水泵的分类及其各种类型的工作原理是什么

草坪地面灌溉主要设备是水泵机组。水泵机组包括水泵、动力机、管路、管路附件等（图7-4）。动力机包括内燃机、电动机或拖拉机。管路包括进水管路（吸水管路）和出水管路（压水管路）。管路附件包括滤网、底阀、弯头、变径接管、真空表、压力表、逆止阀和闸阀等。

图7-4 草坪地面灌溉设备

（1）水泵

①水泵的类型。水泵是草坪地面灌溉设备中的核心部件，是把动力机的机械能转变成抽送水的水力能，将水扬至高处或远处，以输送到草坪上。

水泵主要有离心泵、轴流泵和混流泵3种，如图7-5所示。其中，离心泵应用较广。离心泵中的液流，在离心力的作用下，沿与泵轴线垂直的径向平面流出叶轮。轴流泵中的液流在推力作用下，沿轴向流出叶轮。混流泵的叶轮出流方向介于离心泵和轴流泵之间，即在离心力和推力的共同作用下，液流沿斜向流出叶轮。

图7-5 水泵的类型

②离心泵的构造。离心泵通常由叶轮、泵体（壳体）、填料、密封装置、轴承、托架等组成，如图7-6所示。托架是整个水泵的支架，下部用地角螺钉固定于基座上，上部用两个轴承支承泵轴，由油室里的润滑油对轴承进行润滑。由于叶轮在泵轴一侧，故此型泵又称单级单吸悬臂式水泵。

图7-6 单级单吸式离心泵的结构

③离心泵的工作原理。如图7-7所示，当水从进水管进入水泵和泵内叶轮，泵内叶轮在动力机的带动下一起旋转时，由于离心力的作用，水便飞离叶轮向周围射去。射出去的水碰到泵壳时，速度变慢，相互拥挤，压力增加，于是水就从出水管夺口而出，把水沿出水管压到高处去。

图7-7 离心泵的工作原理

④潜水泵。潜水泵是将电动机和水泵直接联在一起，同时潜入水中工作的，是一种操作简便，结构紧凑的独特泵类。

潜水泵由电动机、水泵、扬水管和启动保护器等组成。电动机位于电泵下端，为密闭充水湿式结构。定子绕组用耐水电磁线制成。采用水润滑轴承。电动机上部装有骨架油封和防沙环组成的防沙机构，防沙性能较好。电动机上下两端各有一轴承室，装有滚动轴承和机械密封装置。电动机外壳设有两排进出水孔，使电动机工作时内部充满清水，确保电动机正常运行。水泵一般采用离心泵，由叶轮、泵壳、进水段组成，如图7-8所示。有离心式、混流式、轴流式3种。原材料均为铸铁。水泵位于电动机外伸轴上端。

图7-8 潜水泵的结构

（2）管路

抽水装置的输水管路，根据材质的不同，分为胶管、铸铁管、钢管、钢丝网水泥管、钢筋混凝土管、塑料管、黑铁皮管等。

铸铁管经久耐用，使用寿命长，几乎不需要维护，但比较笨重，一般只用于固定安装的泵站，是比较广泛使用的一种管材。

铸铁管是将生铁熔化后浇铸成的一种管道。常用的铸铁管道有承插式和法兰式两种，如图7-9所示。

图7-9 管路

（3）弯头

弯头用于管路改向拐弯处。市售成品弯头按圆弧度数通常可分90°、60°、45°、22.5°等多种，如图7-10所示，多用法兰边连接，并可分为固定和活络两种形式。

图7-10 弯头

固定泵站都用固定弯头（又叫“呆弯头”），而临时的小型水泵装置（如流动抽水船）则多用活络弯头，以便于转移和随地形调整出水方向。

管路上应尽量少用弯头，特别是进水管道上不宜转弯过多，以减少输水的水头损失。

（4）底阀

底阀装在进水管路的最下端，是一种单向阀，有盘形和蝶形两种，如图7-11所示。其功用是保证水泵启动时，进水管路和水泵内的水不漏掉，水泵工作后，阀门因水流压力差被水冲开，水被不断地泵入出水管路。当水泵停止工作时，阀门在自重和进水管路中水的重力作用下自动关闭，使泵内和进水管路内能保存余水，以备再次启动。一般底阀的水力损失大，易引发故障，故常取消底阀，改为无底阀抽水，在人工灌水的小型离心泵和混流泵上使用。滤网装在进水管吸水口和底阀的周围，常与阀体制成一体，用来防止水中杂物被泵吸入而造成事故。

图7-11 底阀

（5）闸阀

在水泵出水管路上设置闸阀，如图7-12所示。闸阀的作用为：

图7-12 闸阀

①对于采用真空泵充水的水泵装置，在启动抽真空时，用闸阀封闭出水管路。

②为了降低离心泵启动功率，启动时需用闸阀封闭出水管路。

③当水泵正常停机时，关闭闸阀，防止水流倒流，使电动机在轻载下平稳地停下来，确保安全。

④闸阀在水泵运行过程中可用来调节扬程、流量，以免发生超负荷事故。

（6）逆止阀

逆止阀又名单向阀，如图7-13所示。通常安装在出水管路上，介于水泵和闸阀之间，水流只能沿正向（与箭头相反方向）流过。其作用主要是：因事故停机而来不及关闭闸阀时，逆止阀内闸板受管内回流的冲击和本身自重的作用，在短时间内即自行关闭而隔断水流，以防止水泵叶轮迅速倒转而损坏机件。

图7-13 逆止阀

逆止阀多用于扬程较高的水泵装置。由于逆止阀易发生故障，水力损失较大，且会因停机时逆止阀突然关闭产生的水锤使水管破裂。故对于轴流泵、混流泵和扬程不太高的离心泵，其出水管路上均不用逆止阀，而多用拍门来代替，停机时拍门自动关闭，阻止水流倒流。黑色橡胶可保证关闭严密，为防止拍门突然关闭引起水锤压力，在出水管侧设置缓闭逆止阀，或在出水管口附近焊一根直径为出水管径1/6～1/5的空气管，以便在拍门关闭时进行补气。

（7）拍门

拍门是装在管路出口的单向阀，如图7-14所示。拍门的一端与管口铰接，另一端可以自由开关。水流从管内冲击时，门（盖板）被冲开。停泵或水流倒逆时，门靠自重及水流的带动迅速将管口盖住。在盖板与管口密合处，设有橡胶圈，以减小关门撞击力和减少缝隙漏水。

图7-14 拍门

（8）软接头

草坪地域高高低低，输水管路不可能都在一个平面，这就需要将某段管路变换一定角度，因此泵站须配备柔性接管，以适应因泵房与出水池沉陷过多，使出水管路受力折断。这种柔性接管就是软接头，它由两片法兰与一段橡胶短管组装而成，如图7-15所示。软接头的两头橡胶口内镶有钢丝骨架，橡胶短管内腔上嵌有尼龙布内衬，这就确保了软接头不易折断、拉裂。

图7-15 软接头

回来看了一下，发现回答未满足你的要求啊！呵呵，因为我是干这行的，所以给你找了个内容全的。

像你这种情况首选QJ型潜水泵，即清水式潜水泵，输送介质为清水。选泵除了考虑流量外，要考虑扬程。比如你说的输送距离300米，这300米管道阻力很小，这个数据没有提升水位的高度重要。依你的情况，我估计是选用级数为单级即可。即：QJ型单级潜水泵。

其次可以考虑WQ型无堵塞污水泵，这个介质可以是污水，不过污水浇不了植物。所以买来了也是当清水泵用。

楼下一位推荐QDX型（小型家用潜水泵）的，这种泵非常小。基本不适合浇灌用。至于其它的泵就不一一解释为什么不合适了。

潜水泵科技名词定义

中文名称：潜水泵 英文名称：submersible pump 定义：泵体和电动机可浸入水中工作的排水机械。 所属学科：煤炭科技（一级学科）；矿山机械工程（二级学科）；排水机械（三级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

百科名片

深井提水的重要设备。使用时整个机组潜入水中工作。把地下水提取到地表，是生活用水、矿山抢险、工业冷却、农田灌溉、海水提升、轮船调载，还可用于喷泉景观，热水潜水泵用于温泉洗浴，还可适用于从深井中提取地下水，也可用于河流、水库、水渠等提水工程。主要用于农田灌溉及高山区人畜用水，亦可供中央空调冷却、热泵机组、冷泵机组、城市、工厂、铁路、矿山、工地排水使用。 一般流量可以达到(10m3~650m3)每小时、扬程可达到1500米。

