流体力学课件第七章泵.ppt

流体力学与 流体机械,浙江工业大学,2019/7/17,第七章 泵,7.1 离心泵 7.2 往复泵 7.3 隔膜泵 7.4 齿轮泵 7.5 旋涡泵 7.6 螺杆泵,2,流体输送机械,压缩机、真空泵,通风机、鼓风机,气体压送机械,泵,液体输送机械,流体输送机械,为流体提供机械能的机械设备统称为流体输送机械。 分类 按工作原理：离心式；往复式；旋转式；流体作用式。 按输送介质：,7.1 离心泵,泵是把原动机的机械能转换为液体的能量的机器。 原动机（电动机、柴油机等）通过泵轴带动叶轮旋转，对液体作功，使其能量（包括位能、压能和动能）增加，从而使液体输送到高处或要求有压力的地方。,7.1.1 离心泵的工作原理与构造,一、离心泵结构： 高速旋转的叶轮和固定的泵壳，叶轮上装有若干叶片，叶轮将输入的轴功提供给液体。 二、离心泵工作原理： 液体随叶轮旋转在离心力作用下沿叶片间通道向外缘运动，速度增加、机械能提高。液体离开叶轮进入蜗壳，蜗壳流道逐渐扩大、 流体速度减慢，液体动能转换为静压能，压强不断升高，最后沿切向流出蜗壳通过排出导管输入管路系统。,三、离心泵装置简图,7,离心泵的分解动画,离心泵结构工作原理,某多级离心泵拆装爆炸图,原动机 ： 轴 叶轮，旋转,离心力,中心,动能,高速离开叶轮,外围,静压能,叶片间液体:, 液体被做功,四、吸上原理与气缚现象,1.吸上原理,如果离心泵在启动前壳内充满的是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度，这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚。,2.气缚现象,（1）叶轮 叶片（+盖板）,612个叶片（前弯、后弯，径向）,液体通道。,闭式叶轮：前盖板、后盖板,半开式： 后盖板,开式： 无盖板,3.主要部件,平衡孔：消除轴向推力,3.主要部件,截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道 液体入口 中心,（2）泵壳：泵体的外壳，包围叶轮,出口 切线,作用： 汇集液体，并导出液体； 能量转换装置,3.主要部件,（3）泵轴：垂直叶轮面，穿过叶轮中心,轴封：旋转的泵轴与固定的泵壳之间的密封。 作用：防止高压液体沿轴漏出或外界空气漏入。,机械密封,填料密封,3.主要部件,填料密封 1填料套；2填料环；3填料；4填料压盖；5长扣双头螺栓；6螺母,填料：采用浸油或涂石墨的石棉绳。 结构简单，但功率消耗大，且有一定程度的泄漏。,3.主要部件,（4）导轮的作用, 减少能量损失,3.主要部件,离心泵的性能曲线由制造厂附于产品样本中，是指导正确选择和操作离心泵的主要依据。,7.1.2 离心泵的性能曲线,一、性能参数： 流量Qm3/s 压头H mH2o 轴功率N kW 效率% 二、性能曲线： HQ曲线 NQ曲线 Q曲线,HQ曲线,离心泵的压头H又称扬程，是指泵对单位重量的流体所能提供的机械能J/N，单位为m。因此HQ曲线代表离心泵所提供的能量与流量的关系，离心泵压头H随流量Q增加而下降。 泵的扬程计算见课本P154。,17,HQ曲线,18,三、离心泵能量损失综合结果反映在,容积损失：一部份已获得能量的高压液体由叶轮出口处通过叶轮与泵壳间的缝隙或从平衡孔漏返回到叶轮入口处的低压区造成的能量损失。 水力损失：进入离心泵的粘性液体产生的摩擦阻力、局部阻力以及液体在泵壳中由冲击而造成的能量损失。 机械损失：泵轴与轴承之间、泵轴与密封填料之间等产生的机械摩擦造成的能量损失。