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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,一、叶轮和压出室,二、密封装置,其次节 离心泵的构造,三、轴向力,1,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,一、叶轮和压出室,1.叶轮,Impeller,闭式,半开式,开式,2,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,双侧吸入式,单侧吸入式,大流量泵常承受双吸式叶轮，主要是为了限制进口流速，提高抗汽蚀力气。,3,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,2.压出室,作用：以最小的水力损失会聚从叶轮中流出的高速液体，将液体引向泵的出口或下一级，并使液体流速降低，将大局部动能转换为压力能。涡壳和导轮,(1),涡壳,涡壳由螺线形蜗室和扩压管构成。A处为泵舌，O处为基圆，基圆直径(涡壳内径)为1.051.08倍叶轮外径，二者差为径向间隙，影响效率和性能。,4,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,2.压出室,作用：以最小的水力损失会聚从叶轮中流出的高速液体，将液体引向泵的出口或下一级，并使液体流速降低，将大局部动能转换为压力能。涡壳和导轮,(1),涡壳,液体离开叶轮后动量矩不变，cuR=常数，所以蜗室截面上cu与R成反比，压力随R增大而增加，所以在涡壳中以将局部动能转换成压力能。,5,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,2.压出室,作用：以最小的水力损失会聚从叶轮中流出的高速液体，将液体引向泵的出口或下一级，并使液体流速降低，将大局部动增转换为压力能。涡壳和导轮,(1),涡壳,扩压管是渐扩截面，将大局部动能转换成压力能。集中角68。排出管径为0.71.0倍吸入管径，低压泵取1，高压泵取1。,6,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,(2),导轮,多级离心泵承受导轮做能量转换装置，由于导轮制造相对便利。导轮由圆环形盖板及48片导叶和后盖板的反导叶构成。导叶数与叶轮叶片数互为质数，以防共振，导叶外径为叶轮外径1.31.5倍。,7,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,(2),导轮,BH,是螺旋角为常数的对数螺线，平顺地收集液体；,HC,以后是扩压段，液体再经环形空间进入反导叶间流道。,8,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,涡壳泵在非设计工况及车削叶轮后效率变化小，高效率工作区宽，水力性能完善，但内外表不能加工，铸造精度和光滑度不宜保证。涡壳泵在非设计工况会产生不平衡径向力。单级泵多为涡壳泵，多级泵涡壳式和导轮式都有(3级以上的泵各级能量转换装置多为导轮式)。,9,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,二、密封装置,1.,密封环(阻漏环),1-泵壳 2-叶轮,作用：叶轮进口处的径向间隙对容积效率影响最大。使用密封环可使泵壳和叶轮进口处的径向间隙很小，磨损后简洁修复。,密封环多为铜合金，也有不锈钢或酚醛树脂等。叶轮动环、泵壳静环，,可成对使用，或只设静环。,10,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,二、密封装置,1.,密封环(阻漏环),1-泵壳 2-叶轮,密封环有平环、曲径环两种。平环使用较多，可用铜套自己加工(车床)。,曲径环多用于压头较高的离心泵,，密封效果好。,密封环间隙应符合要求，安装时用涂红铅油方法检查是否摩擦。,11,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,2.,轴封,Shaft Sealing,作用：防止泵内液体通过泵轴和泵壳间隙外漏；防止空气漏入引起噪声和振动。,(1),机械密封,12,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,(2),填料密封,填料是由植物纤维、人造纤维、石棉纤维等的编制物或以有色金属为基体，辅以浸渍材料或充填材料制成的绳状物，常见的是方形截面的石棉盘根。一般0.5MPa时34圈，0.51MPa时45圈。,填料密封应当适当泄漏，不超过60滴/分钟，可通过轴封压盖调整压紧度。,13,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,(3),带水封环的填料密封,填料密封内腔的压力低于大气压或略高于大气压时，承受带水封环的填料密封。,水封环由断面呈,H,形的两个半圆构成,，安装在轴封壳上水封管位置，压力水沿泵轴向两端渗出。作用：,可以防止空气漏入，对泵轴和填料润滑、冷却。,14,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,密封水压力比密封腔压力略高(高0.050.1MPa)，又不致将填料的润滑剂冲走。,输送清洁液体,排出口液体作为水封水,液体含杂质,过滤后引入水封管,出口压力,p,B,，,p,C,吸入压力，平衡盘受力(平衡力)为：(,p,B,-,p,C,),S,，方向向右，与叶轮轴向力方向相反。,1,2,3,1-平衡盘 2-平衡板 3-平衡套,扬程变化导致叶轮轴向力变化时，平衡力与之适应：扬程增加，轴向力平衡力，转动组件左移，b2减小，pB增加，渐渐使(pB-pC)S等于轴向力而到达新平衡位置。转动组件会轴向移动，不能使用止推轴承，而使用滑动轴承。,21,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,问题：1.设平衡盘的离心泵工作压力减小后平衡盘的(轴向、径向)间隙(增大、减小)。,2.离心泵关小排出阀时，其轴向力(增大、减小)。,3.离心泵开大旁通阀时，其轴向力(增大、减小)。,22,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,涡壳泵设计工况液流不会撞击涡室，叶轮四周压力均匀，叶轮不产生液压径向力。但涡壳泵在非设计工况将产生液压径向力。,四、径向力,u,:,圆周速度,:,相对速度,c,:,绝对速度,2,c,2r,2,u,2,c,2,小于额定流量,（流量大小通过,c,2r,反映出来）,小于额定流量时，涡室内流速(,c,2r,)降低，但绝对速度(,c,2,)增大，方向也变化，所以液体撞击涡室，使流速下降，部分动能转换为压力能，在叶轮上产生径向力R，与泵舌方向90,。,c,2,c,2r,23,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,涡壳泵设计工况液流不会撞击涡室，叶轮四周压力均匀，叶轮不产生径向力。,四、径向力,u,:,圆周速度,:,相对速度,c,:,绝对速度,2,c,2r,2,u,2,c,2,大于额定流量,大于额定流量时，涡室内流速(,c,2r,)增大，叶轮出口速度(,c,2,)小于涡室中流速，液体撞击，涡室的液体付出能量，叶轮上产生径向力R，与泵舌方向270,。,c,2,c,2r,c,2r,24,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,大于额定流量,此外，涡室中压力分布不均，叶轮各处流量不同(压力大，流量小)，导致作用在叶轮上的动反力T不同，涡室压力小处动反力大。动反力是叶轮出口速度反方向的作用力，所以动反力的合力方向为R方向逆转90,。,小于额定流量,流量偏离额定流量越大、扬程越高、叶轮尺寸,D,2,和,B,2,越大，径向力越大。,25,船舶辅机,第3章,离心泵,Centrifugal Pump,导轮泵理论上不产生径向力，但因误差会带来较小的径向力。,危害：径向力是交变负荷，使泵轴疲乏破坏、产生挠度、磨损，使轴承负荷增加等。,26,
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