第四章消防泵.ppt

1、第四章第四章 消防泵基础消防泵基础消防泵 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 离心泵离心泵 第三节第三节 车用消防泵车用消防泵 第四节第四节 引水装置引水装置 第五节第五节 手抬机动消防泵手抬机动消防泵第一节 概述 一、泵的定义一、泵的定义 二、泵的分类二、泵的分类 三、消防泵的分类三、消防泵的分类 四、消防泵的性能参数四、消防泵的性能参数 五、消防泵的性能特性曲线五、消防泵的性能特性曲线 六、汽蚀与安装高度六、汽蚀与安装高度一、泵的定义 泵是利用外加能量输送流体的流体机械。泵是利用外加能量输送流体的流体机械。二、泵的分类 泵的种类较多，分类方法也较多，常见的有两泵的种类较多，分类方法也较多

2、，常见的有两种：种： （一）按用途分（一）按用途分 泵有供水泵、泵有供水泵、 污水泵、排水泵、工业用泵、污水泵、排水泵、工业用泵、矿山用泵、机床用泵、空调用泵、核能泵、矿山用泵、机床用泵、空调用泵、核能泵、计量泵（加油站）、液压伺服泵（云梯消防计量泵（加油站）、液压伺服泵（云梯消防车）、消防泵（用于消防上的泵统称为消防车）、消防泵（用于消防上的泵统称为消防泵）。泵）。 （二）按原理分（二）按原理分（二）按原理分 1、容积泵、容积泵 2、叶片泵、叶片泵 3、其它（如喷射泵、其它（如喷射泵）1、容积泵 容积泵容积泵依靠泵本身内部若干个容积空腔，在依靠泵本身内部若干个容积空腔，在泵工作时发生周期性变

3、化来完成输送液体或气泵工作时发生周期性变化来完成输送液体或气体的泵。体的泵。 运用此原理的泵有：运用此原理的泵有：活塞泵活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、柱塞泵、隔膜泵、刮片泵刮片泵、齿轮泵（举高消防车）、齿轮泵（举高消防车）、水环泵水环泵、螺、螺旋泵等。旋泵等。 活塞泵活塞泵、柱塞泵、柱塞泵、水环泵水环泵、刮片泵刮片泵等，消防上等，消防上通常作为引水装置使用通常作为引水装置使用. 借活塞在汽缸内的借活塞在汽缸内的往复作用使缸内容积往复作用使缸内容积反复变化，以吸入和反复变化，以吸入和排出流体排出流体活塞泵水环式真空泵叶片的叶轮偏心地装水环式真空泵叶片的叶轮偏心地装在圆柱形泵壳内。泵内注入一定量在圆柱形

4、泵壳内。泵内注入一定量的水。叶轮旋转时，将水甩至泵壳的水。叶轮旋转时，将水甩至泵壳形成一个水环，环的内表面与叶轮形成一个水环，环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心，轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心，右半轮毂与水环间的进气空间右半轮毂与水环间的进气空间4逐渐逐渐扩大，从而形成真空，使气体经进扩大，从而形成真空，使气体经进气管进入泵内进气空间。随后气体气管进入泵内进气空间。随后气体进入左半部，由于毂环之间容积被进入左半部，由于毂环之间容积被逐渐压缩而增高了压强，于是气体逐渐压缩而增高了压强，于是气体经排气空间及排气管被排至泵外。经排气空间及排气管被排至泵外。水环泵转子旋转时，叶片在离心力的

5、作用转子旋转时，叶片在离心力的作用下被甩出，与壳体内表面紧密接触。下被甩出，与壳体内表面紧密接触。 转子旋转一周，每一叶片完成转子旋转一周，每一叶片完成一个往复运动，其最大行程为两者一个往复运动，其最大行程为两者之间的偏心距（即壳体内半径与转之间的偏心距（即壳体内半径与转子半径之差）。子半径之差）。 当叶片由下顶点滑向上顶点时，当叶片由下顶点滑向上顶点时，叶片之间的容积逐渐增大；再由上叶片之间的容积逐渐增大；再由上顶点滑向下顶点时，则叶片之间的顶点滑向下顶点时，则叶片之间的容积逐渐减少。容积逐渐减少。 叶片之间容积的增大和减少即叶片之间容积的增大和减少即可用来吸气和排气引水。可用来吸气和排气引

6、水。刮片泵2、叶片泵 利用水泵本身叶片的转动，把能量传给被输送的液体，利用水泵本身叶片的转动，把能量传给被输送的液体，使液体具有一定流量和压力的泵。使液体具有一定流量和压力的泵。3、喷射泵 利用工作介质（如水、液体、气体、水蒸气等）向被利用工作介质（如水、液体、气体、水蒸气等）向被输送流体传递能量来完成输送另一种流体的泵输送流体传递能量来完成输送另一种流体的泵。 如：排吸器、泡沫管枪、环泵式泡沫比例混合器、消如：排吸器、泡沫管枪、环泵式泡沫比例混合器、消防车和手抬泵上的排气引水器等。防车和手抬泵上的排气引水器等。三、消防泵的分类 （一）按用途及配用对象分（一）按用途及配用对象分 （二）按输送的