,三、离心泵能量损失综合结果反映在,注意 设计点：效率曲线最高点称为设计点，设计点对应的流量、压头和轴功率称为额定流量、额定压头和额定轴功率，标注在泵的铭牌上。一般将最高效率值的92%的范围称为泵的高效区，泵应尽量在该范围内操作。,四、性能曲线的影响因素,性能曲线是制造厂用20清水在一定转速下实验测定的。若输送液体性质与此相差较大，泵特性曲线将发生变化，应加以修正，使之变换为符合输送液体性质的新特性曲线。 1.液体密度的影响 离心泵的理论流量和理论压头与液体密度无关，HQ曲线不随液体密度而变，Q曲线也不随液体密度而变。 轴功率则随液体密度的增加而增加 2.液体粘度的影响 液体粘度改变，HQ、NQ、Q曲线都将随之而变,注意事项,泵的启动：泵的轴功率随输送流量的增加而增大，流量为零时，轴功率最小。因此关闭出口阀启动离心泵，启动电流最小。 离心泵启动时一定应在泵体和吸入管路内充满液体，否则将发生“气缚” 现象。,例： 用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如附图所示。当调节出口阀使管路流量为25m3/h时，泵出口处压力表读数为0.28MPa（表压），泵入口处真空表读数为0.025MPa，测得泵的轴功率为3.35kW，电机转速为2900转/分，真空表与压力表测压截面的垂直距离为0.5m。试由该组实验测定数据确定出与泵的特性曲线相关的其它性能参数。,工作流量下泵压头为,泵效率为,代入数据,解：与泵的特性曲线相关的性能参数有泵的转速n、流量Q、压头H、轴功率N和效率。其中流量和轴功率已由实验直接测出，压头和效率则需进行计算。 以真空表和压力表两测点为1，2截面，对单位重量流体列伯努利方程,工作流量下泵有效功率为,7.1.3 离心泵的工作点与串并联,当泵安装在一定管路系统中的离心泵工作时，泵输出的流量即为管路流量、泵提供的压头即为管路所要求的压头。泵的性能曲线与管路特性曲线有一交点a点，该交点称为离心泵的工作点。, 改变泵的特性, 改变管路特性,（1）改变出口阀开度,关小出口阀, H ， Q , 管特线变陡, 工作点左上移,开大出口阀, H ，Q , 管特线变缓, 工作点右下移,改变流量, 改变工作点,- 改变管特线,一、离心泵的流量调节,n 泵 H-Q 曲线上移, 工作点右上移， H ， Q ,（2）改变叶轮转速,- 改变泵的性能曲线,一、离心泵的流量调节,二、离心泵的并联和串联,离心泵并联和串联，将组合安装的离心泵视为一个泵组，泵组的性能曲线或称合成性能曲线，据此确定泵组工作点。 离心泵并联操作时，泵在同一压头下工作，泵组的流量为该压头下各泵对应的流量之和。据此，可得并联离心泵组的H-Q性能曲线。 离心泵串联操作时，泵送流量相同，泵组的扬程为该流量下各泵的扬程之和。由此可得离心泵串联工作时的合成性能曲线。,Q 单Q并Q双,1.离心泵并联,同一压头下，并联泵的流量为单泵流量的两倍，据此作出合成性能曲线。 并联泵的流量大于一台单泵的流量，小于两台单泵的流量,H 单H并H双,2.离心泵串联,同一流量下，串联泵的压头为单泵压头的两倍，据此作出串联泵合成特性曲线 串联泵的压头大于一台单泵的压头，小于两台单泵的和压头,高阻管路：串联泵 低阻管路：并联泵,3.并串联的选择,当地大气压,安装高度,7.1.4离心泵的安装高度与气蚀现象,一、安装高度 从整个吸入管路到泵的吸入口直至叶轮内缘，液体的压强是不断降低的。研究表明，叶轮内缘处的叶片背侧是泵内压强最低点。