軸流泵的結構簡述

　　軸流泵是一種低揚程大流量的泵型,其葉橫斷面形如機翼,一般把軸流泵放置于水面以下,啟動后,葉輪旋轉會使水受到沿著泵軸方向的升力,稱為軸向升力,水體在軸向升力的作用下會不斷被提升,這就是軸流泵的工作原理。由于流體基本上沿著軸向流過葉輪,所以通常把這種水泵稱為軸流泵。軸流泵按主軸的安裝方式分有立式、臥式和斜式三種,農田排灌工程中常用的軸流泵為立式軸流泵。它具有占地面積小、葉輪淹沒在水中、電動機在上部不易受潮等優點。它的外形很像一根管子,其進口為喇叭形,立式軸流泵主要零件有喇叭管、葉輪、導葉體、出水彎管等。

　　(一)吸入室

　　吸入室又稱吸水室、吸入管、喇叭管,為了改善入口處的水力條件,把水流以最小的損失均勻、平順地引入葉輪。中、小型軸流泵常用的吸水室是吸入喇叭管和直錐形吸水室,喇叭管的進口部分呈圓弧形,進口直徑約為葉輪直徑的1.5倍,用鑄鐵制造;大型軸流泵常用的是肘形進水流道和鐘形進水流道。

　　(二)葉輪

　　葉輪是最主要的工作部件,其性能直接影響到泵的性能。葉輪由葉片、輪轂、導水錐等組成,一般用優質鑄鐵制成,大型泵多用鑄鋼制成。葉片的數目一般為3~7片,呈扭曲形,裝在粗大的輪轂上,包圍葉片的外部圓筒稱為葉輪室,輪轂體下面的部件是導水錐,截面呈流線型。

　　葉輪前后兩側壓力分布與機翼截面十分相似,前端(迎水端)呈圓形,葉輪進水側壓力小于葉輪背水側壓力,后端(出水端)呈尖圓形。當葉輪旋轉時,由于沿半徑方向的線速度不同,為了得到相同的揚程,沿半徑方向葉片各截面的安裝角不相等,愈接近外緣,其安裝角就愈小,因此葉片呈扭曲狀。由于葉片下表面曲率大于上表面,當葉輪轉動時,葉輪尺寸是根據水動力學計算確定的,但冋時必須使葉輪具有足夠的機械強度。我國一般采用鑄鐵或優良灰鑄鐵作為中、小型清水泵的葉輪材料。大型葉片泵可用性能比鑄鐵好的鑄鋼作為葉輪材料,但泵軸必須有足夠的抗扭強度。

　　根據葉片是否可以改變安裝角度(即葉片調節的可能性),分固定式、半調式和全調節式三種。固定式葉輪由葉片和輪轂鑄成一體,葉片的安裝角度是不能調節的。半調節式葉輪葉片用螺母拴緊在輪轂上,在葉片的根部上刻有基準線,而在輪轂上刻有幾個相應安裝角度的位置線,如+4°、+200°、-20、-4°等,如圖1-33所示。葉片的安裝角度不同,其性能曲線將不同,使用時可根據需要調節葉片安裝角度。調節時先卸下喇叭管,再把葉輪卸下來,將螺母松開轉動葉片,使葉片的基準線對準輪軸上的某要求的角度線,然后把螺母擰緊,裝好葉輪即可。半調節式葉輪葉片一般需要停機并拆卸葉輪之后,才能進行調節,適用于中、小型軸流泵。全調節式軸流泵可以根據不同的揚程與流量要求,在不停機或只停機而不拆卸葉輪的情況下,通過一套機械或液壓調節機構來改變葉片的安裝角度,以改變水泵性能,滿足運行需要。全調節式構造復雜,一般應用于大型軸流泵。

　　(三)導葉體

　　導葉位于葉輪上方的導葉管中,并固定在導葉管上,組成導葉體。導葉體為軸流泵的壓水室,由導葉、導葉轂和外殼組成,導葉固定在導葉轂和外殼之間,導葉轂一般為柱狀結構,外殼呈倒圓錐形,出口有一些擴散,。它的主要作用是將葉輪流出的水流引至出水管外,同時消除流體的旋轉運動,即將水流沿圓周方向的旋轉運動變為軸向運動,減小水頭損失,將流體的部分動能轉變為壓能。導葉葉片數目要與葉輪葉片數目互為質數,一般軸流泵中裝有6-12片導葉。

　　(四)軸和軸承

　　泵軸采用優質碳素鋼制成,中、小型軸流泵泵軸是實心的。對于大型軸流泵,為了布置葉片調節機構,泵軸做成空心的。軸腔內安置有調節葉片角度的操作油管或操作桿。泵軸的下端用螺母扣緊輪轂體,上端用螺母扣緊聯軸器,中間兩個部位處采用水潤滑的橡膠軸承支承。

　　軸流泵的軸承按其功能有兩種類型:一種是導軸承,另一種是推力軸承。導軸承主要用來承受轉動部件的徑間力,防止擺動,起徑向定位作用。常用的構造有水潤滑橡膠導軸承及金屬導軸承兩種,中、小型立式泵多采用橡膠導軸承,并有上、下導軸承之分。上導軸承設于泵軸穿出出水彎管處,下導軸承設于導葉體內,在上導軸承處設有引水管,用于在水泵啟動前向軸承體內加水潤滑,以免干轉燒壞橡膠軸承。推力軸承設于電動機座上,主要用在立式軸流泵中,用來承受流體作用在葉片上向下的軸向推力、水泵轉動部件重量及維持轉動部件的軸向位置,并將這些推力傳到機組的基礎上去。中、小型軸流泵采用推力滾珠軸承,大型軸流泵的推力軸承由推力頭、推力瓦塊、絕緣墊、鏡板和抗重螺栓等組成。

　　(五)出水流道

　　中、小型軸流泵的出水流道一般采用出水彎管。水流從導葉體流出后,通過一段擴散管進入出水彎管,出水彎管的作用是把水流平順地引出泵體,彎管通常為60°彎頭形式,彎管后接壓力管道。大型軸流泵的出水流道不采用出水彎管,一般采用虹吸式出水流道或直管式出水流道。

　　(六)軸封

　　在泵軸穿出出水彎管的地方裝有填料密封裝置。其構造與離心泵的填料函相似。軸流泵的特點是流量大、揚程低、構造簡單、重量輕。立式軸流泵葉輪安裝于水下,啟動時無須引水,操作方便,葉片可以調節。當工作條件變化時,只需改變葉片安裝角度,仍可保持高效率的運行可保持在高效率區運行。

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