离心泵、齿轮泵、磁力泵基础知识课件.ppt
离心泵、齿轮泵、磁力泵基础知识,机动工程部,2017年4月7,目 录,1、泵概念2、离心泵3、齿轮泵4、磁力泵,注：进口泵132台,1、泵概念,1.1泵定义 泵是一种输送液体的机械。若需要将液体从低处送往高处,或从低速到高速，以及克服流动过程中的生产阻力,此时需输送机械来完成,把输送液体为液体提供能量的机械称为泵。1.2泵分类泵的种类较多，一般按工作原理，大致可分类如下；化工泵按照工作原理、结构可分为叶片式泵 、 容积式泵。,1、泵概念,单级单吸泵 （BA型） 离心泵 单级双吸泵 （SH型） 叶片式泵 混流泵 多级泵 轴流泵 注塞泵 往复泵 隔膜泵 泵 容积式泵 齿轮泵 回转泵 螺杆泵 真空泵 其它类型泵 射流泵,2、离心泵,2.1离心泵工作原理由若干个弯曲的叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳之内。叶轮紧固于泵轴上，泵轴与电机相连，可由电机带动旋转。吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连，并在吸入管底部装一止逆阀。泵壳的侧边为排出口，与排出管路相连，装有调节阀。 离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离心力，因此称为离心泵。 离心泵动态演示3D.flv,2、离心泵,2、离心泵,2.2离心泵的主要构件及作用离心泵最主要的部件为叶轮、泵壳与轴封装置。其作用为：A、叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能均有所提高。B、泵壳不仅可以汇集由叶轮抛出的液体，而且可以使液体流速逐渐降低，减少能量损失，使部分动能有效地转变为静压能。轴封的作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者外界空气以相反方向漏入泵壳内。2.2.1叶轮是离心泵的做功零件，依靠它高速旋转对液体做功而实现液体的输送，是离心泵重要零件一。 叶轮一般由轮毅、叶片和盖板三部分组成。叶轮的盖板有前盖板和后盖板之分，叶轮口侧的盖板称为前盖板，另一侧的盖板称为后盖板。,2、离心泵,按结构形式，叶轮可分为以下三种。(1)闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板，盖板间有46个叶片，如图110 (a)所示。闭式叶轮效率较高，应用最广，适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。闭式叶轮有单吸和双吸两种类型。双吸叶轮如图111所示，适用于大流量泵，其抗汽蚀性能较好。如图110 (b)。这种叶轮结构简单，制造容易，但效率低，适用输送含较多固体悬浮物或带纤维体。离心泵叶轮的类型有 闭式、半开式、开式。,2、离心泵,(3)半开式叶轮这种叶轮只有后盖板，如图110 (c)所示。它适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体，其效率介于开式和闭式叶轮之间。 离心泵叶轮的叶片有圆柱形叶片和组曲叶片两种。圆柱形叶片是指整个叶片沿宽度方向均与叶轮轴线平行，图1-10所示的叶轮叶片均为圆柱形叶片。叶轮的材料，主要是根据所输送液体的化学性质、杂质及在离心力作用下的强度来确定。清水离心泵叶轮用铸铁或铸钢制造，输送具有较强腐蚀性的液体时，可用青铜、不锈钢、陶瓷、耐酸硅铁及塑料等制造。叶轮的制造方法有翻砂铸造、精密铸造、焊接、模压等，其尺寸、形状和制造精度对泵的性能影响很大。,2、离心泵,2、离心泵,2.2.2泵轴离心泵的泵轴的主要作用是传递动力，支承叶轮保持在工作位置正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连，另一端支承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密封等零部件。 泵轴属阶梯轴类零件，一般情况下为一整体。但在防腐泵中，由于不锈钢的价格较高，有时采用组合件。接触介质的部分用不锈钢，安装轴承及联轴器的部分用优质碳素结构钢，不锈钢与碳钢之间可以采用承插连接或过盈配合连接。由于泵轴用于传递动力，且高速旋转，在输送清水等无腐蚀性介质的泵中，一般用45#钢制造，并且进行调质处理。在输送盐溶液等弱腐蚀性介质的泵中，泵轴材料用40Cr，且调质处理。在防腐蚀泵中，即输送酸、碱等强腐蚀性介质的泵中，泵轴材质一般为1Crl8Ni9或1Crl8Ni9Ti等不锈钢。