目录

工作原理

井用潜水泵

排沙潜水泵同渣浆泵的区别

磁悬浮潜水电泵

潜水排污泵产品简介

用途及特点

使用条件

结构特点

叶轮设计特点

安装与使用

潜水泵选型步骤

机械结构

机械使用

机械维护工作原理

井用潜水泵

排沙潜水泵同渣浆泵的区别

磁悬浮潜水电泵

潜水排污泵 产品简介

用途及特点

使用条件

结构特点

叶轮设计特点

安装与使用

潜水泵选型步骤

机械结构

机械使用

机械维护展开 编辑本段工作原理

开泵前，吸入管和泵内必须充满液体。开泵后，叶轮高速旋转，其中的液体随着叶片一起旋转，在离心力的作用下，飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口，排出管流出。此时，在叶片中心处由于液体被甩向周围而形成既没有空气又没有液体的真空低压区，液池中的液体在池面大气压的作用下，经吸入管流入泵内，液体就是这样连续不断地从液池中被抽吸上来又连续不断地从排出管流出。 潜水泵的基本参数 包括流量、扬程、泵转速、配套功率、额定电流、效率、出水口管径等等。 潜水泵

潜水泵成套由控制柜，潜水电缆，扬水管，潜水电泵和潜水电机组成。 潜水泵主要用途及适用范围 包括矿山抢险、建设施工排、水农业排灌、工业水循环、城乡居民引用水供应，甚至抢险救灾等等。 潜水泵的分类 就使用介质来说，潜水泵大体上可以分为清水潜水泵，污水潜水泵，海水潜水泵（有腐蚀性）三类。 潜水泵的安装方式 1、立式竖直使用，比如在一般的水井中；2、斜式使用，比如在矿井有斜度的巷道中；3、卧式使用，比如在水池中使用

编辑本段井用潜水泵

潜水泵

井用潜水泵是电机与水泵直联，体潜入水中工作的提水机具，它适用于从深井提取地下水，也可用于河流、水库、水渠等提水工程：主要用于农田灌溉及高原山区的人畜用水，亦可供城市、工厂、铁路、矿山、工地供排水使用。 井用潜水泵特点 1、电机、水泵、，潜入水中运行，安全可靠。 2、对井管、扬水管无特殊要求（即：钢管井、灰管井、土井等均可使用）。 3、安装、使用、维护方便简单，占地面积小、不需要建造泵房。 结构简单，节约原材料。 4、潜水电泵使用的条件是否合适，管理得当与使用寿命有直接的关系。

编辑本段排沙潜水泵同渣浆泵的区别

泵作为一种通用机械，其用途广泛。随着水泵的发展演变，出现了各种各样的水泵，其名称五花八门，各种水泵书籍中对这些水泵的叫法和分类都不同。 因此给产品应用及推广造成麻烦。一般来讲，根据排水原理可将水泵分为： 一、叶片泵 如：离心泵、混流泵、轴流泵等、旋流泵； 二、容积泵 如：柱塞泵、齿轮泵、镙杆泵等； 三、其他类型 如：射流泵、水锤泵等。 潜水泵

其中叶片泵按照结构形式（轴的位置）可分为：卧式和立式；按照工作位置可分为：潜水泵和地上泵。 渣浆泵、泥浆泵、砂（沙）泵和排沙潜水泵都是按照水泵的功能用途命名的,都属于杂质泵

编辑本段磁悬浮潜水电泵

磁悬浮潜水电泵它实现了世界潜水电泵领域重大突破,有效解决了传统潜水电泵的种种弊端：如转换效率偏低、耗电过高、扬程受限、轴承易损、检修频繁等。广泛应用于工矿企业的供排水、农田灌溉及高原、山区供水等领域。 磁悬浮潜水电泵它以独有的专利技术改变了潜水电泵的制造工艺,转换效率达到令人震惊的新水平，创造了巨大节能降耗效益。 磁悬浮潜水电泵解决了制约世界潜水电泵领域发展的轴向力问题，潜水电泵的扬程有了突破性提高，填补了超高扬程(单机扬程设计到上千米)和超大流量(高承载)潜水电泵的市场空白；扬程、流量曲线趋于平缓。其转换效率、单机最高扬程均居世界领先地位。 磁悬浮潜水电泵是新一代潜水电泵，它实现了立轴磁悬浮(在不同工况下保持高效率)、不磨损，使用时间及检修周期延长数倍，省去频繁的定期检修工作，可连续运转数万小时，节省维修、检修费用。 磁悬浮潜水电泵通过了国家级试验室、山东省泵类产品质量检测中心检测。试验数据证明，磁悬浮潜水电泵的转换效率超过传统潜水电泵，用户使用情况结合实验数据及领域内对比，进一步证明其高效节能、转换效率世界领先、单机扬程世界领先及高承载、超大流量、免检修、长寿命等特点!

编辑本段潜水排污泵

产品简介

[1]WQ系列潜水排污泵是消化、吸收国外同类产品先进技术的基础上研制成功的，具有高效、防缠绕、 潜水泵

无堵塞、自动耦合、高可靠性和自动控制等优点，在排送固体颗粒及长纤维垃圾方面，具有独特功能。 该系列泵排出水口径为50∽600mm，流量10~7000m3/h,扬程为5∽60m,功率为1.5~315KW,通过固体颗粒直径为20~145mm。

用途及特点

WQ系列潜水排污泵主要用于市政工程、工业、医院、建筑、宾馆、饭店等行业。用于排送带固体及各种长纤维的淤泥、废水、城市生活污水（包括有腐蚀性、侵蚀性介质的场合）。 WQ系列潜水排污泵体积小、结构紧凑、效率高、可以根据用户要求进行水位自动控制，并备有自动保护装置及控制柜，双导轨自动安装系统等。

使用条件

1、 电机额定电压380V，频率50HZ三相交流电源。 2、输送介质温度不超过40oC。 3、输送液体介质PH值为 4-10。 4、输送介质中固相物容积比在2%以下。 5、输送介质密度小于1.2×103Kg/m3

结构特点

WQ系列潜水排污泵结构紧凑，并设置了各种状态显示，保护装置，使得泵运行安全、可靠。 1、 独特的电缆密封设计，排除了电缆漏水的隐患。 2、 定子采用F级绝缘，装有热保护元件。 3、 18.5KW以上泵采用外循环水自动冷却，保证电泵在最低水位状态下安全运行。 4、 电机腔下底部装有浮子开关，对电机侧机械密封实施监护。 5、 在泵与电机的油室上端装有油水探头，对水泵侧机械密封实施监护，一旦漏水，控制系统将报警 矿用立泵结构图

保护。 6、 波纹管式双端面机械密封，密封材料为碳化钨、碳化硅及硬质合金，防止水进入电机，保证电机安全可靠运转。 7、 副叶轮用于平衡机械密封外部压力，防止水进入油室，从而延长电泵的使用寿命。 8、 叶轮设计独特，大流道能够通过长纤维及污物，抗堵塞、防缠绕、过流能力强。 9、 叶轮与蜗壳下端之间装有可更换的耐磨套，保持泵以最佳效率运行。

叶轮设计特点

为保证污物的顺利通过，必须加大叶轮过流面宽度，对于大泵，可采用双叶片、三叶片式；对于小泵，则采用单（双）流道形式，它类似于一截面大小相同的弯管，又非常好的过流特性。避免了水流在低速情况下可能造成的堵塞、缠绕。这种独特设计的叶轮流道，配合合理的蜗室，使污水中的纸、纺织物、垃圾袋及其它物料能自由通过。叶轮经过动、静平衡，使泵在空载试运转和带负荷过程中均不产生振动。

安装与使用

本公司生产的潜水排污泵，机泵同轴，结构紧凑，效率高，安装维护方便，运行经济，适应性强，其安装方式有移动式安装和固定式安装，固定式安装又分为自动耦合安装与固定干式安装，移动式安装又叫自由式安装。

