重学化工原理:离心泵的结构和工作原理
2025-09-09 [ 66]

在离心泵的内部有一根泵轴,泵轴的一端与电机相连,另一端与叶轮相连,叶轮上设置有叶片,在泵轴与叶轮之外为离心泵的泵壳。当离心泵工作时,电机带动泵轴旋转,同时叶轮旋转,将液体由泵的吸入口吸入离心泵,再由排出口排出。

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01、离心泵的工作原理

1、离心泵的启动步骤

1)启动前,需将泵壳和吸入管路内灌满待输送的液体,称为“灌泵”。

2)启动电机,泵轴带动叶轮旋转,叶轮中的液体在离心力作用下向叶轮四周抛出,被泵汇集并由排出口送出。

3)吸入口因液体的抛出形成“低压区”。

4)储槽液面与泵吸入口的压差足以克服流动阻力,液体就经吸入管进入泵壳,由叶轮提高能量,从排出口输送到后续管路。

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2、气缚现象

若启动前未灌泵,形成的“压差”不足以使液体进入叶轮,叶轮空转,吸不上液体。

气缚现象对泵没有损坏。

02、离心泵的主要部件

1、叶轮

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构造:通常由4-12片后弯叶片组成,有闭式、半闭式和开式。

作用:将原动机的机械能传给液体,提高液体的静压能和动能。

泵内液体的回流:

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叶片间液体被高速(15-25m/s)抛向外援,动能显著提高。

叶片间流通面积逐渐增大,部分动能转换为静压能。

叶轮中心低压、外援高压、部分液体向低压区“回流”。

开式和半闭式叶轮易发生“回流”,降低泵的效率,适用于输送液体悬浮液。

轴向推力的产生:

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闭式和半闭式叶轮,吸入口侧压力更低,叶轮产生指向吸入口的轴向推力。

使叶轮向吸入口窜动,叶轮和泵壳接触磨损,造成振动、甚至损坏泵。

解决办法:后盖上钻“平衡孔”;尽可能采用双吸式离心泵,两个吸入口对称、无轴向推力。

2、泵壳

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构造:蜗牛壳状,叶轮子在壳中沿涡形流道渐扩的方向旋转。

作用:汇集叶轮中抛出的液体,部分动能转化为静压能。

导轮:导论中叶片弯曲的方向与旋转方向一致。

作用:减少液体与壳壁碰撞,减少能量损失;将液体部分动能转化为静压能。

3、轴封装置

作用:泵轴与泵壳留有间隙,防止高压液体外泄或外界空气漏入。

类型:包括填料密封和机械密封。

填料密封装置:

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浸油或涂石墨的石棉绳,填充泵壳与泵轴间隙、压紧,泵轴转动、气液不漏。

优点:价格低廉。

缺点:不耐磨、易泄漏,需要调紧、更换。

机械密封装置:

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包括动环和静环,弹簧力使二者贴紧,二者接触面光洁度高、平行度高。

优点:密封性好、使用寿命长。

缺点:加工和安装要求高,价格较贵。

适用于输送酸、碱以及易燃、易爆和有毒的液体。

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