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泵的基本知识

更新时间:2023-02-24      点击次数:4989

本章重点:通过本章的学习,要求学员熟练掌握叶片泵的分类、单级单吸悬臂式离心泵和轴流泵的构造、叶片泵的新型号等;掌握水泵的定义、双吸式离心泵的构造和叶片泵的特点及适用场合等;了解水泵分类、是双吸式、多级式离心泵及混流泵的构造、水泵与水泵站的作用、泵站基本类型等。水利水电类专业的学员还应掌握机电提水排灌工程的适用场合等,了解机电提水排灌工程的概念、我国机电提水事业的发展简史、当前机电提水排灌工程中要解决的问题等。

节 水泵与水泵站在国民经济中的作用

一、 水泵与水泵站在国民经济中的作用

水利是农业的命脉。机电提水是整个水利事业中的一个重要组成部分,是抗御水旱灾害,确保农业增产的重要措施之一,是实现农业机械化、农村电气化的重要物质基础。

无论是电力高压锅炉的给水、循环水、冷凝水、水力清渣、城市给水排水、采矿的坑道排水、水力采矿、施工中的基坑排水及水力施工、石油及天然气管道输送工程、石油的注水、城市地下注水,还是医疗卫生、国防建设、交通运输、化工、冶金,特别是农业的灌溉和排水,都离不开水泵站,可以毫不夸张地说水泵与水泵站对于抗御旱涝渍等自然灾害,改善生产生活条件,提高劳动生产率,确保高产高效,促进四个现代化,都起到了不可估量的重要作用,随着社会的发展和人类的进步,水泵与水泵站将起着越来越大的作用。

二、 水泵与水泵站在农田提水事业中的作用

(一)机电提水排灌工程的概念

机电提水排灌工程系指利用机电提水设备及其配套建筑物进行农田排水和灌溉的工程。它通常包括提水水利系统、电力输配系统以及联系以上两个系统的泵站枢纽。

(二)机电提水排灌工程的适用场合

机电提水排灌工程与自流提水工程相比,一般无需修建大型挡水或引水建筑物,受水源、地形、地质等条件的影响较小,在绝大多数情况下,它均能限度地及时地满足用水部门的要求;它具有工期短、受益快、一次投资小、成本回收期短、效益高等优点。尤其是改革开放来,随着科学技术的不断进步,机器制造业和能源工业的高度发展,以及工农业生产对提水要求的日益提高等原因,机电提水排灌工程已由过去的小型、分散、手动等配套性的田间工程,逐步地向大面积,大中小匹配,多种目标和多种功能,高度自动化的主体性水源工程发展。

机电提水排灌工程主要适用以下场合:

1. 无法自流  例如利用井、塘、河流、湖泊等的水源进行灌溉;发展高地灌溉以及排除洼甸渍水等。

2. 自流不可取  虽然可以自流,但是自流经济上不合理,或技术上不可行。例如自流需修建大型挡水建筑物、或过长的引水工程、或需要修建过多或过大的跨越建筑物或落差建筑物、或需要穿越很多地形或地质条件不好的地带使施工不便、或渠系需要压废大量良田、或本身属于临时工程等。

3. 两者互补  例如自流灌区的机械排水、自流排水的机械灌溉、外河水位较高时自灌机排、外河水位较低时自排机灌等。

4. 跨流域调水  例如南水北调工程、引黄济津工程、引滦济津工程等。

5. 喷灌滴灌  这样的工程实例很多,不再一一列举。

6. 提水蓄能发电  利用电力系统的非峰荷期间向水库提水,在峰荷期间利用抽水机组发电,从而拉平电力系统的负荷,用以调节电网负荷和回收能量。

三、水泵与水泵站在城市(镇)给排水工程中的作用

在给水系统中,水泵站是保证系统正常运行的重要枢纽。原水由取水泵站从水源取水并输送到水厂,净化后再由加压泵站输送到室外管网,对于高层建筑还需要水泵进一步加压,预沉池或澄清池内沉淀的泥沙有时需用排泥泵站排放,有的工程还需要安全泵站等。

在排水系统中,水泵站也是保证系统正常运转的必要枢纽。城市排出的污水或废水,经排水管渠系统汇集后流入集水井,需要用水泵站抽送到污水处理厂,处理后的废水有时需要用水泵站排入水体,沉淀的污泥有时需用排泥泵站排放到下游水体。

第二节 提水事业发展简介

一、我国机电提水事业的发展简介

(一)我国机电提水事业的发展简介

我国是一个地大物博、历史悠久的国家。早在公元前3000~4000年的仰韶文化时期,就发明了尖底带耳陶罐,用系绳从井或河流中提水,公元前16~17世纪商代就制造出了戽斗,公元前770~476年春秋时代制造了符合杠杆原理的桔槔,随后又发明了符合绞盘原理的辘轳,公元 69年西汉的景发明了水车,公元80年东汉的杨琳发明了水力鼓风机,公元168~189年东汉末年制造了汲水量较大的龙骨车,公元230年东汉的杜诗发明了水排,公元800年唐代由于轮毂机械的发展和水排的运转经验,发明了筒车,使连续提水有了可能,并可利用水力资源作动力,公元1276~1368年元代开始用畜力带动翻车,筒车也有了高转式,到了明末,还创制了构造比较复杂的斗子水车——八卦水车。这些提水工具和机械的发明与创造,不仅促进了国内农业生产的发展,有的还流传到国外,对世界做出了重要贡献。

但在半封建半殖民地的旧中国,由于帝国主义、封建主义、官僚资本主义的压迫和剥削,束缚了生产力的发展,农村经济濒临破产,广大农民无力购置机械,使提水工具的发展陷于停滞状态。

在20世纪初我国才开始运用机械进行提水。首先在杭(州)嘉(兴)湖(州)地区以及太湖附近,采用了小型的抽水机和小型煤气机拖带龙骨车进行提水灌溉。1924年江苏和天津开始使用电动机驱动水泵。

建国初期,机电提水动力仅有9.42×104,提灌面积22.5×104,约占当时灌溉总面积2480×104的1.02%。机电提水动力不仅数量少,而且在质量上也是很落后。

解放以来,随着工农业的迅速发展,各类农田旱涝保收标准不断提高、高原灌区大力发展、沿江滨湖洼甸渍涝地区不断改造、地下水源加大开发和利用,多目标大型跨流域调水工程不断规划和实施等,促使机电提水事业得到了高速发展,提水设备容量及提水效益都有成百上千倍地增长。为了适应工农业建设的需要,水泵制造业迅猛发展,规格品种和产品质量有了大幅度增长和提高。