,2、离心泵,2.2.3 轴套轴套的作用是保护泵轴，使填料与泵轴的摩擦转变为填料与轴套的摩擦，所以轴套是离心泵的易磨损件。轴套表面一般也可以进行渗碳、渗氮、镀铬、喷涂等处理方法，表面粗糙造度要求一般要达到Ra3.2mRa0.8m。可以降低摩擦系数，提高使用寿命。,1、离心泵,2.2.4轴承滚动轴承主要由内圈、外圈、滚动体、 保持架等组成。轴承润滑方式主要有脂润滑和油润滑两种方式。( )轴承起支承转子重量和承受力的作用。离心泵上多使用滚动轴承，其外圈与轴承座孔采用基轴制，内圈与转轴采用基孔制，配合类别国家标准有推荐值，可按具体情况选用。轴承一般用润滑脂和润滑油润滑。,1、离心泵,2.2.4机械密封机械密封是由密封圈、静环、弹簧、动环等组成。密封的主要目的是防止灰尘水分及有害介质侵入、阻润滑剂 或工作介质的泄漏，密封可分为动密封和静密封两种。结构及工作原理依靠静环与动环的端面相互贴合，并作相对转动而构成的密封装置，称为机械密封，又称端面密封。其结构如图120所示。紧定螺钉1，将弹簧座2固定在轴上，弹簧座2、弹簧3、推环4、动环6和动环密封圈5均随轴转动，6静环7、静环密封圈8装在压盖上，并由防转销9固定，静止不动。动环、静环、动环密封圈和弹簧是机械密封的主要元件。而动环随轴转动并与静环紧密贴合是保证机械密封达到良好效果的关键。机械密封中一般有四个可能泄漏点A、B、C、D和E。密封点A在动环与静环的接触面上，它主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压,2、离心泵,贴在静环上，防止A点泄漏；但两环的接触面A上总会有少量液体泄漏，它可以形成液膜，一方面可以阻止泄漏，另一方面又可起润滑作用；为保证两环的端面贴合良好，两端面必须平直光洁。密封点B在静环与静环座之间，属于静密封点；用有弹性的O形(或V形)密封圈压于静环和静环座之间，靠弹簧力使弹性密封圈变形而密封。密封点C在动环与轴之间，此处也属静密封，考虑到动环可以沿轴向窜动，可采用具有弹性和自紧性的V形密封圈来密封。密封点D在静环座与壳体之间，也是静密封，可用密封圈或垫片作为密封元件。密封E点有轴套，在轴套与轴之间，也是静密封，可用密封圈或垫片作为密封元件。机械密封的结构形式很多，主要是根据摩擦副的对数、弹簧、介质和端面上作用的比压情况以及介质的泄漏方向等因素来划分。,2、离心泵,内装式与外装式使用机械密封的离心泵在运行时，机械密封冷却水可以中断内装式是弹簧置于被密封介质之内(见图120、图121)，外装式则是弹簧置于被密封介质的外部，如图1-22所示。图120非平衡型单端面机械密封 图121非平衡型双端面机械密封 l一紧定螺钉；2一弹簧座；3弹簧；4推环； 1一静密封圈；2静环；3动环；4一动环密封圈； 5一动环密封圈；6一动环；7静环； 5一推环；6一弹簧；7紧定螺钉；8弹簧座； 8静环密封圈；9防转销 9一防转销,2、离心泵,汽蚀泵通过旋转的叶轮对液体做功，把液体从叶轮内甩出就会有蒸汽及溶解在液体中的气体从液体中大量逸出，形成混合气体的小气泡，气泡周围液体压力大，使气泡收缩而迅速重新凝结，而周围液体又以高速向这个空穴冲来，产生很高局部压力，在频率很高的连续打击下，金属表面因疲劳而剥离很快，破坏成蜂窝或海绵状。气缚泵启动时，如果泵内存在空气，由于空气的比重比液体小的多，产生的离心力亦小，此时叶轮中心只能造成很小的低压，形不成所需要的压强差，地面液体不能上升到叶轮中心，泵也就送不出液体，此现象为气缚。,2、离心泵,备用泵为什么要定期盘车？ （1）、防止泵内生锈卡住；（2）、防止泵轴受压变形。盘车每次盘半圈或半圈的奇数倍。盘车还可以将润滑油带到各润滑点，防止轴生锈同时轴承也得到了润滑，有利于在紧急状态马上开车。,3、齿轮泵,3.1齿轮泵的工作原理3.1.1齿轮泵的结构主要由装在壳体内的一对啮合齿轮组成，齿轮两端的侧盖以及壳体，端盖和各个齿间槽组成的许多密封工作腔。,壳体,端盖,3、齿轮泵,3.1.2齿轮泵的工作原理进油过程：当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔由于相互啮合的轮齿逐渐脱开，密封空间逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在大气压的作用下将油吸入吸油腔，将齿间槽充满，并随着齿轮的旋转，把油液带到左侧的压油腔内。压油过程：在压油腔一侧，由于轮齿在这里逐渐进入啮合，密封工作容积不断减小，油就被压了出去。所以齿轮泵的工作过程中，只要两齿轮的旋转方向不变，吸油，压油腔即能确定。 