编辑本段潜水泵选型步骤

一、列出基本数据： 1、介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等 2、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少 3、介质温度：（℃） 4、所需要的流量 一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量但必须考虑工艺变化时对流量的影响农业用泵如果是采用明渠输水还必须考虑渗漏及蒸发量 5、压力：吸水池压力排水池压力管道系统中的压力降（扬程损失） 6、管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目吸水池至压水池的几何标高等）如果需要的话还应作出装置特性曲线在设计布置管道时应注意如下事项： A、合理选择管道直径管道直径大在相同流量下、液流速度小阻力损失小但价格高管道直径小会导致阻力损失急剧增大使所选泵的扬程增加配带功率增加成本和运行费用都增加因此应从技术和经济的角度综合考虑 B、排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力 C、管道布置应尽可能布置成直管尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度必须转弯的时候弯头的弯曲半径应该是管道直径的3～5倍角度尽可能大于90℃ D、水泵的排出侧必须装设阀门（球阀或截止阀等）和逆止阀阀门用来调节泵的工况点逆止阀在液体倒流时可防止泵反转并使泵避免水锤的打击（当液体倒流时会产生巨大的反向压力使泵损坏） 二、确定流量扬程 流量的确定 a、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量应按最大流量考虑 b、如果生产工艺中只给出正常流量应考虑留有一定的余量 对于ns<100的大流量低其不意扬程泵流量余量取5%对 ns<50的小流量高扬程泵流量余量取10%50≤ns≤100 的泵流量余量也取5%对质量低劣和运行条件恶劣的泵流量余量应取10% c、如果基本数据只给重量流量应换算成体积流量

编辑本段机械结构

潜水电泵机组由：水泵、潜水电机（包括电缆）、输水管和控制开关四大部分组成。潜水泵为单吸多级立式离心泵；潜水电机为密闭充水湿式、立式三相鼠笼异步电动机，电机与水泵通过爪式或单键筒式联轴器直接；配备有不同规格的三芯电缆；起动设备为不同容量等级的空气开关和自耦减压气动器、输水管为不同直径的钢管制成，采用法兰联结，高扬程电泵采用闸阀控制。 潜水电机轴上部装有迷宫式防砂器和两个返向装配的骨架油封，防止流砂进入电机。潜水电机采用水润滑轴承，下部装有橡胶调压膜、调压弹簧，组成调压室，调节由于温度引起的压力变化；电机绕组采用聚乙烯绝缘，尼龙户套耐水电磁线，电缆联结方式按电缆接头工艺，把接头绝缘脱去刮净漆层，分别接好，焊接牢固，用生橡胶绕一层。再用防水粘胶带缠2-3层，外面包上2-3层防水胶布或用水胶粘结包一层橡胶（自行车里胎）以防渗水。 潜水泵每级导流壳中装有一个橡胶承；叶轮用椎形套固定在泵轴上；导流壳采用螺纹或螺栓联成一体。高扬程潜水泵上部装有止回阀，避免停机水锤造成机组破坏。电机密闭，采用精密止口螺栓，电缆出口加胶垫进行密封。电机上端有一个注水孔，有一个放气孔，下部有个放水孔。电机下部装有上下止推轴承，止推轴承上有沟槽用于冷却，和它对磨的不锈钢推力盘，承受水泵的上下轴向力。

编辑本段机械使用

潜水泵在使用前的选择非常重要，应根据水源的实际情况以及工作时间与泵水量等要求来选定水泵的型号。首先要选择扬程大于取水口与出水口的落差；其次是泵的流量要能够满足排涝和灌溉的要求。 （一）潜水泵的使用环境要求 1、有安全可靠的电源。 2、出水管口与水池水面落差要小于扬程。 3、要选择相对洁净的水源。 （二）启动 1、11千瓦一下的潜水泵允许直接启动。13千瓦以上的潜水泵应配备降压启动柜。来保护潜水泵的安全运行。 2.、为了避免潜水泵转子瞬间上窜及减小启动负荷。潜水泵启动时应把出口阀门行程关至3/4处。(留1/4气隙。以便放气)待启动出水后缓缓打开。至水泵工况点控制在适当位置。 3、启动完毕开始运转后。应加强监护及观测水位变化。保证潜水泵在工况范围内运行。待潜水泵运行平稳后方可投入正式运转。 4、潜水泵第一次投入运行5小时后。停机迅速测量热绝缘电阻。其值不低于0.5MΩ。才能继续使用。 （三）运行 1、潜水泵应在设计工况点工作。此时轴向力适中。泵效最高。最经济可靠。 2、潜水泵每运行8小时要全面检查一次。各个仪表有无变化。电路节点是否发热。声音是否正常。正常工作电流是否大于电机名牌的额定值。 注意，有下列情况之一的，应立即停泵。 1、泵的工作电流忽然高出电机额定电流的。 2、出水量不正常，间隙性出水。含沙量加大。 3、电机绝缘电阻低于0.5兆欧的。 4、机组有明显的噪音震动加剧的。 5、电网电压不足。低于额定电压5%的。 6、保险丝烧坏一相。 7、输水管路损坏。 （四）停泵 潜水泵停机前。为防止水的倒流。在切断电源的同时要关闭阀门。重新启动时间隔20分钟以上。 （五）潜水泵的使用注意事项 1、电源必须接地可靠，加装漏电保护器。 2、出水管尽可能不要弯曲，及时发现并修补输水管的破裂处，以减少功率损失。 3、对杂物较多的水源抽水时要加过滤网。 4、启动前校正电源正负极，以免水泵倒转，不出水。 5、使用中发现异常情况时，及时切断电源，查明情况恢复后才能继续工作。

编辑本段机械维护

潜水泵的日常维护。每天检查电源线有无破损，绝对禁止漏电的潜水泵下水作业。每天检查水泵体有无受损，保证电机在工作时不漏电。作业结束后，应及时清理附在水泵上的杂物，将水泵冲洗干净。为保证潜水电泵正常运行，必须按照下列要求进行。潜水电泵在使用前，须用兆欧表检查电机绝缘电阻，其值最低不能少于50MΩ。 水浸电机应打开灌水螺塞，灌满洁净的清水后再拧紧螺塞，不可将灌水螺塞拧掉后直接入井。使用前检查电缆有无破裂、折断。如有损坏应及时调换，以防漏电。潜水电泵在下水前应向泵内注入清水，然后空转1—2分钟，并起动两次，检查起动和空转是否正常，转向是否符合要求。如果转向相反，将任意两相接线调换即可。检查扬水管是否有裂纹，联接是否牢固。潜水电泵下井及起吊时，绝不允许硬拉电缆，以免电缆损坏或接头处断开，造成不应有的事故。应当用铁线或卡板下井及起吊。 电源电压应控制在额定电压的±5％范围内，这样电机才能正常工作。如果电压过低或过高，电机不可继续使用，以免电机长期在过电压或欠电压下工作时损坏。潜水电泵潜入水中时应垂直吊放，不得斜放。入水深度以在动水位下5米为宜。潜水电泵不得输送含砂量较高的水或泥浆。潜水电泵实际扬程应在0.8—1.1倍额定扬程内使用，以提高机组效率，节约能源，同时避免电机超载。 潜水泵电机接线必须接实，以免电机缺相运转烧毁电机。电缆必须经常检查有无龟裂，擦伤等情况，有则及时更换或修补。油浸电机如果发生漏油现象，应及时到厂家或维修点修理，更换密封元件。水浸电机应经常清理电机腔内的砂粒，更换电机腔内清水。潜水电泵运行半年后，应维修检查，更换损坏零件。潜水电泵用后，水浸电机应放净电机内清水，将电泵清洗干净，涂油防锈，并竖直放在干燥处保管。

一、离心泵的工作原理

图2-1所示为一个安装在管路上的离心泵。主要部件有叶轮1与泵壳2等。具有若干弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内，并紧固于泵轴3上。泵壳中央的吸水口4与吸水管路5相连接，侧旁的排出口8与排出管路9相连接。

离心泵一般用电动机带动，在启动前需向壳内灌满被输送的液体。启动电动机后，泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着转动，在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达15～25m/s，即液体的动能也有所增加。液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高，于是液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。

当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成了低压区，由于贮槽液面上方的压强大于泵吸入口处的压强，在压强差的作用下，液体便经吸入管路连续地被吸入泵内，以补充被排出液体的位置。只要叶轮不断地转动，液体便不断地被吸入和排出。由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮。液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。

离心泵启动时，如果泵壳与吸入管路内没有充满液体，则泵壳内存有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，产生的离心力小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时虽启动离心泵也不能输送液体，此种现象称为气缚，表示离心泵无自吸能力，所以启动前必须向壳体内灌满液体。若离心泵的吸入口位于吸液贮槽液面的上方，在吸入管路的进口处应装一单向底阀6和滤网7。底阀是防止启动前所灌入的液体从泵内漏失，滤网可以阻拦液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。靠近泵出口处的排出管路上装有调节阀10，以供开车、停车及调节流量时使用。