1981年机电提水动力已经达到0.54427×1O8,约占全国农村总动力的40%左右,提灌面积26×108,占灌溉总面积的50%以上;提排面积4×108,占除涝面积16×108的25%。

据1984年上半年统计,全国机电提水动力已达0.5740×108,相当于建国前几十年发展总量的600余倍。我国农田提水动力的保有量跃居世界首位。值得指出的是,我国还发展了一种利用水力提水的水轮泵,并已引起有关国际组织和许多国家的极大关注,水轮泵6.3×104多台,喷灌设备20×104台套。全国使用机电提水的农田面积已达0.3000×108,约占全国总耕地面积1×108的30%。其中机电提灌面积约0.2600×108,占全国灌溉面积0.4867×1084的53.4%,水轮泵的灌溉面积约39×104,喷灌面积约67×104

到20世纪90年代初,我国已经建成提水泵站50余万座,提灌面积已达0.27×108,机井200×104多眼,井灌面积已达1133×104

这些提水设施在抗旱灌溉、抗洪排涝、改善农业生产条件改变农村面貌提供城乡用水等方面发挥了重大作用,取得显著的社会经济效益。

我国目前不但能生产中小型水泵,还能设计、制造大型水泵。安装在苏北淮安梯级的两台轴流泵叶轮直径达4.5,单泵流量为60 ,单机功率为5000。安装在苏北大汕子梯级的两台混流泵口径达6 ,单泵流量为97.5 ,单机功率为7000。大型离心泵叶轮直径达1.4 ,单泵流量为2.2,单级扬程为225 ,单机功率为8000。长轴井泵的扬程达270 ,水轮泵的扬程已达312 。自行成功地研制了贯流泵、潜水电泵、自吸泵、高速泵、微型泵等。在水泵的系列化、标准化和通用化方面也做了不少工作,取得了很大成就。

(二)机电提水泵站的基本类型

这些提水设施在抗旱灌溉、抗洪排涝、改善农业生产条件、改变农村面貌、提供城乡用水等方面发挥了重大作用,取得显著的经济效益、社会效益和环境效益。我国机电提水排灌工程的特点是数量大、范围广、类型多、发展速度快。从工程规模上,多属于中、小型,从动力种类上看,机(内燃机)和电(电动机)分别约占40%和60%,已建成的大面积提水地区有江浙的长江三角洲、湖南的洞庭湖地区、湖北的江汉平原、广东的珠江三角洲、苏北的里下河地区、华北的井灌区、西北的高塬灌区等。根据各地区自然条件的不同,我国的机电提水泵站基本上可分为以下几种类型:

1.小型泵站  这类泵站主要分布在平原河网和圩垸等多水源地区,如长江三角洲、珠江三角洲等河网地区。由于这类地区地势平坦、土地肥沃、水源密布、水源水位变幅很小,故低的小型泵站星罗棋布,形成大面积的泵站群。如1964年建成的珠江三角洲提水工程,由4000多座小型泵站所组成,装机容量近30×lO4,受益面积4×104,输配电线路总长约8000,这类泵站不仅投资小、效益高,且在非提水季节还可以利用站内动力设备进行农副产品加工和解决农村照明用电等。

2.中型提水泵站  这类泵站主要分布在丘陵、平原和圩垸地区,其特点是扬程、流量适中,有些站是单纯灌溉或单纯排水的,有些站则兼有灌溉和排水的双重功能。它们大多属于中等规模的泵站,类型多,数量大,一般形成泵站群。

3.大型排水泵站   这类泵站主要分布在江苏、安徽、湖南、湖北等省的沿江滨湖低洼地区。其特点是流量大、扬程低、自动化程度高。如湖北省的江汉平原,是历史洪涝灾害比较频繁的地区,从1969年至1980年已建成泵站56座,装机容量37×104,总的排涝受益面积为7467×104,灌溉受益面积为2870×104。其中的凡口泵站装有4台口径为4m的大型轴流泵,单泵设计流量为214,装机容量2.4×104 ,排涝受益面积313×104 ,灌溉受益面积133×104

4.大型多目标跨流域调水泵站   如已经建成投产的引滦入津调水工程是采用三级提水将滦河水逐级提升后自流入天津,全线共兴建大型泵站4座,装有大型轴流泵27台,总装机容量2×104。南水北调东线期工程输水干线长646,建造泵站20座,抽长江水500 ,除首先满足工矿、城市居民及航运用水外,对农业以提高灌溉保证率为主,水稻面积稳定在9333×104 ,保证率为90%~95%,早作物保证率为75%。第二期工程抽水700  (过黄河200 ),全线共37座泵站,总装机容量为80×104,输水总长1150。其中已经建成的江都泵站共装机容量4.984×104,设计流量400 ,该站能够抽引长江水北上,送至大运河和苏北灌溉总渠,并向淮北地区补给水源,以及排除里下河地区内涝等。它为彻底改变苏北地区和淮河之间广大多灾低产农田面貌,为建设高产稳产农田提供了有利条件,为跨流域调水建设大型电力泵站创造了经验。

5.高扬程泵站  这类泵站主要分布在甘肃、陕西、山西、宁夏等省(自治区)的高原地区。其主要特点是扬程高、梯级多、工程巨大、施工困难。如我国的高扬程提灌工程——甘肃省景泰川电力提灌工程于1974年完成了期工程,其设计流量为10.56,灌溉面积201.6×104,共分11级提水,其累计净扬程为445,总装机容量为6.4×104,单机容量达2000。第二期工程于1984年动工兴建,灌溉面积约333×104,共分18梯级,累计净扬程602,总扬程708。陕西省沿黄河在韩城县禹门口、合阳县东雷、潼关县港口等三处兴建的泵站工程,其中东雷提灌工程设计流量为60,分8级提水,累计净扬程为311,总装机容量为12×104,其二级站水泵额定扬程为215,单机容量为8000

6.机井泵站  我国北方平原属于干旱、半干旱地区,降雨量少,地表水缺乏,但地下水资源比较丰富。为了开发利用地下水资源,发展机井可以防旱抗旱,防涝治碱,保证农业稳产高产,同时解决人畜饮水。这类泵站主要分布在我国华北、西北和西南的部分地区等。截至1981年底止,我国机井保有量200×104多眼,装机容量1471×104,约占机电提水总装机容量的35%,灌溉面积为1.3×1082,占机电提水面积的28.6%。井深达500,提水深度为200。这种泵站也往往形成星罗棋布的泵站群,其输配电线路造价约占总投资的40%左右。如河北省石家庄附近及其以东一带是井渠双灌地区,1982年灌区上游黄璧庄水库蓄水量只能供部分小麦灌一次返青水,以后浇水全靠机井,小麦仍获得亩产350以上的好收成。山东省禹城县在6667×104盐碱地上利用机井抽水灌溉,降低地下水位。据统计自1966年以来,在年提水量为1000~2000×104的情况下,土壤脱盐率达30~50%,盐碱地已减少到1300×104以下,粮食产量由1966年的960×104上升到1982年的2456×104,亩产的达到329。内蒙苏尼特右旗牧区,过去因缺水不能开发利用的草场共14.4×108,但自20世纪60年代建设机井以来,每年为10×104头牲畜解决了6个月的放牧饮水问题,年纯增收入达43.83×104元。

