泵是一種抽送能量液體的機(jī)械,。就是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為所抽送液體位能的機(jī)器。它在動(dòng)力機(jī)械的帶動(dòng)下,，能把液體從低處抽送到高處或遠(yuǎn)處,，為生產(chǎn)服務(wù)。

泵能抽送水,、油,、酸堿溶液、液態(tài)金屬,、紙漿,、泥漿等,。用于抽水的泵叫水泵,，又叫抽水機(jī)。

水泵用于農(nóng)業(yè)灌溉和排澇,，提高了農(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害的能力,，可增產(chǎn)、保收,、并為農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,、水利化提供了物質(zhì)條件,。

泵的種類很多,，以轉(zhuǎn)換能量的方式來分,，通常分為有轉(zhuǎn)子泵和無轉(zhuǎn)子泵兩種。前一類是靠高速旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子把動(dòng)力機(jī)的機(jī)械能量轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘驂核土黧w的能量,，如葉片泵,、容積泵、漩渦泵,；后一類則是靠工作流體把工作能量轉(zhuǎn)換為提升或壓送流體的能量,，如水錘泵、射流泵,、內(nèi)燃泵,、空氣揚(yáng)水機(jī)等。但在農(nóng)業(yè)排灌,、排澇工作中,，用得最多的還是葉片泵。

常用水泵基本類型如下：

我國大中型泵站,，目前用到的水泵有：IS型單級離心泵、S（SH）型單級雙吸離心泵,、1200LW型立式蝸殼離心泵,、1700ZLB型立式軸流泵幾種型號。真空泵主要以SZ-1,、2型為主,。

1單極單吸離心泵

2單級雙吸中開離心清水泵

3立式離心泵

4立式軸流泵

5真空泵

1離心泵的工作原理

離心泵的種類很多,，但工作原理相同,，構(gòu)造大同小異。其主要工作部件是旋轉(zhuǎn)葉輪和固定的泵殼（圖2-1）,。葉輪是離心泵直接對液體做功的部件,，其上有若干后彎葉片，一般為4~8片,。離心泵工作時(shí),，葉輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（1000~3000r/min），迫使葉片間的液體也隨之作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),。同時(shí)因離心力的作用,，使液體由葉輪中心向外緣作徑向運(yùn)動(dòng)。液體在流經(jīng)葉輪的運(yùn)動(dòng)過程獲得能量,，并以高速離開葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼,。在蝸殼內(nèi),，由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能,，達(dá)到較高的壓強(qiáng),，最后沿切向流入壓出管道。

在液體受迫由葉輪中心流向外緣的同時(shí),，在葉輪中心處形成真空,。泵的吸入管路一端與葉輪中心處相通，另一端則浸沒在輸送的液體內(nèi),，在液面壓力（常為大氣壓）與泵內(nèi)壓力（負(fù)壓）的壓差作用下,，液體經(jīng)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)，只要葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不停,，離心泵便不斷地吸入和排出液體,。由此可見離心泵主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪所產(chǎn)生的離心力來輸送液體，故名離心泵,。

離心泵若在起動(dòng)前未充滿液體,，則泵內(nèi)存在空氣，由于空氣密度很小,，所產(chǎn)生的離心力也很小,。吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi)，雖起動(dòng)離心泵,，但不能輸送液體,，此現(xiàn)象稱為“氣縛”。所以離心泵起動(dòng)前必須向殼體內(nèi)灌滿液體,，在吸入管底部安裝帶濾網(wǎng)的底閥,。底閥為止逆閥，防止起動(dòng)前灌入的液體從泵內(nèi)漏失,。濾網(wǎng)防止固體物質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi),。靠近泵出口處的壓出管道上裝有調(diào)節(jié)閥,，供調(diào)節(jié)流量時(shí)使用,。

圖2-1  離心泵裝置簡圖

1―葉輪；2―泵殼,；3―泵軸,；4―吸入管；

5―底閥,；6―壓出管,；7―出口閥

2離心泵的構(gòu)造

離心泵的種類很多,，我們灌區(qū)常用的有單級單吸離心泵,、單級雙吸離心泵,、立式單級離心泵、立式多級離心泵三種,。

1,、泵體  2、葉輪  3,、泵蓋  4,、機(jī)械密封  5、懸架部件  6,、泵軸

IS型臥式離心泵主要由泵體,、泵蓋、葉輪,、軸,、密封環(huán)、軸套及懸架軸承不見等組成,。 IS型的泵體和泵蓋部分,，是從葉輪背面處剖分的，即通常所說的后開門結(jié)構(gòu)形式,。其優(yōu)點(diǎn)是檢修方便,，檢修時(shí)不動(dòng)泵體，吸入管路,，排出管路和電動(dòng)機(jī),，只需拆下加長聯(lián)軸器的中間聯(lián)接件，即可退出轉(zhuǎn)子部分進(jìn)行檢修,。

