泵與風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理

1、1,主 編 白 樺 鮑東杰 副主編 趙云鵬 王 京 主 審 劉家春,流體力學(xué) 泵與風(fēng)機(jī),2,第二部分 泵與風(fēng)機(jī),流體力學(xué) 泵與風(fēng)機(jī),3,泵與風(fēng)機(jī)是利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能輸送流體，并提高流體動(dòng)能和勢(shì)能的能量轉(zhuǎn)換裝置，因而又統(tǒng)稱為流體機(jī)械。輸送液體的流體機(jī)械稱為泵；輸送氣體的流體機(jī)械稱為風(fēng)機(jī)。 根據(jù)泵與風(fēng)機(jī)的工作原理，通?？蓪⑵浞譃椋喝~片式、容積式和其它類型等。 葉片式泵與風(fēng)機(jī)主要是通過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)流體做功，使流體獲得能量。根據(jù)流體的流動(dòng)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(fēng)機(jī)具有效率高、啟動(dòng)方便、工作穩(wěn)定、性能可靠及容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，用途最為廣泛。,第二部分 泵與風(fēng)機(jī),4,容

2、積式泵與風(fēng)機(jī)主要是通過運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械內(nèi)部工作容積的改變對(duì)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(fēng)機(jī)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(jìn)原理工作的螺旋泵及利用有壓管道水擊原理工作的水錘泵等其它類型泵。,第二部分 泵與風(fēng)機(jī),5,1 離心式泵與風(fēng)機(jī)的分類 （1）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(jí)泵和多級(jí)分段式泵兩大類；按照葉輪的進(jìn)水情況不同，還可分為單吸泵(單面進(jìn)水

3、)和雙吸泵(雙面進(jìn)水)兩類。 常用離心式泵的種類歸納見表1。,第二部分 泵與風(fēng)機(jī),6,表1 離心式泵的種類,第二部分 泵與風(fēng)機(jī),7,（2）離心式風(fēng)機(jī)的種類 離心式風(fēng)機(jī)按其產(chǎn)生的壓力不同，可分為三類： 低壓離心式風(fēng)機(jī) 低壓離心式風(fēng)機(jī)如圖1所示，風(fēng)壓小于981Pa(100mmH20)。一般用于送風(fēng)系統(tǒng)或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 中壓離心式風(fēng)機(jī) 中壓離心式風(fēng)機(jī)如圖2所示，風(fēng)壓在9812943Pa(即100300mmH20)范圍內(nèi)。一般用于除塵系統(tǒng)或管網(wǎng)較長(zhǎng)，阻力較大的通風(fēng)系統(tǒng)。,第二部分 泵與風(fēng)機(jī),8,高壓離心式風(fēng)機(jī) 高壓離心式風(fēng)機(jī)如圖3所示，風(fēng)壓大于2943Pa(即300mmH20)。一般用于鍛冶設(shè)備的強(qiáng)制

4、通風(fēng)及某些氣力輸送系統(tǒng)。,圖1低壓離心式風(fēng)機(jī) 圖2中壓離心式風(fēng)機(jī) 圖3 高壓離心式風(fēng)機(jī),第二部分 泵與風(fēng)機(jī),9,離心式風(fēng)機(jī)輸送氣體時(shí)，其增壓范圍一般在9807kPa(即1000mmH2O)以下。 離心式風(fēng)機(jī)按其輸送氣體的性質(zhì)不同，還可以分為：一般通風(fēng)機(jī)、排塵通風(fēng)機(jī)、鍋爐引風(fēng)機(jī)、耐腐蝕通風(fēng)機(jī)、防爆通風(fēng)機(jī)及各種專用風(fēng)機(jī)。按風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)。 在實(shí)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(fēng)機(jī)的用途，如表2所示。,第二部分 泵與風(fēng)機(jī),10,表2 通風(fēng)機(jī)用途漢語拼音代號(hào),第二部份 泵與風(fēng)機(jī),11,當(dāng)前泵與風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