图2-1　离心泵装置简图

1-叶轮；2-泵壳；3-泵轴；4-吸入口；5-吸入管；6-底阀；7-滤网；8-排出口；9-排出管；10-调节阀

二、离心泵的主要部件

离心泵最主要的部件为叶轮、泵壳与轴封装置，下面分别简述其结构和作用。

（1）叶轮　叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能均有所提高。

离心泵的叶轮如图2-2所示，叶轮内有6～12片弯曲的叶片1。图中（a）所示的叶片两侧有前盖板2及后盖板3的叶轮，称为闭式叶轮。液体从叶轮中央的入口进入后，经两盖板与叶片之间的流道流向叶轮外缘，在这过程中液体从旋转叶轮获得了能量，并由于叶片间流道的逐渐扩大，故也有一部分动能转变为静压能。有些吸入口侧无前盖的叶轮，称为半闭式叶轮，如图中（b）所示。没有前、后盖板的叶轮，称为开式叶轮，如图中（c）所示，半闭式与开式叶轮可用于输送浆料或含有固体悬浮物的液体，因取消盖板后叶轮流道不容易堵塞，但也由于没有盖板，液体在叶片间运动时容易产生倒流，故效率也较低。

图2-2　离心泵的叶轮

（a）闭式；（b）半闭式；（c）开式

闭式或半闭式叶轮在工作时，有一部分离开叶轮的高压液体漏入叶轮与泵壳之间的两侧空腔中去，而叶轮前侧液体吸入口处为低压，故液体作用于叶轮前、后两侧的压力不等，便产生了指向叶轮吸入口方向的轴向推力，使叶轮向吸入口侧窜动，引起叶轮与泵壳接触处磨损，严重时造成泵的振动。为此，可在叶轮后盖板上钻一些小孔（见图2-3（a）中的1）。这些小孔称为平衡孔，它的作用是使后盖板与泵壳之间的空腔中一部分高压液体漏到低压区，以减少叶轮两侧的压力差，从而起到平衡一部分轴向推力的作用，但同时也会降低泵的效率。平衡孔是离心泵中最简单的一种平衡轴向推力的方法。

按吸液方式的不同，叶轮还有单吸和双吸两种。单吸式叶轮的结构简单，如图2-3（a）所示，液体只能从叶轮一侧被吸入。双吸式叶轮如图2-3（b）所示，液体可同时从叶轮两侧吸入。显然，双吸式叶轮具有较大的吸液能力，而且基本上可以消除轴向推力。

图2-3　吸液方式（a）单吸式；（b）双吸式

（2）泵壳离心泵的泵壳又称蜗壳，因壳内有一个截面逐渐扩大的蜗牛壳形通道，如图2-4的1所示。叶轮在壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转，愈接近液体出口，通道截面积愈大。因此，液体从叶轮外缘以高速度被抛出后，沿泵壳的蜗牛形通道向排出口流动，流速便逐渐降低，减少了能量损失，且使部分动能有效地转变为静压能。所以泵壳不仅作为一个汇集由叶轮抛出液体的部件，而且本身又是一个转能装置。

为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动而带有叶片的圆盘。这个圆盘称为导轮，如图2-4中的3所示。导轮具有很多逐渐转向的流道，使高速液体流过时能均匀而缓和地将动能转变为静压能，从而减少能量损失。

图2-4　泵壳与导轮1-泵壳；2-叶轮；3-导轮

（3）轴封装置泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。轴封的作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出，或者防止外界空气以相反方向漏入泵壳内。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。

普通离心泵所采用的轴封装置是填料函，俗称盘根箱，如图2-5所示。图中1是和泵壳连在一起的填料函壳；2是软填料，一般为浸油或涂石墨的石棉绳；4是填料压盖，可用螺钉拧紧，使填料压紧在填料函壳与转轴之间，以达到密封的目的；5是内衬套，用来防止填料挤入泵内。由于泵壳与转轴接触处可能是泵内的低压区，为了更好地防止空气从填料函不严密处漏入泵内，故在填料函内装有液封圈3。如图2-6所示，液封圈是一个金属环，环上开了一些径向的小孔，通过填料函壳上的小管可以和泵的排出口相通，使泵内高压液体顺小管流入液封圈内，以防止空气漏入泵内，所流入的液体还起到润滑、冷却填料和轴的作用。

图2-5　填料函

1-填料函壳；2-软填料；3-液封圈；4-填料压盖；5-内衬套

图2-6　液封圈

对于输送酸、碱以及易燃、易爆、有毒的液体，密封的要求就比较高，既不允许漏入空气，又力求不让液体渗出。近年来已广泛采用称为机械密封的轴封装置。它由一个装在转轴上的动环和另一个固定在泵壳上的静环所组成，两环的端面借弹簧力互相贴紧而作相对运动，起到了密封的作用，故又称为端面密封。图2-7是国产AX型机械密封装置的结构，该装置的左侧连接泵壳。螺钉1把传动座2固定于转轴上。传动座内装有弹簧3、推环4、动环密封圈5与动环6，所有这些部件都随轴一起转动。静环7和静环密封圈8装在密封端盖上，并由防转销9加以固定，所有这些部件都是静止不动的。这样，当轴转动时，动环6转动而静环7不动，两环间借弹簧的弹力作用而贴紧。由于两环端面的加工非常光滑，故液体在两环端面的泄漏量极少。此外，动环6和泵轴之间的间隙有动环密封圈5堵住，静环7和密封端盖之间的间隙有静环密封圈8堵住，这两处间隙并无相对运动，故很不易发生泄漏。动环一般用硬材料，如高硅铸铁或由堆焊硬质合金制成。静环用非金属材料，一般由浸渍石墨、酚醛塑料等制成。这样，在动环与静环的相互摩擦中，静环较易磨损，但从机械密封装置的结构看来，静环易于更换。动环与静环的密封圈常用合成橡胶或塑料制成。

图2-7　机械密封装置

1-螺钉；2-传动座；3-弹簧；4-推环；5-动环密封圈；6-动环；7-静环；8-静环密封圈；9-防转销

机械密封装置安装时，要求动环与静环严格地与轴中心线垂直，摩擦面很好地研合，并通过调整弹簧压力，使端面密封机构能在正常工作时，于两摩擦面间形成一薄层液膜，以造成较好地密封和润滑作用。

机械密封与填料密封相比较，有以下优点：密封性能好，使用寿命长，轴不易摩损，功率消耗小。其缺点是零件加工精度高，机械加工较复杂，对安装的技术条件要求比较严格，装卸和更换零件较麻烦，价格也比填料函的高得多。

三、离心泵的主要性能参数与特性曲线

1.离心泵的主要性能参数

为了正确选择和使用离心泵，需要了解泵的性能。离心泵的主要性能参数有排量、工作压力（压头）效率和输入功率，这些参数标注在泵的铭牌上，现将各项意义分述于下。

（1）排量　离心泵的排量，是指泵的送液数量能力，是指离心泵在单位时间内所排送的液体体积，以qv表示，单位常为1/s或m3/h。离心泵的排量取决于泵的结构、尺寸（主要为叶轮的直径与叶片的宽度）和转速。

（2）工作压力　离心泵的工作压力又可用压头或泵的扬程表示，是指泵对单位重量的液体所能提供的有效能量，工作压力用kPa或MPa表示，压头用水柱高m表示。离心泵的工作压力取决于泵的结构（如叶轮的直径、叶片的变曲情况等）、转速和流量。对于一定的泵，在指定的转速下，工作压力与排量之间具有一定的关系。

泵工作时压力可用实验方法测定，如图2-8所示。在泵的进出口处分别安装真空表和压力表，真空表与压力表之间列柏努利方程式，即

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或　

式中　pM——压力表读出的压力（表压）（N／m2）；

pv——真空表读出的真空度（N／m2）；

v1、v2——吸入管、压出管中液体的流速（m/s）；

∑hf——两截面的压头损失（m）。

图2-8　泵压测定安装图

1-流量计；2-压强表；3-真空计；4-离心泵；5-贮槽

由于两截面之间管路很短，其压头损失∑hf可忽略不计。若以hM及hv分别表示压力表和真空表上的读数，以液柱高m作计算，则（2-1）可改写为

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（3）效率　在输送液体过程中，外界能量通过叶轮传给液体时，不可避免地会有能量损失，故泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得，通常用效率η来反映能量损失。这些能量损失包括容积损失、水力损失及机械损失，现将其产生原因分述如下：

容积损失容积损失是由于泵的泄漏造成的。离心泵在运转过程中，有一部分获得能量的高压液体，通过叶轮与泵壳之间的缝隙漏回吸入口，或从填料函处漏至泵壳外，因此，从泵排出的实际流量要比理论排出量为低，其比值称为容积效率η1。

