
【化工讲堂】各类多级离心泵的结构图及作业原理
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从总体上看,多级离心泵是若干个叶轮设备在同一泵轴上,叶轮的外侧是液体导流设备及泵壳。但是,如何将叶轮组设备在泵体内或许从泵体内取出呢?无外乎两个方法,一个是将泵体及导流设备沿泵轴的轴线水平剖分,使其成为上下两部分,这叫水平剖分式多级离心泵;另一个方法是将泵体及液体导流设备沿泵轴方向在叶轮之间以笔直于泵轴的平面剖切成若干个段,这叫分段式多级离心泵。
图1所示为水平剖分式多级离心泵结构图。这种泵选用蜗壳形泵体,每个叶轮的外围都有相应的蜗室,相当于将几个单级蜗壳泵装在同一根轴上串联作业,所以又名蜗壳式多级泵。因为泵体是水平剖分式,吸进口和排出口都直接铸在泵体上,检修时很便利,只需把泵盖取下,即可露出整个转子,在检修转子时,需将整个转子吊出时,不用拆开衔接管路。这种泵的叶轮一般为偶数对称安置,大部分轴向力得到平衡,因而不需求设备轴向平衡设备。
水平剖分式多级泵流量规模为450~1500m/h,最高扬程可达1800mHz0。因为叶轮对称安置,泵壳内有穿插流道,如图2所示,所以它比同功能的分段式多级泵体积大,铸造工艺杂乱,泵盖和泵体的定位要求高,在压力较高时,泵盖和泵体的结合面密封难度大。
在压力较高时,一般选用分段式多级离心泵。这种泵是一种笔直剖分多级泵,它有一个前段、一个尾段和若干个中段组成,用四个长杆螺栓衔接为一个全体。设备在泵轴上的叶轮的个数就代表离心泵的级数,中段的每个叶轮配一个导轮,导轮的效果根本上同蜗壳相同,主要是将动能转化为静压能。叶轮一般为单吸的,吸人口都朝向一个方向。为了平衡轴向力,在末段后边装有平衡盘,并用平衡管和前段进口相连通。其转子在作业过程中能够沿轴向左右窜动,靠平衡盘的推力平衡叶轮组的轴向力,将转子维持在平衡方位邻近。轴的两头用轴承支承,并置于轴承座上,轴的两头均有轴封设备。
依据运用场合不同,分段式多级离心泵可分为一般分段式多级离心泵,如图3所示;中、低压锅炉给水泵如图4 所示;高压锅炉给水泵,如图5 所示。
1一进水段,2中段 3-升轮;4轴, 5- 导轮;6-承磨环;7-叶轮挡套;8-导叶套;9-平衡盘;10-平衡套;11-平衡环;12-出水段导轮;13-出水段;14-尾盖;15-轴套乙;16-轴套螺母;17一挡水圉;18-平衡盘指针;19-轴承乙部件;20联轴器;2l轴承甲部件;22-油环;23-轴套甲,24~填料压盖;25-水封环;26-拉紧螺栓
低压镉炉给水泵运送液体的温度一般在110℃左右,其结构和一般分段式多级离心泵根本相同,大部分能够相互通用。关于中压锅炉给水泵,因为作业压力和作业温度比低压的高,一般对轴封设备的要求也较高,轴承除需求光滑外,有的还用循环水冷却。为了隔热,有的在泵体外用钢板卷成圆筒罩。泵的支承有的选用中心支承。
高压锅炉给水泵,运送液体的温度在160--170℃,出口压力在15MPa以上。考虑到温度改变的影响,泵的滚动部分大多选用胀大系数相同的合金材料。叶轮设备在泵轴上,最终留有0. 50mm左右的轴向空隙,避免开车初期因为叶轮先受热胀大,叶轮与叶轮之间相互揉捏,形成泵轴的拉伸损坏。泵轴的支承选用中心支承式,这样,开车后泵体的热胀大是以泵轴线为中心向四处辐射,机组的找正不会受到损坏,转子在泵壳中暮终处于居中方位。
为了消除热胀冷缩对机组同心的影响,高压锅炉给水泵壳体下部设有纵向滑销和笔直滑销,它们别离与泵座上的销槽和销孔般配。泵的轴承座别离设备在两头的前段和后段上,每个轴承座上设有三支调理螺钉,用以调理轴承与泵壳的同心度。【今日化题榜,内容不错,值得重视】
叶轮在作业中要发生轴向推力。平衡多级泵轴向推力的办法有两个:关于水平剖分式多级泵选用叶轮对称安置,将叶轮正反向设备,使叶轮轴向推力相互抵消,两两平衡;关于分段式多级离心泵,因为时轮同向设备,发生的轴向力方向共同,则在末级叶轮后端设备上推力平衡设备,用以平衡各级叶轮所发生的轴向推力。
一般情况下,分段式多级离心泵的转子在轴向的窜动量为0.10—0.15mm,窜动的次数为每分钟10~20次。因而,运转中假如介质中含有泥沙或其他固体物质,则平衡盘和平衡环简单磨损。为了反抗磨损,延伸零件的运用寿命,一般情况下,平衡盘和平衡环是用耐磨金属制成的,如青铜、灰铸铁等。
分段式多级离心泵作业原理:分段式多级离心泵中段每个叶轮的外面均设备有一个导轮,导轮是一个固定不动的圆盘,它的效果是把从叶轮甩出的液体的一部分动能经过减速而转化为静压能,而且把这些液体搜集后沿径向回流而导人到下一级叶轮人口处。寻轮的正面有环绕在叶轮外缘的正导游叶.反面有将液体引向下一级叶轮人口的反导游叶,其结构如图6所示。
液体从叶轮甩出后,陡峭地进入与液体流速方向共同的正导游叶,沿正导游叶持续向外活动,速度逐步下降,静压能不断提高,抵达导轮最外侧的空腔时.流速最小,静压能最高。液体从正导游叶流出后,沿轴向绕过导轮内部间隔板,再沿反导游叶向内侧活动,一起下降环向流速.沿轴向进入下一级叶轮。
与蜗壳比较,导轮外形尺寸较小,将动能转化为静压能的功率也较低。因为导轮中有多个叶片,当泵的实践工况与规划工况违背时,液体流出叶轮时的运动轨道与导轮叶片形状不共同,使其发生较大的冲击丢失而形成功率的下降,故运用导轮设备的离心泵,高效作业区域较窄,扬程和功率曲线均比蜗壳泵的陡。但因为导轮具有中心对称性,不会像蜗壳那样发生效果在转子上的径向压力,所以多级泵一般在首尾两段运用蜗壳,而在中部若干段运用导轮。
同单级离心泵相同,多级离心泵不具有自吸才能,发动前有必要灌泵。各种多级离心泵作业原理均是由叶轮带动液体高速旋转,使液体发生离心力而取得能量。这样,处于一段叶轮前侧吸人室内的液体进入榜首级叶轮,经叶轮对其做功后,甩入榜首级导轮,经榜首级导轮转能后,再进入第二级叶轮,由第二级叶轮持续对其做功,然后再进入第二级导轮,依此类推,直至从末段叶轮甩出,经蜗壳搜集后,送至排出口排出。