5、(1)大型化、大容量化。 (2)高速化、高揚(yáng)程化。 (3)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。 (4)自動(dòng)與節(jié)能。,第二部分 泵與風(fēng)機(jī),12,第二部分 泵與風(fēng)機(jī) 9 泵與風(fēng)機(jī)的構(gòu)造 及工作原理,流體力學(xué) 泵與風(fēng)機(jī),13,【知識(shí)點(diǎn)】 離心泵與風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造和原理；軸流泵與風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造和原理。 【能力目標(biāo)】 重點(diǎn)掌握：離心泵與風(fēng)機(jī)的工作原理。 熟悉：離心泵與風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造，會(huì)分析不同葉型葉輪對(duì)泵或風(fēng)機(jī)工作的影響。 理解：軸流泵與風(fēng)機(jī)的工作原理。 了解：軸流泵與風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造。,9 泵與風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理,14,2 泵與風(fēng)機(jī)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 圖2.1所示為單級(jí)單吸臥

6、式離心泵的構(gòu)造剖面圖，圖2.2所示為單級(jí)雙吸臥式離心泵的構(gòu)造剖面圖?？梢婋x心泵的主要零件由轉(zhuǎn)動(dòng)、固定及交接三大部件組成，其中轉(zhuǎn)動(dòng)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。,2.1.1 離心泵的主要零件,2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,16,圖9.1 單級(jí)單吸臥式離心泵剖面圖 1泵體； 2泵蓋； 3葉輪； 4軸； 5減漏環(huán)； 6軸套； 7填料壓蓋； 8填料環(huán)；9填料； 10懸架軸承部件,2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,17,圖9.2 單級(jí)雙吸臥式離心泵剖面圖 1泵體； 2泵蓋； 3泵軸； 4葉輪； 5葉輪上減漏環(huán)； 6泵殼上減漏

7、環(huán)； 7水封管；8充水孔； 9油孔； 10雙列滾珠軸承； 11鍵； 12填料套； 13填料環(huán)； 14填料； 15壓蓋； 16聯(lián)軸器； 17油杯指示管； 18壓水管法蘭； 19泵座； 20吸水管；21泄水孔； 22放油孔,2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,18,9.1.1.1 葉輪 葉輪是離心泵的最主要零件之一，它由蓋板、葉片和輪轂等部件組成。選擇葉輪材料時(shí)不僅要考慮它的機(jī)械強(qiáng)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(duì)稱狀，如圖9.3所示，泵內(nèi)產(chǎn)

8、生的軸向力方向指向進(jìn)水側(cè)，單級(jí)單吸離心泵才采用這種葉輪型式。雙吸式葉輪是兩側(cè)進(jìn)水，葉輪蓋板呈對(duì)稱狀，如圖9.4所示，相當(dāng)于兩個(gè)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(jìn)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,19,圖9.3 單吸式葉輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1前蓋板；2后蓋板； 3葉片； 4流道5吸水口；6輪轂； 7泵軸,圖9.4 雙吸式葉輪簡(jiǎn)圖 1吸入口；2輪蓋；3葉片； 4輪轂；5軸孔,2.1 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

9、（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612個(gè)葉片的封閉式葉輪，它具有較高的揚(yáng)程和效率。只有葉片沒有蓋板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(shí)，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9.5 葉輪形式 (a) 半開式葉輪； (b) 開式葉輪； (c) 閉式葉輪,2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,21,2.1.1.2 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(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗埽?并均勻地將液體導(dǎo)向水

10、泵 出口。如圖9.6所示，有些 泵殼內(nèi)還設(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(jī)械強(qiáng)度。泵殼頂部通常設(shè)有灌水漏斗和排氣栓，以便啟動(dòng)前灌水和排氣。底部有放水方頭螺栓，以便停用或檢修時(shí)泄水。,圖9.6 蝸殼形泵殼,2.1 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 泵軸是用來帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)的，它將電動(dòng)機(jī)的能量傳遞給葉輪。泵軸應(yīng)有足夠的抗扭強(qiáng)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。軸承用來支承泵軸，以便于泵軸

11、旋轉(zhuǎn)，常用的軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩類，軸承裝在軸承座內(nèi)作為轉(zhuǎn)動(dòng)體的支撐件。依荷載大小滾動(dòng)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(dòng)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(shí)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,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(dòng)軸瓦，巴氏合金襯里，用油進(jìn)行潤滑和冷卻的滑動(dòng)軸承。也有石墨等材料制成的滑動(dòng)軸承，可用水潤滑和冷卻。軸承座構(gòu)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