7.浮动式泵站   这类泵站主要分布在我国西南、西北、中南等省的水位变幅较大的江河和水库等水源沿岸。如汉江在汉口的水位变幅为19,嘉陵江在重庆的水位变幅可达30,长江在重庆的水位变幅可达35,在这种条件下如果兴建固定式中、小型泵站,不仅投资大而且施工困难。因此,多采用随水位涨落而升降的泵船式泵站或泵车式泵站。通常每座泵船的提水能力可达1.2

8.自然能源泵站   我国南方山区从20世纪50年代发展了大量水轮泵站,到1984年全国已建成水轮泵站4×104多座,灌田3333×104。它是我国独特的水利提水工程,其能量转换率已达60%~80%,比过去利用径流的筒车效率提高了1~2倍,也比用水电抽水的能量转换效率高。这类泵站主要分布在我国湖南、湖北、贵州、云南等省。如湖南省临澧县1966年开始兴建的青山水轮泵站,内装AT100-8水轮泵35台,设计流量15.26,扬程高度50,灌溉农田233×104

综上所述,可以看出,我国机电提水排灌工程在数量上已跃居世界首位,在工程规模上也有一定水平,但由于建站时缺乏按地区或水系的总体规划指导,设计中忽视动能经济观点以及机电产品类型和质量上存在的一些问题等原因,致使在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方面与国外水平相比还有一定的差距。

另外,我国幅员辽阔,水能、潮汐能、风能和太阳能等自然能源较为丰富。如何因地制宜地发展和利用一些自然能源进行抽水的设施,也是值得今后努力的一个方面。由于现代化对提水要求的日益提高,加上多年来水利工程的不断兴建,有自流条件的提水工程越来越少,必须依靠发展机电提水才能解决。能源工业、机器制造业等的不断发展,为机电提水提供了越来越廉价的电能和规格型号众多、价格便宜、性能好、效率高的设备等,从而为机电提水排灌工程的发展提供了必要的条件。同时,机电提水排灌工程的设计和管理水平的不断提高,使单位能耗越来越低,工程效益越来越高。可以预言,机电提水事业今后将有广阔的发展前景。

二、国外机电提水事业的发展简介

1.前苏联    前苏联的机电提水灌溉面积截至1972年共有340×108 ,占其总灌溉面积的30%,总装机容量为180×104,并在1985年发展到9500×108 ,约占其灌溉面积的45%。其中以乌克兰加盟共和国提灌面积,它在1957年建成的英吉列茨泵站,总装机容量为29420,设计扬程60,单机容量为4200,为当时前苏联功率的灌溉供水泵站。阿塞拜疆加盟共和国是前苏联用泵船进行灌溉的早地方,在库拉河和阿拉卡斯河上建有泵船126座,土库曼加盟共和国大量发展了用电动深井泵提水的井灌,并于1957年开始采用远距离机电提水排灌工程。

2.美国  美国比较有名的提灌工程主要有大古力提水蓄能泵站和北水南调工程。大古力提水蓄能泵设计流量460,扬程94,安装12台水泵,灌溉面积4167×104,装机总容量为66.6842×104。北水南调工程共建有12座泵站,安装99台机组,年提水能力270×108 ,设计流量290,线路长710,装机总容量为1200×104

3.日本  日本提水设备的总提排水能力为1.1×10,其中排水流量为9400 ,提灌流量为1600 ,共有提水泵站7200多座,中、小型泵站占93%。如1973年建成的新川水系的25座泵站群中,只有新川河口是大型泵站。该站共装有6台口径为4.2的贯流式水泵,扬程2.6,单泵流量40 ,电动机功率7800,总排水量240,控制集水面积267×104,排水受益面积200×104 

4.荷兰  1973年在北海修建的爱茅顿排水泵站,扬程2.3,单泵流量37.5 ,总排水量400

5.乌兹别克斯坦  1973年修建的卡尔申提水泵站,总扬程156,总流量200,单泵流量40 ,灌溉面积3500×104 

6.乌克兰  从第聂伯河上的霍夫卡水库提水的泵站,总流量530 ,灌溉面积7600×104,装机总容量为10.8×104

三、当前机电提水中要解决的几个问题

建国以来,机电提水事业发展很快,设备容量和灌排效益都成百上千倍地增长。但随着四个现代化的进展,对机电提水排灌工程提出了越来越高的要求。目前我国机电提水工作中有如下几个主要问题需要解决:

1.搞好机电提水规划   我国机电提水排灌工程虽然有了相当的规模,但还不能满足工农业生产的需要,因此还要继续发展。兴建机电提水排灌工程,必须认真做好规划工作。制定规划时,要根据用水部门的要求,结合本地区的自然地理条件和社会经济状况,因地制宜进行规划和设计。在规划中要注意提水与自流结合,提水与蓄水结合,提灌与提排结合以及大、中、小型泵站结合。合理地处理投资、耗能与效益三者的关系,局部与整体的关系,近期与远景的关系。要通过认真地经济论证和比较,使机电提水排灌工程的规划设计方案尽可能做到运行上安全、技术上可行、经济上合理,力求以社会小的投入获得的产出。

2.提高经济效益    机电提水事业迅速发展中,由于规划布局不当,选型配套不合理,工程不配套以及设备陈旧落后、安装运行不当等原因,使得泵站的效率低、能耗大、提水成本高。机电提水工程是通过消耗能源而取得效益的水利工程。目前,在我国能源十分紧张的情况下,必须积极进行技术改造,提高泵站的枢纽效率,节约能源,降低成本。泵站的技术改造是一项技术性、经济性很强的工作,应该从实际情况出发,通过测试分析,找出影响效益的主要因素,提出具体的技术改造措施,以达到提高经济效益的目的。

3.加强经营管理    机电提水工程的兴建,只是为用水部门创造了一个良好的条件,而管好、用好这些工程和设备,是提高经济效益的重要保证。要做好管理工作,必须建立、健全管理机构,明确职权范围,制定合理的规章制度。要加强机电设备管理,使机电设备经常保持良好的技术状态,确保安全生产。要加强工程管理,进行检查观测和维修,充分发挥工程效益,延长。要加强灌排水管理,实行科学的有计划的用水,以达到省水、节能、增效之目的。要进行严格的经济核算,加强计划管理、成本管理、定额管理等,并在管好用好提水设备的前提下,充分利用设备、动力、技术力量,开展综合经营,增加收入,提高自给率。