水力损失水力损失是当流体流过叶轮、泵壳时，由于流速大小和方向要改变等原因，流体在泵体内产生冲击而损失能量，所以泵的实际压力要比泵理论上所能提供的压力为低，其比值称为水力效率η2。

机械损失机械损失是泵在运转时，泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间、叶轮盖板外表面与液体之间均产生摩擦，从而引起的能量损失。可用机械效率η3表示。

泵的总效率η（又称效率）等于上述三种效率的乘积，即

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对离心泵来说，一般小型泵的效率为50%～70%，大型泵可达90%。

（4）轴功率离心泵的功率是泵轴所需的功率。当泵直接由电动机带动时，也就是电动机传给轴的输出功率，以N表示，单位为W或kW。有效功率是排送到管道的液体从叶轮所获得的功率，以Ne表示。由于有容积损失、水力损失与机械损失，所以泵的轴功率大于有效功率，即

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而有效功率可写成

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式中　qv——泵的排量（m3/s）；

h——泵的压头（m）；

ρ——被输送液体的密度（kg/m3）；

g——重力加速度（m/s2）。

若式（2-5）中Ne用kW来计量，则

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泵的功率为

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p为泵的工作压力。

2.离心泵的特性曲线

前已述及离心泵的主要性能参数是排量、工作压力（压头）、泵功率及效率，其间的关系由实验测得，测出的一组关系曲线称为离心泵的特性曲线或工作性能曲线，此曲线由泵的制造厂提供，并附于泵样本或说明书中，供使用部门选泵和操作时参考。

图2-9为国产4B20型离心水泵在n＝2900r/min时的特性曲线，由h-qv、N-qv及η-qv三条曲线所组成。特性曲线是在固定的转速下测出的，只适用于该转速，故特性曲线图上都标明转速n的数值。

（1）h-qv曲线　表示泵的压头与排量的关系。离心泵的工作压力普遍是随排量的增大而下降（在排量极小时可能有例外）。

（2）N-qv曲线　表示泵的轴功率与排量的关系。离心泵的功率随排量的增大而上升，排量为零时轴功率最小。所以离心泵启动时，应关闭泵的出口阀门，使启动电流减少，以保护电机。

（3）η-qv曲线　表示泵的效率与排量的关系。从图2-9所示的特性曲线看出，当qv＝0时η＝0，随着排量的增大，泵的效率随之而上升并达到一最大值；以后排量再增，效率便下降。说明离心泵在一定转速下有一最高效率点，称为设计点。泵在与最高效率相对应的排量及压头下工作最为经济，所以与最高效率点对应的qv、h、N值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标出的性能参数就是指该泵在运行时效率最高点的状况参数。但实际上离心泵往往不可能正好在该条件下运转，因此一般只能规定一个工作范围，称为泵的高效率区，通常为最高效率的92%左右。选用离心泵时，应尽可能使泵在此范围内工作。

图2-9　4B20型离心水泵的特性曲线

3.离心泵的转速对特性曲线的影响

离心泵的特性曲线都是在一定转速下测定的，但在实际使用时常遇到要改变转速的情况，这时速度三角形将发生变化，泵压、排量、效率及泵功率也随之改变。当液体的粘度不大且泵的效率不变时，泵排量、泵压头、轴功率与转速的近似关系为：

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式中　qv1、h1、N1——转速为n1时泵的性能参数；

qv2、h2、N2——转速为n2时泵的性能参数。

当转速变化小于20%时，可以认为效率不变，用上式进行计算误差不大。

4.叶轮直径对特性曲线的影响

如果只将叶轮切削而使直径变小，且变化不大，效率可视为基本上不变，则qv与D成正比。在固定转速之下，h与D2成正比，于是N与D3成正比。叶轮直径和泵排量、泵压头、轴功率之间的近似关系为：

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式中qv1、h1、N1——叶轮直径为D1时泵的性能参数；

qv2、h2、N2——叶轮直径为D2时泵的性能参数。

上述关系只有在直径的变化不超过20%时才是可用的。

属于同一系列的泵，其几何形状完全相似，叶轮的直径与厚度之比是固定的。这种几何形状相似的泵，因直径不同而引起的性能变化，qv与D3成正比，h与D2成正比，于是N与D5成正比。叶轮直径和排量、压头、功率之间的近似关系为：

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式中　qv1、h1、N1——叶轮直径为D1时泵的性能；

qv2、h2、N2——叶轮直径为D2时泵的性能。

5.液体物理性质的影响

泵生产部门所提供的离心泵特性曲线一般都是在一定转速和常压下，以常温的清水为工质做实验测得的。当所输送的液体性能与水相差较大时，要考虑粘度及密度对特性曲线的影响。

（1）粘度的影响　离心泵所输送的液体粘度愈大，泵体内能量损失愈多。结果泵的工作压力、排量都要减少，效率下降，而功率则要增大，所以特性曲线改变。

（2）密度的影响　由离心泵的基本方程式看出，离心泵的压头、排量均与液体的密度无关，则泵的效率亦不随液体的密度而改变，所以，h-qv与η-qv曲线保持不变。但是泵的轴功率随液体密度而改变。因此，当被输送的密度与水不同时，原产品目录中对该泵所提供的N-qv曲线不再适用，此时泵的轴功率可按式（2-9）重新计算。

（3）溶质的影响如果输送的液体是水溶液，浓度的改变必然影响液体的粘度和密度。浓度越高，与清水差别越大。浓度对离心泵特性曲线的影响，同样反映在粘度和密度上。如果输送液体中含有悬浮物等固体物质，则泵特性曲线除受浓度影响外，还受到固体物质的种类以及粒度分布的影响。

四、离心泵的安装高度和气蚀现象

（一）气蚀现象

离心泵通过旋转的叶轮对液体作功，使液体能量（包括动能和静压能）增加，在叶轮运动的过程中，液体的速度和压力随之变化。通常离心泵叶轮入口处是压力最低的地方。如果这个地方液体的压力等于或低于在该温度下液体的饱和蒸汽压力pv，就会有蒸汽从液体中大量逸出，形成许多蒸汽和气体相混合的小气泡。这些小气泡随液体流到高压区时，由于气泡内为饱和蒸汽压，而气泡周围大于饱和蒸汽压，因而产生了压差。在这个压差作用下，气泡受压破裂而重新凝结。在凝结过程中，液体质点从四周向气泡中心加速运动，在急剧凝结的一瞬间，质点互相撞击，产生很高的局部压力。这些气泡如果在金属表面附近破裂而凝结，则液体就像无数小弹头一样，连续打击在金属表面上。在压力很大（几百大气压）频率很高（每秒几万次之多）的连续打击下，金属表面逐渐因疲劳而破坏，这种现象叫做汽蚀现象。离心泵在严重的汽蚀状态下运转时，发生汽蚀的部位很快就被破坏成蜂窝或海绵状，使泵的寿命大大地缩短。同时，因汽蚀引起泵体振动，泵的吸液能力和效率也大大下降。为了保证离心泵的正常操作，避免发生汽蚀，泵安装的吸水高度绝对不能超过规定，以保证泵入口处的压力大于液体输送温度下的饱和蒸汽压。

（二）离心泵的安装高度

我国的离心泵规格中，采用两种指标对泵的安装高度加以限制，以免发生汽蚀，现将这两个指标介绍如下。

1.允许吸上真空高度

允许吸上真空高度hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最高真空度，其表达式为

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式中　hs——离心泵的允许吸上真空高度，m液柱；

pa——大气压（N/m2）；

ρ——被输送液体的密度（kg/m3）。

要确定允许吸上真空度与允许安装高度hg之间关系，可设离心泵吸液装置如图2-10所示。以贮槽液面为基准面，列出槽面0-0与泵入口1-1截面的柏努利方程式，则

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式中，∑hf为液体流经吸入管路时所损失的压头（m）。由于贮槽是敞口的，则p0为大气压pa。

上式可写成

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将式（2-10）代入上式，则

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此式可用于计算泵的安装高度。

图2-10　离心泵吸液示意图

由上式可知，为了提高泵的允许安装高度，应该尽量减少

和∑hf。为了减少

，在同一流量下，应选用直径稍大的吸入管以外，吸入管应尽可能地短，并且尽量减少弯头和不安装截止阀等。

泵制造厂只能给出hs值，而不能直接给出hg值。因为每台泵使用条件不同，吸入管路的布置情况也各异，有不同的

和∑hf值，所以只能由使用单位根据吸入管路具体的布置情况，由计算确定hg。

在泵样本或说明书中所给出的hs是指大气压力为10mH2O，水温为20℃状态下的数值，如果泵的使用条件与该状态不同时，则应把样本上所给出的hs值，换算成操作条件下的h′s值，其换算公式为

