中湖单级单吸式离心泵

单级单吸式离心泵用于输送温度不超过?49的清水及物理化学性质类似水的液体!适用于
工业和城市给水#排水及农田灌溉"
系列单级双吸式离心泵
>’型泵主要由泵体#泵盖#轴承#转子等部件组成!按泵轴的安装位置不同!有卧式
和立式两种"如图#3#所示为>’型单级双吸卧式离心泵"该泵为单级双吸叶轮!泵体为水
平中开"泵的吸入管和排出管均在泵轴中心线下方成水平方向!并与泵体铸成一体"泵体与
泵盖的分开面在轴中心线上方!无需拆卸管路及电动机即可检修泵的转动部件"该泵采用填
’*
料密封!密封的作用主要是防止漏气"
可以根据需要!将这类泵改成反转向!在订购水泵时!应向水泵厂注明转向的要求"
>’型单级双吸离心泵用来输送不含固体颗粒及温度不超过?4L的清水或物理#化学性
质类似水的其他液体"这种泵在城镇给水#工矿企业的循环用水#农田排灌#防洪排涝等方
面应用 十 分 广 泛!是 给 水 排 水 工 程 中 最 常 用 的 一 种 水 泵" 目 前! 常 见 的 流 量 为 
与>’型泵的结构形式相类似的泵有 >@ 型和 >型泵!还有一种 >(@ 型立式双吸离心
泵!见图#3$"它是将>@ 型泵的泵轴改为立式安装"这类水泵布置紧凑!能够减小泵房平
面面积"

多级泵相当于将几个叶轮同时安装在一根轴上串联工作!轴上叶轮的个数就代表泵的级
数"多级泵工作时!液体由吸入管吸入!顺序地由一个叶轮压出进入后一个叶轮!每经过一
个叶轮!液体的比能就增加一次"所以!泵的总扬程是按叶轮级数的增加而增加"
图#30 J型多级离心泵
多级泵的泵体是分段式的!由 一 个 前 段#
一个后段和数个中段组成!用螺栓连接成一个
整体!如图#30所示"多级泵的结构如图#35所
示"多级离心泵的叶轮都是单吸式的!吸入口
朝向一边"泵壳铸有蜗壳形的流道!水从一个
叶轮流入另一个叶轮!以及把动能转化为压能
的作用是由导流器来进行的"导流器的结构图
如图#3%%.&所示!它是一个铸有导叶的圆环!安装时用螺母固定在泵壳上"水流通过导流
器时!犹如水流经过一个不动的水轮机的导叶一样!因此!这种带导流器的多级泵通常称为
导叶式离心泵 %又称透平式离心泵&"图#3%%K&表示泵壳中水流运动的情况"
J型多级泵用来输送不含固体颗粒#温度低于?49的清水或物理化学性质与清水类似
的液体!适用于矿山#工厂和城市给排水"
该泵性能范围)流量 %!&为%"$"054&$’’$扬程 %#&为54"%54&"
J型多级泵是由多个单吸式叶轮组成!泵体中液体流动的形式图#3D所示"从图中可以
看出!J型多级式泵的轴向推力将随着叶轮个数的增加而增大!因此!轴向力的平衡是一个
图#3% 导叶式离心泵
!*流槽$#*固定螺栓孔$$*水泵叶轮$0*泵壳
不容 忽 视 的 问 题"为 了 消 除 轴 向 推 力!
通常在水泵最后一级!安装平衡盘装置!
如图#3?所示"平衡盘装置主要通过平衡
室内进出水的相对变化来减小轴向不平
衡力"平衡盘以键销固定于轴 上!随 轴
一起旋转"它与泵轴及叶轮可视为同一
个刚性体!而泵壳及泵座则视为另一个
刚性体"当最后一级叶轮出口的压力水
有一部分经轴隙A 流至平衡室时!平衡
室内将有一个!9T的力作用在平衡盘的内
表面上!其值为 !9T1$<&5 %5 为平衡
盘的面积&!其方向与水泵的轴向力 !9
相反"如 !9T接近 !9 时!对泵轴而言!意味着使它向左移动的力和使它向右移动的轴向力
平衡!所以我们称 !9T为轴向力的平衡力"在水泵运行中!由于水泵的出水压力是变化的!