泵的殼體（即泵體和泵蓋）構(gòu)成泵的工作室,。葉輪、軸和滾動(dòng)軸承等為泵的轉(zhuǎn)子,。懸架軸承部件支撐著泵的轉(zhuǎn)子部分,，滾動(dòng)軸承受泵的徑向力和軸向力。為了平衡泵的軸向力,，大多數(shù)泵的葉輪前,、后均設(shè)有密封環(huán)，并在葉輪后蓋板上設(shè)有平衡孔,，由于有些泵軸向力不大,，葉輪背面未設(shè)密封環(huán)和平衡孔。

泵的軸向密封環(huán)是由填料壓蓋,，填環(huán)和填料等組成,，以防止進(jìn)氣或大量漏水。泵的葉輪如有平衡，則裝有軟填料的空腔與葉輪吸入口相通,，如葉輪入口處液體處于真空狀態(tài),，則很容易沿著軸套表面進(jìn)氣，故在填料腔內(nèi)裝有填料環(huán)通過泵蓋上的小孔,，將泵室內(nèi)壓力水引至填料環(huán)進(jìn)行密封,。泵的葉輪如沒有平衡孔，由于葉輪背面液體壓力大于大氣壓,，因而不存在漏氣問題,，故可不裝填料環(huán)。為避免軸磨損,，在軸通過填料腔的部位裝有軸套保護(hù),。軸套與軸之間準(zhǔn)有O型密封圈，以防止沿著配合表面進(jìn)氣或漏水,。

泵的傳動(dòng)方式是通過加長彈性聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接的,，泵的旋轉(zhuǎn)方向，從驅(qū)動(dòng)端看,，為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),。

1、 泵體  2,、泵蓋  3,、葉輪  4、軸  5,、雙吸密封環(huán)  6,、軸套  7、聯(lián)軸軸器

8,、 軸承體  9,、密封部件

S、SH型單級雙吸泵的吸入口與吐出口均在水泵軸心線下方,，水平方向與軸線成垂直位置,、泵殼.中開，檢修時(shí)無需拆卸進(jìn)水,，排出管路及電動(dòng)機(jī)(或其他原動(dòng)機(jī))從聯(lián)軸器向泵的方向看去,，水泵均為逆吋針方向旋轉(zhuǎn)。如根據(jù)用戶特殊訂貨需要也可改為順吋針旋轉(zhuǎn),。

S,、SH型單級雙吸泵的主要另件有：泵體、泵蓋,、葉輪,、軸、雙吸密封環(huán)、軸套,、軸承等,。除軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素鋼外， 其余多為鑄鐵制成,。

泵體與泵蓋構(gòu)成葉輪的工作室，在進(jìn),、出水法蘭上制有安裝真空表和壓力表的管螺孔,，進(jìn)出水法蘭的下部制有放水的管螺孔。

葉輪經(jīng)過靜平衡校驗(yàn),，用軸套和兩側(cè)的軸套螺母固定,，其軸向位置可以通過軸套螺母進(jìn)行調(diào)整，葉輪的軸向力利用其葉片的對稱布置達(dá)到平衡,，可能還有一些剩余軸向力則同軸端的軸承承受,。

S型泵對于軸承處軸徑小于60mm的用滾動(dòng)軸承支承，稱為甲式SH型泵,；軸承處大于70mm的用巴氏合金滑動(dòng)軸承支承,，稱之為乙式SH型泵。現(xiàn)在有很多大于70mm的泵也采用滾動(dòng)軸承,。甲式泵由兩個(gè)單列向心球軸承支承,，軸承裝在泵體兩端的軸承體內(nèi)，用黃油潤滑,，雙吸密封環(huán)用以減少水泵壓水室的水漏回吸水室,。

水泵通過聯(lián)軸器由電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)。

軸封為軟填料密封,，為了冷卻潤滑密封腔和防止空氣漏入泵內(nèi),，在填料之間有水封環(huán)，水泵工作時(shí)小量高壓水通過水封管流入填料腔起水封作用,。

0水環(huán)式真空泵工作原理

真空是指在給定的空間內(nèi)，低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣體狀態(tài),。

利用機(jī)械,、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對容器進(jìn)行抽氣,，以獲得真空的機(jī)器或器械,，都叫做真空泵。

