1、水泵讲义,第一部分,一、水泵的定义,泵：把其它能量变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。水泵：利用动力机的机械能，传给并排出水体的机械。,二、水泵的主要参数：,1、流量Q流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量）。 体积流量用Q表示，单位是：m3/s，m3/h，l/s等。 质量流量用Qm表示，单位是：t/h，kg/s等。 质量流量和体积流量的关系为： Qm=Q 式中 液体的密度（kg/m3，t/m3），常温清水=1000kg/m3。,二、水泵的主要参数：,2、扬程H扬程是水泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法兰中心线）到泵出口处（泵出口法兰）能量的增值。也就是一牛顿液体
2、通过泵获得的有效能量。其单位是Nm/N=m，即泵抽送液体的液柱高度，习惯简称为米。常用单位有Mpa，kPa， kG/cm（常说的公斤），4Bar,二、水泵的主要参数：,3、转速n转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位是r/min。,二、水泵的主要参数：,4、汽蚀余量NPSH（必需汽蚀余量h ）汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数。水泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用米标注。,二、水
3、泵的主要参数：,5、功率水泵的功率通常是指输入功率，即原动机传支泵轴上的功率，故又称为轴功率，用P表示； 泵的有效功率又称输出功率，用Pe表示。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。,二、水泵的主要参数：,5、功率扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量即泵的有效功率： Pe=gQH=QH泵输送液体的密度（kg/m3）； 泵输送液体的重度（N/m3）； Q泵的流量（m3/s）； H泵的扬程（m）； g重力加速度(m/s2)。,三、水泵的分类,按介质分类清水泵、污水泵、海水泵、热水泵等 按原理分类离心泵、轴流泵、混流泵、射流泵、柱塞泵、活
4、塞泵、齿轮泵、真空泵等 按用途分类给水泵、排水泵、冷却泵、消防泵等,三、水泵的分类,按结构分类单级泵、多级泵、单吸泵、双吸泵、端吸泵、长轴泵、中开泵等 按组装分类前置泵、立式泵、卧式泵、管道泵、潜水泵、液下泵、插桶泵等 按用途分类按启动分类电动泵、磁力泵、电磁泵、手动泵等,第二部分,四、典型水泵的工作原理及应用,1、离心式水泵：用电动机带动水泵叶轮转动，叶轮中的叶片对其中的流体做功，迫使它们旋转，旋转的流体在惯性离心力的作用下，从中心向边缘流去，其压力和速度不断提高，最后以很高的流速和压力流出叶轮进入泵壳内。其优点是效率高、性能可靠、流量均匀、容易调节。如本司使用的冷热水泵、管道泵、潜污泵、排
5、水泵、江水泵、太阳能水泵等。,四、典型水泵的工作原理及应用,1、离心式水泵特点：（1）水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入，垂直于轴向流出，即进出水流方向互成90。 （2）由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水，因此在起动前必须相泵内和吸水管内灌注引水，或用真空泵抽气，以排出空气形成真空，而且泵壳和吸水管路必须严格密封，不得漏气，否则形不成真空。,四、典型水泵的工作原理及应用,四、典型水泵的工作原理及应用,2、轴流式水泵：其特点结构紧凑、外形尺寸小、质量轻的特点，适合于大流量、低扬程的场合。,四、典型水泵的工作原理及应用,3、混流式水泵：其特点是流量大、扬程较高。,四、典型水泵的工作原理及应用,4