7、介质分（二）按输送的介质分 （三）按出口压力分（三）按出口压力分 （四）按结构型式分（四）按结构型式分 （五）消防泵型号编制（五）消防泵型号编制按用途及配用对象分 （1）车用消防泵车用消防泵安装在消防车底盘上的消安装在消防车底盘上的消防泵。防泵。 （2）手抬机动消防泵手抬机动消防泵可用人力搬运移动的可用人力搬运移动的机动消防泵。机动消防泵。 （3）固定消防泵组固定消防泵组固定安装于建筑物内外，固定安装于建筑物内外，用于固定灭火系统或其它消防设施上的消防泵。用于固定灭火系统或其它消防设施上的消防泵。 （4）牵引消防泵牵引消防泵可用人力或机动车辆牵引可用人力或机动车辆牵引的消防泵。的消防泵。 （5

8、）船用消防泵船用消防泵安装于船舶及消防艇上的安装于船舶及消防艇上的消防泵。消防泵。（二）按输送的介质分 （1）消防水泵消防水泵主要用于输送水或混合液主要用于输送水或混合液 （2）泡沫液泵泡沫液泵主要用于输送泡沫液主要用于输送泡沫液 （3）引水泵引水泵主要用作消防泵的附属装置，主要用作消防泵的附属装置，用于排除水泵及吸水管内的空气，以形成真空用于排除水泵及吸水管内的空气，以形成真空而引水而引水（三）按出口压力分 （1）低压消防泵低压消防泵出口压力出口压力 P13105Pa （2）中压消防泵中压消防泵出口压力出口压力 14105PaP25105Pa （3）高压消防泵高压消防泵出口压力出口压力 P2

9、5105Pa （4）中低压消防泵中低压消防泵出口压力两种状态：常出口压力两种状态：常压、中压压、中压 （5）高低压消防泵高低压消防泵出口压力两种状态：常出口压力两种状态：常压、高压压、高压 （6）全压消防泵全压消防泵BS30 常压消防泵常压消防泵中中低低压压消消防防泵泵高低压消防泵（四）按结构型式分 （1）单级离心泵单级离心泵设置一只离心式叶轮的消设置一只离心式叶轮的消防水泵防水泵 （2）双级离心泵双级离心泵设置有串联工作的两只离设置有串联工作的两只离心式叶轮的消防水泵心式叶轮的消防水泵 （3）串并联离心泵）串并联离心泵设置成两只或两只以上设置成两只或两只以上离心式叶轮，可串联或并联的消防水泵

10、离心式叶轮，可串联或并联的消防水泵 （4）离心旋涡消防泵离心旋涡消防泵设置一只或一只以上设置一只或一只以上离心式叶轮和一只或一只以上的旋涡叶轮，并离心式叶轮和一只或一只以上的旋涡叶轮，并且离心级与旋涡级可串联或并联工作的消防泵。且离心级与旋涡级可串联或并联工作的消防泵。 （5）串联离心泵串联离心泵（五）消防泵型号编制（五）消防泵型号编制 单级 BD+流量 双级 BS+流量 高（中）低压消防泵 CB / 高压压力中压压力低压压力低压流量中压流量高压流量单位压强：bar流量：l/s如CB20 10/15 30、CB40 10/6 40、 CB40 20 10/6 20 40四、消防泵的性能参数 （

11、一）流量（一）流量 （二）扬程（二）扬程 （三）功率（三）功率 （四）效率（四）效率 （五）转速（五）转速 （六）允许吸上高度（六）允许吸上高度 （七）引水时间（七）引水时间 （八）最大真空度（八）最大真空度 （九）引水装置脱离压力（九）引水装置脱离压力（一）流量 泵在单位时间内输出液体的数量，叫流量，用泵在单位时间内输出液体的数量，叫流量，用Q表示，表示， 单位单位: 升升/秒（秒（l/s）、米）、米3/秒（秒（m3/s）、立方米）、立方米/分钟分钟（m3/min） 1米米3=1000升升 1小时小时=60分分=3600秒秒 1升升/秒秒=60升升/分分（二）扬程 单位重量的液体通过泵所获得

12、的能量，叫扬程，用单位重量的液体通过泵所获得的能量，叫扬程，用H表示，用表示，用mH2O、Pa、kPa、MPa、kgf/cm2计量。计量。 扬程亦称水头或给水高。扬程亦称水头或给水高。 单位的换算：单位的换算： 1atm=1.0125105Pa=10.33mH2O 1MPa=1000kPa=106Pa 工程上使用时近似为：工程上使用时近似为： 1.kgfcm20.1MPa=10m 水泵的扬程比实际送水高度要大。若不考虑压力损水泵的扬程比实际送水高度要大。若不考虑压力损失，水泵的扬程应为吸水管面到失，水泵的扬程应为吸水管面到水最高点之间水最高点之间的垂直距离。的垂直距离。（三）功率 消防泵的功率

13、应包括消防泵的功率应包括:有效功率有效功率Ne、轴功率、轴功率N、配用、配用功率功率Ng.。 1、有效功率、有效功率指流经消防泵的液体在单位时间内指流经消防泵的液体在单位时间内从泵中获及的能量。从泵中获及的能量。 Ne=rQH/102(kw) =rQH/75(HP) 2、轴功率、轴功率是指原动机施加在水泵轴上的功率是指原动机施加在水泵轴上的功率N 3、配用功率、配用功率消防泵所匹配消防泵所匹配 的原动机功率的原动机功率Ng 换算：换算：1马力马力=736瓦瓦=0.736千瓦千瓦 1千瓦千瓦=1.36马力马力（四）效率 水泵有效功率与轴功率的比值水泵有效功率与轴功率的比值 =Ne/N100% 效

