離心泵主要零部件結構及其作用圖文詳解[推薦]

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離心泵的主要部件有：泵殼、葉輪、密封環、軸和軸承、軸封等，如圖1所示。有些離心泵還裝有導輪、誘導輪和平衡盤等等。

圖1  離心泵結構剖面圖

1－泵殼；2－葉輪；3－密封環；4－葉輪螺母；5－泵蓋；

6－密封部件；7－中間支撐；8－軸；9－軸承

（1）泵殼

泵殼有軸向剖分式和徑向剖分式兩種。大多數單級泵的殼體都是蝸殼式的，多級泵徑向剖分殼體一般為環形殼體或圓形殼體。

一般蝸殼式泵殼內腔呈螺旋型液道，其功用是把從葉輪內流出來的液體收集起來，并引向擴散管至泵出口。泵殼承受全部的工作壓力和液體的熱負荷。

（2）葉輪

葉輪是離心泵的重要部件，液體就是從葉輪中得到能量的。對葉輪的要求是在損失最小的情況下使單位重量的液體獲得較高的能量。按照有無前后蓋板,其結構可分為閉式、半開式及開式葉輪三種，分別如圖2（a）、（b）、（c）所示。

圖2  離心泵葉輪型式

閉式葉輪一般由前后蓋板、葉片和輪轂組成，由于其效率高，得到廣泛應用，適用于輸送不含顆粒雜質的清潔液體。半開式葉輪沒有前蓋板，只有后蓋板、葉片和輪轂，常用于輸送易于沉淀或含有固體顆粒的液體。開式葉輪沒有前后蓋板，只有葉片和輪轂，各葉片用筋條連接并加強，或在葉片根部采用逐漸加厚的辦法加強。由于這種葉輪效率低，只用來輸送含有雜質的污水或含有纖維的液體。開式和半開式葉輪的葉片數較少（2~4片），而且較寬，可以讓雜質漿液自由通過，以免造成堵塞，同時流道易清洗，制造也較方便。

按吸液方式的不同，葉輪還可分為單吸和雙吸兩種。如圖3所示：

圖3  單吸式和雙吸式葉輪

單吸式葉輪液體只能從一側吸入，其結構簡單，葉輪懸臂支撐在軸上，適用于流量較小的場合。但這種葉輪兩邊受的力不等，每個葉輪要受到不平衡的軸向推力。雙吸式葉輪的液體雙向進入葉輪，液體在葉輪進口處的流速較低，有利于改善泵的汽蝕性能。此外，葉輪兩邊對稱，無軸向推力。但這種葉輪結構較復雜，液流在葉輪中匯合時有沖擊現象，對泵的效率有所影響。

（3）密封環

密封環的作用是防止泵的內泄漏和外泄漏，由耐磨材料制成的密封環，鑲于葉輪前后蓋和泵殼上，磨損后可以更換。

（4）軸和軸承

泵軸是支撐葉輪和傳遞扭矩的零件，它一端裝有聯軸器，并用軸承支撐在軸承箱內，一端安裝葉輪，在電機的帶動下高速旋轉（轉速一般在1500r/min或更高）。根據泵的大小，軸承可選用滾動軸承和滑動軸承。軸承箱和軸承：軸承箱通過軸承來支撐離心泵的旋轉部分，懸臂式單級離心泵的軸承箱一般是通過軸承箱支架固定在泵體上。軸承箱內一般裝有潤滑油或潤滑脂，用來潤滑軸承，部分軸承箱還帶有冷卻的夾套或盤管，用來冷卻軸承。軸承分滑動軸承和滾動軸承，軸承要承受轉子的徑向力和軸向力，所以軸承箱內還有固定軸承的螺母、花墊、軸承壓蓋等。軸承箱兩端的壓蓋上還有阻止潤滑油外漏的油封。

（5）軸封裝置

為防止液體流出泵外，在泵軸與泵殼之間設有軸封裝置。離心泵常用的軸封裝置有填料密封和機械密封。

1）填料密封原理：填料密封是將填料裝入填料箱之后，擰緊壓蓋螺栓，經壓蓋對填料作軸向壓縮。由于填料具有塑性，因此產生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時，填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面上形成油膜。顯然，良好的密封在于保持良好的潤滑和適當的壓緊。圖4為離心泵常見的填料密封裝置。

圖4  填料密封結構

1.泵體；2.填料3.液封環；4.填料壓蓋；5.底襯套

2）機械密封原理：機械密封又稱端面密封。是指兩個光潔精密的平面在介質壓力和外力（彈簧力）的作用下，相互緊貼，并作相互旋轉運動而構成的動密封系統。其主要原理是將較易泄漏的軸向密封改變為較難泄漏的靜密封和端面密封。圖5是一種波紋管機械密封的結構圖。該機械密封適用于高粘度及凝固性介質。

圖5 波紋管機械密封

1.石墨擋環；2.內六角螺栓；3.9.12.“O”形圈；4.靜環底座；

5.軸套；6.波紋管彈簧；7.靜環；8.動環；10.固定環；11.固定螺栓

圖6  雙端面機械密封

對于高溫和低溫液體，易揮發的有毒液體，含有固體顆粒的液體，以及不允許有任何泄漏的特殊液體，常采用雙端面機械密封結構，如圖6。是將兩個單端面機械密封背靠背地組合起來形成兩個端密封。一般在兩個密封之間注入比泵輸送的液體壓力稍高一些的密封液，以防止泵內液體漏出。圖7是串聯機械密封的結構剖面圖，它是同方向安裝兩套機械密封，阻漏效果更好。

圖7  串聯機械密封

（6）軸向力平衡裝置

由于葉輪軸向力的存在，軸承必須要承受相同的軸向力，如軸向力過大，將影響軸承的工作壽命，為了減小葉輪（轉子）的軸向力，可以采用各種方法，主要有以下幾種：

1）葉輪開平衡孔并設葉背口環，使葉輪背面中部產生一個近入口壓力的低壓區，可以部分或全部平衡葉輪的軸向力；

2）設葉輪背葉片，在葉輪的背部做幾條徑向葉片，利用背葉片對液體的離心作用使葉輪背部中心產生一個低壓區，也可以部分或全部平衡葉輪軸向力；

3）兩只葉輪背對背對稱布置，即為雙吸葉輪，葉輪背對背布置可以完全平衡軸向力，這種結構即為常用的單級雙吸離心泵；

4）多級串聯葉輪分段對稱布置也可以平衡大部分軸向力；

5）多級離心泵的平衡盤結構，在多級泵中增加平衡盤和平衡管，利用平衡盤兩端的壓力差，可自動、完全地平衡轉子的軸向力；

6）多級離心泵的平衡鼓結構，在多級泵中增加平衡鼓和平衡管，利用平衡鼓兩端的壓力差，可部分平衡轉子的軸向力；

7）多級離心泵的三間隙平衡盤結構，在多級泵中增加有平衡鼓作用的平衡盤（三間隙平衡盤）和平衡管，利用平衡盤兩端的壓力差，可自動完全平衡轉子的軸向力，這時一種平衡盤和平衡鼓相接合的結構；

8）止推軸承，止推軸承或有止推作用的徑向軸承能承受一定的軸向力，利用止推軸承可平衡葉輪的全部或部分剩余的軸向力。

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