,7.1.4离心泵的安装高度与气蚀现象,由于P1不能小于或等于液体的饱和蒸汽压P蒸,故Hg称为离心泵的极限吸程. 可见,离心泵的吸程是受到大气压、液体饱和蒸汽压、吸入管的流速及阻力等因素的影响。 通常离心泵说明书上所规定的吸程值是在760mmHg、水温为20的清水实验所得。使用条件不符时，应进行修正，以确保使用安全。,二、汽蚀现象,当泵内某点的压强低至液体饱和蒸汽压时部分液体将汽化，产生的汽泡被液流带入叶轮内压力较高处再凝聚。由于凝聚点处产生瞬间真空，造成周围液体高速冲击该点，产生剧烈的水击。瞬间压力可高达数十个MPa，众多的水击点上水击频率可高达数十kHz，且水击能量瞬时转化为热量，水击点局部瞬时温度可达230以上。 症状：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下降。 后果：高频冲击加之高温腐蚀同时作用使叶片表面产生一个个凹穴，严重时成海绵状而迅速破坏。,汽蚀表面现象,汽蚀后的叶轮,二、汽蚀现象,3.防止措施：,控制泵的流量：泵的工作流量不应大于额定流量；不应小于允许的最小流量。 限制泵的转速。 不允许采用泵的入口阀门调节流量 泵启动时空运行时间不能过长。 把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压。,7.1.5离心泵的类型与选用,清水泵 清水泵物理化学性质类似于水的介质。清水泵有若干系列。最简单的为单级单吸式，系列代号为“IS”，结构简图如图，若需要的扬程较高，则可选D系列多级离心泵。若需要流量很大，则可选用双吸式离心泵，其系列代号为“Sh” 。,1-泵体；2-泵盖；3-叶轮；4-轴；5-密封环；6-叶轮螺母；7-止动垫圈；8-轴盖；9-填料压盖；10-填料环；11-填料；12-悬架轴承部件,7.1.5离心泵的类型与选用,7.1.5离心泵的类型与选用,耐腐蚀泵 输送腐蚀性流体用耐腐蚀泵。耐腐蚀泵所有与流体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作。离心耐腐蚀泵有多种系列，其中常用的系列代号为F。 油泵 油泵用于输送石油及油类产品，油泵系列代号为Y。因油类液体具有易燃、易爆的特点，因此对此类泵密封性能要求较高。输送200以上的热油时，还需设冷却装置。 液下泵 液下泵是一种立式离心泵，整个泵体浸入在被输送的液体贮槽内，通过一根长轴，由安放在液面上的电机带动。,1泵体；2泵盖；3叶轮；4泵轴；5密封环； 6轴套；7轴承；8连轴器,7.1.5离心泵的类型与选用,杂质泵 杂质泵有多种系列，常分为污水泵、渣浆泵、泥浆泵等。这类泵的主要结构特点是叶轮上叶片数目少，叶片间流道宽，有的型号泵壳内还衬有耐磨材料。,7.1.6离心泵的运行,1.运行前准备工作： （1）检查泵出、入口管线上的阀门、法兰地脚螺栓、联轴器、温度计和压力表等。 （2）检查泵的运转情况，先盘车，听是否有杂音，看是否灵活。 （3）打开入口阀，排出泵体内的气体，给泵内充满所要输送的液体，再关死出口阀。 （4）往泵的油箱加好润滑油或润滑脂。 （5）给冷却水，打开压力表，看是否灵敏。 （6）检查安全设备如对轮罩、接地线等。 （7）对热油泵看预热情况，使泵体温度不能低于界质温度的40度。 （8）与各有关岗位、有关单位联系好。做好启动准备。,7.1.6离心泵的运行,2.正常启动： （1）准备工作经检查正常后可启动泵。启动后应注意电流表，泵转向，压力表，泄漏等情况，一切正常后再慢慢打开出口阀。 （2）检查泵的轴承温度不得大于65 ，电机温度不得大于70 （3）可用泵出口阀门调节流量 （4）观察出口压力表、电流表的波动情况 （5）检查泵的运行、振动、泄漏情况。 （6）检查泵冷却水的供应情况，润滑油液面的变化情况。 （7）打封油的泵，封油压力至少高出泵出口压力0.05-0.1MPa. （8）对于长周期运转的泵，要定期更换润滑油或润滑脂，保证泵在良好的润滑状态下工作。,7.1.6离心泵的运行,3.离心泵的停运： （1）慢慢关死出口阀门。 （2）切断电源后关入口阀，压力表阀。 （3）热油泵，待泵体温度降低后停冷却水和封油。 （4）在冬季，对停下来的泵要放掉泵内液体，并采取必要的防冻措施。 （5）定时检查、盘车。,7.1.6离心泵的运行,4.离心泵的切换： （1）做好起动泵前的各种准备后，打开入口阀，引入液体 （2）启动后，待泵的转速、声音、泵体压力等正常后再开出口阀 （3）泵的流量正常，压力平稳时关闭运行泵的出口阀。 （4）停电后按停泵要求做好善后工作。 （5）尽量减少因切换泵造成的流量、压力的波动，维持生产的正常进行。 （6）检查起动泵的泄漏、润滑等情况。,7.1.7离心泵常见故障,7.1.7离心泵常见故障,7.2往复泵,往复泵是容积式泵，其结构主要由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀(活门)构成。活塞经曲柄连杆机构在外力驱动下作往复运动，单动往复泵输送液体不连续，流量曲线是半周正弦曲线。双动泵有所改善。三缸泵的流量曲线更平稳。,7.2.1往复泵的工作原理,7.2.1往复泵的工作原理,7.2.1往复泵的工作原理,往复泵的流量V(m3/s)可按下式计算 往复泵不能采用调节出口阀的方法进行流量调节。往复泵特性曲线为， 结合管路特性曲线，可确定往复泵的工作点。往复泵的流量与管路特性曲线无关。因此，若在往复泵出口安装调节阀，不仅不能调节流量，若操作不当使出口阀完全关闭则会使泵压头剧增，损坏设备。,7.2.2往复泵的流量调节,7.2.2往复泵的流量调节,往复泵通常采用旁路流程调节流量，如图增加旁路，并未改变泵的总流量，只是使部分液体经旁路又回到泵进口，从而减小了主管路系统的流量。 往复泵也可通过改变曲柄转速来调节流量,7.2.3往复泵的特点,1.有较强的自吸能力 靠自身抽出泵及吸入管中的空气而将液体从低处吸入泵内的能力。自吸能力可由自吸高度和吸上时间来衡量。泵吸口造成的真空度越大，则自吸高度越大；造成足够真空度的速度越快，则吸上时间越短。自吸能力与泵的型式和密封性能有重要关系。当泵阀、泵缸等密封变差，或余隙容积较大时，其自吸能力就会降低。故起动前灌满液体，可改善泵的自吸能力。,7.2.3往复泵的特点,2.理论流量与工作压力p无关，只取决于转速n、泵缸尺寸和作用数K。 不能用节流调节法，只能用变速调节或回流调节法。有些特殊结构的往复泵可通过调节柱塞的有效行程来改变流量 3.额定排出压力与泵的尺寸和转速无关 工作压力P取决于泵原动机的转速n、轴承的承载能力、泵的强度和密封性能等。为防过载，泵起动前必须打开排出阀，且装设安全阀。 以上是共有特点。此外，往复泵还有：,7.2.3往复泵的特点,4.流量不均匀，排出压力波动 为减轻脉动率Q ，常采用多作用往复泵或设置空气室。 5.转速不宜太快 电动往复泵转速多在200300 r/min以下，若转速n过高，泵阀迟滞造成的容积损失就会相对增加；泵阀撞击更为严重，引起噪声和磨损；液流和运动部件的惯性力也将随之增加，产生有害的影响。由于转速n受限，往复泵流量不大。,7.2.3往复泵的特点,6.运送含固体杂质的液体时，泵阀容易磨损和泄漏应装吸入滤器。 