离心泵的主要零件
离心泵的组成零件非常多，以常用的单级单吸卧式离心泵为例，离心泵的主要零件有：叶轮、泵轴、泵壳、泵座、轴封装置、减漏环、轴承座、联轴器、轴向力平衡措施。
1、叶轮（又称工作轮）
叶轮是离心泵的主要零件，离心二字跟叶轮密切相关。叶轮的形状和尺寸是通过水力计算来决定的。选择叶轮材料时，除了要考虑离心力作用下的机械强度外，还要考虑材料的耐磨和耐腐蚀性能。目前多数叶轮采用的材料有：铸铁、铸钢、青铜、不锈钢、塑料。
叶轮一般可分为单吸式和双吸式叶轮。单吸式叶轮是单边吸水，叶轮的前盖板与后盖板呈不对称状。双吸式叶轮是两边吸水，叶轮盖板呈对称状，一般大流量离心泵多采用双吸式叶轮。
叶轮按其盖板情况又可分为：封闭式叶轮、敞开式叶轮、半开式叶轮。凡具有两个盖板的叶轮，称为封闭式叶轮。封闭式叶轮应用最广，单吸式和双吸式叶轮均属于封闭式叶轮。只有叶片没有完整盖板的叶轮称为敞开式叶轮。只有后盖板没有前盖板的叶轮称为半开式叶轮。一般在抽升含有悬浮物的污水泵中，为了避免堵塞，会采用半开式或敞开式叶轮。半开或敞开式叶轮一般只有2~5个叶片，封闭式叶轮一般有6~8个叶片，多的可至12片。
2、泵轴
泵轴是用来旋转泵叶轮的。常用材料有碳素钢和不锈钢。泵轴应有足够的抗扭强度的足够的刚度，其挠度（挠度是在受力或非均匀温度变化时，杆件轴线在垂直于轴线方向的线位移或板壳中面在垂直于中面方向的线位移。）不超过允许值（说人话就是弯曲度要在额定值内）。工作转速不能接近产生共振现的临界转速。叶轮和轴用键来连接，键是转动体之间的连接件。离心泵中一般采用平键，这种键只传递扭矩而不能固定叶轮的轴向位置。在大、中型泵中叶轮的轴向位置通常采用轴套的并紧轴套的螺母来定位。
3、泵壳
离心泵的泵壳通常铸成蜗壳形，其过水部分要求有良好的水力条件。叶轮工作时，沿蜗壳的渐扩断面上，流量是逐渐增大的，为了减小水力损失在泵设计中应使沿蜗壳渐扩断面流动的水流速度是一常数。水由蜗壳排出后，经锥形扩散管而流入压水管。蜗壳上锥形扩散管的作用是降低水流的速度，使流带水头的一部分转化为压力水头。
泵壳的材料选择，除了考虑介质对过流部分的腐蚀和磨损外，还应使壳体具有作为耐压容器的足够的机械强度。
4、泵座
泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔。泵壳顶上没有充水和放气的螺孔，以便在泵启动前用来充水及排走泵壳内的空气。在泵吸水和压水锥管的法兰上，开设有安装真空表和压力表的测压螺孔。在泵壳的底部设有放水螺孔，以便在泵停车检修时用来放空积水。另外。在泵座的横向槽底设有泄水螺孔，以便随时排走由填料盒内流出的渗漏水滴。所有这些螺孔，如果在泵运动中暂时无用时，可以用带螺纹的丝堵（又叫闷头）栓紧。
上述零件中，叶轮和泵轴是离心泵中的转动部件，泵壳和泵座是离心泵中的固定部件，两者之间存在着3个交接部分，它们是：泵轴与泵壳之间的轴封装置为填料盒，叶轮与泵壳内壁接缝处的减漏装置为减漏环，以及泵轴与泵座之间的转动连接装置为轴承座。
5、轴封装置
泵轴穿出泵壳时，在轴与壳之间存在着间隙，如不采取措施，间隙处就会有泄漏。当间隙处的液体压力大于大气压力（如单吸式离心泵）时，泵壳内的高压水就会通过此间隙向外大量泄漏；当间隙处的液体压力为真空（如双吸式离心泵）时，则大气就会从间隙处漏入泵内，从而降低泵的吸水性能。为此。需在轴与壳之间的间隙处设置密封装置为，称之为轴封。目前，应用较多的轴封装置有填料密封、机械密封。