14、率效率是评定一台水泵设计制造优劣的一项重要是评定一台水泵设计制造优劣的一项重要指标。指标。 目前目前 小型离心泵的效率小型离心泵的效率 =70-80% 大型离心泵的效率大型离心泵的效率 =90% 由于水泵运动副之间的摩擦损失和局部阻力损失，由于水泵运动副之间的摩擦损失和局部阻力损失，轴功率总是大于有效功率轴功率总是大于有效功率Ne。离心泵的效率和实际压头 现在将控制体扩展到泵壳的内表面和轴承、轴封等处，现在将控制体扩展到泵壳的内表面和轴承、轴封等处，而且叶轮的叶片为有限多，输送的是实际液体。泵的而且叶轮的叶片为有限多，输送的是实际液体。泵的实际压头与实际流量分别均小于理论压头和流量。离实际压头

15、与实际流量分别均小于理论压头和流量。离心泵的实际压头与实际流量，简称为离心泵的压头和心泵的实际压头与实际流量，简称为离心泵的压头和流量。泵内损失包括以下几部分：流量。泵内损失包括以下几部分：（1）水力损失）水力损失 实际流体流经泵内将损失部分机械能，这部分损失称实际流体流经泵内将损失部分机械能，这部分损失称为水力损失。其中包括环流损失、摩擦损失以及冲击为水力损失。其中包括环流损失、摩擦损失以及冲击损失。损失。 （2） 容积损失容积损失（3）机械损失）机械损失 包括联轴器、轴承、轴封装置以及液体与高速转动包括联轴器、轴承、轴封装置以及液体与高速转动的叶轮前后盘面之间的摩擦损失等。的叶轮前后盘面之

16、间的摩擦损失等。（2） 容积损失 叶轮出口处压力高而进口处叶轮出口处压力高而进口处压力低，在此压差作用下，一压力低，在此压差作用下，一部分高压液体将通过旋转叶轮部分高压液体将通过旋转叶轮与泵体之间的缝隙而泄漏至吸与泵体之间的缝隙而泄漏至吸入口。入口。 为了提高容积效率，如前所为了提高容积效率，如前所述：通常在叶片两侧装设前后述：通常在叶片两侧装设前后盖板（盘面），即将叶轮制成盖板（盘面），即将叶轮制成蔽式。但当输送浆料或含有固蔽式。但当输送浆料或含有固体县浮物的液体时，仍宜采用体县浮物的液体时，仍宜采用敞式或半蔽式叶轮。敞式或半蔽式叶轮。 蔽式或半蔽式叶轮在工作时，蔽式或半蔽式叶轮在工作时，为

17、压力平衡，在叶轮后盖板上为压力平衡，在叶轮后盖板上钻几个平衡孔。钻几个平衡孔。（五）转速 泵轴在一分钟内旋转的周数泵轴在一分钟内旋转的周数rpm 一般车用消防泵的转速为一般车用消防泵的转速为2500-4000rpm，转速较，转速较高。这是因为满足一定流量和扬程情况下选用较高高。这是因为满足一定流量和扬程情况下选用较高转速，则泵的尺寸会小些。转速，则泵的尺寸会小些。 以电动机带动的水泵转速一般为以电动机带动的水泵转速一般为960rpm、1450rpm、2900rpm，转速固定、且速度较低，因，转速固定、且速度较低，因为泵的尺寸允许制造得大一些。为泵的尺寸允许制造得大一些。（六）允许吸上高度 允许

18、吸上高度是叶片泵的一个重要性能指标。允许吸上高度是叶片泵的一个重要性能指标。 作用：根据允许吸上高度确定水泵的安装高度。作用：根据允许吸上高度确定水泵的安装高度。 Hs=Hsmax0.3米米 Hsmax为最大吸上真空度，由实验测及。为最大吸上真空度，由实验测及。 水泵铭牌上给出的是水泵铭牌上给出的是Hs 在绝对真空、标准大气压作用，水泵的理想吸水高度最大为在绝对真空、标准大气压作用，水泵的理想吸水高度最大为10.33米，但吸水管、水泵各接头处的结构密封性，水泵不可米，但吸水管、水泵各接头处的结构密封性，水泵不可能达到绝对真空，吸水高度也不可能达到能达到绝对真空，吸水高度也不可能达到10.33米

19、。米。 影响水泵的最大吸上真空度的因素影响水泵的最大吸上真空度的因素 1、水泵的最大吸上真空度，真空度越大，吸水高、水泵的最大吸上真空度，真空度越大，吸水高度越大（见度越大（见P285）；）； 2、水泵所处位置的海拔高度；、水泵所处位置的海拔高度； 3、水泵吸水的水温；、水泵吸水的水温； 4、吸水管的流动阻力。、吸水管的流动阻力。（七）引水时间 消防泵自引水装置开始工作至其出口压力表显示压消防泵自引水装置开始工作至其出口压力表显示压力的时间。符号力的时间。符号t。 单位：秒（单位：秒（s）（八）最大真空度 标准大气压与引水装置在引水管路中所形成的压力标准大气压与引水装置在引水管路中所形成的压力