7.结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多。 由于上述特点，笨重(在Q相同时与其它泵相比) 、造价高、管理维护麻烦，在许多场合它已被离心泵所取代。但舱底水泵和油轮扫舱泵等在工作中容易吸入气体，需要具有较好的自吸能力，故常采用往复泵；在要求小流量Q、高压头P时，也可采用往复泵。,7.2.4往复泵的运行,1.往复泵的启动前准备： （1）检查泵的零件是否齐全 （2）检查注油器，看润滑油的上油情况 （3）清洗润滑油孔，清除个接触面的灰尘。 （4）排除气缸中的冷凝水，打开油缸中的排气阀，之后给少许蒸汽暖缸。 （5）检查盘根的松动、磨损情况 （6）打开出口阀，打开入口阀。,7.2.4往复泵的运行,2.往复泵的启动： （1）引入液体后看泵体的温升变化情况。 （2）打开压力表、安全阀前手阀。 （3）入口蒸汽阀门开大，启动泵，看运行情况。 （4）启动后看流量、压力、泄漏情况。,7.2.4往复泵的运行,3.往复泵的停运： （1）作好停泵前的联系、准备工作。 （2）关蒸汽入口。 （3）关泵的出、入口阀门。 （4）关压力表阀、安全阀。 （5）放掉油缸内压力 （6）打开气缸放水阀，排缸内存水。 （7）做好防冻工作，搞好卫生。,7.2.4往复泵的运行,4.往复泵的切换： （1）准备启运的泵要做好启动前的各项准备工作。 （2）慢慢给汽，泵启动后慢慢关小运行泵给汽阀。 （3）待切换过来后关死原运行泵的出口、入口阀。 （4）切换泵时的流量、压力不能产生大的波动，不能影响生产的正常进行。 （5）停下来的泵作好维护工作。,7.2.4往复泵的运行,5.往复泵的运行中的维护： （1）注油器上油6-8滴/min为正常。 （2）出口压力在满足工艺生产情况下不得超压。 （3）看泄漏情况和盘根和磨损情况。 （4）看运行是否正常，是否有抽空或振动情况。 （5）地脚螺丝等是否有松动情况。 （6）润滑油的牌号要符合要求，每天加一次润滑油，保持良好的润滑状态。,7.3隔膜泵,7.3隔膜泵,隔膜泵用弹性金属薄片或耐腐蚀性橡皮制成的隔膜将活柱与被输送液体隔开，与活柱相通的一侧则充满油或水。当活柱往复运动时，迫使隔膜交替向两侧弯曲，将液体吸入和排出。,7.3隔膜泵,64,气动隔膜泵工作原理图,液压隔膜泵工作原理,7.4齿轮泵,齿轮泵是泵壳和一对相互啮合的齿轮，两个齿轮在泵的吸入口脱离啮合，形成低压区，液体被吸入并随齿轮的转动被强行压向排出端。在排出端两齿轮又相互啮合形成高压区将液体挤压出去。,一、齿轮泵的结构,1.吸入和排出 图示方向回转时，齿C退出啮合，其齿间容积V增大，压力p降低，液体在吸入液面上的压力p作用下，经吸入口流入. 随着齿轮回转，吸满液体的齿间转过吸入腔，沿壳壁转到排出腔. 当重新进入啮合时，齿间的液体即被轮齿挤出.,一、齿轮泵的结构,2.结构特点 普通齿轮泵如果反转，吸排方向相反（采用对于齿轮连心线不对称布置的卸荷槽的齿轮泵不允许反转使用）. 由于啮合紧密，齿顶和端面间隙都小，液体不会大量漏回吸入腔. 磨擦面较多，只用来排送有润滑性的油液。,二、齿轮泵的困油现象,外齿轮泵一般采用渐开线 (involute) 齿形 为转运平稳，要求齿轮的重迭系数大于1 由于重迭系数大于1，所以在部分时间内相邻两对齿会同时处于啮合状态，形成一个封闭空间，使一部分油液困在其中，而这封闭 空间的容积又将随着 齿轮的转动而变化 (先缩小，然后增大)， 从而产生困油现象。,二、齿轮泵的困油现象,1.