泵类齿轮泵.swf,3、齿轮泵,【注意】由于齿轮在啮合处得齿面将高低压油腔分隔开，起到配油的作用，所以齿轮泵不需要设置独立的配流机构。,3、齿轮泵,3.2外啮合齿轮泵的结构特点影响齿轮泵性能指标主要有如下三大问题：泄漏 困油 径向不平衡力3.2.1.泄漏齿轮泵主要存在三个可能产生泄漏的部位：齿轮外圆和壳体内孔间约占齿轮泵总泄漏量的 5%两个齿轮的齿面啮合处约占齿轮泵总泄漏量的20%25%齿轮端面和端盖间约占齿轮泵总泄漏量的 75%80%,3、齿轮泵,3.3.2.困油困油现象产生的四个必要条件：外齿轮泵一般采用渐开线齿轮 前一对啮合齿尚未脱离啮合时，后一对齿便已进入啮合。 在部分时间内相邻两对齿会同时处于啮合状态，形成一个封闭空间，使一部分油液困在其中。 而这封闭空间的容积又将随着齿轮的转动而变化 (先缩小，然后增大)，从而产生困油现象。,3、齿轮泵,困油产生的危害：容积减小：在两个轮齿开始同时啮合，一直到啮合点到达节点位置时，密封空间逐渐减小，由于油液的压缩性很小，油压急剧上升，油液从零件结合面的缝隙中被强行挤出，使齿轮受到很大的径向力，产生噪音和振动。容积最大：当齿轮继续旋转，这个密封容积又逐渐增大，容积增大时又会造成局部真空，使油液中的空气被析出，产生气穴现象消除困油的方法：在齿轮泵的两侧端盖上铣两条不对称卸荷槽。当密闭容积减小时，使其与压油腔相通，当密闭容积增大时，使其与吸油腔相通。,3、齿轮泵,3.2.3.径向不平衡力在齿轮泵中，作用在齿轮外圆上的压力是不相等的，在压油腔和吸油腔齿轮外圆和齿廓表面承受工作压力（高压）和吸油腔压力（低压）可以认为压力由压油腔压力逐渐分级下降到吸油腔压力，这些油液压力综合作用下，相当于给齿轮一个径向的作用力，使齿轮和轴承受载。当径向力很大时，造成齿轮轴弯曲，齿顶与壳体产生接触，加速轴承磨损，降低轴承的寿命。,3、齿轮泵,消除径向不平衡力的方法：可以在壳体上铣出液压平衡槽，将一部分高压油引入低压油侧，将一部分低压油引入高压油侧。在消除径向不平衡力的同时，也可以减小端面的泄露，提高齿泵的压力，即实现齿轮端面间隙自动补偿,3、齿轮泵,3.3外啮合齿轮泵的特点1）由于是容积式泵，故流量与排出压力无关；2）由于齿轮啮合时，齿谷容积变化不均匀，故流量也不均匀，但因容积变化速度快，故相对而言，流量仍较稳定；3）结构简单，运转可靠，但不适宜输送带杂质的液体；4）检修方便；5）流量小，排出压头较高。,4、磁力泵,4.1磁力泵工作原理 磁力泵具有全密封、无泄漏、耐腐蚀之特点，因此广泛用于石油、化工、制药、电镀、环保、水处理、影视洗印、国防等部门用来抽送易燃、易爆、有毒与贵重液体，是创建无泄漏、无污染文明车间、文明工厂的理想用泵 。 磁力泵由电动机、磁力耦合器和离心泵组成,通过磁力偶合器来传递动力,当电动机带动磁力偶合器的外磁钢旋转时,磁力线穿过间隙和隔离套作用于内磁钢,使泵转子与电动机同步旋转。当叶轮旋转时，叶片带动叶轮内的液体旋转，因而产生离心力,4、磁力泵,将叶轮内的流体甩向四周，液体就获得能量，通过泵壳流道，扩散后再从排出管排出，与此同时叶轮入口处由于液体减少而产生真空，在泵内和吸入管道内的液体间就产生了压差，液体就在这个压差的作用下不断补充到泵内，于是旋转着的叶轮就不断吸入和排出液体。4.2磁力泵结构,4、磁力泵,隔离罩,叶轮,外磁缸,内磁缸,轴承箱,联轴器,电机,底板,底盘,4、磁力泵,叶轮,壳体,4、磁力泵,隔离罩,4、磁力泵,3.3磁力泵运行特点1）不要让泵干转 2）避免输送流体内含悬浮颗粒3）入口限流会引起泵汽蚀、效率降低及快速磨损。4）如果要长时间停车，最好用清水循环数分钟以防止介质在内部凝结或沉淀 5）防止磁力泵的气蚀、气缚。备用泵为什么要定期盘车（1）、防止泵内生锈卡住；（2）、防止泵轴受压变形。盘车每次盘半圈或半圈的奇数倍。盘车还可以将润滑油带到各润滑点，防止轴生锈同时轴承也得到了润滑，有利于在紧急状态马上开车。,相关概念,1、泵中的损失一般有机械损失、容积损失、水力损失。2、离心泵的流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比。3、密封的主要目的是防止灰尘水分及有害介质侵入、阻止润滑剂或工作介质的泄漏，密封可分为动密封和静密封两种。4、离心泵的电机功率随流量的增加而上升。5、泵在运转中有杂音的原因可能有叶轮与壳体摩擦、 润滑油中含有杂质 、 泵内有杂质、物料温度过高，压力过大 。6、对于传动的备用设备要经常盘动试车，一般来说，可以通过电机的点动来代替手动盘车。7、离心泵检修后试车时，若轴向填料冒烟，说明填料压得过紧，需要调整填料的压紧量。,谢谢！,