20、差之最大值。差之最大值。 单位：千帕单位：千帕（九）引水装置脱离压力 使引水器脱离工作状态的压力。使引水器脱离工作状态的压力。 一般为一般为2.5大气压大气压五、消防泵特征曲线 压头与流量的关系是离心泵的主要特性，对离心泵的正确选压头与流量的关系是离心泵的主要特性，对离心泵的正确选用和操作具有重要意义。通常将用和操作具有重要意义。通常将HQ、Q和和PQ三条曲三条曲线称为离心泵的特性曲线。特性曲线或工作性能曲线由泵制造线称为离心泵的特性曲线。特性曲线或工作性能曲线由泵制造厂实测，并列于泵样本中。如图。厂实测，并列于泵样本中。如图。 各种型号的离心泵各有以下的共同点：各种型号的离心泵各有以下的共同

21、点： （l）HQ曲线表示泵的压头曲线表示泵的压头H在较大流量范围在较大流量范围内是随流量增大而减小。内是随流量增大而减小。 （2）PQ曲线表示泵的轴功率曲线表示泵的轴功率P，一般随流量增，一般随流量增大而增大。大而增大。 （3）Q曲线表示泵的效率，有一最高点，称曲线表示泵的效率，有一最高点，称为设计点。流量过大或过小，效率都将降低。最高为设计点。流量过大或过小，效率都将降低。最高效率点对应的效率点对应的Q、H及及P值称为最佳工况参数。一般值称为最佳工况参数。一般高效区为不低于最高效率的高效区为不低于最高效率的92的范围。的范围。 消防泵特征曲线图 测定 实验可在如图所示的装置中进行实验可在如图

22、所示的装置中进行 实验中要测定的数据通常为：泵进口处压强实验中要测定的数据通常为：泵进口处压强p1，出口处压强出口处压强p2，流量，流量Q和轴功率和轴功率P。实验步骤如下：。实验步骤如下： 测定开始时，先将出口阀关闭。测定开始时，先将出口阀关闭。 然后逐渐开启阀门，改变其流量，测得一系列的然后逐渐开启阀门，改变其流量，测得一系列的流量流量Q，及其相应的压头，及其相应的压头H和轴功率和轴功率P。 将将HQ、PQ及及Q曲线绘制在同一张坐标纸曲线绘制在同一张坐标纸上，即为一定型式离心泵在一定转数下的特性曲线。上，即为一定型式离心泵在一定转数下的特性曲线。 测定图 六、汽蚀与安装高度 （一）汽蚀现象（

23、一）汽蚀现象 （二）安装高度（二）安装高度 （三）防止汽蚀产生的方法（三）防止汽蚀产生的方法(一)汽蚀现象 当水由宽敞的地方向狭窄的地方以高速流进时，当当水由宽敞的地方向狭窄的地方以高速流进时，当压力降低到该水温下的饱和蒸气压力时，水就要汽压力降低到该水温下的饱和蒸气压力时，水就要汽化；此外，在水中还溶解少量空气，这时空气也要化；此外，在水中还溶解少量空气，这时空气也要与水分离以气泡形式出现。当所出现的这种蒸气或与水分离以气泡形式出现。当所出现的这种蒸气或空气的气泡被带入高压区时，它们就要凝结或溶解空气的气泡被带入高压区时，它们就要凝结或溶解于水中而消失掉。在蒸气或气泡消失的时，将产生于水中而

24、消失掉。在蒸气或气泡消失的时，将产生剧烈的冲击，引起振动和噪音。剧烈的冲击，引起振动和噪音。 离心泵在产生汽蚀时将发出高频噪音（离心泵在产生汽蚀时将发出高频噪音（600-25000Hz），泵体），泵体振动，流量不能再增大，压头和效率都明显下降，以至无法继振动，流量不能再增大，压头和效率都明显下降，以至无法继续工作。续工作。 为避免汽蚀，泵的安装高度必须小于某一定值，以确保叶轮为避免汽蚀，泵的安装高度必须小于某一定值，以确保叶轮内各处压力均高于液体的饱和蒸气压。内各处压力均高于液体的饱和蒸气压。 (二)安装高度 泵的安装高度也称泵的吸液高度，泵的安装高度也称泵的吸液高度，是指泵的基准面是指泵的基

25、准面1-1高于吸入液面高于吸入液面0-0的高度，的高度，在一定流量下，泵存在极限安装高在一定流量下，泵存在极限安装高度称为泵的最大安装高度，以度称为泵的最大安装高度，以Zmax表示。表示。 为防止由于汽蚀而影响泵的正常工为防止由于汽蚀而影响泵的正常工作，泵的实际安装高度作，泵的实际安装高度Z应小于允许应小于允许安装高度安装高度Z。 (三)防止汽蚀产生的方法防止汽蚀产生的方法 流体从泵中获得的能量主要用流体从泵中获得的能量主要用于提高流体本身的位能、静压于提高流体本身的位能、静压能和克服沿途所遇到的阻力损能和克服沿途所遇到的阻力损失。失。 为防止由于汽蚀而影响泵的正为防止由于汽蚀而影响泵的正常工