6、、容积式水泵（油泵的主要形式）：利用电动机驱动部件（活塞、齿轮等）使工作室的容积发生周期性的改变，依靠压差使流体流动。其特点是结构简单、轻便紧凑、工作可靠。,四、典型水泵的工作原理及应用,5、喷射泵：工作原理是高压的流体经喷嘴后成为高速射流进入工作室，工作室内喷管附近的低压流体大量地卷带经扩压管升压后输出，同时又使水池中的流体被吸入工作室，从而形成连续工作过程。喷射泵的工作流体可以是高压蒸汽，也可以是高压水，被输送的流体可以是水、油或空气。,四、典型水泵的工作原理及应用,五、常见泵的结构,1、单级单吸离心泵： 常用名称有IS、IR、IH、IB、IQ等，英制标准APEX,五、常见泵的结构,单级单
7、吸离心泵变形形式IZ等,五、常见泵的结构,2、单级双吸离心泵（中开泵）：常用名称S、SH、SA、SLA、SD等,五、常见泵的结构,3、管道泵：常用名称GD,五、常见泵的结构,4、多级立式离心泵：常用名称GDL、DL等,五、常见泵的结构,5、潜污泵：常用名称QW、WQ、ZW、AS等,五、常见泵的结构,6、真空泵：常用名称SK、BV等,六、水泵的运用,1、水泵的串联：水泵串联是指一台泵的出口向另一台泵的入口输送流体。 注意事项： 1、尽量使串联的两台泵额定流量相同。2、应充分考虑第二台水泵的承压、功率和密封等问题，且应先开离水源较近的泵。,六、水泵的运用,1、水泵的串联：以最简单的两台相同型号、相
8、同性能的离心泵串联为例：串联性能曲线相当于单泵泵性能曲线的扬程在流量相同的情况下迭加起来，串联工作点A的流量和扬程都比单泵工作点B的大，但达不到单泵时的2倍，这是因为泵串联后一方面扬程的增加大于管路阻力的增加，致使富余的扬程促使流量增加，另一方面流量的增加又使阻力增加，抑制了总扬程的升高。,六、水泵的运用,2、水泵的并联：离心泵并联是指两台或两台以上的泵向同一压力管路输送流体，其目的是在压力相同时增加流量。 注意事项： 1、尽量使串联的两台泵额定扬程相同。2、尽量缩小主管前的支管长度。3、尽量保证各分泵的吸入压力相同。,六、水泵的运用,2、水泵的并联：以最简单的两台相同型号、相同性能的离心泵并
9、联为例：并联性能曲线相当于单泵性能曲线的流量在扬程相等的情况下迭加起来，并联工作点A的流量和扬程均比单泵工作点B的大，但达不到单泵时的2倍。因为并联后共用管路流量增大，阻力也相应增大，需要提高扬程来客服阻力损失。故建议并联台数不要超过三台。根据农机化研究所的结论，在75%负荷时通过调节非公用管路出口阀门调节流量更经济，50%负荷下，单泵调节更经济。,六、水泵的运用,3、恒压供水：以最近水泵运用的发展看，对于恒压供水一般有两种方法；（1）、通过多台泵并联，使用变频器进行调节压力和流量，通过自动控制完成恒压供水。其缺点是耗电量大，不能有效的做到节能降耗。（2）、使用大小泵配合，即根据用水量的最高值
10、确定大泵的流量，并阶梯布置水泵的型号和数量，根据最小流量确定小泵的流量，根据压力变化采用自动控制，且特点是水泵效率高，能有效减小耗电量，但具有一次性投资高，水泵数量多等缺点。,七、水泵的汽蚀现象及防止方法,1、产生原因 当水泵运行时，如果叶轮叶片入口处某局部的绝对压力等于或低于所输送液体温度下的汽化压力，液体便发生汽化，产生许多气泡，气泡内将充满蒸汽和液体中析出的气体。这些气泡随着液体带到叶轮高压区，在高压的作用下迅速凝结而破裂，在此同时，周围的流体质点以高速冲向原来气泡占有的空间，质点相互撞击而形成高频的局部水击，压力可高达上千兆帕。这种水击会对金属表面形成持续、反复的冲击，导致金属表面疲劳