4.重视科学研究    机电提水工程涉及到机、电、水等很多方面,是技术性较强的综合性工程。要搞好机电提水工程的规划、设计、安装、运行、维护和已建工程的技术改造工作,必须重视科学研究,依靠科学技术进步,才能达到提高经济效益的新水平。例如西北高扬程提水经济评价及提高经济效益的途径,北方机井装置效率的提高,南方机电提水排灌工程的合理布局与调节运用,机电提水工程的节能途径,机电设备各项性能的测试技术和方法,防止泵站水锤、汽蚀和泥沙淤积的措施,提供节能高效的新型水泵和扩大水泵品种等课题都是当前生产中急需解决的问题。

四、本课程的内容和要求

本课程是农田水利工程、水工建筑物、水利建筑、水利工程管理、给水排水、环境工程等专业的主要专业课之一。它的研究对象是水泵及其应用技术,和水泵站等的规划、设计、安装和运行管理等问题。一般说来,前者是后者的基础和核心,后者是前者的具体运用,前者以水泵的性能及其应用为重点。而水泵的构造、工作原理、相似律以及比转速水泵性能之间的变化规律和异同点,在水泵性能曲线的应用部分中,除介绍正常工况的应用知识外,也将介绍在反常工况下的应用知识。水泵站部分将重点介绍在动能经济原则下,如何综合各种因素进行泵站的规划,设备的选型配套,以及泵站各种建筑物的设计原则、设计方法和设计步骤。同时,讨论了用综合效益的原则评价机电提水排灌工程的观点和方法。本教材按总计64学时编写,另外还配有32学时的电子课件,各学校可根据自身条件及专业特点,适当取舍。教材将以中型泵站的规划设计为主,兼顾大型和小型,并注意突出本课程特点和基本内容,力求加强各个内容之间的内在联系。物理概念的阐述,有利于培养和提高学生分析问题和解决问题的能力。

具体要求是对叶片泵的工作原理、构造、性能、工况确定及调节方法等基本理论,并能进行机组选型配套,能进行中小型抽水站工程的规划,初步掌握中小型抽水站的进出水建筑物、管道和机房设计方法,具备中小型抽水站的规划、设计、安装、运行、管理方面的基本概念、基本理论和基本技能。

第三节   泵的分类和抽水过程

一、泵的定义

泵是一种用于转换能量的通用机械 ,它把动力机的机械能或其它能源形式的能量传递给所抽送的流体,使流体的能量增加,从而把流体从低处抽提到高处,或从一处输送到另一处。

用于抽水的泵称为水泵,水泵是一种用于转换能量的水力机械。它把动力机的机械能或其它能源形式的能量传递给所抽送的水流,使水流的能量增加,从而把水流从低处抽提到高处,或从一处输送到另一处。