26、作，常工作，泵的实际安装高度泵的实际安装高度Z应小于允许安装高度应小于允许安装高度Z。第二节 离心泵 一、离心泵的结构型式一、离心泵的结构型式 二、离心泵的结构二、离心泵的结构 三、离心泵的工作原理三、离心泵的工作原理 四、离心泵工作的必要条件四、离心泵工作的必要条件一、离心泵的结构型式 1单级型 2串联型 3并联型 4混联型1单级型 单级离心泵，一台泵只有一个叶轮。由于受到结构的限制，出口压力不高，一般为5001000KPa。手抬机动泵及轻型灭火消防车均采用单级离心泵。2串联型 为提高水泵压力，通常将几级叶轮串接起来以满足不同要求，如图1-2-5 串联型泵，将第一级叶轮排出的水引导到第二级叶

27、轮的人口，顺次提高压力，最后由最末一级叶轮输出。这种泵也称多级泵。 多级泵的叶轮布置，有同向排列、对称排列等多种形式。采取同向排列，进出水口布置结构简单，但要用轴向止推轴承或其它形来解决叶轮旋转产生的轴向力问题；叶轮（偶数时）采用对称布置，可平衡轴向力，但进出水口的连接结构比较复杂。3并联型 如果将两个叶轮并联组合（见图1-2-6）。其效果与两台性能相同的泵并联运行相似，可使流量增加一倍，出口压力不变。这种型式也可以推广到三级以上（偶数），但结构要复杂一些。4混联型 混联型也称串并联泵或转换泵，偶数叶轮的多级离心泵，可采用这种布置形式，应用转换阀，可实现串联或并联的转换。图1-2-7为四级混联

28、布置方式，叶轮前二级之间、后二级之间采用串联，然后在二组串联叶轮之间采用并联方式。采用这种组合形式，可满足很宽流量、压力范围内的使用要求，应用范围广，适应多种工况要求，但结构复杂，操作麻烦，且造价高。 二、离心泵的结构 1、叶轮（、叶轮（impeller) 2、轴和轴承（、轴和轴承（shaft and bearing) 3、吸入室、吸入室 4、机壳、机壳 5、密封装置、密封装置 6、导叶、导叶1、叶轮 叶轮是离心泵的关键部件之一，其形状对泵的性能有很大影响，叶轮由轴壳、叶片及安装叶片的圆盘（盖板）等组成。叶轮有开式、半开式、闭式之分开式、半开式、闭式之分，叶片前后均有圆盘的称闭式叶轮闭式叶轮。

29、一般离心泵有68枚叶片，叶片相对旋转方向后弯，以减少运行时的冲击。叶轮按进水方式的不同分为单面进水式和双面进水式，消防用离心泵多采用单面进水式叶轮。 为平衡轴向力，有时还在叶轮上开设平衡孔平衡孔（即在叶片根部一侧的盖板上钻孔），但这样做会使水泵效率降低。叶轮开式叶轮开式叶轮半开式叶轮半开式叶轮闭式叶轮闭式叶轮2、轴和轴承 泵轴用以套装叶轮、轴承及水环泵叶轮等旋转部件，同时泵轴用以套装叶轮、轴承及水环泵叶轮等旋转部件，同时接受发动机的动力输出。接受发动机的动力输出。泵轴在运动当中，除承受扭矩之外，还承受由于叶轮工作时产生的轴向力以及由于转子自重及制造偏心等所引起的径向力等。因此，泵轴是在承受扭转

30、、弯曲或复合作用状态下工作的，所以要求其具有较好的强度、刚度和稳定性。 轴承用以支撑叶轮、泵轴等旋转部件，以保证它们与泵壳始终保持在确定的运动中心位置；轴承一般包括两种形式:滑动轴承滑动轴承(Sleeve bearing)和滚滚动轴承动轴承(Ball bearing)。 )。 滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承轴轴3、吸入室 离心泵吸入管法兰至叶轮进口前的空间过流部分称为吸入室。其作用为在最小水力损失下，其作用为在最小水力损失下，引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的流速尽可能均匀的分布。流速尽可能均匀的分布。 一般离心泵多采用轴向进水式结构，进水口的数

31、量一般为一个。4、泵壳 泵壳收集来自叶轮的液体，并使部分流体的动泵壳收集来自叶轮的液体，并使部分流体的动能转换为压力能，最后将流体均匀地引向次级能转换为压力能，最后将流体均匀地引向次级叶轮或导向排出口。叶轮或导向排出口。 泵壳又称泵体。泵壳多做成蜗壳状，即沿叶轮泵壳又称泵体。泵壳多做成蜗壳状，即沿叶轮旋转的方向，泵壳与叶轮之间所形成的通道截旋转的方向，泵壳与叶轮之间所形成的通道截面由小逐渐扩大，至出口为最大。面由小逐渐扩大，至出口为最大。螺旋形螺旋形环形环形5、轴封装置 轴封装置是指旋转的泵轴与固定的泵体之间的密封，轴封装置是指旋转的泵轴与固定的泵体之间的密封，其其作用是防止空气进入泵内或液体