11、而破坏，这种破坏称为机械剥蚀。除此以外,七、水泵的汽蚀现象及防止方法,在气泡破裂所释放的凝结潜热的助长下，原气泡内的活泼气体又会对金属产生化学腐蚀作用，加剧了材料的破坏。金属表面在机械剥蚀和化学腐蚀的长期联合作用下，会出现蜂窝状破坏，这种现象称为汽蚀现象。 2、汽蚀对水泵产生的危害 （1）、缩短泵的使用寿命：由于机械剥蚀和化学腐蚀使叶轮和蜗壳多处变得粗糙多孔，产生显微裂纹，严重时出现蜂窝状侵蚀，甚至产生空洞。,七、水泵的汽蚀现象及防止方法,（2）、影响泵的性能：汽蚀发生时液体的汽化以及液体中气体的析出，形成了大量气泡，使液流的过流断面面积减小，局部区域流速加大，并产生涡流，以致流动损失增大，严
12、重还有可能出现断流，因此汽蚀会导致泵的扬程和效率降低。 （3）、产生振动和噪声：汽蚀发生时，局部水击会产生许多不同频率范围内的噪声，如果水击的频率和机组的固有频率接近将会引起机组振动。机组的振由又会促使更多气泡的产生和破灭。这种相互激励，最后可能导致机组的强烈振动，称之为汽蚀共振。如果机组发生汽蚀共振必须紧急停止水泵运行。,七、水泵的汽蚀现象及防止方法,汽蚀防止方法：1、安装前置泵，2、增加前置诱导轮3、减少转速运行4、采用防汽蚀材料,第三部分,八、水泵的常见运行故障,八、水泵的常见运行故障,八、水泵的常见运行故障,九：水泵维修检查,1、壳体裂纹检查 用手锤轻敲壳体，如发出沙哑声说明壳体已有裂
13、纹。为进一步检查裂纹可用煤油将壳体擦拭干净，仔细寻找裂纹位置，找到后可在裂纹处涂以煤油，煤油就可以渗入裂纹中。再将面上的油擦掉而后涂上一层白粉，随后用手锤再次轻敲泵壳，于是裂纹内的煤油就会渗出来并浸湿白粉，呈现出一道黑线。由此可以痢断裂纹的端点。如裂纹部位在不承受压力或不起密封作用的地方，为了防止裂纹继续扩大，可在裂纹的始末两端各钻一个直径3毫米的圆孔，以防止裂纹继续扩展。如果裂纹出现在承压部位，必须进行补焊。,九：水泵维修检查,2叶轮检修（1）、叶轮密封环(口环)磨损：解体大修时常常发现叶轮口环处有不同程度的磨损，如果磨损的程度在允许范围内，则可以在车床上用专用胎具胀住叶轮的内孔，再对磨损的
14、部位进行车削，并配制相应的密封环与导叶衬套，以保持原有的间隙。叶轮口环经车床修整后，为了防止在加工过程中胎具位移而造成不同心，应该用专用胎具检查叶轮口环修正后的同心度。 （2）、叶轮汽蚀损坏：叶轮的叶片容易被汽蚀所损坏，如果叶片上有轻微的汽蚀小孔洞，可进行补焊修复。近来采用环氧树脂粘结剂来修补被汽蚀的叶轮，甚为有效。,九：水泵维修检查,（3）、叶轮与轴之间的配合松动：由于长期使用，多次装拆，叶轮内孔和轴颈之间因磨损而造成间隙过大，这样会影晌叶轮的同心度，使叶轮的幌度增大，装配后会引起转子振动。如果发现间隙大了，可在叶轮内孔局部电焊后再车削修整，也可以进行镀铬后再磨削。如叶轮在采取上述检修方法处
15、理后，仍然达不到质量要求时，则需更换叶轮。对于新叶轮，首先应检查其几何尺寸是否与原设计相符，然后对叶轮的流道进行清扫，要求其表面光洁。并且对每个新叶轮都需经静平衡试验，合格后方可使用。,十、密封简介,1填料密封（允许渗漏） (1)填料密封装置内有水封环的，则应使水封环必须对准水封管 ； (2)盘根压盖压盘根的松紧程度应适当。压得过紧，盘根和轴套发热，甚至烧毁，致轴功率的损失增加，压得太松，渗漏量太大。一般掌握盘根压盖的压紧程度为液体从盘根室中成滴状渗漏，每分钟几十滴。高压水泵常用的盘根有油浸石墨石棉盘根、铜丝石棉盘根和四氟乙烯石棉盘根等。,十、密封简介,机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50 %
