常见泵的分类及工作原理.docx

第十六章常见泵的分类和工作原理泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能处增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以与含悬浮固体物的液体。水泵性能的技术参数有流埴、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等；依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更来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能取，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型.第一节泵的分类与在电厂中的应用一、泵的分类（一）依据泵的工作原理来分类，集可分为以下几类1、容积式泵容积式泵是指靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并轴工作部件的挤压而干腌使液体的压力能增加。容积泵依据运动部件运动方式的不同又分为：往复泵和回转泵两类。按运动部件结构不同有：活塞泵和柱塞泵，有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵。2、叶轮式泵叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。依据泵的叶轮和流道结构特点的不同，叶轮式泵又可分为:离心泵(centrifuga1.pump)轴流泵(axia1.pump)混流泵(mixed-f1.owpump)旋汹泵(periphera1.pump)喷射式泵(jetpump)(二)其它分类1、泵还可以按泵轴位置分为：(1)立式泵(vertica1.pump)(2)卧式泵(horizonta1.pump)2、按吸口数目分为：(1)单吸泵(sing1.esuctionpump)(2)双吸泵(doub1.esuctionpump)3、按驱动泵的原动机来分：(1)电动泵(motorpump)(2)汽轮机泵(SteamtUrbinePUmP)(3)柴油机泵(diese1.pump)(4)气动隔膜泵(diaphragmpump如图161为泵的分类一、离心泵的性能参数（）流量指泵在单位时间内能抽出多少体积或质量的水。体积流量一般用m3/min、m3h等来表示。（二）扬程乂称水头，是指被抽送的单位质限液体从水泵进口到出口能量增加的数值，除以重力加速度，用H表示，单位是m。（三）功率是指水泵在单位时间（三）内所作功的大小，单位是KWC水泵的功率可分为有效功率和轴功率。1、有效功率乂称输出功率:指泵内水流实际所得到的功率，用符号Po表TKo2、轴功率:轴功率乂称输人功率，是指动力机传给泵轴的功率，用符号P表示。轴功率和有效功率之差为泵内的损失功率，其大小可用泵的效率来计量。（四）效率反映了水泵对动力机传来动力的利用状况。它是衡成水泵工作效能的一个重要经济指标，用符号表示。（五）转速指泵轴每分钟旋转的次数，用符号n表示，单位是rmin（六）汽蚀余啦汽蚀余依是指在泵吸入口处单位重以液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用m标注，用NPSH表示。二、离心泵的性能曲线集的性能曲线，标记者泵的性能、泵各特性能参数之间的关系和变更规律，可以用一组性能曲线来表达。对每一台泵来讲，当一台泵的转速肯定时，通过试验的方法，可以绘制出相应的一组性能曲线，即水泵的基本性能曲线。性能曲线一股以流量为横坐标，用扬程、功率、效率和汽蚀余量为纵坐标来绘制曲线。