為靜壓，最 后將氣體導(dǎo)向出口。機殼可以 用鋼板、塑料板、玻璃鋼等材 料制成，其斷面有方形和圓形 兩種，一般中、低壓風機多呈 方形，高壓風機則呈圓形。目 前研

35、制生產(chǎn)的新型風機的機殼 能在一定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，以適 應(yīng)用戶對出風口方向的不同需 要。 圖圖9.22 機殼機殼 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 48 2.2.1.3 吸入口吸入口 風機的吸入口又稱集流器，是連接風機與風管的部件。 吸入口的作用是保證氣流能均勻地充滿葉輪進口截面， 降低流動損失。如圖9.23所示，目前常用的吸入口形 式有圓筒形、圓錐形、圓弧形、錐筒形、弧筒形、錐 弧形等多種。吸入口形狀應(yīng)盡可能符合葉輪進口附近 氣流的流動狀況，以避免漏流及引起的損失。從流動 方面比較，則圓錐形比圓筒形好，圓弧形比圓錐形好， 錐弧形比圓弧形好。但是錐弧形吸入口加工復(fù)雜

36、，一 般用于高效通風機上。 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 49 2.2.1.4 進氣箱進氣箱 進氣箱一般只使用在大型的或雙吸的離心風機上。其 主要作用可使軸承裝于風機的機殼外邊，便于安裝與 檢修，對改善鍋爐引風機的軸承工作條件更為有利。 對進風口直接裝有彎管的風機，在進風口前裝上進氣 箱，能減少因氣流不均勻進入葉輪產(chǎn)生的流動損失。 斷面逐漸收斂的進氣箱的效果較好。 圖圖9.23 吸入口形式示意圖吸入口形式示意圖 (a)圓筒形；圓筒形；(b)圓錐形；圓錐形；(c) 圓弧形；圓弧形；(d)錐筒形；錐筒形；(e)弧筒形；弧筒形；(f)錐弧形錐弧形 2.2 離心風機

37、的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 50 2.2.1.5 前導(dǎo)器前導(dǎo)器 一般在大型離心式風機或要求性能調(diào)節(jié)的風機的進風 口或進風口的流道內(nèi)裝置前導(dǎo)器。改變前導(dǎo)器葉片的 角度，能擴大風機性能、使用范圍和提高調(diào)節(jié)的經(jīng)濟 性。前導(dǎo)器有軸向式和徑向式兩種。 2.2.1.6 擴散器擴散器 擴散器裝于風機機殼出口處，其作用是降低出口流體 速度，使部分動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。根據(jù)出口管路的需要， 擴散器有圓形截面和方形截面兩種。 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 51 離心式風機的工作原理與上述離心泵的工作原理基本 相同，當葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時，葉片間的氣體隨葉輪旋轉(zhuǎn) 而獲得

38、離心力，氣體被甩出葉輪。被甩出的氣體進入 機殼，機殼內(nèi)的氣體壓強增高被導(dǎo)向出口排出。氣體 被甩出后，葉輪中心處壓強降低，外界氣體從風機的 吸入口，即葉輪前盤中央的孔口吸入，葉輪不停的旋 轉(zhuǎn)，氣體就不斷的被吸入和被甩出，就能源源不斷地 輸送氣體。 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 52 9.2.3.1 離心風機的旋轉(zhuǎn)方式離心風機的旋轉(zhuǎn)方式 離心式風機可以做成右旋轉(zhuǎn)或左旋轉(zhuǎn)兩種形式。從原 動機一端正視葉輪，葉輪旋轉(zhuǎn)為順時針方向的稱為右 旋轉(zhuǎn)，用“右”表示；葉輪旋轉(zhuǎn)為逆時針方向的稱為 左旋轉(zhuǎn)，用“左”表示。但必須注意葉輪只能順著蝸 殼螺旋線的展開方向旋轉(zhuǎn)。 2.2 離

39、心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 53 2.2.3.2 離心風機的出風口離心風機的出風口 其出風口的位置一般表示為如圖9.24所示，其基本出 風口位置為8個，特殊情況可增加風口位置，見表9.1。 在購買風機時一般應(yīng)注明出風口位置。 圖圖9.24 離心式風機出風口位置離心式風機出風口位置 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 54 2.2.3.3 離心風機的支承與傳動方式離心風機的支承與傳動方式 風機的支承包括機軸、軸承和機座。我國離心式風機 的支承與傳動方式已經(jīng)定型，共分A、B、C、D、E、 F六種型式，如圖9.25所示。A型風機的葉輪直接安裝

40、 在風機軸上；B、C與E型均為皮帶傳動，這種傳動方 式便于改變風機的轉(zhuǎn)速，有利于調(diào)節(jié)；D、F型為聯(lián)軸 器傳動；E型和F型的軸承分設(shè)于葉輪兩側(cè)，運轉(zhuǎn)比較 平穩(wěn)，多用于大型風機。 基本 位置 0 45 90 13 5 18 0 225 270 315 補充 位置 15 30 60 75 10 5 12 0 15 0 16 5 19 5 21 0 240 255 285 300 330 345 表表9.1 離心式風機出風口位置離心式風機出風口位置 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 55 2.2.3.3 離心風機的支承與傳動方式離心風機的支承與傳動方式 風機的支承包括機