32、沿泵轴向外泄漏。作用是防止空气进入泵内或液体沿泵轴向外泄漏。 常用的轴封装置常用的轴封装置有橡胶骨架密封、填料密封和机械密封有橡胶骨架密封、填料密封和机械密封三种形式。三种形式。 普通消防用离心泵通常采用填料函（也称盘根）的密封普通消防用离心泵通常采用填料函（也称盘根）的密封形式，由填料函壳、软填料、液封圈、填料压盖和内衬形式，由填料函壳、软填料、液封圈、填料压盖和内衬套等组成（见图套等组成（见图1-2-8）。填料函盖与泵壳连在一起，软）。填料函盖与泵壳连在一起，软填。软填料一般用浸油或涂石墨的毛线绳。填。软填料一般用浸油或涂石墨的毛线绳。 机械密封材料使用碳化钨对碳石墨浸渍树脂及碳化钨对机械

33、密封材料使用碳化钨对碳石墨浸渍树脂及碳化钨对碳化钨，碳化钨通过热装固定在金属体上，动环密封圈碳化钨，碳化钨通过热装固定在金属体上，动环密封圈是由一对尺寸相同的是由一对尺寸相同的V型圈组成，在密封垫圈和推环的型圈组成，在密封垫圈和推环的作用下，起到密封作用。作用下，起到密封作用。 分类 填料密封填料密封6、导叶 导叶又称导流器、导轮，分径向式导叶和流道导叶又称导流器、导轮，分径向式导叶和流道式导叶两种，应用于节段式多级泵上作导水机式导叶两种，应用于节段式多级泵上作导水机构。构。 （1）径向式导）径向式导叶叶 （2）流道式导叶）流道式导叶（1）径向式导叶 由螺旋线、扩散管、过渡区由螺旋线、扩散管、

34、过渡区(环状空间环状空间)和反导和反导叶叶(向心的环列叶栅向心的环列叶栅)组成。螺旋线和扩散管部组成。螺旋线和扩散管部分称正导叶，液体从叶轮中流出，由螺旋线部分称正导叶，液体从叶轮中流出，由螺旋线部分收集起来，而扩散管将大部分动能转换为压分收集起来，而扩散管将大部分动能转换为压能，进入过渡区，起改变流动方向的作用，再能，进入过渡区，起改变流动方向的作用，再流入反导叶，消除速度环量，并把液体引向次流入反导叶，消除速度环量，并把液体引向次级叶轮的进口。由此可见，导叶兼有吸入室和级叶轮的进口。由此可见，导叶兼有吸入室和压出室的作用。压出室的作用。（2）流道式导叶 它的前面部分与径向式导叶它的前面部分

35、与径向式导叶的正导叶相同，后面部分与的正导叶相同，后面部分与径向式导叶的反导叶相类似，径向式导叶的反导叶相类似，只是它们之间没有环状空间，只是它们之间没有环状空间，而正导叶部分的扩散管出口而正导叶部分的扩散管出口用流道与反导叶部分连接起用流道与反导叶部分连接起来，组成一个流道。它们的来，组成一个流道。它们的水力性能相差无几，但在结水力性能相差无几，但在结构尺寸上径向式导叶较大，构尺寸上径向式导叶较大，工艺方面较简单。目前节段工艺方面较简单。目前节段式多级泵设计中，趋向采用式多级泵设计中，趋向采用流道式导叶。流道式导叶。三、离心泵的工作原理 叶轮高速旋转时产生的离心叶轮高速旋转时产生的离心力使流

36、体获得能量，即流体力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送得到提高，从而能够被输送到高处或远处。叶轮装在一到高处或远处。叶轮装在一个螺旋形的外壳内，当叶轮个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流入，然旋转时，流体轴向流入，然后转后转90度进入叶轮流道并径度进入叶轮流道并径向流出。叶轮连续旋转，在向流出。叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，叶轮入口处不断形成真空，从而使流体连续不断地被泵从而使流体连续不断地被泵吸入和排出。吸入和排出。动画动画四、离心泵的工作必要条件 事先给泵内灌满水事先给泵内灌满水。 由于空气重度比水小得多（约为水重

37、度的1750），因而叶轮带动泵内空气旋转所产生的离心力也很小，以致于外界大气压力与叶轮进口处绝对压力之差不够大，无法将水从水源提升到叶轮中心，泵就吸不上水来。因此，要求离心泵在起动之前事先灌满水。很显然，对于移动使用的水泵（如车用泵或机动泵）而言，事先灌水有诸多不便。为此，移动使用的离心泵都须配置引水装置，如刮片泵、水环泵、喷射泵等。同时要求引水装置的性能较好。第三节车用消防泵 车用消防泵是为适应各种消防车的特殊要求而专门设计车用消防泵是为适应各种消防车的特殊要求而专门设计制造的，它以消防车底盘的发动机为动力。制造的，它以消防车底盘的发动机为动力。 与固定消防泵不同之处是车用消防泵必须安装引水

38、装置。与固定消防泵不同之处是车用消防泵必须安装引水装置。 目前车用消防泵有常压消防泵、中低压消防泵、高低压目前车用消防泵有常压消防泵、中低压消防泵、高低压消防泵、多压消防泵四大类。消防泵、多压消防泵四大类。 一、常压车用消防泵一、常压车用消防泵 二、中低压车用消防泵二、中低压车用消防泵 三、高低压车用消防泵三、高低压车用消防泵 四、多压车用消防泵四、多压车用消防泵一、常压车用消防泵 常压消防泵按其主要结构有两种类型：即常压常压消防泵按其主要结构有两种类型：即常压单级离心泵、常压双级离心泵。单级离心泵、常压双级离心泵。 常压单级离心泵常用型号有常压单级离心泵常用型号有BD30、BD40、BD42