12、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(shí)才用。這時(shí)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(biāo)尺，可測(cè)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(jī)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,24,圖9.7 止推軸承 (a)單排滾珠止推軸承； (b)雙排滾珠止推軸承,圖9.8 軸承座構(gòu)造圖 1雙列滾珠軸承； 2泵軸； 3阻漏油橡皮； 4油杯孔； 5封板； 6冷卻水套,2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,25,2.1.1.4 軸封裝置

13、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(jìn)入泵內(nèi)。軸封裝置的型式有多種，如機(jī)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(gè)零件組成，即由軸封套，填料、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,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

14、過水封管進(jìn)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(duì)填料盒和軸進(jìn)行冷卻； （3）對(duì)填料盒與泵軸組成的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)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(shí)現(xiàn)的。壓蓋壓得太松，達(dá)不到密封效果；壓得太緊，泵軸與填料的機(jī)械磨損、機(jī)械損失也增大。壓得過緊，可能造成“抱軸”現(xiàn)象，產(chǎn)生嚴(yán)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(yùn)行時(shí)，要注意檢查軸封裝置的滴水情況并進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)填料失效后應(yīng)進(jìn)行更換。,2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,27,圖9.9 填料盒組裝示意圖 1壓蓋； 2填料； 3水封環(huán)； 4水封管； 5軸封套； 6

15、襯套； 7泵殼,2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,28,9.1.1.5 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(shí)排出由填料盒內(nèi)滲出的水。,圖9.10 撓性聯(lián)軸器 1泵側(cè)聯(lián)軸器； 2電機(jī)側(cè)聯(lián)軸器； 3柱銷；4彈性圈； 5擋圈,9.1 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)軸器是用來聯(lián)接水泵軸和電機(jī)軸的部件，又稱靠背輪，有剛性和撓性兩種。剛性聯(lián)軸器實(shí)際上就是兩個(gè)圓法蘭盤用螺栓連接，它對(duì)泵軸與電機(jī)軸的不同心無調(diào)節(jié)余地，當(dāng)泵軸與電機(jī)軸偏心時(shí)，可能會(huì)加劇機(jī)組的振動(dòng)；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

16、機(jī)軸的不同心度，從而減小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因機(jī)軸少量偏心而引起的軸周期性彎曲應(yīng)力和振動(dòng)。運(yùn)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(shí)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,30,9.1.1.7 減漏裝置 葉輪進(jìn)口外緣與泵殼內(nèi)壁的接縫處存在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)接縫，如圖9.11，這個(gè)縫隙是高低壓流體的交界面，而且是具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(jìn)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，在接縫間隙處很容易

17、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(shí)，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,31,圖9.11 減漏裝置,圖9.12 葉輪軸向受力圖,2.1 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 單吸離心泵或某些多級(jí)泵的葉輪有軸向推力存在，產(chǎn)生軸向推力的原因是作用在葉輪兩側(cè)的流體壓力不平衡造成的。圖9.12表明了作用于單級(jí)單吸泵葉輪兩側(cè)的壓強(qiáng)分布情況。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪進(jìn)

18、水側(cè)上部壓強(qiáng)高，下部壓強(qiáng)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(qiáng)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(dòng)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,33,如圖9.13所示，單級(jí)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(qiáng)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板接近， 這樣就消除了軸向推力。這 種方法簡(jiǎn)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9.13 軸向力平衡措施 1排

19、出壓力；2加裝的減漏環(huán)； 3平衡孔；4泵殼上的減漏環(huán),2.1 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(shí)，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。,2.1.2 離心式泵的管路及附件,圖9.14 離心水泵管路附件裝置 1離心式泵；2電動(dòng)機(jī)；3攔污柵； 4底閥；5真空表；6防振件； 7壓力表；8止回閥； 9閘閥；10排水管； 11吸水管； 12支座；13排水溝；14壓水管,2.1 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(dòng)前灌水時(shí)漏水。泵的吸入口處裝有真空計(jì)，以便觀察吸

20、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(zhǎng)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，以測(cè)量泵出口壓強(qiáng)。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(shí)，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(jì)。 當(dāng)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上水泵的吸水管路彼此相連時(shí)，或當(dāng)水泵處于自灌式灌水，即水泵的安裝高程低于水池水面時(shí)，吸水管上應(yīng)安裝閘閥。,2.1 離心