41、軸、軸承和機座。我國離心式風機 的支承與傳動方式已經(jīng)定型，共分A、B、C、D、E、 F六種型式，如圖9.25所示。A型風機的葉輪直接安裝 在風機軸上；B、C與E型均為皮帶傳動，這種傳動方 式便于改變風機的轉(zhuǎn)速，有利于調(diào)節(jié)；D、F型為聯(lián)軸 器傳動；E型和F型的軸承分設(shè)于葉輪兩側(cè)，運轉(zhuǎn)比較 平穩(wěn)，多用于大型風機。 離心式風機的傳動方式如表9.2所示。 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 56 代 號ABCDEF 傳動方式 無軸承，電 機直接傳動 懸臂支承， 皮帶輪在軸 承中間 懸臂支承， 皮帶輪在軸 承外側(cè) 懸臂支承， 聯(lián)軸器傳動 雙支承，皮 帶輪在外側(cè) 雙支承，聯(lián)

42、軸器傳動 圖圖9.25 電動機與風機的傳動方式電動機與風機的傳動方式 表表 9.2 離心式風機的六種傳動方式離心式風機的六種傳動方式 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 57 9.2.3.4 離心式風機的表示方法離心式風機的表示方法 離心式風機的表示方法包括型號、機號、傳動方式、 旋轉(zhuǎn)方式和風口位置五個部分。 （1）離心風機的型號）離心風機的型號 離心風機的型號組成及書寫順序如下： 表示機號，葉輪直徑的dm數(shù) 表示設(shè)計序號，用阿拉伯數(shù)字12等表示 表示比轉(zhuǎn)數(shù)，采用兩位整數(shù)，當用兩葉輪并聯(lián)或單葉輪 雙吸入時，用2 比轉(zhuǎn)數(shù)表示 表示壓力系數(shù)，用一位整數(shù)，個別前向葉輪壓

43、力系數(shù)大于1.0時， 也可用兩位整數(shù)表示，兩葉輪串聯(lián)時，用2 壓力系數(shù)表示 表示用途，常用代號表示見表2 NO. 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 58 （2）離心風機的機號）離心風機的機號 離心風機的機號用風機葉輪直徑的dm值，尾數(shù)四舍五 入，在前面冠以“”表示。 （3）離心風機的具體表示方法舉例如下： 2.2 離心風機的基本構(gòu)造及工作原理離心風機的基本構(gòu)造及工作原理 59 軸流泵與風機是一種比轉(zhuǎn)數(shù)較 高的葉片式流體機械，它們的 突出特點是流量大而揚程較低。 9.3.1.1 軸流泵的主要零件軸流泵的主要零件 軸流泵的外形很像一根彎管。 根據(jù)安裝方式不同，軸流泵

44、通 常分為立式、臥式和斜式三種。 圖9.26為立式軸流泵的工作示 意圖。 圖圖9.26 軸流泵的工作示意圖軸流泵的工作示意圖 1吸入管；吸入管；2葉片；葉片； 3葉輪；葉輪；4導(dǎo)葉；導(dǎo)葉； 5軸；軸；6機殼；機殼；7壓水管壓水管 9.3 軸流泵與風機的基本構(gòu)造及工作原理軸流泵與風機的基本構(gòu)造及工作原理 60 軸流泵主要由吸入管、葉輪、導(dǎo)葉、軸和軸承、機殼、出吸入管、葉輪、導(dǎo)葉、軸和軸承、機殼、出 水彎管及軸封裝置水彎管及軸封裝置等零部件組成。 （1）吸水管）吸水管。形狀如流線型的喇叭管，以便匯集水流，并 使其得到良好的水力條件。 （2）葉輪）葉輪。是軸流泵的主要工作部件。按其調(diào)節(jié)的可能性 分為

45、固定式、半調(diào)式和全調(diào)式三種，固定式軸流泵的葉片與 輪轂鑄成一體，葉片的安裝角度不能調(diào)節(jié)；半調(diào)式軸流泵的 葉片是用螺栓裝配在輪轂體上的，葉片的根部刻有基準線， 輪轂體上刻有相應(yīng)的安裝角度位置線，如圖9.27所示。根據(jù) 不同的工況要求，可將螺母松開，轉(zhuǎn)動葉片，改變?nèi)~片的安 裝角度，從而改變水泵的性能曲線。全調(diào)式軸流泵可以根據(jù) 不同的揚程與流量要求，在停機或不停機的情況下，通過一 套油壓調(diào)節(jié)機構(gòu)來改變?nèi)~片的安裝角度，從而改變其性能， 以滿足用戶使用要求。 9.3 軸流泵與風機的基本構(gòu)造及工作原理軸流泵與風機的基本構(gòu)造及工作原理 61 （3）導(dǎo)葉）導(dǎo)葉：在軸流泵中， 液體運動類似螺旋運動，即 液體除了

46、軸向運動外，還有 旋轉(zhuǎn)運動。導(dǎo)葉固定在泵殼 上，一般為36片。水流經(jīng) 過導(dǎo)葉時旋轉(zhuǎn)運動受限制而 作直線運動，旋轉(zhuǎn)運動的動 能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋Ｒ虼耍瑢?dǎo) 葉的作用是把葉輪中向上流 出的水流旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)檩S向 運動，并減少水頭損失。 圖圖9.27 半調(diào)式葉片半調(diào)式葉片 1葉片；葉片；2輪轂體；輪轂體； 3角度位置；角度位置；4調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)螺母 9.3 軸流泵與風機的基本構(gòu)造及工作原理軸流泵與風機的基本構(gòu)造及工作原理 62 （4）軸和軸承）軸和軸承：泵軸是用來傳遞扭矩的，全調(diào)節(jié)軸 流泵泵軸做成空心，里面安置調(diào)節(jié)操作油管。軸承有 兩種，一種稱為導(dǎo)軸承，主要用來承受徑向力，起徑 向定位作用；另一種稱為推力軸承，在立式軸流泵中 用來承受水流作用