二、泵的分类及其工作原理

泵的种类很多,按工作原理和构造可分为以下类型。

(一)有转子泵

利用高速旋转的转子来工作的泵。

1. 叶片泵  利用装有叶片的叶轮的高速旋转产生的力来工作的泵。

⑴离心泵  利用装有叶片的叶轮的高速旋转时产生的离心力来工作的泵。

①单级单吸式离心泵  只装有一个叶轮,每个叶轮只有一个进口。

②双吸式离心泵  只装有一个叶轮,叶轮有两个进口。

③多级式离心泵  装有多个叶轮,每个叶轮只有一个进口。

④自吸式离心泵  能够自动吸水,无需抽气充水设备的单级单吸式离心泵。

⑵轴流泵  利用装有叶片的叶轮的高速旋转时产生的升力来工作的泵。

①固定式轴流泵  叶片与叶轮浇铸成一个整体,叶片的安装角无法调节。

②全调节轴流泵  可以在不停机的情况下,利用机械的或液压的方式调节叶片的安装角。

③半调节轴流泵  必须在停机的情况下,采用手动的方式调节叶片的安装角。

⑶混流泵  利用装有叶片的叶轮的高速旋转时产生的离心力和升力的双重作用来工作的泵。

①蜗壳式混流泵  主要利用离心力来工作的混流泵。

②导叶式混流泵  主要利用升力来工作的混流泵。

2. 容积泵  利用工作室容积的周期性变化来工作的泵。

⑴往复式容积泵  利用柱塞在泵缸内的周期性往复运动来工作的泵。

⑵回转式容积泵  利用转子做周期性的回转运动来工作的泵。

3. 其它泵    除了叶片泵和容积泵以外的其它有转子泵。

⑴长轴井泵  利用一个很长的轴来传递动力并抽提井水的泵。

⑵潜水电泵  将水泵与电动机组装成一个密封的整体来抽水的机组。

⑶水轮泵  利用水轮机直接带动水泵的机组。

⑷污水泵  专门用于抽提污水的泵。

⑸泥浆泵  专门用于抽提泥浆的泵。

⑹砼泵    专门用于抽提砼的泵。

(二)无转子泵  利用工作流体或电磁力来工作的泵。

1.射流泵  利用射流的附带效应来工作的泵。

2.水锤泵  利用水锤的压力变化来工作的泵。

3.气升泵  利用空气与水充分混掺使水的容重减小来工作的泵。也叫做空气扬水机。

4.电磁泵  利用电磁力来工作的泵。等等。

三、抽水装置

由抽水机(含水泵、动力机、传动设备)、管路、管路附件,以及进、出水建筑物所组成的抽水总体,统称为抽水装置。只有构成抽水装置后水泵才能发挥其抽水的效益。

(一)离心泵抽水装置

如图1—3—1所示。主要有底阀、闸阀、逆止阀或拍门,以及弯管、渐变接管和测量仪表等附件。对于水泵口径小于等于100的小型离心泵可以设置底阀,采用人工灌水。底阀装在进水管的管口,它是个单向自动阀门,它的作用是在水泵起动前,进行人工充水时,防止水倒流,使水充满进水管和水泵,以便起动抽水,但底阀的水头损失较大,目前工程中大多取消底阀,而用其它断流设施代替,进行无底阀抽水。一般吸入口径大于100的水泵均用真空泵抽气充水。滤网(俗称莲蓬头)装在底阀的下部,用以防止水中杂物吸入泵内,一般用铁丝或铸铁制成,目前工程中大多取消,而用拦污栅代替。异径管(又称大小头或渐变管)用来连接管道与管道或水泵的进、出口直径不一致的接管。水泵进口一般用偏心渐缩接管(上平下缩),出口端和其它地方均采用同心渐扩接管。逆止阀装在水泵出口附近的出水管路上,它是一个单向自动突闭阀,其作用是当事故停机时,阻止出水建筑物和出水管路中的水倒流,避免机组高速反转,但安装逆止阀后,不仅增加水头损失,而且由于它的突然关闭,可能会产生很大的水击压力,导致机组损坏,甚至发生水管爆破事故,目前泵站中一般不设逆止阀,而在压力管道出口处用拍门代替。拍门也是一个单向自动阀门,由于它淹没于水下,停车时能自动关闭,其产生的水锤压力较小。闸阀一般安装在逆止阀后的出水管路上,它的作用是在离心泵关闸起动或停机时,可以降低功率——关阀启动,关闭闸阀防止水倒流,抽真空时关闭闸阀隔绝外界空气,水泵或进水管检修时关闭闸阀截断水流, 调节阀门的开启度可调节水泵的流量或功率。对于高扬程泵站,多采用缓闭阀代替逆止阀和闸阀。真空表和压力表分别安装在水泵的进、出口处,用以测量水泵进、出口的真空和压强。

(二)轴流泵抽水装置

如图1—3—2所示。轴流泵的抽水装置主要由抽水机、弯头(也叫做弯管)6、压力水管7、拍门8等组成。

轴流泵的抽水装置比较简单,水泵叶轮一般安装在水面以下,采用“开阀启动”,为了避免错误的操作方式造成动力机的严重超载,要求轴流泵的抽水装置上不允许设置任何阀门。为了与离心泵的关阀启动相对应,称为所谓的“开阀启动”。

二、抽水过程

(一)离心泵抽水过程

图1—3—3所示为泵站工程中常用的单级单吸式离心泵抽水过程示意图。

离心泵在启动之前,应首先关闭出水管闸阀进行抽气充水,使水灌满泵壳和吸水管道,然后,驱动动力机,使叶轮和水流作高速旋转运动,此时,水流受到离心力作用被甩出叶轮,经蜗形泵壳中的流道而流入的出水管(也叫做压水管道)。与此同时,水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空,进水建筑物中的水便在大气压的作用下,沿吸水管而源源不断地流入叶轮吸水口,又受到高速转动叶轮的作用,被甩出叶轮而输入出水管。这样,就形成了离心泵的连续输水。

由上所述可知,离心泵的工作过程,实际上是一个能量的传递和转化的过程,它把动力机高速旋转的机械能转化为被抽升液体的动能和势能。在这个传递和转化过程中,就伴有许多能量损失,这种能量损失越大,该离心泵的性能就越差,工作效率就越低。

(二)轴流泵抽水过程 

水泵叶轮安装在进水建筑物水面之下。泵运行自时,动力机带动叶轮在水中旋转,进水池的水流从喇叭管进入叶轮后,经导叶体、出水弯管和出水管流入出水建筑物。由于叶轮淹没在水下,水泵起动前无需充水,故不需要设底阀和进水管。轴流泵不允许关闸起动,所以出水管路上不装闸阀。为防止停机时水倒流,仅在出水管路出口处设置拍门。

第四节  叶片泵的构造

一、离心泵的构造

(一)单级单吸悬臂式离心泵的构造

图1—4—1为单级单吸悬臂式离心泵的外形图。

图1—4—2 单级单吸悬臂式离心泵构造图。根据水泵零件的重要程度,主要由叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封装置、密封环、轴承和轴向力平衡装置等组成。现把它们的构造、作用和要求简述如下。

1.叶轮

叶轮又叫轮或转轮或工作轮,是水泵的核心部件。它是由几个叶片所构成的。当叶轮被泵轴带动高速旋转时,与被叶片带动的流体之间发生力的作用,从而将外加的机械能传递给被抽流体。由于叶轮的类型在很大程度上决定了整个泵的构造类型和性能,所以,它是重要的水泵部件。在图1—4—3所示,当

叶轮旋转时,由于叶片表面流体质点的圆周速度随半径的增加而增加。因此,叶片表面的流体质点在逐步增大的离心力作用下,基本上沿着径向流过叶轮,并被甩向叶轮出口,从而使流体获得动能和压能。所以通常将这种水泵称为径流式或离心式水泵(简称离心泵)。

叶轮的几何形状、尺寸、所用材料和加工工艺等对泵的性能有极密切的关系。叶轮一般可分为单吸式叶轮[图1—4—3()、()、()、图1—4—4()]和双吸式叶轮[图1—4—3()、图1—4—4()]。 单吸式叶轮由前盖板、后盖板、叶片和轮毂组成。在叶轮吸入口一侧叫前盖板,后为后盖板,叶片夹于两盖板之间,叶片和盖板的内壁构成的槽称为叶槽。水自叶轮吸入流入经叶槽后再从叶轮四周甩出。所以水在叶轮中的流动方向是轴向流入,径向流出。单级单吸悬臂式离心泵的叶轮如图1—4—3()和图1—5—4()所示。

叶轮按其盖板情况有:封闭式叶轮[图1—4—

5()]、敞开式叶轮[图1—4—5( )]和半开式叶轮[图1—4—5()]三种形式。封闭式叶轮具有前、后盖板,用于输送清水一般有6~8片叶片。敞开式叶轮只有叶片没有盖板,半开式叶轮只有后盖板,没有前盖板。敞开式叶轮和半开式叶轮一般用来输送含杂质的流体、叶片少、流槽宽、不易堵塞,但其能量损失大、水泵效率低。

封闭式叶轮具有较高的效率 ,用于抽清水的离心泵多采用装有的封闭式叶轮,多的可达12片。单吸式叶轮前盖板中间有一进水口,水从进水口进入叶轮后先转90°再进入叶槽。半封闭式叶轮目前只有少数泵使用。开敞式叶轮由于没有轮盘, 同时叶片数目又较少,一般2~5片,因此,多用于抽送浆粒流体或污水。叶轮用键和反向螺母固定在泵轴上。用反向螺母的目的在于轴转动时螺母不会自行松脱,而是越转越紧。

叶轮的形状和尺寸是通过水力计算来确定的。叶轮的材料必须具有足够的机械强度和耐磨、耐腐蚀性能。多采用铸铁、铸钢、不锈钢和青铜等制成。叶轮内外加工表面要具有一定的光洁度,铸件不能有砂眼、孔洞,否则会降低水泵效率和叶轮的。 

2.泵轴

泵轴、叶轮与其它转动部分合称转子,应经过静平衡或动平衡校核,以免运转时挠度太大,导致振动和引起金属磨损。水泵固定部分,泵壳与其它固定部分合称定子。对于水泵转子振动的限制,特别由于填料函起着轴承作用而减少了泵轴的跨度,对于小泵来说,临界转速问题是不必加以考虑的。

