多級離(lí)心泵的結構圖分(fēn)析及工(gōng)作原理
浏覽次數:2873次發表時間:2013/9/13 23:55:49
多級離(lí)心泵的結構圖,多級離(lí)心泵工(gōng)作原理
從總體(tǐ)上看,多級離(lí)心泵是若幹個葉輪安裝在同一(yī)泵軸上,葉輪的外(wài)側是液體(tǐ)導流裝置及泵殼。然而,如何将葉輪組安裝在泵體(tǐ)内或者從泵體(tǐ)内取出呢?無外(wài)乎兩個辦法,一(yī)個是将泵體(tǐ)及導流裝置沿泵軸的軸線水平剖分(fēn),使其成爲上下(xià)兩部分(fēn),這叫水平剖分(fēn)式多級離(lí)心泵;另一(yī)個辦法是将泵體(tǐ)及液體(tǐ)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幹個段,這叫分(fēn)段式多級離(lí)心泵。
圖3 1水平剖分(fēn)式多級離(lí)心泵結構圖
1泵盞,2泵體(tǐ),3軸承體(tǐ);4-軸套;5一(yī)葉輪;6泵軸;7一(yī)軸頭油泵
下(xià)面分(fēn)别對水平剖分(fēn)式和分(fēn)段式多級離(lí)心泵的結構加以介紹。
1水平剖分(fēn)式多級離(lí)心泵的結構圖3 1所示爲水平剖分(fēn)式多級離(lí)心泵結構圖。這種泵采用蝸殼形泵體(tǐ),每個葉輪的外(wài)圍都有相應的蝸室,相當于将幾個單級蝸殼泵裝在同一(yī)根軸上串聯工(gōng)作,所以又(yòu)叫蝸殼式多級泵。由于泵體(tǐ)是水平剖分(fēn)式,吸入口和排出口都直接鑄在泵體(tǐ)上,檢修時很方便,隻需把泵蓋取下(xià),即可暴露整個轉子,在檢修轉子時,需将整個轉子吊出時,不必拆卸連接管路。這種泵的葉輪通常爲偶數對稱布置,大(dà)部分(fēn)軸向力得到平衡,因而不需要安裝軸向平衡裝置。
水平剖分(fēn)式多級泵流量範圍爲450~1500m'/h,高揚程可達1800mHz0。由于葉輪對稱布置,泵殼内有交叉流道,如圖3 2所示,所以它比同性能的分(fēn)段式多級泵體(tǐ)積大(dà),鑄造工(gōng)藝複雜(zá),泵蓋和泵體(tǐ)的定位要求高,在壓力較高時,泵蓋和泵體(tǐ)的結合面密封難度大(dà)。
2.分(fēn)段式多級離(lí)心泵的結構
在壓力較高時,通常采用分(fēn)段式多級離(lí)心泵。這種泵是一(yī)種垂直剖分(fēn)多級泵,它有一(yī)個前段、一(yī)個尾段和若幹個中(zhōng)段組成,用四個長杆螺栓連接爲一(yī)個整體(tǐ)。安裝在泵軸上的葉輪的個數就代表離(lí)心泵的級數,中(zhōng)段的每個葉輪配一(yī)個導輪,導輪的作用基本上同蝸殼相同,主要是将動能轉化爲靜壓能。葉輪一(yī)般爲單吸的,吸人口都朝向一(yī)個方向。爲了平衡軸向力,在末段後面裝有平衡盤,并用平
衡管和前段進口相連通。其轉子在工(gōng)作過程中(zhōng)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,将轉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。
根據使用場合不同,分(fēn)段式多級離(lí)心泵可分(fēn)爲一(yī)般分(fēn)段式多級離(lí)心泵,如圖3—3所示;中(zhōng)、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(lí)心泵
圖3-3 -般分(fēn)段式多級離(lí)心泵結構圖
l一(yī)進水段,2中(zhōng)&i 3-升輪;4軸, 5- r導輪;6~承磨環;7葉輪擋套;8-導葉套;9-平衡盤;
10-平衡套;11-,平衡環;12-出水段導輪;13-出水段;14-尾蓋;la-軸套乙;16一(yī)軸套螺母;
17一(yī)擋水圉;18-平衡盤指針;19-軸承乙部件;20聯軸器;2l軸承甲部件;22-油環;
23-軸套甲}24~填料壓蓋;z5-水封環;26拉緊螺栓
低壓镉爐給水泵輸送液體(tǐ)的溫度一(yī)般在110℃左右,其結構和一(yī)般分(fēn)段式多級離(lí)心泵基本相同,大(dà)部分(fēn)可以互相通用。對于中(zhōng)壓鍋爐給水泵,由于工(gōng)作壓力和工(gōng)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(wài),有的還用循環水冷卻。爲了隔熱,有的在泵體(tǐ)外(wài)用鋼闆卷成圓筒罩。泵的支承有的采用中(zhōng)心支承。
