离心泵的种类很多,但因工作原理相同,构造大同小异。如图7-1所示,离心泵的基本构造是由六部分组成的,分别是叶轮、泵体、泵轴、轴承、密封环和填料函。
图7-1 离心泵装置简图
1—电机;2—泵头;3—防护板;4—泵轴;5—橡胶零件; 6—泵头衬里;7—机械密封;8—叶轮;9—泵体;10—底座
(1)叶轮是离心泵的核心部分,它转速高、输出力大,叶轮上的叶片又起到主要作用,叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑,以减少水流的摩擦损失。
(2)泵体也称泵壳,它是水泵的主体,起到支撑固定作用,并与安装轴承的托架相连接。
(3)泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接,将电动机的转矩传给叶轮,所以它是传递机械能的主要部件。
(4)轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件,有滚动轴承和滑动轴承两种。
(5)密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区,影响泵的出水量,效率降低,间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏,延缓叶轮和泵壳的使用寿命,在泵壳内缘和叶轮外缘结合处装有密封环,密封的间隙保持在0.25~1.10 mm为宜。
(6)填料函主要由填料、水封环、填料筒、填料压盖和水封管组成。填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙,不让泵内的水流流到外面,也不让外面的空气进入泵内。始终保持水泵内的真空,当泵轴与填料摩擦产生热量时,就要靠水封管注水到水封圈内使填料冷却,保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意的,在运行600个小时左右时就要对填料进行更换。
叶轮是离心泵直接对液体做功的部件,其上有若干后弯叶片,一般为4~8片。如图7-2所示,离心泵在工作时,叶轮由电机驱动作高速旋转运动(1 000~ 3 000 r/min),迫使叶片间的液体作近似于等角速度的旋转运动,同时因离心力的作用,使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。在叶轮中心处吸入低势能、低动能的液体,液体在流经叶轮的运动过程中获得能量,在叶轮外缘可获得高势能、高动能的液体。液体进入蜗壳后,由于流道的逐渐扩大而减速,又将部分动能转化为势能,最后沿切向流入压出管道。在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时,在叶轮中心形成低压。液体在吸液口和叶轮中心处的势能差的作用下源源不断地吸入叶轮。
当泵壳内存有空气时,因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力,从而,贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内,即离心泵无自吸能力,使离心泵不能输送液体,此种现象称为“气缚现象”(aerial binding phenomenon)。为了使泵内充满液体,通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀,该底阀为止逆阀,滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或妨碍泵的正常操作。
图7-2 液体在泵内的流动
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