多級(jí)離心泵的結(jié)構(gòu)圖,多級(jí)離心泵工作原理

 從總體上看，多級(jí)離心泵是若干個(gè)葉輪安裝在同一泵軸上，葉輪的外側(cè)是液體導(dǎo)流裝置及泵殼。然而，如何將葉輪組安裝在泵體內(nèi)或者從泵體內(nèi)取出呢？無(wú)外乎兩個(gè)辦法，一個(gè)是將泵體及導(dǎo)流裝置沿泵軸的軸線水平剖分，使其成為上下兩部分，這叫水平剖分式多級(jí)離心泵；另一個(gè)辦法是將泵體及液體導(dǎo)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干個(gè)段，這叫分段式多級(jí)離心泵。

 
          圖3 1水平剖分式多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)圖
1泵盞,2泵體,3軸承體；4-軸套；5一葉輪；6泵軸；7一軸頭油泵

下面分別對(duì)水平剖分式和分段式多級(jí)離心泵的結(jié)構(gòu)加以介紹。
  1水平剖分式多級(jí)離心泵的結(jié)構(gòu)圖3 1所示為水平剖分式多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)圖。這種泵采用蝸殼形泵體，每個(gè)葉輪的外圍都有相應(yīng)的蝸室，相當(dāng)于將幾個(gè)單級(jí)蝸殼泵裝在同一根軸上串聯(lián)工作，所以又叫蝸殼式多級(jí)泵。由于泵體是水平剖分式，吸入口和排出口都直接鑄在泵體上，檢修時(shí)很方便，只需把泵蓋取下，即可暴露整個(gè)轉(zhuǎn)子，在檢修轉(zhuǎn)子時(shí)，需將整個(gè)轉(zhuǎn)子吊出時(shí)，不必拆卸連接管路。這種泵的葉輪通常為偶數(shù)對(duì)稱布置，大部分軸向力得到平衡，因而不需要安裝軸向平衡裝置。
    水平剖分式多級(jí)泵流量范圍為450～1500m'/h，最高揚(yáng)程可達(dá)1800mHz0。由于葉輪對(duì)稱布置，泵殼內(nèi)有交叉流道，如圖3 2所示，所以它比同性能的分段式多級(jí)泵體積大，鑄造工藝復(fù)雜，泵蓋和泵體的定位要求高，在壓力較高時(shí)，泵蓋和泵體的結(jié)合面密封難度大。
    2．分段式多級(jí)離心泵的結(jié)構(gòu)
    在壓力較高時(shí)，通常采用多級(jí)離心泵。這種泵是一種垂直剖分多級(jí)泵，它有一個(gè)前段、一個(gè)尾段和若干個(gè)中段組成，用四個(gè)長(zhǎng)桿螺栓連接為一個(gè)整體。安裝在泵軸上的葉輪的個(gè)數(shù)就代表離心泵的級(jí)數(shù)，中段的每個(gè)葉輪配一個(gè)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪的作用基本上同蝸殼相同，主要是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能。葉輪一般為單吸的，吸人口都朝向一個(gè)方向。為了平衡軸向力，在末段后面裝有平衡盤，并用平
衡管和前段進(jìn)口相連通。其轉(zhuǎn)子在工作過(guò)程中可以沿軸向左右竄動(dòng)，靠平衡盤的推力平衡葉輪組的軸向力，將轉(zhuǎn)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(jù)使用場(chǎng)合不同，分段式多級(jí)離心泵可分為一般分段式多級(jí)離心泵，如圖3—3所示；中、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(duì)稱排列的多級(jí)離心泵

 
    圖3-3 -般分段式多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)圖
    l一進(jìn)水段,2中＆i 3-升輪；4軸, 5- r導(dǎo)輪；6～承磨環(huán)；7葉輪擋套；8-導(dǎo)葉套；9-平衡盤；
    10-平衡套；11-，平衡環(huán)；12-出水段導(dǎo)輪；13-出水段；14-尾蓋；la-軸套乙；16一軸套螺母；
    17一擋水圉；18-平衡盤指針；19-軸承乙部件；20聯(lián)軸器；2l軸承甲部件；22-油環(huán)；
    23-軸套甲}24～填料壓蓋；z5-水封環(huán)；26拉緊螺栓
    低壓鎘爐給水泵輸送液體的溫度一般在110℃左右，其結(jié)構(gòu)和一般分段式多級(jí)離心泵基本相同，大部分可以互相通用。對(duì)于中壓鍋爐給水泵，由于工作壓力和工作溫度比低壓的高，通常對(duì)軸封裝置的要求也較高，軸承除需要潤(rùn)滑外，有的還用循環(huán)水冷卻。為了隔熱，有的在泵體外用鋼板卷成圓筒罩。泵的支承有的采用中心支承。

 
圖3-4中、低壓鍋爐冶水泵
    鍋爐給水泵輸送液體的溫度在160--170℃，出口壓力在15MPa以上。考慮到溫度變化的影響，泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部分大多采用膨脹系數(shù)相同的合金材料。葉輪安裝在泵軸上，最后留有0. 50mm左右的軸向間隙，防止開(kāi)車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。泵軸的支承采用中心支承式，這樣，開(kāi)車后泵體的熱膨脹是以泵軸線為中心向四處輻射，機(jī)組的找正不會(huì)受到破壞，轉(zhuǎn)子在泵殼中暮終處于居中位置。