泵轴是用来带动叶轮旋转的,它的材料要求有足够的抗扭强度和刚度,常用碳素钢和不锈钢制成。泵轴挠度不超过允许值,运行转速不能接近产生共振的临界转速。泵轴一端用键、叶轮螺母和外舌止退垫圈固定叶轮,另一端装联轴器或皮带轮。为了防止填料与泵轴直接摩擦以及轴的锈蚀,多数泵轴在轴与水的接触部分装有钢制或铜制的轴套,轴套锈蚀后可以更换。

泵轴可以是横轴、竖轴或斜轴,装有横轴的泵叫做卧式泵,装有竖轴的泵叫做立式泵,水泵也有装斜轴的,叫做斜式泵。

3.泵壳

泵壳由泵盖和泵体组成。泵体包括泵的吸水口、蜗壳形流道和泵的出水口。泵的吸水口连一段渐缩的锥形管,它的作用是把水以小的损失均匀地引向叶轮。在吸水口法兰上制有安装真空表的螺孔。蜗壳形流道断面沿着流出方向不断增大,它除了汇流作用外,还可使其中的流体速度基本不变,以减少由于流速变化而产生的能量损失。泵体的出水口连一段扩散的锥形管,流体随着断面的增大,速度逐渐减小,压力逐渐增加,将部分动能转化为压能。在泵体出水法兰上,制有安装压力表的螺孔。另外,在泵体顶部设有放气或注水的螺孔,以便在水泵启动前用来抽真空或灌水。在泵体底部设有放水孔,当泵停止使用时,泵内的水由此放空,以防锈蚀和冬季冻胀破坏。泵体和泵盖一般用铸铁制成,把所有固定部分联成一体。离心泵的泵壳有蜗壳式和导叶式两种型式,前者的外型如蜗壳,内部有螺旋道,后者是具有导叶的固定环。我国制造的中小型的单级离心泵一律采用蜗壳式(图1—4—6)。

4.轴封装置

泵轴穿出泵壳时,在泵轴与泵壳之间存在着间隙,出口侧间隙处的压力大于大气压,泵壳内的高压水有可能通过此间隙向外泄露;进口侧间隙处的压力小于大气压,大气有可能通过此间隙进入水泵,从而降低了水泵的吸水性能。因此必须在此设置密封装置——轴封装置。目前应用较多的有填料密封(图1—4—7、图1—4—9)和机械密封(图1—4—8)。

⑴.填料密封  填料密封在离心泵中应用广泛,它的形式很多,图1—4—8是较为常见的压盖型的盒,它主要由填料、水封管、水封环和压盖等部件组成。

填料又称为盘根,在轴封装置中起着阻水或阻气的作用。常用的填料是浸油、浸石墨的石棉绳填料。随着工业的发展,出现了各种耐高温、耐磨损耐强腐蚀的填料,如碳素纤维、不锈钢纤维、合成树脂纤维编织的填料等。为了提高密封效果,填料绳一般做成矩形断面。

填料用压盖压紧。它对填料的压紧程度可用压盖上的螺栓(图1—4—2中的14)调节。压得过紧机械损失过大,机械效率过低;甚至造成“抱轴”现象,产生严重的发热和磨损。压得过松,漏水量过大,容积效率过低,或降低吸水性能,达不到密封效果。一般以水封管内水能够通过填料缝隙呈滴状渗出为宜。泵壳内的高压水由水封管经水封环中的小孔流入轴和填料之间的间隙,起着冷却和润滑的作用,该环磨损后可以更换。密封环应采用耐磨材料,通常由青铜或碳钢制成。

填料密封构造简单、运行可靠。但填料的寿命较短,对于有毒、有腐蚀性及贵重的液体,不能保证不泄露,例如热电厂的锅炉给水泵、输送高压高温水的循环泵,若泵轴的转速较高,填料密封使水泵很难正常运行。

⑵.机械密封

机械密封又称为端面密封,主要由动环5、静环6、压紧元件(弹簧2)、密封元件(密封圈4、7)等组成(图1—4—10)。动环利用密封腔内液体的压力和压紧元件的压力,使其端面贴合在静环的端面上,在两环端面上产生一定的压差,保持一层极薄的液膜,从而达到密封之目的;动环与轴之间的间隙由动环密封圈密封;静环与压盖之间的间隙由静环密封圈密封;这样就构成了三道密封,封堵了密封腔内液体向外泄露的所有可能路径。密封元件还与弹簧共同起到缓冲补偿的作用。以免泵在运行中轴的振动直接传递到密封端面上,防止由于密封端面不能紧密贴合而所造成的渗漏量增加,避免过大的轴向荷载使密封端面的严重磨损所导致的密封失效。确保密封元件正常工作。

密封元件种类很多,现主要介绍平衡型机械密和非平衡型机械密封和完全平衡型机械密封三种。(图1—4—11)

①.非平衡型机械密封  如图1—4—11()所示,密封介质作用在动环上的有效面积,大于动静环端面接触面积。 端面上的压力取决于密封介质的压力,若介质的压力增加,则两端面之间的压差成正比地增加。如果压差过大,可能会造成密封严重泄露,寿命缩短,故非平衡型只能作为中低压的机械密封。

②.平衡型机械密封  如图1—4—11( )所示,密封介质作用在动环上的有效面积小于动静环端面接触面积。若介质的压力增加,则两端面之间的压差缓慢地增加。介质压力的高低对于两端面之间的压差影响很小,故平衡型可作为高压下的机械密封。

③.完全平衡型机械密封

如图1—4—11( )所示,密封介质作用在动环上的有效面积等于动静环端面接触面积。若介质的压力增加,则两端面之间的压差基本保持不变。介质压力的高低对于两端面之间的压差没有影响,故完全平衡型一般作为高压下的机械密封。

5. 减漏环

叶轮进口的外圆与泵壳内壁的接缝存在一个转动接缝,它正是高低压的交界面,并具有相对运动的部位,很容易发生泄露,为了减少泵壳内的高压水向叶轮进口的回流量,在水泵的构造上一般采用两种方式减漏(图1—4—12):

⑴.减小接缝间隙  接缝间隙一般不超过0.1~0.5

⑵.增加泄露通道阻力   由于加工、安装以及轴向力的存在等原因,在接缝间隙处很容易发生叶轮与泵壳之间的摩擦现象,为了延长叶轮和泵壳的寿命,通常在泵壳上镶嵌一个金属口环——减漏环。其接缝面可做成多齿形,以增加回流阻力,增强减漏效果,提高容积效率。图1—4—12所示三种不同形式的减漏环,其中()为双环迷宫形减漏环,其水流回流阻力很大,减漏效果很好,但其构造复杂。