16、以上, 2机械密封 ：机械密封实质上是由动静两环间维持一层极薄的流体膜而起到的密封作用。,十、密封简介,分体式机械密封,集装式,十一、机械密封渗漏检修,1.周期性渗漏 (1) 泵转子轴向窜动量大, 辅助密封与轴的过盈量大, 动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转, 动、静环磨损后, 得不到补偿位移。 对策: 在装配机械密封时, 轴的轴向窜动量应小于0.1mm , 辅助密封与轴的过盈量应适中, 在保证径向密封的同时, 动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由地弹回来) 。 (2) 密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。 对策: 油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。 (3)
17、转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡, 汽蚀或轴承损坏(磨损) ,这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。对策: 可根据维修标准来纠正上述问题。,十一、机械密封渗漏检修,2. 小型潜污泵机封渗漏引起的磨轴现象 (1) 小泵机封失效常常产生磨轴, 磨轴位置主要有以下几个: 动环辅助密封圈处、静环位置、少数弹簧有磨轴现象。 (2) 磨轴的主要原因: BIA 型双端面机械密封,反压状态是不良的工作状态, 介质中的颗粒、杂质很容易进入密封面, 使密封失效。 磨轴的主要件为橡胶波纹管, 且是由于上端密封面处于不良润滑状态, 动静环之间的摩擦力矩大于橡胶波纹管与轴之间的传递转矩,发生相
18、对转动。 动、静环辅助密封由于受到污水中的弱酸、弱碱的腐蚀, 橡胶件已无弹性。有的已腐烂, 失去了应有的功能, 产生了磨轴的现象。 (3) 为解决以上问题, 现采取如下措施: 保证下端盖、油室的清洁度, 对不清洁的润滑油禁止装配。 机封油室腔内油面线应高于动静环密封面。 根据不同的使用介质选用不同结构的机封。对腐蚀性介质橡胶应选 用耐弱酸、弱碱的氟橡胶。机封静环应加防转销。,十一、机械密封渗漏检修,3、由于压力产生的渗漏 (1) 高压和压力波造成的机械密封渗漏 由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa 时,会使密封端面比压过大, 液膜难以形成, 密封端面磨损严重, 发热量增多,
19、 造成密封面热变形。 对策: 在装配机封时, 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象, 高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理, 尽量减小变形, 可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料, 并加强冷却的润滑措施, 选用可*的传动方式, 如键、销等。 (2) 真空状态运行造成的机械密封渗漏 泵在起动、停机过程中, 由于泵进口堵塞, 抽送介质中含有气体等原因, 有可能使密封腔出现负压, 密封腔内若是负压, 会引起密封端面干摩擦, 内装式机械密封会产生漏气(水) 现象, 真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异, 而且机械密封也有其某一方向的适应性。 对策: 采用双
20、端面机械密封, 这样有助于改善润滑条件, 提高密封性能。,十二、水泵试运,1、关闭出水管上的阀门。2、将水注满水泵，以排除水泵内的空气。3、开动电动机，当水泵达到正常转速后，打开出水管上的阀门正式送水。在试运的过程中要随时注意轴承的温升和振动，吸水压力和排水压力的变化，电动机电流表指示等。若发现轴承温升剧烈，可能是由于轴承间隙不对，配研不好，或润滑不良所引起，若吸水压力变化，或者泵内真空度降低则可能是由于管路法兰及轴封等联接不严密漏入空气所造成，如排水压力下降时应停止试运，解体检查水轮与密封环的径向间隙是否有变化，水泵转子的轴向位置是否正确。如没有上述缺陷，水泵运转时振动也很小，则可认为水泵检修，安装质量符合要求。,结束语,谢谢观看！,