21、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(dòng)時(shí)受到離心力的作用而獲得能量的。離心泵啟動(dòng)之前必須使泵內(nèi)和進(jìn)水管中充滿水，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)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(huì)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(jìn)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(shí)際上完成了能量的傳遞和轉(zhuǎn)化，電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被抽升液體的動(dòng)能和勢(shì)能。在這個(gè)能

22、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。,2.1.3 離心泵的工作原理,2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,37,最常用的離心泵是臥式單級(jí)單吸泵，根據(jù)其構(gòu)造特點(diǎn)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(dòng)機(jī)加長(zhǎng)軸上，泵體與電動(dòng)機(jī)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(yáng)程約8150m。,2.1.4 常用離心泵,圖9.15 單級(jí)單吸離心泵 1離心泵； 2電機(jī),2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,38,多級(jí)分段離心泵是將 幾個(gè)

23、葉輪同時(shí)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(jí)葉輪，它的總揚(yáng)程 等于各級(jí)葉輪產(chǎn)生的 揚(yáng)程之和，它的級(jí)數(shù)等于葉輪個(gè)數(shù)。這類泵所能提供的流量范圍約為2.5550m3h，揚(yáng)程約為50800m，在暖通工程中，常用這類水泵做為鍋爐給水泵。,圖9.16 多級(jí)分段式離心泵,2.1 離心泵的基本構(gòu)造及工作原理,39,圖9.17是離心風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)分解示意圖。它的主要工作零件 有葉輪、機(jī)殼、機(jī) 軸和吸入口等。對(duì) 大型離心式風(fēng)機(jī)， 一般還有進(jìn)氣箱、 前導(dǎo)器和擴(kuò)壓器等。,2.2.1 離心風(fēng)機(jī)的主要零件,圖9.17 離心式風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)分解示意圖 1吸入口； 2葉輪前盤； 3葉片；

24、4后盤； 5機(jī)殼； 6出口； 7截流板，即風(fēng)舌； 8支架,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,40,2.2.1.1 葉輪 葉輪是離心通風(fēng)機(jī)的主要零件， 葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何形狀對(duì) 通風(fēng)機(jī)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9.18(A) 葉輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,41,圖9.19為離心風(fēng)機(jī)葉輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖，圖中D0為葉輪進(jìn)口直徑，D1為葉片進(jìn)口直徑，D2為葉片出口直徑，即葉輪外徑，b1為葉片進(jìn)口寬

25、度，b2為葉片出口寬度，1為葉片進(jìn)口安裝角，2為葉片出口安裝角。,圖9.18(B) 葉輪的結(jié)構(gòu)形式 (a)平前盤葉輪；(b)錐形前盤葉輪；(c)弧形前盤葉輪；(d)雙吸葉輪,2.2 離心風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的葉片，一般為664個(gè)。葉片的形狀、數(shù)量及其出口安裝角度對(duì)通風(fēng)機(jī)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9.19 葉輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù),9.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,43,（1）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

26、葉輪流道短而出口寬度較寬。葉輪能量損失大，整機(jī)效率低，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲大，但產(chǎn)生的風(fēng)壓較高，此類葉型的葉輪多用于中小型離心風(fēng)機(jī)。 （2）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(diǎn)介于前向型葉片與后向型葉片之間。,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,44,圖9.20 離心式風(fēng)機(jī)葉輪型式 (a)前向葉型葉輪；(b)多葉前向葉型葉輪； (c)后向葉型葉輪； (d)徑向弧形葉輪；(e)徑向直葉式葉輪；(f)機(jī)翼型葉輪,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,45,（3）后向葉片的葉

27、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(jī)翼形后向葉輪。這類葉型的葉輪能量損失少，整機(jī)效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲小，但產(chǎn)生的風(fēng)壓較低，一般大型離心風(fēng)機(jī)多采用此類葉型的葉輪。,圖9.21 葉片的基本形狀 (a)平板葉片；(b)圓弧窄葉片；(c)圓弧葉片；(d)機(jī)翼型葉片,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,46,如圖2.21所示,離心風(fēng)機(jī)葉片的形狀有：平板形、圓弧形和中空機(jī)翼形等幾種。平板形葉片制造簡(jiǎn)單。中空機(jī)翼形葉片具有優(yōu)良的空氣動(dòng)力特性，葉片強(qiáng)度高，風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)效率一般較高。如果將中空機(jī)翼形葉片的內(nèi)部加上補(bǔ)強(qiáng)筋，可以提高葉片的強(qiáng)度和剛度，但工藝較