圖3-4中(zhōng)、低壓鍋爐冶水泵
高壓鍋爐給水泵,輸送液體(tǐ)的溫度在160--170℃,出口壓力在15MPa以上。考慮到溫度變化的影響,泵的轉動部分(fēn)大(dà)多采用膨脹系數相同的合金材料。葉輪安裝在泵軸上,後留有0. 50mm左右的軸向間隙,防止開(kāi)車(chē)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(zhōng)心支承式,這樣,開(kāi)車(chē)後泵體(tǐ)的熱膨脹是以泵軸線爲中(zhōng)心向四處輻射,機組的找正不會受到破壞,轉子在泵殼中(zhōng)暮終處于居中(zhōng)位置。
圖3 5高壓鍋爐給水泵
爲了消除熱脹冷縮對機組同心的影響,高壓鍋爐給水泵殼體(tǐ)下(xià)部設有縱向滑銷和垂直滑銷,它們分(fēn)别與泵座上的銷槽和銷孔相配。泵的軸承座分(fēn)别安裝在兩端的前段和後段上,每個軸承座上設有三支調節螺釘,用以調節軸承與泵殼的同心度。
葉輪在運轉中(zhōng)要産生(shēng)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(fēn)式多級泵采用葉輪對稱布置,将葉輪正反向安裝,使葉輪軸向推力互相抵消,兩兩平衡;對于分(fēn)段式多級離(lí)心泵,由于時輪同向安裝,産生(shēng)的軸向力方向一(yī)緻,則在末級葉輪後端安裝上推力平衡裝置,用以平衡各級葉輪所産生(shēng)的軸向推力。
一(yī)般情況下(xià),分(fēn)段式多級離(lí)心泵的轉子在軸向的竄動量爲0.10—0.15mm,竄動的次數爲每分(fēn)鍾10~20次。因此,運行中(zhōng)如果介質中(zhōng)含有泥沙或其他固體(tǐ)物(wù)質,則平衡盤和平衡環容易磨損。爲了抵抗磨損,延長零件的使用壽命,通常情況下(xià),平衡盤和平衡環是用耐磨金屬制成的,如青銅、灰鑄鐵等。
圖3 6導輪
分(fēn)段式多級離(lí)心泵工(gōng)作原理:分(fēn)段式多級離(lí)心泵中(zhōng)段每個葉輪的外(wài)面均安裝有一(yī)個導輪,導輪是一(yī)個固定不動的圓盤,它的作用是把從葉輪甩出的液體(tǐ)的一(yī)部分(fēn)動能通過減速而轉化爲靜壓能,并且把這些液體(tǐ)收集後沿徑向回流而導人到下(xià)一(yī)級葉輪人口處。尋輪的正面有環繞在葉輪外(wài)緣的正向導葉.背面有将液體(tǐ)引向下(xià)一(yī)級葉輪人口的反向導葉,其結構如圖3-6所示。
液體(tǐ)從葉輪甩出後.平緩地進入與液體(tǐ)流速方向一(yī)緻的正向導葉,沿正向導葉繼續向外(wài)流動,速度逐漸降低,靜壓能不斷提高,到達導輪外(wài)側的空腔時.流速小(xiǎo),靜壓能高。液體(tǐ)從正向導葉流出後,沿軸向繞過導輪内部間隔闆,再沿反向導葉向内側流動,同時降低環向流速.沿軸向進入下(xià)
一(yī)級葉輪。
與蝸殼相比,導輪外(wài)形尺寸較小(xiǎo),将動能轉化爲靜壓能的效率也較低。由于導輪中(zhōng)有多個葉片,當泵的實際工(gōng)況與設計工(gōng)況偏離(lí)時,液體(tǐ)流出葉輪時的運動軌迹與導輪葉片形狀不一(yī)緻,使其産生(shēng)較大(dà)的沖擊損失而造成效率的降低,故使用導輪裝置的離(lí)心泵,高效工(gōng)作區域較窄,揚程和效率曲線均比蝸殼泵的陡。但由于導輪具有中(zhōng)心對稱性,不會像蝸殼那樣産生(shēng)作用在轉子上的徑向壓力,所以多級泵一(yī)般在首尾兩段使用蝸殼,而在中(zhōng)部若幹段使用導輪。
由于導輪的幾何形狀較爲複雜(zá),所以一(yī)般用鑄鐵鑄造而成。
同單級離(lí)心泵一(yī)樣,多級離(lí)心泵不具有自吸能力,啓動前必須灌泵。各種多級離(lí)心泵工(gōng)作原理均是由葉輪帶動液體(tǐ)高速旋轉,使液體(tǐ)産生(shēng)離(lí)心力而獲得能量。這樣,處于一(yī)段葉輪前側吸人室内的液體(tǐ)進入第一(yī)級葉輪,經葉輪對其做功後,甩入第一(yī)級導輪,經第一(yī)級導輪轉能後,再進入第二級葉輪,由第二級葉輪繼續對其做功,然後再進入第二級導輪,依此類推,直至從末段葉輪甩出,經蝸殼收集後,送至排出口排出。
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