（T流量与扬程曲线图163离心泵的流量与扬程的曲线如图163所示，水泵作为一种通过管道来提升或移动流体的机械。水泵能提升流体到达垂直管道的A点，即流量为零，泵的作功只是与流体的重力与质盘相等。（即流体的势能）因此，A点也被称为关断水头（SHUTOFF-HEAD）;假如想象转动出水管从A点到F点，则水管变为水平管，则泵出的流体的势能变为零而流最变为最大值。可以看出，调整出水管道的假斜角度（即调整出水管道的阻力），即可得到我们想要的流量和扬程。（二）流地与效率曲线如图164所示，离心泵效率曲线可以看作是一条弹道曲线，其效率表现为从其最高效率点（BEP）向两侧下降的变更趋势。即泵的效率随流法的增加而增加，到达高效点后，其效率随着流依的增加而削减“最高散率点（:）流量与功率曲线一般来讲，离心泵的轴功率随流量的增加而渐渐增加，曲线有上升的特点。（但在些特殊的泵中，其功率会保持直线甚至会随流量的增加而下降）当流最为零时，轴功率最小。因此，为便于尚心泵的启动和防止超栽，启动时，应将出水管路上的阀门关闭，启动后再渐渐打开。轴流泵的启动与离心泵相反。如图165所示。St>-ohHMd图165离心泵的流量与功率的曲线（四）流信与汽蚀余啾曲线NPSHr(theNetPositiveSuctionHeadrequired)-即泵的必需汽蚀余量，它代表了泵的最低运行要求，假如泵的入口压力未达到规定的NPSHr,则泵就会发生汽蚀不能运行。离心泵的汽蚀余限曲线一般设计为：当流盘从零和高效区之间变更时，其NpSHr几乎是一条直线或彳很小的变更，但是通过高效区的范曲后，则其NPSHr会以指数变更剧增。如图166所示。M图166国心泵的流眼与NPSHr的关系总结：如图167为离心泵的性能曲线。4<）元动叶me>有动叶111.1.V.4*®2.31轴3.出水专管4.导叶体5.进水剂叭X6.M7.幼叶置图1628立式轴流泵结构示意图1、叶轮叶轮由叶片、轮毂、导水锥等三个主要部件组成，如图1628所示。叶片一般有2-6片，用铸钢或铸铁制成。叶片安装在轮毂上，轮毂上开有与叶片数目相等的孔，每个孔里安装一个叶片。叶片有固定式、半调整式和全调整式二种。固定式叶片与轮毂浇铸为一整体；半调整式和全调整式可依据扬程变更状况调整叶片的安装角度C假如须要提高扬水高度，可把叶片安装角度改小。这样，在维持水泵高效率的前提下，适当削减出水量，在动力机不致超载的状况下提高了扬水高度；反之，假如要降低扬水高度，则把叶片安装角度调大。由于全调整式水泵构造困难，价格贵，因此，中水型排廉站多运用半调整式轴流泵。半调整式共断面一般为等圆截面，内曲率半径约为弯管出口半径的15倍，弯管转弯角度通常为60度C5、泵轴中小型水泵的泵轴是实心的，大型泵的泵轴是空心的。泵轴一般采纳优质碳索钢制成。两端各有螺母，分别固紧叶轮轮毂和联轴器。从轴的h端俯视，泵轴为顺时针方向旋转，因此，固紧联轴器的螺母为左旋螺纹（倒牙）。6、轴承立式轴流泵的轴承有导轴承和推力轴承两种类型。导轴承主要是用来承受经向力，起径向定位作用。中小型轴流泵大多数都采纳水润滑橡胶导轴承，它有上下两只，内表面开有轴向槽，使水能进入轴瓦与轴之间进行溜滑和冷却。推力轴承主要是用来承受轴向力，包括轴向水压力与轴上全部零部件的重量。对于中小型立式轴流泵，当采纳电动机干脆传动时，一般是在电动机座内装有轴承体，轴承体内装有推力滚动轴承和一个径向滚动轴承；当采纳皮带传动时，一般则是在皮带轮座内装彳推力滚动轴承和两个滚珠轴承。（二）轴流系的优点和候点轴流泵是一种高比转速的泵，一般比转速在5001000之间。由于比较速越大，则扬程越低，流量越大。由于抽流泵的qv-H性能曲线很陡降，在起动时不应将排出管路上阀门关闭，否则起动功率过大，会造成电动机过我而损坏。抽流泵采纳可调整长叶片泵来调整流城。