5.1、填料密封
填料密封在离心泵中得到广泛的应用。近年来，它的形式很多，常见的压盖填料型的填料盒，是由轴封套、填料、水封管、水封环、水封环压盖五个部件组成。
填料又名盘根，有很多种形式，比较常见的是压盖填料密封，它是由轴封套、填料、水封管、水封环、压盖五个部件组成。在轴封装置中起着阻水或阻气的密封作用。常用的填料是浸油、浸石墨的石棉强填料。近年来，随着工业发展，出现了各种耐高温、耐磨损以及耐强腐蚀的填料，如用碳素纤维、不锈钢纤维及合成树脂纤维编织成的填料等。为了提高密封效果，填料绳一般做成矩形断面。填料是用压盖来压紧的。压盖又叫“格兰”，它对填料的压紧程度可拧松拧紧压盖上的螺栓来进行调节。压盖压得太松，达不到密封效果；压得太紧，泵轴与填料的机械磨损大，消耗功率也大。如果压得过紧时，甚至可能造成抱轴现象，产生严重的发热和磨损。一般以水封管内水能够通过填料缝隙呈滴状渗出为宜。泵壳内的压力水由水封管经水封环中的小孔流入轴与填料间的隙面，起着引水冷却与润滑的作用。
填料密封结构简单、运行可靠，但寿命不长，对有毒、有腐蚀性及贵重的液体不能保证不泄漏。如：发电厂的锅炉给水泵，需输送高温高压水，而泵轴的转速又高，若用填料密封则很难使泵正常工作。
5.2、机械密封
机械密封又称端面密封，主要由动环（随轴一起旋转并能做轴向移动）、静环、压紧元件（弹簧）、密封元件等组成。动环借密封腔中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，并在两环端面上产生适当的比压（单位面积上的压紧力）和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。而动环和轴之间的间隙由动环密封圈密封，静环和压盖之间的间隙由静环密封圈密封。如此构成的三道密封，封堵了密封腔中液体向外泄漏的全部可能的途径。密封元件除了密封作用以外，还与作为压紧元件的弹簧一道起到了缓冲补偿作用。泵在运转中，轴的振动如果不加缓冲地直接传递到密封端面上，那么密封端面不能紧密贴合而会使泄漏量增加，或者由于过大的轴向载荷而导致密封端面磨损严重，使密封失效。另外，端面因摩擦必然会产生磨损，如果没有缓冲补偿，势必会造成端面的间隙越来越大而无法密封。
机械密封有许多各类，本文仅介绍平衡型和非平衡型机械密封。
非平衡型：密封介质作用在动环上的有效面积（去掉作用压力相互抵消的部分的面积）等于或大于动、静环端面接触面积。端面上的压力取决于密封介质的压力，介质压力增加，端面上的比压成正比地增加。如果端面的比压太大，则可能造成密封泄漏严重，寿命缩短，因此非平衡型机械密封不宜在高压下作用。
平衡型：密封介质作用在动环上的有效面积小于端面接触面积。当介质压力增大时，端面上的比压增加缓慢，亦即介质压力的高低对端面的比压影响较小，因此平衡型可用于高压下的机械密封。
6、减漏环
叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处存在一个转动接缝，它正是高低压交界面，且具有相对运动的部位，很容易发生泄漏。为了减少泵壳内高压水向吸水口的回流量，一般在泵构造上采用两种减漏方式：1是减小接缝间隙（不超过0.1mm~0.5mm）；2是增加泄漏通道中的阻力等。在实际应用中，由于加工、安装以及轴向力等问题，在接缝间隙处很容易发生叶轮与泵壳间的磨损现象。为了延长叶轮和泵壳的使用寿命，通常在泵壳上镶嵌一个金属的口环，此口环的接缝面可以做成多齿形，以增加水流回流时的阻力，提高减漏效果，因此，一般称此口环为减漏环。
减漏环有：单环型、双环型、双环迷宫型三种。减漏环的另一个作用是准备用来承磨的，因为在实际运行中，在这个部位上，摩擦常是难免的。泵中有了减漏环，当间隙磨大后，只需要换口环而不致使叶轮的泵壳报废，因此减漏环又称承磨环，是一个易损件。
7、轴承座
轴承座是用来支承轴的。轴承装于轴承座内作为转动体的支持部分。泵中常用的轴承为滚动轴承和滑动轴承两类。依荷载大小滚动轴承可分为滚珠轴承和滚柱轴承两种，其构造基本相同，一般荷载大的采用滚柱轴承。依荷载特性又可分为只承受径向荷载的叫径向式轴承；只承受轴向荷载的叫止推式轴承，以及同时支承径向和轴向荷载的叫径向止推轴承。
滚珠轴承在发热量大时，单用空气冷却不足以将热量散逸时，可采用冷却水套的形式来冷却，水套上要另外接冷却水管。
大、中型泵（一般泵轴直径大于75mm时）常采用青铜或铸铁（巴氏合金衬里）制造的金属滑动轴瓦，用油进行润滑。也有采用橡胶、合成树脂、石墨等非金属材料制成的滑动轴承，可使用水润滑和冷却。
8、联轴器
电动机的出力是通过联轴器来传递给泵的。联轴器又称（靠背）轮，有刚性的挠性两种。刚性联轴器，实际上就是用两个法兰盘连接，它对于泵轴与电动机的不同心度，在连接中无调节余地，因此，要求安装精度高。常用于小型泵机组和立式泵机组的连接。
常用的圆盘形挠性联轴器是钢柱销带有弹性橡胶圈的联轴器，包括有两个圆盘，用平键分别将泵轴和电动机轴相连接。一般大、中型卧式泵机组安装中，为了减少传动时因机轴有少量偏心而引起的轴周期性的弯曲应力和振动，常采用这类挠性联轴器。在泵房机组的运行中，应定期检查橡胶圈的完好情况，以免发生由于弹性橡胶圈磨损后未能及时换上，致使钢枢轴与圆孔盘直接发生摩擦，把孔磨成椭圆或失圆等现象。
9、轴向力平衡措施
单吸式离心泵，由于其叶轮缺乏对称性，离心泵工作时，叶轮两侧作用的压力不相等。因此在泵叶轮上作用有一个推向吸入口的轴向力。这种轴向力特别是对于多级式的单吸离心泵来讲，数值相当大，必须采用专门的轴向力平衡装置来解决。对于单级单吸离心泵而言，一般采取在叶轮的后盖板上钻开平衡孔，并在后盖板上加装减漏环。此环的直径可与前盖板上的减漏口环直径相等。压力水经此减漏环时压力下降，并经平衡孔流回叶轮中去，使叶轮后盖板上的压力与前盖板相接近，这样就消除了轴向推力。此方法有优点是构造简单，容易实行。缺点是叶轮流道中的水流受到平衡孔回流水的冲击，使水力条件变差，泵的效率有所降低。一般在单级单吸式离心泵中，此方法应用仍是很广的。
点此回到目录：YILO 泵与泵站 技术专栏 - 目录
本专栏文章来自：中国建筑工业出版社-许仕荣《泵与泵站.第六版》；大连理工大学出版社-徐士鸣《泵与风机-原理及应用》；王圃、龙腾锐《给水泵站的水泵优选与节能改造》；金维、姜乃昌《停泵水锤及其防护》等文献。本站旨在泵与泵站技术的学习分享，非商业用途。我们致力于保护作者版权，如涉及侵权，敬请联系我们后台删除。