因此!轴向力 !9T也是变化的!当 !9%!9T时!泵轴及平衡盘向右移动!盘隙B变小!泄
漏量也变小!但因轴隙A是始终不变的!此时!平衡室内就进水多而出水少!平衡室压力
$<&5 值增大!也即向左的平衡力 !9T就增大!很快地它增长至 !9T1!9 值时!轴和平衡
盘又从右边拉回到原来平衡位置"
分段多级泵中装了平衡盘以后!轴向力不平衡的调整是随时进行的!平衡盘始终处于一种
动态平衡之中!因此!泵的整个转动部分也始终是在某一平衡位置的左右做微小的轴向脉动"
一般水泵厂在水泵的总装图上!对装上平衡盘后的水泵!轴的窜动量都有明确的技术要求"
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第二章 常用水泵的构造#性能及应用
图#3D J型多级泵中液流示意 图#3? 平衡盘
!*平衡室$#*平衡盘$$*通大气孔$0*叶轮泵$5*键$%*泵壳
另外!应该注意!安装平衡盘的水泵!就不采用止推轴承!因为止推轴承限制了泵转动
部分的轴向移动!使平衡盘失掉自动平衡轴向力这个最大的优点"
此外!将各个单吸式叶轮作 +面对面,或 +背靠背,的布置 %如图!3!4所示&!也能消
除多级泵轴向力!但这种方式使水泵结构更加复杂"
第四节 轴流泵和混流泵
一!轴流泵
!一"轴流泵的工作原理及基本构造
轴流泵的工作是以空气动力学中的升力理论为基础的"当叶轮高速旋转时!泵体中的液
体质点就会受到来自叶轮的轴向升力的作用!使水流沿轴向方向流动"
轴流泵外型很像一根水管!泵壳直径与吸水口直径差不多"轴流泵按泵轴的工作位置可
以分为立轴#横轴和斜轴三种结构形式"由于立轴泵占地面积小!轴承磨损均匀!叶轮淹没
在水中!启动无需灌水!还可以采用分座式支承方式并且能将电机安置在较高位置上!以防
被水淹没!因此大多数轴流泵都采用立式结构"图#3I%.&所示为立式半调 %节&式轴流泵
的外形图!图!3#4%K&所示为该泵的结构图!其基本部件由吸入管!!叶轮 %包括叶片#!
轮毂体$&!导叶0!泵轴?!出水弯管D!上下轴承5#I!填料盒!#以及叶片角度的调节机
构等组成"
!" 吸入管
吸入管的作用就是改善入口处水力条件!使来流稳定#均匀地流至叶轮进口"一般采用
符合流线型的喇叭管或做成流道形式"
#" 叶轮
轴流泵叶轮按其调节的可能性!可以分为固定式#半调式和全调式$种"固定式轴流泵
的叶片和轮毂体是一体的!叶片的安装角度是不能调节的"半调式轴流泵的叶片是用螺母栓
紧在轮毂体上!在叶片的根部上刻有基准线!而在轮毂体上刻有几个相应的安装角度的位置
线!如图#3!4中的V0Y#V#Y#4Y#O#Y#O0Y等"在使用过程中!可以根据流量和扬程的
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水泵及泵站设计计算
图#3I 立式半侧型轴流泵
!*吸入管$#*叶片$$*轮毂体$0*导叶$5*下导轴承$%*导叶管$
D*出水弯管$?*泵轴$I*上导轴承$!4*引水管$!!*填料$
!#*填料盒$!$*压盖$!0*泵联轴器$!5*电动机联轴器
变化需要!调整叶片的安装角度!确保水泵在高效区工作"但调节叶片安装角度!只能在停
图#3!4 半调式叶片
!*叶片$#*轮毂体$$*调节螺母
机的情况下完成"全调式轴流泵可以根据不同的扬程与流
量要求!在停机或不停机的情况下!通过一套油压调节机
构来改变叶片的安装角度!从而来改变其性能!以满足使
用要求!这种全调式轴流泵调节机构比较复杂!一般应用
于大型轴流泵站"
$" 导叶
在轴流泵中!液体流经叶轮时!除有轴 向 运 动 以 外!