其主要优点有:1、轴流泵的及大优点是流砂大、结构简洁、重成轻、外形尺寸小、占地图1629轴流泵原理图（八）机翼截面；（b）轴流泵示意图三、往复系（一）往复泵的结构往复泵的结构图1630往复泵的原理图往更泵的结构如图1630所示，主要部件包括：泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀C其中吸入阀和排出阀均为单向阀。往豆泵按往更元件不同分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵3种类型。1、活塞泵活塞泵适用于压头较低时的输送。活塞上的活塞杆经卜字头与曲柄连杆机构连接。当原动机带动曲柄旋转一周时，活塞在泵缸内作一次来回移动。活塞移勖的最大距离称为行程。(二)往直泵的优点和候点往豆泵的优点：1.可获得很高的排压，且流量与压力无关，吸入性能好，效率较高，共:中蒸汽往复泵可达80%95%;2.原则匕可输送任何介质，几乎不受介质的物理或化学性质的限制；3.泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动。往复泵的缺点：1.流®不是很稳定。同流肽卜比离心泵浩大；2.机构困难；3.资金用量大；4.不易修理等。(三)往复系的工作原理活塞由电动的曲柄连杆机构带动，把曲柄的旋转运动变为活塞的往复运动；或干脆由蒸汽机驱动，使活塞做往亚运动；当活塞从右向左运动时，泵缸内形成低压，排出阀受排出管内液体的压力而关闭；吸入阀受缸内低压的作用而打开，储罐内液体被吸入缸内；当活塞从左向右运动时,由于缸内液体压力增加，吸入阀关闭，排出阀打开向外排液。由此可见，往复泵是依糕活塞的往复运动干脆以压力能的形式向液体供应能量的。往复泵是容积泵的一种，它依煤活塞在泵缸中往亚运动，使泵缸工作容积呈周期性的扩大与缩小来吸排液体。往复系具有自吸实力，且在压力猛烈变更卜.仍能维持几乎不变的流依，它特殊适用于小流依、高扬程状况下输送粘性较大的液体C在油库中，往复泵的主要用途是输送专用燃料油和润滑油用泵，还可以作为锅炉给水泵或为离心泵抽真空引油、抽罐车底油等。由于往复泵结构困难、易损件多、流量方脉动，大流量时机器笨重,所以在很多场合为离心泵所代菩。但对于高压力、小流依、输送粘度大的液体，要求精确计量和流啾随压力变更小的工厂仍采纳各种往复泵。图16-31活塞泵外形图图1632柱塞泵外形图图16-33隔膜京外形图图16-34柱塞泵结构示意图供气口四、齿轮系（一）齿轮系的结构1京体；2一主动齿轮：3-从劭齿轮，4安全词，5一四节螺母图1636外哨合为轮泵结构示意图1吸入室，2一）劭西轮,3一月形件；4从动齿轮,5扑出室外哨合齿轮泵是应用最广泛的一种齿轮泵，一般齿轮泵通常指的就是外啮合由轮泵。它的结构如图】6-36所示，主要由主动齿轮、从动齿轮、泵体、泵盖和平安阀等蛆成。泵体、泵盖和齿轮构成的密封空间就是齿轮泵的工作室。两个齿轮的轮轴分别装在两泵盖上的轴承孔内，主动齿轮轴伸出泵体，由电动机带动旋转。外啮合齿轮泵结构简洁、重虽轻、造价低、工作牢匏、应用范件I广。图1637所示为内啮合齿轮泵，它由一对相互啮合的内齿轮、与它们中间的月牙形件、泵壳等构成。月牙形件的作用是将吸入室和排出室隔开C当主动齿轮旋转时，在齿轮脱开啮合的地方形成局部真空，液体被吸入泵内充溢吸入室各齿间，然后沿月牙形件的内外两侧分两路进入排出室。在轮齿进入啮合的地方，存在于齿间的液体被挤压而送进排出管.（二）齿轮泵的优点和缺点齿轮泵的优点：1、结构简洁,工艺性较好,成本较低。2、与同样流盘的其他各类泵相比,结构紧凑,体积小。3、H吸性能好.无论在高、低转速甚至在手动状况卜.都能牢靠地实现自吸。4、转速范用大.因泵的传动部分以与齿轮基本上都是平衡的,在高转速下不会产生较大的惯性力。5、油液中污物对其工作影响不严竣,不易咬死。齿轮泵的缺点：1、工作压力较低.轴与轴承上受的压力不平衡,径向负载大,限制了它