28、復(fù)雜。中空機(jī)翼形葉片磨漏后，雜質(zhì)易進(jìn)入葉片內(nèi)部，使葉輪失去平衡而產(chǎn)生振動(dòng)。目前，前向葉片一般多采用圓弧形葉片。在后向葉片中，對(duì)于大型離心風(fēng)機(jī)多采用機(jī)翼形葉片，而對(duì)于中、小型離心風(fēng)機(jī)，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(fēng)機(jī)均采用中空機(jī)翼形葉片。,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,47,2.2.1.2 機(jī)殼 風(fēng)機(jī)的機(jī)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(dòng)壓轉(zhuǎn)換為靜壓，最后將氣體導(dǎo)向出口。機(jī)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(fēng)機(jī)多呈方形，高壓風(fēng)機(jī)則呈圓形。目前研制生產(chǎn)的新型風(fēng)機(jī)的機(jī)殼能

29、在一定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)用戶對(duì)出風(fēng)口方向的不同需要。,圖9.22 機(jī)殼,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,48,2.2.1.3 吸入口 風(fēng)機(jī)的吸入口又稱集流器，是連接風(fēng)機(jī)與風(fēng)管的部件。吸入口的作用是保證氣流能均勻地充滿葉輪進(jìn)口截面，降低流動(dòng)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(jìn)口附近氣流的流動(dòng)狀況，以避免漏流及引起的損失。從流動(dòng)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，一般用于高效通風(fēng)機(jī)上。,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,49,2.2.1.4

30、 進(jìn)氣箱 進(jìn)氣箱一般只使用在大型的或雙吸的離心風(fēng)機(jī)上。其主要作用可使軸承裝于風(fēng)機(jī)的機(jī)殼外邊，便于安裝與檢修，對(duì)改善鍋爐引風(fēng)機(jī)的軸承工作條件更為有利。對(duì)進(jìn)風(fēng)口直接裝有彎管的風(fēng)機(jī)，在進(jìn)風(fēng)口前裝上進(jìn)氣箱，能減少因氣流不均勻進(jìn)入葉輪產(chǎn)生的流動(dòng)損失。斷面逐漸收斂的進(jìn)氣箱的效果較好。,圖9.23 吸入口形式示意圖 (a)圓筒形；(b)圓錐形；(c) 圓弧形；(d)錐筒形；(e)弧筒形；(f)錐弧形,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,50,2.2.1.5 前導(dǎo)器 一般在大型離心式風(fēng)機(jī)或要求性能調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口或進(jìn)風(fēng)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(kuò)大風(fēng)機(jī)性能、使用范圍和提高調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性。

31、前導(dǎo)器有軸向式和徑向式兩種。 2.2.1.6 擴(kuò)散器 擴(kuò)散器裝于風(fēng)機(jī)機(jī)殼出口處，其作用是降低出口流體速度，使部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。根據(jù)出口管路的需要，擴(kuò)散器有圓形截面和方形截面兩種。,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,51,離心式風(fēng)機(jī)的工作原理與上述離心泵的工作原理基本相同，當(dāng)葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的氣體隨葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力，氣體被甩出葉輪。被甩出的氣體進(jìn)入機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增高被導(dǎo)向出口排出。氣體被甩出后，葉輪中心處壓強(qiáng)降低，外界氣體從風(fēng)機(jī)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。,2.2.2 離心風(fēng)機(jī)的工作原理,2.2

32、離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,52,9.2.3.1 離心風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方式 離心式風(fēng)機(jī)可以做成右旋轉(zhuǎn)或左旋轉(zhuǎn)兩種形式。從原動(dòng)機(jī)一端正視葉輪，葉輪旋轉(zhuǎn)為順時(shí)針方向的稱為右旋轉(zhuǎn)，用“右”表示；葉輪旋轉(zhuǎn)為逆時(shí)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)。,2.2.1 離心風(fēng)機(jī)的主要零件,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,53,2.2.3.2 離心風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口 其出風(fēng)口的位置一般表示為如圖9.24所示，其基本出風(fēng)口位置為8個(gè)，特殊情況可增加風(fēng)口位置，見表9.1。在購買風(fēng)機(jī)時(shí)一般應(yīng)注明出風(fēng)口位置。,圖9.24 離心式風(fēng)機(jī)出風(fēng)口位置,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理

