多級離心泵的結構圖及工作原理

多級離心泵的結構圖,多級離心泵工作原理

 從總體上看，多級離心泵是若干個葉輪安裝在同一泵軸上，葉輪的外側(cè)是液體導流裝置及泵殼。然而，如何將葉輪組安裝在泵體內(nèi)或者從泵體內(nèi)取出呢？無外乎兩個辦法，一個是將泵體及導流裝置沿泵軸的軸線水平剖分，使其成為上下兩部分，這叫水平剖分式多級離心泵；另一個辦法是將泵體及液體導流裝置沿泵軸方向在葉輪之間以垂直于泵軸的平面剖切成若干個段，這叫分段式多級離心泵。

          圖3 1水平剖分式多級離心泵結構圖
1泵盞,2泵體,3軸承體；4-軸套；5一葉輪；6泵軸；7一軸頭油泵

下面分別對水平剖分式和分段式多級離心泵的結構加以介紹。
  1水平剖分式多級離心泵的結構圖3 1所示為水平剖分式多級離心泵結構圖。這種泵采用蝸殼形泵體，每個葉輪的外圍都有相應的蝸室，相當于將幾個單級蝸殼泵裝在同一根軸上串聯(lián)工作，所以又叫蝸殼式多級泵。由于泵體是水平剖分式，吸入口和排出口都直接鑄在泵體上，檢修時很方便，只需把泵蓋取下，即可暴露整個轉(zhuǎn)子，在檢修轉(zhuǎn)子時，需將整個轉(zhuǎn)子吊出時，不必拆卸連接管路。這種泵的葉輪通常為偶數(shù)對稱布置，大部分軸向力得到平衡，因而不需要安裝軸向平衡裝置。
    水平剖分式多級泵流量范圍為450～1500m'/h，zui高揚程可達1800mHz0。由于葉輪對稱布置，泵殼內(nèi)有交叉流道，如圖3 2所示，所以它比同性能的分段式多級泵體積大，鑄造工藝復雜，泵蓋和泵體的定位要求高，在壓力較高時，泵蓋和泵體的結合面密封難度大。
    2．分段式多級離心泵的結構
    在壓力較高時，通常采用多級離心泵。這種泵是一種垂直剖分多級泵，它有一個前段、一個尾段和若干個中段組成，用四個長桿螺栓連接為一個整體。安裝在泵軸上的葉輪的個數(shù)就代表離心泵的級數(shù)，中段的每個葉輪配一個導輪，導輪的作用基本上同蝸殼相同，主要是將動能轉(zhuǎn)化為靜壓能。葉輪一般為單吸的，吸人口都朝向一個方向。為了平衡軸向力，在末段后面裝有平衡盤，并用平
衡管和前段進口相連通。其轉(zhuǎn)子在工作過程中可以沿軸向左右竄動，靠平衡盤的推力平衡葉輪組的軸向力，將轉(zhuǎn)子維持在平衡位置附近。軸的兩端用軸承支承，并置于軸承座上，軸的兩端均有軸封裝置。
    根據(jù)使用場合不同，分段式多級離心泵可分為一般分段式多級離心泵，如圖3—3所示；中、低壓鍋爐給水泵如圖3~4所示；高壓鍋爐給水泵，如圖3 5所示。

圖3 2  葉輪對稱排列的多級離心泵

    圖3-3 -般分段式多級離心泵結構圖
    l一進水段,2中＆i 3-升輪；4軸, 5- r導輪；6～承磨環(huán)；7葉輪擋套；8-導葉套；9-平衡盤；
    10-平衡套；11-，平衡環(huán)；12-出水段導輪；13-出水段；14-尾蓋；la-軸套乙；16一軸套螺母；
    17一擋水圉；18-平衡盤指針；19-軸承乙部件；20聯(lián)軸器；2l軸承甲部件；22-油環(huán)；
    23-軸套甲}24～填料壓蓋；z5-水封環(huán)；26拉緊螺栓
    低壓鎘爐給水泵輸送液體的溫度一般在110℃左右，其結構和一般分段式多級離心泵基本相同，大部分可以互相通用。對于中壓鍋爐給水泵，由于工作壓力和工作溫度比低壓的高，通常對軸封裝置的要求也較高，軸承除需要潤滑外，有的還用循環(huán)水冷卻。為了隔熱，有的在泵體外用鋼板卷成圓筒罩。泵的支承有的采用中心支承。

