低温泵工作原理(低温潜液泵工作原理)

IG端吸离心泵可根据不同的应用要求，用作生活给水系统、空调节系统、消防系统等场合。输送介质为清水或物理化学性质与水相似的液体，输送介质的温度不得超过110℃。

泵的工作压力≤1.6Mpa，即泵吸入压力+泵头≤1.6Mpa，泵静压试验压力为2.4Mpa

型号含义:IS80-65-160A(示例)

80-泵吸入口直径(mm)；IS-单级单吸清水离心泵；

65-泵排出口直径(mm)；10-泵叶轮的直径；A-叶轮的切割次数。

IS泵是典型的后门结构。本实用新型具有维护方便的优点。维修时，只需拆下东欧的泵体、吸入管路和排出管路的联轴器，即可取出转子部件进行维修。

泵体和泵盖构成了泵的工作室。叶轮、轴和滚动轴承是泵的转子。悬浮轴承支撑泵的转子，滚动轴承承受泵的径向力和轴向力。

为了平衡泵的轴向力，大多数泵的叶轮前后都设有密封圈，叶轮后盖板上设有平衡孔。

泵通过弹性联轴器与电机连接。从驱动端看，泵的旋转方向为顺时针方向。

离心泵检修技术知识:

概述:

1.泵是一种输送液体并增加其压力的机器(“增能”机器)。

2.泵分为化工泵和水泵。

3.主要区别:防止腐蚀和适应化工工艺的特殊材料和设计，包括结构、轴封、材料和维修难度。

4、化工泵要求:

(1)满足化工工艺要求，运行可靠。

(2)耐腐蚀性和耐磨性。

(3)满足无泄漏的要求。

(4)耐高温或耐低温，能有效连续工作。

离心泵的工作原理、分类、型号和结构:

(一)离心泵装置及工作原理

1.为了使离心泵正常工作，离心泵必须配有一定的管道和管件。这种配有一定管路系统的离心泵称为离心泵装置。图1-1是离心泵的总体示意图，主要包括底阀、吸入管路、排出阀和排出管路。重新检查联轴器的对准情况。

2.离心泵的工作原理

离心泵启动后，依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力的作用下获得能量增加压力。泵工作前，泵体和进水管必须注满水，以防气蚀。当叶轮快速旋转时，叶片使水快速旋转，旋转的水在离心力的作用下飞离叶轮。泵内的水甩出去后，叶轮的中心部分形成一个真正的空区域。在不断吸入液体的同时，不断给予吸入的液体一定的能量，排出液体。所以离心泵连续工作。

(2)离心泵的气蚀

1.所谓气蚀，是指离心泵启动时，如果泵内有空气体，由于空气体的密度很低，旋转后产生的离心力很小，因此在叶轮中心区域形成的低压不足以将液面低于泵入口的液体吸入泵内，流体无法输送的现象。

2.离心泵启动前，泵壳必须注满水后才能启动。否则会造成泵体发热振动，出水量减少，泵损坏(简称“汽蚀”)，造成设备事故！

气蚀的主要原因是:

(1)入口管道阻力太大或管道太细；

(2)输送介质温度过高；

(3)流量太大，也就是说出口阀太宽；

(4)安装高度过高，影响泵的吸液；

(5)选型，包括泵的选择、泵的材料选择等。

含气泡的液体被挤入高压区，然后迅速凝结或破裂。局部真相空由于气泡的消失而产生，周围的液体以极高的速度流向气泡中心，瞬间产生数万kpa的巨大高速冲击力，冲击叶轮和泵壳，对物料产生侵蚀和破坏。

从气蚀和气粘的不同原因来看:气粘是泵体内有空气体，一般在泵启动时出现，主要是泵体内的空气体没有排出；空化是由于液体在一定温度下达到其汽化压力。

(2)空化的位置

根据泵汽蚀部位的不同，汽蚀可分为以下四类:

叶片汽蚀:叶片汽蚀是发生在叶片表面的汽蚀，主要是泵安装过高，或流量偏离设计流量过大。其空气泡的形成和溃灭多发生在叶片前后或前轮盘内表面和叶片根部。

间隙气蚀:间隙气蚀泵中的水通过突然变窄的间隙时，速度会增大，局部压力下降，也会发生气蚀。例如，在轴流泵的叶片外缘与泵壳的间隙中，在离心泵的密封环与叶轮外缘的间隙中，由于叶轮进口侧和出口侧的压盖较大，造成高速回流，造成局部压降和间隙气蚀。

旋涡汽蚀:旋涡汽蚀是由于集水池和进水流道设计不良或泵在非设计工况下工作造成的。也有可能在叶轮下方自上而下产生带状涡(简称涡带)。当涡带中心压力低于汽化压力时，涡带变成空化带。

粗糙汽蚀:粗糙汽蚀是当水通过泵内凹凸不平的内壁和过流部件时，容易在突起的下游产生局部负压而引起汽蚀，称为粗糙汽蚀。

离心泵的分类:

离心泵的种类很多，常见的分类方法有以下几种。

1、按叶轮吸入方式分:

(1)单吸离心泵；如下图所示:

单级离心泵结构

1.泵入口；2.泵壳；3.泵出口；4.密封填料箱；5.填料压盖；6.泵轴；7.耦合；8.匹配电机；9.螺旋壳；10.叶轮；11.扩散管。

(2)双吸离心泵；如图1-3所示:

多级离心泵结构示意图

1.耦合；2.泵轴；3.前轴承体；4.吸入部分；5.泵入口；6.穿杠；7.中段；8.平衡管；9.挤压部分；10.泵出口；11.后轴承体。

(3)单级双吸离心泵

扬程范围10-140m，流量范围90-28600m3/h，根据竖井的安装位置，可分为卧式和立式两种结构。图12-3所示为卧式S型单级双吸离心泵的结构。这种泵实际上相当于两个B型泵叶轮的组合。液体从叶轮左右两侧进入叶轮，流量大。转子在两端被支撑，泵壳呈水平分开的蜗壳形状。两个半螺旋吸入室与泵壳为开放式结构，共用一根吸入管，吸入管和排出管均匀分布在泵壳下半部两侧。检查泵时，不必拆卸与泵相连的管道。由于泵壳和吸入室都是蜗壳形的，为了在灌泵时排出泵内的气体，在泵壳和吸入室的最高点分别开有螺孔，灌泵后用螺栓将泵密封。泵的轴封装置多采用填料密封。填料箱内设置有水封环，压力室内的液体通过细管引入其中，对填料进行冷却和润滑。轴向力自平衡，无需设置轴向力平衡装置。在相同流量下，双吸泵的抗汽蚀性能优于单吸泵。

2.根据叶轮数量:

(1)单级离心泵只有一个叶轮，是一种应用广泛的泵。因为液体在泵中仅被激励一次，所以扬程低。如图1-2所示，是单级单吸离心泵。

(2)多级离心泵具有两个或两个以上叶轮的离心泵称为多级离心泵。阶段越多，压力越大。图1-4所示为分段式离心水泵，其叶轮一般为单吸式。

3、离心泵扬程点:

(1)低压泵:扬程≤20m；

(2)中压泵:扬程≥20-100米；

(3)高压泵:扬程≥100米；

4、根据泵的用途和液体的性质:

泵可分为:

(1)清水泵；(2)泥浆泵；(3)酸泵；(4)碱泵；

(5)油泵；(6)砂泵；(7)低温泵；(8)高温泵；

(9)屏蔽泵等。

(四)离心泵的型号和结构

1.离心泵型号:表1-1离心泵基本型号代号

2.离心泵的结构

离心泵有很多种。各种类型的泵虽然结构不同，但主要部件基本相同。

主要零件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、密封圈、泵轴、机械密封或填料函、联轴器、轴承等。

多级离心泵是指在同一泵轴上安装两个或两个以上的叶轮，液体依次通过各级叶轮。它的总压头是各级叶轮的压头之和。当需要高压头时，经常使用多级离心泵。

旋转部件:

1.锁紧螺母；2.泵轴；3.轴承保持套筒；4.密封填料套；5.平衡板；6.叶轮。

功能:旋转部分由轴、叶轮、轴套等组成。它是泵的旋转主体，产生离心力和能量。

泵壳:多级分段离心泵的泵壳分为吸入段(前段)、中段和挤压段(后段)。吸入段的作用是确保液体以最小的摩擦损失流入叶轮入口。中段设有导流叶片，导流叶片用隔板安装在中段内形成蜗壳。

中段的作用是降低前一级以较高速度出来的液体的速度，从而保证液体很好地进入下一级叶轮。挤压部分还有一个尾盖。挤压段的作用是从叶轮收集液体，并将液体的动能转化为压力能。

中段装配图

1.中间部分有隔板；2.密封圈(口环)；3.导向叶片；4.叶轮。

密封零件:

叶轮和泵壳之间的密封

旋转叶轮和泵壳之间有间隙。如果这个间隙过大，叶轮甩出的部分液体会从这个间隙回流到叶轮的吸入口，降低泵的效率；如果这个间隙太小，泵壳和叶轮可能由于过度磨损而报废。

密封环用于叶轮和泵壳之间的密封。密封环安装在中段，可以减少高压液体回漏到叶轮吸入口，还可以起到轴承磨损的作用，从而延长叶轮和泵壳的使用寿命，降低维修成本。

轴向力平衡

平衡部分:

平衡部分主要用于平衡离心泵运行时产生的指向叶轮入口的轴向推力。

(1)单级离心泵的轴向力平衡

①采用双吸叶轮；②开平平衡孔；③安装平衡管；④使用平衡叶片。

(2)多级离心泵的轴向力平衡

(1)对称布置叶轮；②平衡板法；③平衡鼓法；④平衡板法。

平衡盘法平衡装置示意图

1.平衡管；2.平衡室；3.平衡板头；4.平衡板；5.泵轴；6.尾盖

一般来说，平衡盘的直径略大于叶轮吸入口的直径。如果泵的轴向力增大，平衡盘与平衡盘头部的轴向间隙减小，平衡盘前的压力增大，以平衡轴向推力。

滚动轴承示意图

1.外环；2.笼子；3.滚动元件；4.内环

轴承零件:

滚动轴承:滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。内圈安装在轴颈上，外圈安装在机架的轴承座内。通常是在外圈固定的情况下，内圈随轴颈旋转，也有一部分是内圈固定的情况下旋转。当内外圈相对转动时，滚动体在内外圈的滚道中滚动。

滑动轴承示意图

1.轴承盖；2.上轴瓦；3.垫圈；4.坚果；5.双螺柱；6.轴承座；7.下轴瓦

滑动轴承:滑动轴承主要由轴承衬套或套筒和轴承座组成。滑动轴承主要用于以下情况:

工作速度极高的轴承；承重重；承受巨大冲击和振动载荷的轴承；根据装配要求，必须制造剖分式轴承(如曲轴轴承)。

耦合结构示意图

1.连接螺栓；2.橡胶垫圈；3.别针

传动部分:离心泵和电机之间的连接机构叫联轴器。联轴器起到传递电机能量、缓冲轴向和径向振动、自动调整泵和电机中心的作用。联轴器主要由两半联轴器、连接件和缓冲阻尼件组成。常用的联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器。

多级离心泵工作原理示意图

1-叶轮；2-导向叶片；3-吸入室；4-放电室

人们在同一个泵轴上安装几个叶轮，每个叶轮与其外围的导液装置形成一个独立的工作室。这个工作室和叶轮组成的系统可以看作是一个单级离心泵，每个工作室串联起来组成一个多级泵。与多个单级离心泵串联相比，多级泵具有效率高、占地面积小、运行费用低、易于维护等优点。该泵的流量范围为5-720立方米/小时，扬程可达2800米。

除了单级离心泵的优点，多级离心泵最大的优点是扬程高。多级离心泵被广泛使用。如化肥生产中，用多级泵将氨水打入碳化塔，氨水从加压的氮氢混合物中吸收二氧化碳，生成碳酸氢铵；锅炉给水；山区深井灌溉等。