减漏环的另一个作用是用来减少摩擦损失的,故也称为承磨环或口环。当减漏环与叶轮或泵壳之间的间隙过大时,可更换减漏环,不至于报废叶轮和泵壳。

6.轴承

轴承用以支承转动部件的重量以及承受泵运行时的轴向力和径向力,并减小轴转动时的摩擦力。离心泵和混流泵的轴承有滚动轴承与滑动轴承两类,滚动轴承根据所能承受的荷载大小可分为滚柱轴承滚珠轴承。滚动轴承的工作性能较好,但是当滚珠的圆周速度增高时,工作性能变坏。当水泵运转时,如果滚珠破碎,水泵转子也会损坏,故只能适用于荷载较小的场合,见图1—4—13、图1—4—14。

根据荷载特性可分为只能承受径向荷载的径向轴承、只能承受轴向荷载的止推轴承、以及同时承受径向和轴向荷载的径向止推轴承。

我国制造的单级离心清水泵,泵轴直径在60以下的采用滚动轴承, 泵轴直径在75以上的水泵,常采用青铜或带巴氏合金里衬的铸铁制造的,用油进行润滑。也有采用橡胶或合成树脂或石墨等非金属制成的滑动轴承,用水进行润滑和冷却。

在轴流泵中一般采用水润滑的橡胶导轴承。每台立式轴流泵有上、下两个橡胶导轴承。下橡胶轴承安装在水面以下,上橡胶轴承一般高出水面,所以起动之前要加水润滑。

7.轴向力平衡装置

单吸式离心泵在运行时,由于叶轮形状不对称、作用在叶轮两侧的压力不相等,如图1—4—15所示。 

在叶轮上产生了一个指向吸入侧的轴向力。此力会使叶轮和轴发生窜动、叶轮与密封环发生摩擦,造成零件损坏。因此,必须设法平衡或消除轴向力。单级单吸离心泵可采用平衡孔平衡轴向力。在叶轮后盖板靠近轴孔处的四周钻几个平衡孔,并在相应位置的泵盖上加装密封环,此环的直径可与叶轮入口处密封环的直径相等。压力水经过泵盖上密封环的间隙,再经平衡孔,流向叶轮吸入口,使叶轮两侧的压力大致平衡,如图1—4—16所示,这种方法构造简单,但是,开了平衡孔后,有回流损失,使水泵的效率有所降低。单级单吸离心泵亦可采用具有平衡筋板的叶轮来平衡轴向力。在叶轮后盖板上加4~6条径向的平衡筋板,当叶轮旋转时,筋板强迫叶轮后面的液流加快转动,从而使叶轮背面靠近泵轴附近的区域压力显著下降,达到减小或平衡轴向力的目的。另外,平衡筋板还能减小轴端密封处的水压力,并可防止杂质进入轴端密封,所以,平衡筋板常被用在输送杂质的泵上。

单吸式叶轮由于背水面承受的水压力较进水侧大,这个轴向力随着泵的增大和扬程的增高而增大。为了平衡此轴向力,一般采用在靠近叶轮进口处的后轮盖上开4~6个小孔,这样便可减少叶轮进水面和背水面的压力差,从而降低水压对叶轮的轴向推力。但是由于叶轮背面的压力水经过平衡孔流向压力低的进水侧后,会降低叶轮的工作效率,所以,现在对小型低扬程泵所产生的轴向推力不大,均不开平衡孔,其轴向推力完全由轴承承担。

单级单吸离心泵的特点是流量小、扬程较低、构造简单、维修方便、体积小、重量轻、成本低。主要用于较低扬程小流量的平原和圩垸地区小型灌区。

(二)双吸式离心泵的构造

对于流量较大的离心泵,常采用双吸式叶轮图1—4—17 。它好像是由两个单吸式叶轮背靠背的组合而成。水从叶轮的左右两侧流入叶轮,然后再汇集到同一泵壳中,不仅轴向力可以自行平衡,而且改善了水泵的吸水性能。

图1—4—18所示为型(卧式)单级双吸离心泵的构造图。其主要零件与单级单吸离心泵基本相似,有叶轮、泵壳、泵轴、轴承、密封环及填料函等组成。叶轮的形状是对称的,如图l—2—4(), 水从泵的吸水口流入后,经半螺旋形流道由两侧流入叶轮,从叶轮甩出后,经蜗壳形流道由出水口流出。故称双吸泵。泵壳是由泵体和泵盖构成,用铸铁或球墨铸铁制成。双吸式离心泵的叶轮图见图1—4—4()、图1—4—5,泵的吸水口和出水口均在泵体上与泵轴垂直,呈水平方向。

我国制造的中小型的双吸式离心泵一律采用蜗壳式。另外,泵盖顶部设有安装抽气管的螺孔,泵体下部设有放水用的螺孔。因为泵盖和泵体的连接是水平中开的,所以,又称为水平中开式双吸离心泵。泵轴两端是由装在轴承体内的轴承支承,泵壳内缘与叶轮吸入口外缘的配合处,装有密封环,泵轴穿出泵壳处设填料函。

单级双吸离心泵的特点是流量较大、扬程较高、范围宽广,安装检修方便,由于叶轮对称布置,基本上不产生轴向推力,运转比较平稳,效率高。在灌溉工程和给水工程中应用极为广泛。

(三)多级式离心泵的构造

分段式(节段式)多级离心泵的构造如图1—4—19所示,泵轴上的叶轮数目代表水泵的级数。这种泵的泵体是分段式的,由一个进水段(进水部分)、一个出水段(出水部分)和数个中段(叶轮部分)所组成,各段用长螺杆连接成为一整体。泵的吸水口位于进水段上成水平方向,出水口在出水段上成垂直方向,水从一个叶轮流入另一个叶轮,中间经过导流器。导流器的构造是一个铸有导叶的圆环,安装时用螺母固在泵壳上。通常把这种带导流器的多级泵称为导叶式多级泵。

分段式多级离心泵的特点是流量小,扬程高。但构造较复杂,拆装较困难。我国的中压分段式多级泵,一般流量在6.25~450、扬程在25~650范围内。主要用于山区和高原地区的灌溉工程。