33、,54,2.2.3.3 離心風(fēng)機(jī)的支承與傳動(dòng)方式 風(fēng)機(jī)的支承包括機(jī)軸、軸承和機(jī)座。我國離心式風(fēng)機(jī)的支承與傳動(dòng)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(fēng)機(jī)的葉輪直接安裝在風(fēng)機(jī)軸上；B、C與E型均為皮帶傳動(dòng)，這種傳動(dòng)方式便于改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，有利于調(diào)節(jié)；D、F型為聯(lián)軸器傳動(dòng)；E型和F型的軸承分設(shè)于葉輪兩側(cè)，運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，多用于大型風(fēng)機(jī)。,表9.1 離心式風(fēng)機(jī)出風(fēng)口位置,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,55,2.2.3.3 離心風(fēng)機(jī)的支承與傳動(dòng)方式 風(fēng)機(jī)的支承包括機(jī)軸、軸承和機(jī)座。我國離心式風(fēng)機(jī)的支承與傳動(dòng)方式已經(jīng)定型，共分A、B、C、D、E、F六種型式，如圖9.

34、25所示。A型風(fēng)機(jī)的葉輪直接安裝在風(fēng)機(jī)軸上；B、C與E型均為皮帶傳動(dòng)，這種傳動(dòng)方式便于改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，有利于調(diào)節(jié)；D、F型為聯(lián)軸器傳動(dòng)；E型和F型的軸承分設(shè)于葉輪兩側(cè)，運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，多用于大型風(fēng)機(jī)。 離心式風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)方式如表9.2所示。,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,56,圖9.25 電動(dòng)機(jī)與風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)方式,表 9.2 離心式風(fēng)機(jī)的六種傳動(dòng)方式,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,57,9.2.3.4 離心式風(fēng)機(jī)的表示方法 離心式風(fēng)機(jī)的表示方法包括型號(hào)、機(jī)號(hào)、傳動(dòng)方式、旋轉(zhuǎn)方式和風(fēng)口位置五個(gè)部分。 （1）離心風(fēng)機(jī)的型號(hào) 離心風(fēng)機(jī)的型號(hào)組成及書寫順序如下：,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及

35、工作原理,58,（2）離心風(fēng)機(jī)的機(jī)號(hào) 離心風(fēng)機(jī)的機(jī)號(hào)用風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的具體表示方法舉例如下：,2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,59,軸流泵與風(fēng)機(jī)是一種比轉(zhuǎn)數(shù)較高的葉片式流體機(jī)械，它們的突出特點(diǎn)是流量大而揚(yáng)程較低。 9.3.1.1 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。,9.3.1 軸流泵與風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造,圖9.26 軸流泵的工作示意圖 1吸入管；2葉片； 3葉輪；4導(dǎo)葉； 5軸；6機(jī)殼；7壓水管,9.3 軸流泵與風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理

36、,60,軸流泵主要由吸入管、葉輪、導(dǎo)葉、軸和軸承、機(jī)殼、出水彎管及軸封裝置等零部件組成。 （1）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。是軸流泵的主要工作部件。按其調(diào)節(jié)的可能性分為固定式、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(zhǔn)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(dòng)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(yáng)程與流量要求，在停機(jī)或不停機(jī)的情況下，通過一套油壓調(diào)節(jié)機(jī)

37、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(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,61,（3）導(dǎo)葉：在軸流泵中，液體運(yùn)動(dòng)類似螺旋運(yùn)動(dòng)，即液體除了軸向運(yùn)動(dòng)外，還有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)葉固定在泵殼上，一般為36片。水流經(jīng)過導(dǎo)葉時(shí)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受限制而作直線運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。因此，?dǎo)葉的作用是把葉輪中向上流出的水流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檩S向運(yùn)動(dòng)，并減少水頭損失。,圖9.27 半調(diào)式葉片 1葉片；2輪轂體； 3角度位置；4調(diào)節(jié)螺母,9.3 軸流泵與風(fēng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理,62,（4）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在葉片