                    圖3 5多級(jí)鍋爐給水泵
    為了消除熱脹冷縮對(duì)機(jī)組同心的影響，高壓鍋爐給水泵殼體下部設(shè)有縱向滑銷和垂直滑銷，它們分別與泵座上的銷槽和銷孔相配。泵的軸承座分別安裝在兩端的前段和后段上，每個(gè)軸承座上設(shè)有三支調(diào)節(jié)螺釘，用以調(diào)節(jié)軸承與泵殼的同心度。
    葉輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中要產(chǎn)生軸向推力。平衡多級(jí)泵軸向推力的措施有兩個(gè)：對(duì)于水平剖分式多級(jí)泵采用葉輪對(duì)稱布置，將葉輪正反向安裝，使葉輪軸向推力互相抵消，兩兩平衡；對(duì)于分段式多級(jí)離心泵，由于時(shí)輪同向安裝，產(chǎn)生的軸向力方向一致，則在末級(jí)葉輪后端安裝上推力平衡裝置，用以平衡各級(jí)葉輪所產(chǎn)生的軸向推力。
    一般情況下，分段式多級(jí)離心泵的轉(zhuǎn)子在軸向的竄動(dòng)量為0.10—0.15mm，竄動(dòng)的次數(shù)為每分鐘10～20次。因此，運(yùn)行中如果介質(zhì)中含有泥沙或其他固體物質(zhì)，則平衡盤和平衡環(huán)容易磨損。為了抵抗磨損，延長(zhǎng)零件的使用壽命，通常情況下，平衡盤和平衡環(huán)是用耐磨金屬制成的，如青銅、灰鑄鐵等。

圖3 6導(dǎo)輪
    分段式多級(jí)離心泵工作原理：分段式多級(jí)離心泵中段每個(gè)葉輪的外面均安裝有一個(gè)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪是一個(gè)固定不動(dòng)的圓盤，它的作用是把從葉輪甩出的液體的一部分動(dòng)能通過(guò)減速而轉(zhuǎn)化為靜壓能，并且把這些液體收集后沿徑向回流而導(dǎo)人到下一級(jí)葉輪人口處。尋輪的正面有環(huán)繞在葉輪外緣的正向?qū)�葉．背面有將液體引向下一級(jí)葉輪人口的反向?qū)�葉，其結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。
    液體從葉輪甩出后．平緩地進(jìn)入與液體流速方向一致的正向?qū)�葉，沿正向?qū)�葉繼續(xù)向外流動(dòng)，速度逐漸降低，靜壓能不斷提高，到達(dá)導(dǎo)輪最外側(cè)的空腔時(shí)．流速最小，靜壓能最高。液體從正向?qū)�葉流出后，沿軸向繞過(guò)導(dǎo)輪內(nèi)部間隔板，再沿反向?qū)�葉向內(nèi)側(cè)流動(dòng)，同時(shí)降低環(huán)向流速．沿軸向進(jìn)入下
一級(jí)葉輪。
    與蝸殼相比，導(dǎo)輪外形尺寸較小，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能的效率也較低。由于導(dǎo)輪中有多個(gè)葉片，當(dāng)泵的實(shí)際工況與設(shè)計(jì)工況偏離時(shí)，液體流出葉輪時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡與導(dǎo)輪葉片形狀不一致，使其產(chǎn)生較大的沖擊損失而造成效率的降低，故使用導(dǎo)輪裝置的離心泵，工作區(qū)域較窄，揚(yáng)程和效率曲線均比蝸殼泵的陡。但由于導(dǎo)輪具有中心對(duì)稱性，不會(huì)像蝸殼那樣產(chǎn)生作用在轉(zhuǎn)子上的徑向壓力，所以多級(jí)泵一般在首尾兩段使用蝸殼，而在中部若干段使用導(dǎo)輪。
    由于導(dǎo)輪的幾何形狀較為復(fù)雜，所以一般用鑄鐵鑄造而成。
    同單級(jí)離心泵一樣，立式多級(jí)離心泵不具有自吸能力，啟動(dòng)前必須灌泵。各種多級(jí)離心泵工作原理均是由葉輪帶動(dòng)液體高速旋轉(zhuǎn)，使液體產(chǎn)生離心力而獲得能量。這樣，處于一段葉輪前側(cè)吸人室內(nèi)的液體進(jìn)入*級(jí)葉輪，經(jīng)葉輪對(duì)其做功后，甩入*級(jí)導(dǎo)輪，經(jīng)*級(jí)導(dǎo)輪轉(zhuǎn)能后，再進(jìn)入第二級(jí)葉輪，由第二級(jí)葉輪繼續(xù)對(duì)其做功，然后再進(jìn)入第二級(jí)導(dǎo)輪，依此類推，直至從末段葉輪甩出，經(jīng)蝸殼收集后，送至排出口排出。