二、轴流泵的构造轴流泵按主轴的安装方式分有立式、卧式和斜式三种。立式轴流其主要零件有喇叭管、叶轮、导叶、出水弯管。如图1—4—20、图1—4—21所示。

1. 叶轮

叶轮是主要的工作部件,由叶片、轮毂、导水锥等组成,一般用铸铁制成,大型泵多用铸钢制成,如图1—4—22所示。

轴流泵的叶片呈扭曲形装在轮毂上。根据叶片调节的可能性分为固定式、半调节式和全调节式三种。固定式的叶片和轮毂成一体,叶片的安装角度是不能调节的。半调节式的叶片用螺母栓紧在轮毂上,如图1—4—22所示,在叶片的根部上刻有基准线,而在轮毂上刻有几个相应安装角度的位置线如+4°、+2°、0°等。叶片不同的安装角度,其性能曲线将不同,使用时可根据需要调节叶片安装角度。调节时先卸下喇叭管,再把叶轮卸下来,将螺母松开转动叶片,使叶片的基准线对准轮轴上的某要求的角度线,然后再把螺母拧紧,装好叶轮即可。半调节式叶轮叶片一般需要停机并拆卸叶轮之后,才能进行调节,适用于中小型轴流泵。全调节式的叶片是通过机械或液压的一套调节机构来改变叶片的安装角。它可以在不停机或只停机而不拆卸叶轮的情况下,改变叶片的安装角这种调节方式构造复杂,一般应用于大型轴流泵。轴流泵的叶轮均为开敞式,一般具有2~6个叶片,安装在粗大的轮毂上。轮毂前端有导水锥叶片,截面呈流线型,叶轮前后两侧压力分布与机翼截面十分相似,前端(迎水端)呈圆形,叶轮进水压力小于叶轮背水侧压力,后端(出水端)呈尖圆形。当叶轮旋转时,由于沿半径方向的线速度不同,为了得到同样的扬程,沿半径方向叶片各截面的安装角不相等,愈接近外缘其安装角就愈小,因此,叶片呈扭曲状。根据轴流泵内的叶轮数目,又可分为单级和多级两种。

由于叶片下表面曲率大于上表面,当叶轮转动时,叶轮尺寸是根据水动力学计算决定的,但同时必须使叶轮具有足够的机械强度。我国一般采用铸铁或优良灰铸铁作为中小型清水泵的叶轮材料。大型叶片泵可用性能比铸铁好的铸钢作为叶轮材料泵轴必须有足够的抗扭强度。

2. 喇叭管

喇叭管为中小型立式轴流泵的吸水室,用铸铁制造,它的作用是把水以小的损失均匀地引向叶轮。喇叭管的进口部分呈圆弧形,进口直径约为叶轮直径的1.5倍左右。在大型轴流泵中,吸水室一般做成流道的形式。

流经叶片下表面的流体速度必然大于上表面。因此,下表面的压力要低于上表面,由于这个压力差的存在,水对叶片产生一向下的压力,而高速旋转的叶片将对水产生一向上的推力使之上升。由于流体基本上沿着轴向流过叶轮,所以通常把这种水泵称为轴流泵。

3.导叶

导叶位于叶轮上方的导叶管中,并固定在导叶管上。它的主要作用是消除流体的旋转运动,减少水头损失。同时可将流体的部分动能转变为压能。一般轴流泵中装有6~12片导叶。(见图1—4—23)。

4.轴和轴承

泵轴采用碳素钢制成,中小型轴流泵泵轴是实心的。对于大型轴流泵,为了布置叶片调节机构,泵轴做成空心的。轴腔内安置有操作油管或操作杆。

轴流泵的轴承按其功能有两种类型,一种是导轴承,另一种是推力轴承。导轴承主要用来承受转动部件的径向力,防止摆动,起径向定位作用。常用的构造有水润滑橡胶导轴承及油润滑轴承,图1—4—24中9和5分别为上下橡胶导轴承。推力轴承主要用在立式轴流泵中,用来承受流体作用在叶片上的向下的轴向推力,水泵转动部件重量以及维持转动部件的轴向位置,并将这些推力传到机组的基础上去。

5. 填料函

在泵轴穿出出水弯管的地方,装有填料密封装置。其构造与离心泵的填料函相似。

6. 泵壳

轴流泵的泵壳呈圆筒形,由于其中有固定导叶, 故称导叶式泵壳(见图1—4—20)。导叶装在叶轮后面,呈圆锥形,其扩散角一般不大于8°~9°,内有5~12片导叶,其作用是把从叶轮中流出的带有旋转运动的流体变为轴向流动;把一部分流体的动能变为压能。此外,在导叶体内还有橡胶轴承,起径向支撑作用。轴流泵的出水道是一弯管。中小型轴流泵的进水道多采用喇叭形短管,而大型轴流泵则多采用肘弯形或钟形进水道。

轴流泵的特点是流量大、扬程低、构造简单、重量轻立式轴流泵叶轮安装于水下,启动时无需引水,操作方便,叶片可以调节。当工作条件变化时,只需改变叶片安装角度,仍可保持在高效率区运行。

三、混流泵的构造

对于混流泵,当叶轮旋转时,流体同时承受着离心力和推力的作用,经过叶轮的流体流向介于径流和轴流之间,所以通常把这种水泵称为混流式水泵(简称混流泵)。混流泵是介于离心泵与轴流泵之间的一种泵。混流泵按构造型式分为蜗壳式和导叶式两种。一般中小型泵多为蜗壳式,大型泵为导叶式或蜗壳式。

混流泵的特点介于离心泵与轴流泵之间,泵的高效区范围比轴流泵宽广,汽蚀性能也较好,使用维修较为方便。

1. 蜗壳式混流泵的构造  图1—4—25和图1—4—26所示为卧式蜗壳形混流泵,其构造近似单级单吸卧式离心泵,其叶轮形状有所不同。

2. 导叶式的构造  混流泵叶轮形状如图1—4—27和图1—4—28

所示。其特点是将叶轮安装在圆锥形轮毂上。

第五节   叶片泵的型号

类  型

旧   型    号

新   型    号

单级单吸式离心泵

数字   字母 ()——数字  (字母

进口直径(英寸)类型比转速 /10 (扬程)(叶轮已被切削)  

)数字——数字——数字

(国际系列)分别为进口、出口、标称直径()

双 吸 式

离 心 泵

数字  字母 ()——数字   (字母)

进口直径(英寸)类型   比转速 /10   (叶轮已被切削)  

数字    字母()     ——数字

进口直径() 类型     扬程()

多 级 式

离 心 泵

数字  字母   ()——数字   数字

进口直径(英寸)类型   比转速 /10  级数

字母   数字(D)——数字数字

类型  流量()  单级扬程()  级数

蜗 壳 式

混 流 泵

数字      字母————数字

进、出口直径(英寸)   类型      比转速 /10

数字      字母————数字

进、出口直径()   类型      扬程()

导 叶 式

混 流 泵

数字      字母————数字

出口直径(英寸)   类型      比转速 /10

数字      字母————数字

出口直径()    类型      比转速 /10

轴 流 泵

数字      字母————数字

出口直径(英寸)   类型      比转速 /10

数字      字母————数字

出口直径()   类型     比转速 /10

 

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