真空泵種類很多,，一般可分為容積真空泵,、射流真空泵、和其它類型真空泵三大類，其中以容積真空泵應(yīng)用最廣,。

水環(huán)真空泵（簡稱水環(huán)泵）是一種粗真空泵,，它所能獲得的極限真空為2000~4000Pa，串聯(lián)大氣噴射器可達(dá)270~670Pa,。水環(huán)泵也可用作壓縮機(jī),，稱為水環(huán)式壓縮機(jī)，是屬于低壓的壓縮機(jī),，其壓力范圍為1~2×105Pa表壓力,。

　　水環(huán)泵最初用作自吸水泵，而后逐漸用于石油,、化工,、機(jī)械、礦山,、輕工,、醫(yī)藥及食品等許多工業(yè)部門。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過程中,，如真空過濾,、真空引水、真空送料,、真空蒸發(fā),、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,，水環(huán)泵得到廣泛的應(yīng)用,。由于真空應(yīng)用技術(shù)的飛躍發(fā)展，水環(huán)泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視,。由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的,，故可抽除易燃、易爆的氣體,，此外還可抽除含塵,、含水的氣體，因此,，水環(huán)泵應(yīng)用日益增多,。

水環(huán)式真空泵工作原理如原理圖：在泵體中裝有適量的水作為工作液。當(dāng)葉輪按圖中指示的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),，水被葉輪拋向四周,，由于離心力的作用，水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán),。水環(huán)的上部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切,，水環(huán)的下部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸（實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度）,。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔,。如果以葉輪的上部0°為起點(diǎn),，那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時(shí)小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通,，此時(shí)氣體被吸入,，當(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),，小腔由大變小,，使氣體被壓縮；當(dāng)小腔與排氣口相通時(shí),，氣體便被排出泵外,。

總之,，水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸氣,、壓縮和排氣的，因此它屬于容積式真空泵,。

表征泵主要性能的參數(shù)有以下幾個(gè)：

流量是泵在單位時(shí)間內(nèi)輸送出去的液體量（體積或質(zhì)量）。

流量用Q表示,，單位是：m³/s,，m³/h，L/s,。

揚(yáng)程又叫“水頭”。揚(yáng)程是泵所抽送的單位重量液體從泵進(jìn)口處到出口處能量的增值,。通常用H表示,，單位為m。

泵的揚(yáng)程表征泵本身的性能,，只和泵進(jìn)出口法蘭處的液體的能量有關(guān),，而和泵裝置無直接關(guān)系。但是,利用能量方程,，可以用泵裝置中液體的能量表示泵的揚(yáng)程,。

一般情況下，臥式離心泵的揚(yáng)程是以泵軸中心線為界,，軸線一側(cè)是吸水管,，把水吸上來，軸線另一側(cè)通過出水管把水壓出去,。水泵把水吸上來的高度,，叫吸水揚(yáng)程,，簡稱吸程，用符號H_吸表示,；水泵能把水壓出去的高度,，叫做壓水揚(yáng)程，或稱出揚(yáng)程,，用符號H_出表示,。所以水泵揚(yáng)程是吸水揚(yáng)程和出水揚(yáng)程之和。

即H=H_吸+H_出

轉(zhuǎn)速是泵軸單位時(shí)間的轉(zhuǎn)速,，用符號n表示，單位是r/min,。一般來說,，口徑小的泵轉(zhuǎn)速高，口徑大的泵轉(zhuǎn)速低,。

泵的功率Pa通常指輸入功率，即原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率,，故又稱軸功率,，用Pa表示。

泵的軸功率Pa應(yīng)通過測定轉(zhuǎn)速和扭轉(zhuǎn)力矩得出,，或由測量與泵直接連接的已知效率η的電動(dòng)機(jī)（原動(dòng)機(jī)）的輸入功率Pa來確定,。已知電動(dòng)機(jī)效率ηmot泵的軸功率Pa為：

Pu = Pa X η

泵的有效功率又稱輸出功率，用Pu表示,。它是單位時(shí)間內(nèi)從泵中輸送出去的液體在泵中獲得的有效能量,。

因?yàn)閾P(yáng)程是泵輸出的單位重量液體從泵中獲得的有效能量，所以揚(yáng)程和質(zhì)量流量及重力加速度的積,，就是單位時(shí)間內(nèi)從泵中輸出液體所獲得的有效能量----泵的有效功率,。

Pu=γQH/1000=ρgQH

式中若液體重度的單位為Kgf/m3，則Pu=γQH/102

效率是標(biāo)志水泵傳遞功率的有效程度,，它是水泵有效功率與軸功率的比值。效率是水泵的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),。用符號η表示,。

因?yàn)樗么嬖谥鴻C(jī)械、容積,、水力等各種損失,，所以水泵的有效功率總是比軸功率小,。因此,，泵內(nèi)損失功率越小,，泵的效率就越高，相反,，泵內(nèi)損失功率越大,，泵的效率就越低。計(jì)算功式為η=Pu/Pa