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式中h′s——操作条件下输送液体时的允许上真空高度（mH2O）；

hs——泵样本中给出的允许吸上真空度高（mH2O）；

ha——泵工作处的大气压（mH2O）；

hr——操作温度下液体的饱和蒸汽压（mH2O）。

泵安装地点的海拔越高，大气压力就越低，允许吸上真空度就小，若输送液体的温度越高，或液体越易挥发所对应的饱和蒸汽压就越高，这时，泵的允许吸上真空度也就越小。不同海拔高度时大气压如表2-1。

表2-1　不同海拔高度的大气压力

2.汽蚀余量

汽蚀余量△h是指离心泵入口处，液体的静压头

与动压头

之和超过液体在操作温度下的饱和蒸气压头

的某一最小指定值，即

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式中　△h——汽蚀余量（m）；

pr——操作温度下液体饱和蒸汽压（N/m2）。

将式（2-11）与（2-14）合并可导出汽蚀余量△h与允许安装高度hg之间关系为

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式中　p0为液面上方的压力，若为敞口液面，则

p0＝pa

应当注意，泵性能表上△h值也是按输送20℃水而规定的。当输送其它液体时，需进行校正。

由上可知，只要已知允许吸上真空高度hs与汽蚀余量△h中的任一个参数，均可确定泵的安装高度。

五、离心泵的类型与选择

1.离心泵的类型

工业生产中被输送液体的性质、压强、流量等差异很大，为了适应各种不同要求，离心泵的类型也是多种多样的。按液体的性质可分为水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵等；按叶轮吸入方式可分为单吸泵与双吸泵；按叶轮数目又可分为单级泵与多级泵。各种类型的离心泵按照其结构特点各自成为一个系列，并以一个或几个汉语拼音字母作为系列代号，在每一系列中，由于有各种不同的规格，因而附以不同的字母和数字来区别。现对工厂中常用离心泵的类型作简要说明。

（1）水泵（B型、D型、Sh型）凡是输送清水以及物理、化学性质类似于水的清洁液体，都可以用水泵。

应用最广泛的为单级单吸悬臂式离心水泵，其系列代号为B，称B型水泵，其结构如图2-11所示。泵体和泵盖都是用铸铁制成，全系列扬程范围为8～98m，排量范围为4.5～360m3/h。

若所要求的压头较高而流量并不太大时，可采用多级泵，如图2-12所示，在一根轴上串联多个叶轮，从一个叶轮流出的液体通过泵壳内的导轮，引导液体改变流向，同时将一部分动能转变为静压能，然后进入下一个叶轮入口，液体从几个叶轮多次接受能量，故可达到较高的压头。我国生产的多级泵系列代号D，称为D型离心泵，一般自2级到9级，最多可到12级，全系列扬程范围为14～351m，排量范围为10.8～850m3/h。

若输送液体的流量较大而所需的压头并不高时，则可采用双吸泵。双吸泵的叶轮有两个入口，如图2-13所示。由于双吸泵叶轮的厚度与直径之比加大，且有两个吸入口，故输液量较大。我国生产的双吸离心泵系列代号为Sh，全系列扬程范围为9～140m，排量范围为120～12500m3/h。

（2）耐腐蚀泵（F型）输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵，其主要特点是和液体接触的部件用耐腐蚀材料制成。各种材料制造的耐腐蚀泵在结构上都要求简单，易更换零件，检修方便。都用F作为耐腐蚀泵的系列代号。在F后面再加一个字母表示材料代号，以作区别。我国生产的F型泵采用了许多材料制造，例如：

图2-11　B型水泵结构图

1-泵体；2-叶轮；3-密封环；4-护轴套；5-后盖；6-泵轴；7-托架；8-联轴墨部件

图2-12　多级泵示意图

图2-13　双吸泵示意图

灰口铸铁——材料代号为H，用于输送浓硫酸；

高硅铸铁——材料代号为G，用于输送压强不高的硫酸或以硫酸为主的混酸；

铬镍合金钢——材料代号为B，用于常温输送低浓度的硝酸、氧化性酸液、碱液和其他弱腐蚀性液体；

铬镍钼钛合金钢-材料代号为M，最适用于硝酸及常温的高浓度硝酸；

聚三氟氯乙稀塑料-材料代号为S，适用于90℃以下的硫酸、硝酸、盐酸和碱液。

耐腐蚀泵的另一个特点是密封要求高。由于填料本身被腐蚀的问题也难彻底解决，所以F型泵根据需要采用机械密封装置。

F型泵全系列的扬程范围为15～105m，排量范围为2～400m3/h。

图2-14　B型水泵系列特性曲线

表2-2　B型水泵性能表（部分）

注：括号内数字是JO型电机功率。

（3）杂质泵（P型）　输送悬浮液及粘稠的浆液等常用杂质泵。在非金属矿产加工过程中得到广泛地应用。系列代号为P，又细分为污水泵PW、砂泵PS、泥浆泵PN等。对这类泵的要求是：不易被杂质堵塞、耐磨、容易拆洗。所以它的特点是叶轮流道宽，叶片数目少，常采用半闭式或开式叶轮。有些泵壳内衬以耐磨的铸钢护板或橡胶衬板。

在泵的产品目录或样本中，泵的型号是由字母和数字组合而成，以代表泵的类型、规格等，现举例说明。

8B29A：

其中8——泵吸入口直径，英寸，即8×25＝200mm；

B——单级单吸悬臂式离心水泵；

29——泵的扬程，m；

A——该型号泵的叶轮直径经切割比基本型号8B29的小一级。

为了选用方便，泵的生产部门常对同一类型的泵提供系列特性曲线，图2-14就是B型水泵系列特性曲线图。把同一类型的各型号泵与较高效率范围相对应的一段h-qv曲线，绘在一个总图上。图中扇形面的上方弧形线代表基本型号，下方弧形线代表叶轮直径比基本型号小一级的型号A。若扇形面有三条弧形线，则中间弧形线代表型号A，下方弧形线代表叶轮直径比基本型号再小一级的型号B。图中的符号与数字见图内说明。

2.离心泵的选择

离心泵的选择，一般可按下列的方法与步骤进行：

（1）确定输送系统的流量与工作压力（压头） 液体的输送量一般为生产任务所规定，如果流量在一定范围内变动，选泵时应按最大流量考虑。根据输送系统管路的安排，用柏努利方程式计算在最大流量下管路所需的压头。

（2）选择泵的类型与型号根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型。按已确定的流量Qe和压头he或工作压力p从泵样本或产品目录中选出合适的型号。选出的泵能提供的排量Q和压头h不见得与管路所要求的Qe和压头he或工作压力p完全相符，而且考虑到操作条件的变化和应具备一定的潜力，所选的泵可以稍大一些，但在该条件下泵的效率应比较高，即点（Qe、he）坐标位置应靠近在泵的高效率范围所对应的h-qv曲线下方。

泵的型号选出后，应列出该泵的各种性能参数（表2-2是B型泵的性能表（部分））。

（3）核算泵的轴功率若输送液体的密度大于水的密度时，可按式（2-7）核算泵的轴功率。

水泵原理详细介绍

借动力设备和传动装置或利用自然能源将水由低处升至高处的水力机械。广泛应用于农田灌溉、排水以及农牧业、工矿企业、城镇供水、排水等方面。用于农田排灌、农牧业生产过程中的水泵称农用水泵，是农田排灌机械的主要组成部分之一。

类型

根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量，主要有活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、隔膜泵、螺杆泵等类型。叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。潜水电泵的泵体部分是叶片泵。其他类型的水泵有射流泵、水锤泵、内燃水泵等，分别利用射流水锤和燃料爆燃的原理进行工作。水轮泵则是水轮机与叶片泵的结合。上述各类水泵中以下列各式较具代表性。

离心泵是利用离心力的作用增加水体压力并使之流动的一种泵。由泵壳、叶轮、 转轴等组成。动力机带动转轴，转轴带动叶轮在泵壳内高速旋转，泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体自叶轮周边抛出，汇成高速高压水流经泵壳排出泵外，叶轮中心处形成低压，从而吸入新的水流，构成不断的水流输送作用。叶轮具有逆旋转方向弯曲的叶片，其结构型式有封闭式、半封闭式和敞开式3种,农用的多为封闭式叶轮，叶片两侧由圆盘封闭。泵体沿出水管方向逐渐扩张成蜗壳形。水流自叶轮一面吸入的称单吸离心泵，自叶轮两面吸入称双吸离心泵。为增加扬程，可将多个叶轮装在同一轴上成为多级离心泵。由前一叶轮排出的水进入后一叶轮的进水口，增压后再从后一叶轮排出，因而叶轮数愈多，压力愈高。有的离心泵带有能自动排除吸水管和泵体内空气的装置，在起动前无需向泵体灌水，称自吸离心泵，但其效率常低于一般离心泵。

