离心泵主要零部件结构及其作用图文详解[推荐]

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离心泵的主要部件有：泵壳、叶轮、密封环、轴和轴承、轴封等，如图1所示。有些离心泵还装有导轮、诱导轮和平衡盘等等。

图1  离心泵结构剖面图

1－泵壳；2－叶轮；3－密封环；4－叶轮螺母；5－泵盖；

6－密封部件；7－中间支撑；8－轴；9－轴承

（1）泵壳

泵壳有轴向剖分式和径向剖分式两种。大多数单级泵的壳体都是蜗壳式的，多级泵径向剖分壳体一般为环形壳体或圆形壳体。

一般蜗壳式泵壳内腔呈螺旋型液道，其功用是把从叶轮内流出来的液体收集起来，并引向扩散管至泵出口。泵壳承受全部的工作压力和液体的热负荷。

（2）叶轮

叶轮是离心泵的重要部件，液体就是从叶轮中得到能量的。对叶轮的要求是在损失最小的情况下使单位重量的液体获得较高的能量。按照有无前后盖板,其结构可分为闭式、半开式及开式叶轮三种，分别如图2（a）、（b）、（c）所示。

图2  离心泵叶轮型式

闭式叶轮一般由前后盖板、叶片和轮毂组成，由于其效率高，得到广泛应用，适用于输送不含颗粒杂质的清洁液体。半开式叶轮没有前盖板，只有后盖板、叶片和轮毂，常用于输送易于沉淀或含有固体颗粒的液体。开式叶轮没有前后盖板，只有叶片和轮毂，各叶片用筋条连接并加强，或在叶片根部采用逐渐加厚的办法加强。由于这种叶轮效率低，只用来输送含有杂质的污水或含有纤维的液体。开式和半开式叶轮的叶片数较少（2~4片），而且较宽，可以让杂质浆液自由通过，以免造成堵塞，同时流道易清洗，制造也较方便。

按吸液方式的不同，叶轮还可分为单吸和双吸两种。如图3所示：

图3  单吸式和双吸式叶轮

单吸式叶轮液体只能从一侧吸入，其结构简单，叶轮悬臂支撑在轴上，适用于流量较小的场合。但这种叶轮两边受的力不等，每个叶轮要受到不平衡的轴向推力。双吸式叶轮的液体双向进入叶轮，液体在叶轮进口处的流速较低，有利于改善泵的汽蚀性能。此外，叶轮两边对称，无轴向推力。但这种叶轮结构较复杂，液流在叶轮中汇合时有冲击现象，对泵的效率有所影响。

（3）密封环

密封环的作用是防止泵的内泄漏和外泄漏，由耐磨材料制成的密封环，镶于叶轮前后盖和泵壳上，磨损后可以更换。

（4）轴和轴承

泵轴是支撑叶轮和传递扭矩的零件，它一端装有联轴器，并用轴承支撑在轴承箱内，一端安装叶轮，在电机的带动下高速旋转（转速一般在1500r/min或更高）。根据泵的大小，轴承可选用滚动轴承和滑动轴承。轴承箱和轴承：轴承箱通过轴承来支撑离心泵的旋转部分，悬臂式单级离心泵的轴承箱一般是通过轴承箱支架固定在泵体上。轴承箱内一般装有润滑油或润滑脂，用来润滑轴承，部分轴承箱还带有冷却的夹套或盘管，用来冷却轴承。轴承分滑动轴承和滚动轴承，轴承要承受转子的径向力和轴向力，所以轴承箱内还有固定轴承的螺母、花垫、轴承压盖等。轴承箱两端的压盖上还有阻止润滑油外漏的油封。

（5）轴封装置

为防止液体流出泵外，在泵轴与泵壳之间设有轴封装置。离心泵常用的轴封装置有填料密封和机械密封。

1）填料密封原理：填料密封是将填料装入填料箱之后，拧紧压盖螺栓，经压盖对填料作轴向压缩。由于填料具有塑性，因此产生径向力，并与轴紧密接触。与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面上形成油膜。显然，良好的密封在于保持良好的润滑和适当的压紧。图4为离心泵常见的填料密封装置。

图4  填料密封结构

1.泵体；2.填料3.液封环；4.填料压盖；5.底衬套

2）机械密封原理：机械密封又称端面密封。是指两个光洁精密的平面在介质压力和外力（弹簧力）的作用下，相互紧贴，并作相互旋转运动而构成的动密封系统。其主要原理是将较易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的静密封和端面密封。图5是一种波纹管机械密封的结构图。该机械密封适用于高粘度及凝固性介质。

图5 波纹管机械密封

1.石墨挡环；2.内六角螺栓；3.9.12.“O”形圈；4.静环底座；

5.轴套；6.波纹管弹簧；7.静环；8.动环；10.固定环；11.固定螺栓

图6  双端面机械密封

对于高温和低温液体，易挥发的有毒液体，含有固体颗粒的液体，以及不允许有任何泄漏的特殊液体，常采用双端面机械密封结构，如图6。是将两个单端面机械密封背靠背地组合起来形成两个端密封。一般在两个密封之间注入比泵输送的液体压力稍高一些的密封液，以防止泵内液体漏出。图7是串联机械密封的结构剖面图，它是同方向安装两套机械密封，阻漏效果更好。

图7  串联机械密封

（6）轴向力平衡装置

由于叶轮轴向力的存在，轴承必须要承受相同的轴向力，如轴向力过大，将影响轴承的工作寿命，为了减小叶轮（转子）的轴向力，可以采用各种方法，主要有以下几种：

1）叶轮开平衡孔并设叶背口环，使叶轮背面中部产生一个近入口压力的低压区，可以部分或全部平衡叶轮的轴向力；

2）设叶轮背叶片，在叶轮的背部做几条径向叶片，利用背叶片对液体的离心作用使叶轮背部中心产生一个低压区，也可以部分或全部平衡叶轮轴向力；

3）两只叶轮背对背对称布置，即为双吸叶轮，叶轮背对背布置可以完全平衡轴向力，这种结构即为常用的单级双吸离心泵；

4）多级串联叶轮分段对称布置也可以平衡大部分轴向力；

5）多级离心泵的平衡盘结构，在多级泵中增加平衡盘和平衡管，利用平衡盘两端的压力差，可自动、完全地平衡转子的轴向力；

6）多级离心泵的平衡鼓结构，在多级泵中增加平衡鼓和平衡管，利用平衡鼓两端的压力差，可部分平衡转子的轴向力；

7）多级离心泵的三间隙平衡盘结构，在多级泵中增加有平衡鼓作用的平衡盘（三间隙平衡盘）和平衡管，利用平衡盘两端的压力差，可自动完全平衡转子的轴向力，这时一种平衡盘和平衡鼓相接合的结构；

8）止推轴承，止推轴承或有止推作用的径向轴承能承受一定的轴向力，利用止推轴承可平衡叶轮的全部或部分剩余的轴向力。

小水

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