圖3-4中、低壓鍋爐冶水泵
    鍋爐給水泵輸送液體的溫度在160--170℃，出口壓力在15MPa以上?？紤]到溫度變化的影響，泵的轉(zhuǎn)動部分大多采用膨脹系數(shù)相同的合金材料。葉輪安裝在泵軸上，zui后留有0. 50mm左右的軸向間隙，防止開車初期由于葉輪先受熱膨脹，葉輪與葉輪之間互相擠壓，造成泵軸的拉伸破壞。泵軸的支承采用中心支承式，這樣，開車后泵體的熱膨脹是以泵軸線為中心向四處輻射，機組的找正不會受到破壞，轉(zhuǎn)子在泵殼中暮終處于居中位置。

                    圖3 5多級鍋爐給水泵
    為了消除熱脹冷縮對機組同心的影響，高壓鍋爐給水泵殼體下部設有縱向滑銷和垂直滑銷，它們分別與泵座上的銷槽和銷孔相配。泵的軸承座分別安裝在兩端的前段和后段上，每個軸承座上設有三支調(diào)節(jié)螺釘，用以調(diào)節(jié)軸承與泵殼的同心度。
    葉輪在運轉(zhuǎn)中要產(chǎn)生軸向推力。平衡多級泵軸向推力的措施有兩個：對于水平剖分式多級泵采用葉輪對稱布置，將葉輪正反向安裝，使葉輪軸向推力互相抵消，兩兩平衡；對于分段式多級離心泵，由于時輪同向安裝，產(chǎn)生的軸向力方向一致，則在末級葉輪后端安裝上推力平衡裝置，用以平衡各級葉輪所產(chǎn)生的軸向推力。
    一般情況下，分段式多級離心泵的轉(zhuǎn)子在軸向的竄動量為0.10—0.15mm，竄動的次數(shù)為每分鐘10～20次。因此，運行中如果介質(zhì)中含有泥沙或其他固體物質(zhì)，則平衡盤和平衡環(huán)容易磨損。為了抵抗磨損，延長零件的使用壽命，通常情況下，平衡盤和平衡環(huán)是用耐磨金屬制成的，如青銅、灰鑄鐵等。

圖3 6導輪
    分段式多級離心泵工作原理：分段式多級離心泵中段每個葉輪的外面均安裝有一個導輪，導輪是一個固定不動的圓盤，它的作用是把從葉輪甩出的液體的一部分動能通過減速而轉(zhuǎn)化為靜壓能，并且把這些液體收集后沿徑向回流而導人到下一級葉輪人口處。尋輪的正面有環(huán)繞在葉輪外緣的正向?qū)~．背面有將液體引向下一級葉輪人口的反向?qū)~，其結構如圖3-6所示。
    液體從葉輪甩出后．平緩地進入與液體流速方向一致的正向?qū)~，沿正向?qū)~繼續(xù)向外流動，速度逐漸降低，靜壓能不斷提高，到達導輪zui外側(cè)的空腔時．流速zui小，靜壓能zui高。液體從正向?qū)~流出后，沿軸向繞過導輪內(nèi)部間隔板，再沿反向?qū)~向內(nèi)側(cè)流動，同時降低環(huán)向流速．沿軸向進入下
一級葉輪。
    與蝸殼相比，導輪外形尺寸較小，將動能轉(zhuǎn)化為靜壓能的效率也較低。由于導輪中有多個葉片，當泵的實際工況與設計工況偏離時，液體流出葉輪時的運動軌跡與導輪葉片形狀不一致，使其產(chǎn)生較大的沖擊損失而造成效率的降低，故使用導輪裝置的離心泵，工作區(qū)域較窄，揚程和效率曲線均比蝸殼泵的陡。但由于導輪具有中心對稱性，不會像蝸殼那樣產(chǎn)生作用在轉(zhuǎn)子上的徑向壓力，所以多級泵一般在首尾兩段使用蝸殼，而在中部若干段使用導輪。
    由于導輪的幾何形狀較為復雜，所以一般用鑄鐵鑄造而成。
    同單級離心泵一樣，立式多級離心泵不具有自吸能力，啟動前必須灌泵。各種多級離心泵工作原理均是由葉輪帶動液體高速旋轉(zhuǎn)，使液體產(chǎn)生離心力而獲得能量。這樣，處于一段葉輪前側(cè)吸人室內(nèi)的液體進入*級葉輪，經(jīng)葉輪對其做功后，甩入*級導輪，經(jīng)*級導輪轉(zhuǎn)能后，再進入第二級葉輪，由第二級葉輪繼續(xù)對其做功，然后再進入第二級導輪，依此類推，直至從末段葉輪甩出，經(jīng)蝸殼收集后，送至排出口排出。

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