离心泵在农田排灌和农牧业供水中应用最广。多用于扬程高而流量小的场合。单级离心泵的扬程为5～125米，排出的流量均匀,一般为6.3～400米3/小时,效率约可达86～94％。

轴流泵

由泵壳、叶轮和转轴等机件构成。也称螺桨泵。叶轮上有螺旋桨状的叶片若干，当叶轮随转轴一起被动力机械驱动旋转时，各叶片将水推向一端，同时又在另一端从水源吸取水，使水产生沿着平行于转轴方向的连续流动，达到不断输送水流的目的。水流压力因叶轮转动作用而提高。由叶轮出来的旋转水流通过固定导叶后，消除了旋转分速度，并由于扩散作用而使其部分动能转换成压力能,推动泵壳内的水流沿轴向上升,由出水管流出。轴流泵多用于扬程低而流量大的场合，扬程范围1～25米左右；流量2.7～60.0米3/秒，效率可达85～90.5％。安装方式有立式、卧式和斜式3种,其中以立式轴流泵应用较多(图2)。 大型轴流泵叶轮轮毂上的旋桨叶片的安装角度可以调节，或借液压传动的转轴在运行中随时间调节，以适应扬程及流量变化的要求，获得较高的生产率，故称可调式轴流泵。

贯流泵是卧式轴流泵的一种。由电动机、减速装置和水泵组成一整体，装设在水下堤坝内部的机坑内，其进出水流道位于一条直线上，近似直圆筒形，水力损失少，提水效率高，且结构紧凑，安装、检修方便，泵站工程简单。圬工泵是一种低扬程轴流泵，除叶轮及其外围的泵壳用金属材料制成以外，进水流道和出水流道均采用砖石或混凝土结构，其扬程在2米以下,流量大、结构简单、造价低、效率高。适用于低洼地区的排涝和灌溉。

混流泵

构造和工作原理兼有离心泵和轴流泵两种类型的特点的一种水泵。叶轮被动力机械带动旋转时，叶片一方面推动着水体，同时又驱使水体旋转产生离心作用。水体在叶片的推力和离心力的作用下产生流动和提高压力。水流由轴向流入叶轮后沿叶片斜向流出，常用于输送排量较大而压力中等的场合。通常有蜗壳式和导叶式两种类型。蜗壳式混流泵的结构同离心泵相似，利用蜗壳形流道将水流通过叶轮后获得的动能转换为压力能，一般中、小型混流泵多采用蜗壳式结构。导叶式混流泵也称斜流泵，其结构与轴流泵相似，具有径向尺寸较小，结构简单轻便等特点。大型混流泵以导叶式居多，其叶片的安装角度一般也能调节。混流泵的扬程范围一般为 3～10.5米，起动功率较低，能适应水位的变化,流量为0.1～50米3/秒；效率可达64～86％。20世纪70年代以来，大型混流泵的发展速度较快，在许多场合有取代大型轴流泵的趋势。

长轴深井泵

多数是一个立式单吸离心泵，其叶轮装在井中动水位以下，动力机设置在井上，通过传动长轴驱动叶轮在导流壳内旋转，水流沿导流壳与叶轮之间的流道，经输水管向上提升到地面。扬程高时可采用多个叶轮串联的多级离心泵。由于传动长轴的制造和安装精度要求较高，效率随井深的增加而显著降低，因而一般只用于不超过100米的深井。

潜水电泵

泵体叶轮和驱动叶轮的电机都潜入水中工作的一种水泵，有深井用和作业面用两种。深井用潜水电泵通过伸入井中的电缆向电机供电，免去了传动长轴，因而结构紧凑,重量轻,安装、使用和转移方便，在有电源地区有取代长轴深井泵的趋势，但对含沙量大的水井和无电源地区不适用。潜水电泵用的电动机有干式（电机全部密封）、半干式（电机的定子密封，而转子在水中运转）、充油式（电机内部充油以防水分侵入绕组）和湿式(电机内部充水，定子和转子都在水中运转)等类型。前3种都需要密封且制造安装精度要求较高,因而农用深井潜水电泵通常采用湿式电动机，其定子绕组采用耐水绝缘导线或在定子绕组端部及槽内浇注合成树脂，水进入电机内部影响不大,密封结构可大大简化,只要求防砂。有的深井潜水电泵扬程高达1400米，最大流量达1.4米3／秒。

射流式深井泵

通常是由射流泵和离心泵配以相应套管组成。用于从30米以内的深井中提水。射流泵的工作原理是使压力通过喷嘴喷射到喉管的入口处，由于射流的横向紊动扩散作用，带走吸水管内的空气，使管内形成真空，井水被吸入并与射流水在喉管内混合，进行能量交换。在喉管的出口处二者的流速趋近一致，再通过扩散管将大部分动能转换为压力能，使水压进一步提高，最后从排水管排出。

射流式深井泵有两种组合类型：①将射流泵同离心泵并联，离心泵通过管路将压力水送入射流泵，射流泵将这部分水与被吸水一同向上提升，从而使小流量的高压水转换成大流量的低压水，主要用于地面灌溉和渠道清淤等；②将射流泵和离心泵串并联，使射流泵给离心泵加压，提高其吸程，而将离心泵的出水量分出一部分提供给射流泵,其余部分送入压水池或压力管路,其出水压力较高，主要用于喷灌设备和农牧业供水。同潜水电泵和长轴深井泵相比，射流式深井泵具有结构简单、工作可靠、制造方便、成本低等特点；但效率较低，相同工况下的电耗较高。

螺杆泵

依靠螺杆转动时泵腔容积的变化吸入和输送水体的一种容积泵。有单螺杆、双螺杆和多螺杆等类型。在农业中使用的是单螺杆泵，其泵腔由钢制螺杆和固定安装在泵壳内的橡胶套管组成。具有单螺距的螺杆在具有双螺距内螺旋的套管内转动，两者间形成的空腔由吸入端移动到出口端，从而形成连续的水流。由于其结构简单、体积小、拆装容易、工作可靠，自吸性能好，多用于移动式喷灌系统。

手动隔膜泵

用于低扬程、小流量的提水作业，由泵体、 进出水管、进出水阀门、 隔膜和推拉杆等组成。泵体可由一个或两个泵腔组成。具有两个泵腔的隔膜泵，其隔膜设置在泵体的中央，或两个隔膜分别装在分隔的两个泵腔外侧。工作时由两人用手操纵与隔膜相连的推拉杆，推动隔膜作压进和张开的往复运动，使两个泵腔的容积交替扩大和缩小。当泵腔扩大时，压力减小，进水阀开启出水阀关闭，水从进水管流入泵腔；当泵腔缩小时，压力加大，进水阀关闭，出水阀开启，泵腔内的水从排水管流出，两个泵腔交替吸水和排水，每小时可提水10～20吨。

拉杆式活塞泵

由畜力原动机、风力机或内燃机等驱动，常在放牧场上从井中提水时使用。由泵缸、活塞、进出水管、进出水阀门、拉杆和传动装置等组成。活塞靠连接在它上面的拉杆带动，在泵缸内作上下往复运动。当活塞向上运动时，进水阀开启，进水管中的水进入泵缸,同时出水阀关闭,活塞上面的水被带动向上提升；当活塞向下运动时，进水阀关闭，出水阀开启，泵缸内的水由出水阀升到活塞上面，如此反复进水和提升，使水不断从排水管排出。