还随叶轮有一个旋转运动!液体流出叶轮后继续旋转!而
这种旋转运动是我们不需要的"导叶的作用就是把叶轮中
向上流出的水流旋转运动变为轴向运动!把旋转的动能变
为压力能!从而提高了泵的效率"导叶是固定在泵壳上不动的!水流经过导叶时就消除了旋
转运动"一般轴流泵中有%"!#片导叶"
0" 轴和轴承
泵轴是用来传递扭矩的"在大型轴流泵中!为了在轮毂体内布置调节#操作机构!泵轴
常做成空心轴!里面安置调节操作油管"轴承在轴流泵中按其功能有两种"
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第二章 常用水泵的构造#性能及应用
%!&导轴承 主要是用来承受径向力!起到径向定位作用"
%#&推力轴承 其主要作用是在立式轴流泵中!用来承受水流作用在叶片上的方向向下的
轴向推力!水泵转动部件重量以及维持转子的轴向位置!并将这些推力传到机组的基础上去"
5" 密封装置
轴流泵出水弯管的轴孔处需要设置密封装置!目前!一般仍常用压盖填料型的密封
装置"
%" 出水弯管
出水弯管作 为 轴 流 泵 的 一 个 过 流 部 件 起 到 了 改 变流 向的 作 用!弯 管角 度 一 般 为 %4Y
或D5Y"
!二"轴流泵的性能特点
轴流泵与离心泵相比!具有下列性能特点"
%!&扬程随流量的减小而剧烈增大!!0# 曲线陡降!并有转折点!如图#3!!所示"其
图#3!! 轴流泵的特性曲线
主要原因是!流量较小时!在叶轮叶片的进口和
出口处产生回流!水流多次重复得到能量!类似
于多级加压状态!所以扬程急剧增大"又回流使
水流阻力损失增加!从而造成轴功率增大的现象!
一般空转扬程 #4 约为设计工况点扬程的 !"5"
#倍"
%#&!0$ 曲线也是陡降曲线!当!14 %出水
闸阀关闭 时&!其 轴 功 率 最 大"因 此!轴 流 泵 应
+开闸启动,"
%$&!0! 曲线呈驼峰形!高效率工作的范围
很小"因此!轴流泵不宜采用闸阀调节流量!避
免水泵在高效区外运行"轴流泵一般采用变角调节来改变流量!也就是通过改变叶片装置角
%来改变其性能曲线"大型全调式轴流泵为了减小水泵的启动功率!通常在启动前先关小叶
片的%角!待启动后再逐渐增大%角!这样!就充分发挥了全调式轴流泵的特点"
%0&轴流泵的吸水性能较差!安装高度一般为负值"设计时安装高度时!须认真考虑轴
流泵的进水条件 %包括吸水口淹没深度#吸水流道的形状等&!运行中实际工况点与该泵设
计工况点的偏离程度!叶轮叶片形状的制造质量和水泵安装质量等!避免在运行中轴流泵内
部产生汽蚀"
%5&轴流泵的比转数比较高!一般用在大流量#低扬程的场合!如大型钢厂#火力发电
厂#热电站的循环水泵站!城市雨水防洪泵站#大型污水泵站以及像长距离输水工程中的一
些大型提升泵站等"轴流泵的扬程一般仅为0"!5& 左右"
二!混流泵
混流泵是介于离心泵与轴流泵之间的一种泵!泵体中的液体质点所受的力既有离心力!
又有轴向升力!叶轮出水的水流方向是斜向的"根据其压水室的不同!通常可分为蜗壳式和
导叶式两种!其中蜗壳式应用比较广泛"从外形上看!蜗壳式混流泵与单吸式离心泵相似!
如图#3!#所示$导叶式混流泵与立式轴流泵相似!如图#3!$所示"这两种混流泵的部件无
多大区别!所不同的仅是叶轮的形状和泵体的支承方式"混流泵适用于工厂#矿山#城市给
水排水以及农田灌溉等"