危害 （当封闭容积V减小时，液体受挤压而压力P急剧升高，油液将从缝隙中强行挤出）： 1)产生噪音和振动； 2)使轴承受到很大的径向力； 3)功率损失增加； 4)容积效率降低（而当封闭容积V增大时，压力p下降，析出气泡） 5)对泵的工作性能和使用寿命都有害,二、齿轮泵的困油现象,2.排除 (设法在封闭容积V变小时使之和排出腔沟通，而在封闭容积V增大时和吸入腔沟通): 开卸对称荷槽: 1）结构简单，容易加工，且对称布置，泵正、反转时都适用，因此被广泛采用。 2）对称卸荷槽还不十分完善（还有噪音和振动）,二、齿轮泵的困油现象,不对称卸荷槽： 1）两个卸荷槽同时向吸入侧移过适当距离 2）延长了Va和排出腔相通的时间 3）推迟了Vb和吸入腔相通的时间,Vb中可能出现局部真空，但不十分严重 这种卸荷槽能更好地解决困油问题，能多回收一部分高压液体，泵不允许反转使用。 采用卸荷槽后困油现象影响大大减轻。,三、提高齿轮泵理论流量的途径,增加齿轮的直径、齿宽、转速n和减少齿数。 n过高会使轮齿转过吸入腔的时间过短 n和直径增加使齿轮的圆周速度增加，离心力加大 1.增加吸入困难，齿根处油压p降低，可能析出气体，导致Q减小，造成振动和产生噪声，甚至使泵无法工作。,三、提高齿轮泵理论流量的途径,2.故最大圆周速度应根据所输油的粘度而予以限制， 1）最大圆周速度不超过56m/s， 2)最高转速一般在3000r/min左右。 加大齿宽会使径向力增大，齿面接触线加长，不易保持良好的密封。 减少齿数虽可使齿间容积V加大而Q增加，但会使Q的不均匀度加重。,四、齿轮泵的特点,1有一定的自吸能力，能形成一定程度的真空，泵可装得比滑油液面高。排送气体时密封性差，故自吸能力不如往复泵。 应注意： 1）齿轮泵摩擦部位较多 2）间隙较小 3）线速度较高 4）起动前齿轮表面必须有油，不允许干转。,四、齿轮泵的特点,2理论流量Qt是由工作部件的尺寸和转速n决定的，与排除压力Pd无关。 3额定排出压力Pd与工作部件尺寸、n无关， Pd取决于泵的密封性能和轴承承载能力，为防泵过载，一般应设安全阀。 4.流量连续，有脉动 外啮合齿轮泵Q在1127范围内，噪声较大。齿数Z越少， Q越大。内齿轮泵Q较小，约为13，噪声也较小。,四、齿轮泵的特点,5结构简单，价格低廉。 1）工作部件作回转运动 2）无泵阀 3）允许采用较高转速n，通常可与电动机直联 4）与同样Q的往复泵相比，尺寸、重量小 5）易损件少，耐撞击工作可靠 6磨擦面较多 用于排送不含固体颗粒并具有润滑性的油类。,五、齿轮泵的使用场合,一般被用作排出p不高、Q不大，以及对Q和pd的均匀性要求不很严的油泵,如： 1）滑油泵 2）驳油泵 3）液压传动中的供油泵 由于齿轮泵结构简单，价格低廉，又不易损坏，因而已开发了高压齿轮泵。如：液压泵。,六、齿轮泵管理要点,1. 注意泵的转向和连接 反转会使吸排方向相反，泵和电机保持良好对中，最好用挠性连接（flexibility）。 2. 齿轮泵虽有自吸能力 起动前泵内要存有油液（否则严重摩损），吸油高度一般不大于0.5m。 3. 机械轴封属于较精密的部件 拆装时要防止损伤密封元件，安装时应在轴上涂滑油，按正确次序装入，用手推动环时应有浮动性。上紧轴封盖时要均匀，机械轴封一定要防止干摩擦,六、齿轮泵管理要点,4. 不宜超额定p工作 会使原动机过载，加大轴承负荷，使工作部件变形，磨损和漏泄增加，严重时造成卡阻。 5. 要防止吸口真空度大于允许吸上真空度，否则不能正常吸入。 当吸入p过低时，会产生“气穴现象”。油在低压区析出许多气泡，Q降低。