性能参数

衡量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等对叶片式水泵来说,还有转速和比转数。 ①吸程。即水泵的吸水高度。指由泵体中心至水源水平面的垂直距离，利用泵体内真空度抽吸水流时,容许吸程一般不大于7.5米。 ②扬程。即水泵的提水高度。指单位重量的水通过水泵后，能量增加的数值。一般将抽水站进、出水池水面的高度差称为实际扬程； 加上抽水站管路及其附件(如底阀、弯头、闸阀等)的水头损失称为总扬程。水泵铭牌上所标的扬程,是指水泵在一定转速条件下效率最高时的扬程，是实际扬程和损失扬程之和。 ③流量。指水泵在单位时间内输水的数量,也称输水量。常用的流量单位有升/秒、米3/秒、米3/小时、千克/秒、吨/小时等几种。 ④轴功率。指动力机械输送给水泵轴的功率，即水泵的输入功率。 ⑤水功率。又称有效功率。指单位时间内水泵用于输水的实际功率，即水泵的输出功率。 ⑥效率。水功率与轴功率的比值即为水泵效率，通常以百分数表示。它是用来衡量动力机械传送给水泵的能量利用情况的指标，反映出水泵效能的优劣。 ⑦比转数。表示水泵特性的综合性参数。通常用nS来表示。nS=3.65nQ1/2H-3/4。式中n为转速(转/分)，Q为流量(米3/秒),对双吸式水泵应以Q/2代入式内H为扬程(米)。水泵的比转数与水泵的各项参数密切相关。一般离心泵的比转数较小,因其叶轮直径大,出口宽度窄,扬程高而流量小；而轴流泵的比转数较大,因而扬程低而流量大；混流泵则介于两者之间。常用离心泵的比转数为30～300,混流泵为300～600,轴流泵为500～1800。两台几何相似的叶片泵,其比转数必然相等。因而可以利用几何相似模型的试验数据来预测大型泵的性能参数。

水泵的配套功率

水泵与动力的合理配套对保证水泵的正常运行，以获得高效率和低能耗具有重要的意义。配套动力机的功率根据水泵的扬程H(米)和流量Q（米3/秒）按下式计算：（千瓦）。扬程H 由几何扬程Hj和管路损失HS两项组成，在初步选型时可按HS=(0.1～0.2)Hj估算。 管路确定后根据管道和接头的类型或尺寸按流体力学方法计算或查表求得。式中K 为功率储备系数,常用K=1.05～1.3,功率大时取小值η1为传动效率，当动力机与水泵直接联结时η1=1；η2为水泵效率，根据泵型和工况确定。

进出水管与水池

水泵配套的进出水管道直径D根据下式选用 = 1.13Q1/2V-1/2(米),式中V 为管内流速,一般进水管V ≤2米/秒，出水管V ≤3米/秒。如采用直径变化的渐变管时,其渐变部分的长度应大于平均直径的5～7 倍。离心泵和轴流泵的进水管口设在进水池水面以下距离h1处,h1=(1.4～1.6)D1,D1为进水管直径。轴流泵的叶轮中心线设在进水池水面以下距离h3处,h2≥(0.75～D)D0,D0为叶轮直径。进水管口离池底的高度h0=(0.5～1)D0。单台水泵的进水池宽度为(2～3)D1。安装多台水泵的进水池中，相邻进水管的间距为(3～3.5)D1。进水管至进水池后壁的距离为(1～1.5)D1。为避免浪费扬程，通常将出水管装在出水池水面以下。中小型水泵出水管下缘至池底的距离约为10～20厘米；出水管上缘至水面的垂直距离为(1～2)V娤/2g，v2为出水流速(米/秒)；出水池长度为(6～12)D2。D2为出水管直径出水管与池壁的距离为0.2～0.5米。

发展趋势

对发展农用水泵的要求是提高效率、降低能耗和充分利用自然能源。用一台大泵代替多台小泵可提高机组效率、节约材料、降低能耗和工程造价，且便于实现自动化管理。因此，各种大型轴流泵和混流泵发展较快,最大叶轮直径分别达到4.6米和6.2米,配套功率最高达1.25万千瓦，混流泵有取代部分高扬程轴流泵和低扬程离心泵的趋势。在深井提水方面主要发展潜水电泵,其最大口径已达1米,有的采用6000伏高压电机,最大功率达2500千瓦。水轮泵、风力拉杆泵、螺杆泵、各种人畜力驱动的隔膜泵、活塞泵和专用于同喷灌设备配套的水泵等，在中国和其他一些国家也受到不同程度的重视。 转载请注明出自水泵技术论坛——水泵人网上技术交流专业平台。

根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量，主要有活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、隔膜泵、螺杆泵等类型。叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。潜水电泵的泵体部分是叶片泵。其他类型的水泵有射流泵、水锤泵、内燃水泵等，分别利用射流水锤和燃料爆燃的原理进行工作。水轮泵则是水轮机与叶片泵的结合。上述各类水泵中以下列各式较具代表性。 离心泵是利用离心力的作用增加水体压力并使之流动的一种泵。由泵壳、叶轮、 转轴等组成。动力机带动转轴，转轴带动叶轮在泵壳内高速旋转，泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体自叶轮周边抛出，汇成高速高压水流经泵壳排出泵外，叶轮中心处形成低压，从而吸入新的水流，构成不断的水流输送作用。叶轮具有逆旋转方向弯曲的叶片，其结构型式有封闭式、半封闭式和敞开式3种,农用的多为封闭式叶轮，叶片两侧由圆盘封闭。泵体沿出水管方向逐渐扩张成蜗壳形。水流自叶轮一面吸入的称单吸离心泵，自叶轮两面吸入称双吸离心泵。为增加扬程，可将多个叶轮装在同一轴上成为多级离心泵。由前一叶轮排出的水进入后一叶轮的进水口，增压后再从后一叶轮排出，因而叶轮数愈多，压力愈高。有的离心泵带有能自动排除吸水管和泵体内空气的装置，在起动前无需向泵体灌水，称自吸离心泵，但其效率常低于一般离心泵。 离心泵在农田排灌和农牧业供水中应用最广。多用于扬程高而流量小的场合。单级离心泵的扬程为5～125米，排出的流量均匀,一般为6.3～400米3/小时,效率约可达86～94％。 轴流泵 由泵壳、叶轮和转轴等机件构成。也称螺桨泵。叶轮上有螺旋桨状的叶片若干，当叶轮随转轴一起被动力机械驱动旋转时，各叶片将水推向一端，同时又在另一端从水源吸取水，使水产生沿着平行于转轴方向的连续流动，达到不断输送水流的目的。水流压力因叶轮转动作用而提高。由叶轮出来的旋转水流通过固定导叶后，消除了旋转分速度，并由于扩散作用而使其部分动能转换成压力能,推动泵壳内的水流沿轴向上升,由出水管流出。轴流泵多用于扬程低而流量大的场合，扬程范围1～25米左右；流量2.7～60.0米3/秒，效率可达85～90.5％。安装方式有立式、卧式和斜式3种,其中以立式轴流泵应用较多(图2)。 大型轴流泵叶轮轮毂上的旋桨叶片的安装角度可以调节，或借液压传动的转轴在运行中随时间调节，以适应扬程及流量变化的要求，获得较高的生产率，故称可调式轴流泵。 贯流泵是卧式轴流泵的一种。由电动机、减速装置和水泵组成一整体，装设在水下堤坝内部的机坑内，其进出水流道位于一条直线上，近似直圆筒形，水力损失少，提水效率高，且结构紧凑，安装、检修方便，泵站工程简单。圬工泵是一种低扬程轴流泵，除叶轮及其外围的泵壳用金属材料制成以外，进水流道和出水流道均采用砖石或混凝土结构，其扬程在2米以下,流量大、结构简单、造价低、效率高。适用于低洼地区的排涝和灌溉。 混流泵 构造和工作原理兼有离心泵和轴流泵两种类型的特点的一种水泵。叶轮被动力机械带动旋转时，叶片一方面推动着水体，同时又驱使水体旋转产生离心作用。水体在叶片的推力和离心力的作用下产生流动和提高压力。水流由轴向流入叶轮后沿叶片斜向流出，常用于输送排量较大而压力中等的场合。通常有蜗壳式和导叶式两种类型。蜗壳式混流泵的结构同离心泵相似，利用蜗壳形流道将水流通过叶轮后获得的动能转换为压力能，一般中、小型混流泵多采用蜗壳式结构。导叶式混流泵也称斜流泵，其结构与轴流泵相似，具有径向尺寸较小，结构简单轻便等特点。大型混流泵以导叶式居多，其叶片的安装角度一般也能调节。混流泵的扬程范围一般为 3～10.5米，起动功率较低，能适应水位的变化,流量为0.1～50米3/秒；效率可达64～86％。20世纪70年代以来，大型混流泵的发展速度较快，在许多场合有取代大型轴流泵的趋势。 长轴深井泵 多数是一个立式单吸离心泵，其叶轮装在井中动水位以下，动力机设置在井上，通过传动长轴驱动叶轮在导流壳内旋转，水流沿导流壳与叶轮之间的流道，经输水管向上提升到地面。扬程高时可采用多个叶轮串联的多级离心泵。由于传动长轴的制造和安装精度要求较高，效率随井深的增加而显著降低，因而一般只用于不超过100米的深井。 潜水电泵 泵体叶轮和驱动叶轮的电机都潜入水中工作

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