IS泵仍然是单级单吸悬臂离心泵。

但它是按照国际标准规定的性能和尺寸设计的，是一种新型节能产品，现已取代B型泵。型号IS泵用于输送清水和与水性质相似的液体。温度80℃以下，流量范围6.3-400 m3/h，扬程范围5-125m，转速2900r/min或1450r/min。

(5)屏蔽离心泵，如图1-7所示。

屏蔽离心泵的特点:

屏蔽泵又称未灌装泵，用于输送易燃、易爆、有毒、放射性和贵重液体，也可用作高压设备的循环泵。其结构特点是泵的叶轮和电机的转子在同一根轴上，安装在同一密封壳体内，没有联轴器和密封装置，从根本上杜绝了液体的泄漏。为了防止电气部分与输送液体接触，电机的定子和转子分别用金属薄壁圆筒(屏蔽套)与液体隔开。屏蔽罩的材料应耐腐蚀、无磁、高电阻率，以减少屏蔽罩给电机带来的额外功耗。为了不干扰电机的磁场，这个金属细臂圆筒采用奥氏体非磁性材料(1Gr18Ni9Ti)。由于屏蔽套的存在，电机的转子和定子之间的间隙增大，电机的效率降低。因此要求屏蔽套的壁很薄，一般为0.3-0.8毫米

屏蔽泵具有结构简单紧凑、零部件少、占地面积小、运行可靠、可长期维护等优点。缺点是效率低，比一般离心泵低26%-50%。

(6)高速离心泵，如图1-8所示。

高速离心泵由电机、增速器和泵组成。和泵增速器通常是封闭的结构。可以在户外安装和使用。立式结构应用广泛，驱动功率一般在7.5-132kW。驱动功率超过160kW时，采用卧式结构。高速离心泵叶轮与泵体之间无密封圈，泵内间隙大。一般叶轮、泵体后盖板和扩散锥之间的间隙为2-3毫米。如果达到3-4mm，可以在不影响效率的情况下进行涂抹。泵的轴封装置通常采用机械密封。泵配有旋风分离器，使泵抽出的液体得到净化，并导入机械密封，以延长机械密封的使用寿命。小功率泵的高速轴上的轴承采用巴氏合金轴承，150kW以上的功率采用滑块轴承和端推力轴承。增速机的润滑是自带油泵通过机油滤清器和机油冷却器把机油送到机壳的各个喷嘴，机油通过喷嘴喷成雾状，油雾用来润滑齿轮和轴承。这种泵适用于高扬程、小流量的场合。由于叶轮与壳体之间的间隙较大，可用于输送含有固体颗粒的液体和高等教育。带诱导轮的叶轮具有良好的抗汽蚀性能。

高速泵结构紧凑，体积小，重量轻，占地面积小。缺点是加工精度高，制造困难。

制冷泵和冷却泵的基本知识:

1.泵的参数设计存在一个误区:“电机烧坏的原因是扬程选择不足”。其实可能是设计扬程比实际扬程高太多了。

1)系统静压:空调节系统只有在充满水的情况下才能运行，水泵的进出口承受相同的静压。在选择水泵扬程时，只需克服管路系统的阻力，而有些设计者将静压计入循环压力，使水泵的容量增加了不少。

2)估算值过大:由于设计人员经验不足，计算参数过于保守，有的采用施工阶段的估算方法，导致计算的循环阻力比实际值大一倍；导致水泵长期工作在低扬程大流量点，电机功率和流量都是立方，使电机功率迅速增大，电机烧毁。

2.采用变频控制的节能估算:根据流体力学原理，

流量q与转速n的一次方成正比；Q=K1*n

管压h与转速n的二次幂成正比；H=K2*n2

轴功率Ps与转速N的三次方成正比；Ps=K3*n3

节能原理:当所需流量减小，离心泵转速降低时，其功率按转速的三次方递减。

例如，如果所需流量为额定流量的80%，转速也将下降80%，轴功率将下降到51.2%。考虑到速度降低等因素，效率也会降低。

制冷泵冷却泵驱动系统变频控制后的基本节能效果在35% ~ 55%左右。