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2-2 离心泵
离心泵结构简单,操作容易,流量均匀,调节控制方便,且能适用于多种特殊性质物料,因此离心泵是化工厂中最常用的液体输送机械。近年来,离心泵正向着大型化、高转速的方向发展。
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理
一、离心泵的主要部件 1.叶轮
叶轮是离心泵的关键部件,它是由若干弯曲的叶片组成。叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体,提高液体的动能和静压能。
根据叶轮上叶片的几何形式,可将叶片分为后弯、径向和前弯叶片三种,由
图2-1 离心泵活页轮
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于后弯叶片可获得较多的静压能,所以被广泛采用。
叶轮按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式(即敞式)三种,如图2-1所示。在叶片的两侧带有前后盖板的叶轮称为闭式叶轮(c图);在吸入口侧无盖板的叶轮称为半闭式叶轮(b图);在叶片两侧无前后盖板,仅由叶片和轮毂组成的叶轮称为开式叶轮(a图)。由于闭式叶轮宜用于输送清洁的液体,泵的效率较高,一般离心泵多采用闭式叶轮。
叶轮可按吸液方式不同,分为单吸式和双吸式两种。单吸式叶轮结构简单,双吸式从叶轮两侧对称地吸入液体(见教材图2-3)。双吸式叶轮不仅具有较大的吸液能力,而且可以基本上消除轴向推力。
2.泵壳
泵体的外壳多制成蜗壳形,它包围叶轮,在叶轮四周展开成一个截面积逐渐扩大的蜗壳形通道(见图2-2)。泵壳的作用有:①汇集液体,即从叶轮外周甩出的液体,再沿泵壳中通道流过,排出泵体;②转能装置,因壳内叶轮旋转方向与蜗壳流道逐渐扩大的方向一致,减少了流动能量损失,并且可以使部分动能转变为静压能。
若为了减小液体进入泵壳时的碰撞,则在叶轮与泵壳之间还可安装一个固定不动的导轮(见教材图2-4中3)。由于导轮上叶片间形成若干逐渐转向的流道,不仅可以使部分动能转变为静压能,而且还可以减小流动能量损失。
注意:离心泵结构上采用了具有后弯叶片的叶轮,蜗壳形的泵壳及导轮,均有利于动能转换为静压能及可以减少流动的能量损失。
3.轴封装置
离心泵工作时是泵轴旋转而泵壳不动,泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。轴
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封的作用是防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出,或外界空气漏入泵内。轴封装置保证离心泵正常、高效运转,常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。
二、离心泵的工作原理 装置简图如附图。 1.排液过程
离心泵一般由电动机驱动。它在启动前需先向泵壳内灌满被输送的液体(称为灌泵),启动后,泵轴带动叶轮及叶片间的液体高速旋转,在惯性离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向外周,提高了动能和静压能。进而泵壳后,由于流道逐渐扩大,液体的流速减小,使部分动能转换为静压能,最终以较高的压强从排出口进入排出管路。 2.吸液过程
当泵内液体从叶轮中心被抛向外周时,叶轮中心形成了低压区。由于贮槽液面上方的压强大于泵吸入口处的压强,在该压强差的作用下,液体便经吸入管路被连续地吸入泵内。 3.气缚现象
当启动离心泵时,若泵内未能灌满液体而存在大量气体,则由于空气的密度远小于液体的密度,叶轮旋转产生的惯性离心力很小,因而叶轮中心处不能形成吸入液体所需的真空度,这种虽启动离心泵,但不能输送液体的现象称为气缚。因此,离心泵是一种没有自吸能力的液体输送机械。若泵的吸入口位于贮槽液面的上方,在吸入管路应安装单向底阀和滤网。单向底阀可防止启动前灌入的液体从泵内漏出,滤网可阻挡液体中的固体杂质被吸入而堵塞泵壳和管路。若泵的位置低于槽内液面,则启动时就无需灌泵。
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