39、、BD50、BD60、BD70、BD80等。等。 常压双级离心泵常用型号有常压双级离心泵常用型号有BS22、BS30、BS60、BS80、BS100等。等。 （一）单级离心泵（一）单级离心泵 （二）双级离心泵（二）双级离心泵 （三）常压泵性能（三）常压泵性能 （四）（四）BS30泵泵单级离心泵 1常压单级离心泵 主要由叶轮、泵壳、泵座、泵轴、轴套、由叶轮、泵壳、泵座、泵轴、轴套、密封装置、轴承、轴承座以及引水装置密封装置、轴承、轴承座以及引水装置和止回阀组成，和止回阀组成，其泵轴的一端在轴承箱内用轴承支承，另一端则悬出，安装离心叶轮，因此又称悬臂式车用单级离心泵。双级离心泵 1常压双级离心泵

40、由两只叶轮、一只中体、泵盖、泵轴、两只叶轮、一只中体、泵盖、泵轴、轴套密封装置、轴承、轴承盖、引水装轴套密封装置、轴承、轴承盖、引水装置和止回阀等组成。置和止回阀等组成。两只叶轮装于同一根泵轴上，串联工作，第一级叶轮将水加压后，经过中体上通道送至第二级叶轮入口处，然后第二级叶轮再进一步将水加压，送至出口（三）常压泵性能（三）常压泵性能BS30水泵总成 BS30泵由离心泵、真空泵、真空泵传动装置、自动转换阀、出水总阀等总成组成 。发动机通过取力器、辅助传动轴，将全部或部分动力传递给水泵。 1.离心式水泵 2. 引水装置（真空泵） 3.入出水总阀 4.管路及阀门1.离心式水泵 BS30泵为二级串联

41、离心泵，主要由叶轮、泵轴、导向叶轮和前后盖等零部件组成。由吸水管吸上的水从泵的一端轴向进入低压级叶轮，在此得到加速，接受低压级叶轮给于的能量。随后由导向叶轮使之变成压头，并经引导从另一端外侧进入高压级叶轮，在此得到第二次加速，再次由中间导向叶轮变成更高的压头，最后经出水总阀排出。 图 （1）叶轮 （2）中体和导向叶轮 （3）轴封装置 （4）泵轴 （5）承磨环 （6）一、二级止漏环 （7）键 （8）泵壳 （1）叶轮 叶轮是离心泵的关键零件之一，它的形状对泵的性能有很大的影响。 叶轮由轴壳、叶片及安装叶片的圆盘组成，并有开式、闭式之分。叶片前后端均有圆盘的称为闭式（见图2-20）。一般叶片为68块

42、，为了减少冲击，宜采用后弯式叶片。如前所述，多数离心泵工作转速为25004000rmin，因此，叶轮需动平衡。BS30泵有两个叶轮，分别为一级叶轮和二级叶轮，大小不同，安装时不能交换不能交换。 （2）中体和导向叶轮 扬程高的离心泵，涡壳室必须做得十分大，流程加长会产生种种水力损失。为了避免这种弊病，在涡壳室内设置导向叶轮，使水进行强制的涡流运动，将其导向出口。导向叶轮没在叶轮的外周，在对由叶轮出来的高速流水进行导流的同时，将其速度能转换成压力能。没有导向叶轮时，就靠涡壳汇集液体，并完成能量转换。中体将一、二级叶轮分隔开。 （3）轴封装置 轴封的作用是防止泵内的高压液体沿轴向外渗漏 ，防止外界空

43、气进入泵内。常用的轴封有骨架橡胶密封、填料密封和机械密封三种形式。 BS30泵采用骨架橡胶密封。（4）泵轴及轴承 泵轴上安装叶轮，泵轴须用防锈材料制造或作防锈处理。轴承用以支撑叶轮、泵轴等旋转部件，以保证它们与泵壳始终保持在确定的运动中心位置；轴承一般包括两种形式:滑动轴承滑动轴承(Sleeve bearing)和滚动轴承滚动轴承(Ball bearing)。 （5）承磨环 承磨环安装在滚动轴承与支承点之间，防止泵轴磨损。为耐磨合金制造。（6）一、二级止漏环 叶轮出口处压力高而进口叶轮出口处压力高而进口处压力低，在此压差作用处压力低，在此压差作用下，一部分高压液体将通下，一部分高压液体将通过旋

44、转叶轮与泵体之间的过旋转叶轮与泵体之间的缝隙而泄漏至吸入口。为缝隙而泄漏至吸入口。为防止泄漏，防止泄漏，BS30泵安装了泵安装了一、二级止漏环。标准间一、二级止漏环。标准间隙隙0.6-0.7mm，更换间隙，更换间隙1.2mm （7）键 键安装与泵轴与叶轮之间，带动叶轮转动。（8）泵壳 BS30泵壳由铸铁制造。2. 引水装置（真空泵） 离心式水泵没有自吸能力，必须靠真空装置引水。BS30水泵的引水装置采用水环泵引水。水环泵的优点是相互摩擦的部件较少，结构简单，对润滑的要求不高。缺点是事先需注水，为此要有贮水箱等辅助设备，严寒季节要防冻。另外，水泵工作时，水环泵叶轮仍要空转，这也要消耗一定的能量。

45、其结构主要有： （1）泵壳 （2）叶轮 （3）轴封装置 （4）三通旋塞 （5）小水箱（1）泵壳 泵壳由铸铁制造，内有二个大小不同的月牙形空，分别为吸气孔（大）和排气孔（小），吸气孔与进气口、进水口相通，排气孔与排气口相通。泵壳上还有一个排水孔，引水完成后将水排空。（2）叶轮 水环泵叶轮上有辐射状的叶片，叶轮偏心地安装在泵壳内，叶轮两端面与泵壳实现密封。泵轴带动叶轮旋转时，水环泵的工作腔容积周期性地变化，借此排气引水。（3）轴封装置同上（4）三通旋塞 三通旋塞是水环泵工作的控制阀门，同时控制三条管路的开、关。有两个工作状态。 “关”-进气管关闭、进水管关闭、排水管开启。 “开”-进气管开启、进水

46、管开启、排水管关闭。 其结构主要由旋塞壳、旋塞阀、密封盖，弹簧等组成。（5）小水箱 内装12升水，下部连接四条管路，分别为排气管、进水管、排水管和溢水管。3.入出水总阀 真空泵工作时，该阀落下密封住主泵腔室，防止空气进入。水泵出水时，它由水压顶起，于是，可从两侧排水。如果因某种原因要求射水口开着而使泵停止工作，为了防止水倒流，防止空气从排水口进入泵内，出水总阀关闭，泵内的水便不会落下，再次开泵（短时间后）能马上出水。 阀座面不能沾上灰尘及脏物，否则引水困难。真空泵运转时打开出水口阀门，用手捂住出水口，若有被吸住的感觉，说明出水总阀工作不良。 4.管路及阀门 管路分为进水管路和出水管路。内径由水

47、泵的最大出水量决定。 水泵进水管，一般希望中心低于水泵中心，以避免在进水管上部残留空气。因为管路的沿程损失与流量的平方成正比，与管径的5次方成反比，因此在重量、尺寸允许条件下，管径大一些好。 出水管路上安装了出水球阀，后注水球阀和附加冷却系。 二、中低压车用消防泵二、中低压车用消防泵 配备中低压消防泵的消防车，早已成为发达国家灭火战斗车辆的主战车之一；在我国，中低压泵消防车也有了较快发展，在新配的消防车中已占相当大的比例。 中低压消防泵按主要结构分中低压单级离心泵、中低中低压消防泵按主要结构分中低压单级离心泵、中低压双级离心泵、中低压串联离心泵、中低压串并联离压双级离心泵、中低压串联离心泵、中

48、低压串并联离心泵四种类型心泵四种类型。 （一）中低压单级车用消防泵（一）中低压单级车用消防泵 （二）中低压双级车用消防泵二）中低压双级车用消防泵 （三）中低压串联车用消防泵（三）中低压串联车用消防泵 （四）中低压串并联车用消防泵（四）中低压串并联车用消防泵 （五）（五）CB2010/20 40-TBCB2010/20 40-TB（一）中低压单级车用消防泵（一）中低压单级车用消防泵 中低压单级离心泵基本构造类似常压单级离心泵，泵室内仅有一只叶轮。其形成中压的基本其形成中压的基本原理是：通过增大水泵转速来调节压力。原理是：通过增大水泵转速来调节压力。中低压单级离心泵转速一般为35006000r/m

49、in，而常压单级离心泵的转速一般在3500r/min以下。因此中低压单级离心泵一般要求自带增速齿轮箱。 中低压单级离心泵型号有：西安华宇系列CB1815TB、CB1840TB、CB1850TB、CB1260TB等（二）中低压双级车用消防泵（二）中低压双级车用消防泵 中低压双级离心泵结构原理类似常压双级离心泵，泵室内有串联在一根轴上的两级叶轮。其形成中压的基本原理是：其形成中压的基本原理是：通过增大水泵转速来调节压力；同时可通过增大水泵转速来调节压力；同时可以通过减少流量来增大压力。以通过减少流量来增大压力。 中低压单级离心泵和中低压双级离心泵一般没有中低压联用工况。（三）中低压串联车用消防泵三

50、）中低压串联车用消防泵 1、概述、概述 2、结构、结构 3、原理、原理1、概述、概述中低压串联离心泵主要由两个独立泵腔组成，一是低压叶轮泵室，二是中压叶轮泵室，中间用隔板分开。两泵室利用装有中压转换阀的导管连通。需要常压时，直接由常压叶轮室吸水，同时出水，即形成常压供水。需要中压时,开启中压转换阀，常压叶轮室压力水通过导水管进入中压叶轮室再次加压，同时打开中压出水口，即形成中压供水（形成中压的基本原理是通过串联实现），需要中低压联用时，开启中压转换阀同时打开低压出水口和中压出水口即可实现中低压联合供水。中低压串联离心泵型号有：西安华宇系列：CB20101530TB、CB20102040TB、C