当气泡到高压区时，空气重新溶入油中，形成局部真空，四周的高压油液就会以高速流过来填补。产生液压冲击，并伴随剧烈的噪声,六、齿轮泵管理要点,6. 保持合适的油温和粘度 运动粘度以2533 mm2/s为宜。粘度太小则漏泄增加，还容易产生气穴现象。粘度过大同样也会使v降低和吸入不正常。 7. 要防止吸入空气：会使流量减少，而且产生噪声。 8. 端面间隙对齿轮泵的自吸能力和v影响甚大 可用压软铅丝的方法测出 9. 高压齿轮泵敏感度大 吸油口可用150目网式滤器，液压系统泵要求滤油精度30-40m。回油管路滤油器精度最好20m,七、齿轮泵常见故障分析,(1)不能排油或流量不足 不能建立足够大的吸入真空度的原因： 1）泵内间隙过大，或新泵及拆修过的齿轮表面未浇油，难以自吸； 2）泵转速n过低、反转或卡阻 3）吸入管漏气或吸口露出液面。 4 ）吸入真空度较大而不能正常吸入的原因：,七、齿轮泵常见故障分析,5 ）吸高太大(一般应不超过500mm)； 6 ）油温太低，粘度太大； 7 ）吸入管路阻塞，如吸入滤器脏堵或容量太小，吸入阀未开等 8 ）油温过高。 排出方面的问题： 1 ）排出管漏泄或旁通，安全阀或弹簧太松； 2 ）排出阀未开或排出管滤器堵塞，安全阀顶开,七、齿轮泵常见故障分析,(2)工作噪声太大 噪声根据产生的原因不同，可分两类： 1)液体噪声，是由于漏入空气或产生气穴现象而引起 2)机械噪声，对中不良、轴承损坏或松动、安全阀跳动、齿轮啮合不良、泵轴弯曲或其它机械摩擦等。 (3)磨损太快 1)油液含磨料性杂质； 2)长期空转； 3)Pd过高，泵轴变形严重； 4)中心线不正。,7.5旋涡泵,一、工作原理 叶轮开有凹槽的圆盘：引水道 叶轮旋转，凹槽内液体被做功。在引水道和凹槽间往反多次，被多次做功。,特殊类型的离心泵,7.5旋涡泵,二、特点,（1）压头和功率随流量增加下降较快。因此启动时应打开出口阀，改变流量时，旁路调节比安装调节阀经济。 （2）在叶轮直径和转速相同的条件下，旋涡泵的压头比离心泵高出24倍，适用于高压头、小流量的场合。 （3）结构简单、加工容易，且可采用各种耐腐蚀的材料制造。 （4）输送液体的粘度不宜过大，否则泵的压头和效率都将大幅度下降。 （5）输送液体不能含有固体颗粒。,三、闭式旋涡泵,结构 闭式叶轮(有2060个径向短叶片) 指其叶片部分设有中间隔板 泵体和泵盖以小间隙紧贴叶轮，形成等截面的环形流道4。 流道占大半圆周，两端顺径向外延形成吸、排口，隔舌6将流道吸、排隔开，这种两端(或一端)直通吸、排口的流道称为开式流道。 闭式旋涡泵必须配用开式流道。,三、闭式旋涡泵,当叶轮回转时，液体一起回转，产生离心力 纵向旋涡：叶轮中液体的u要比流道中的u大，甩出，进人流道，迫使流道中液体向心流动，再从叶片根部进入叶间，依靠纵向旋涡的作用来传递能量。 纵向旋涡越强，液体进入叶轮的次数越多，H越高，纵向旋涡的强弱取决于叶轮内 液体和流道内液体的离心 力之差。受纵向旋涡流动 阻力影响，与叶片和流道 形状及叶片数有关。,三、闭式旋涡泵,下图为叶轮的各种截面以及叶片的形状：叶片的倾斜角度和方向不同，泵特性曲线形状也不同。 下图给出了闭式旋涡泵流道的各种截面的形状。,三、闭式旋涡泵,流道截面为矩形时，纵向旋涡的流阻较大，H和效率相对较低，但Q较大。流道为半圆形断面时，H和效率相对较高，但Q较小。 闭式旋涡泵效率较高，可达35一45。液流是从叶轮外缘进人叶间，该处u较大，液流情况复杂，速度分布不均，故闭式旋涡泵汽蚀性能差，汽蚀余量必须大一些。泵吸入气体时，小，会聚集在叶片的根部。在流道出口不易排出，又经过隔舌被带回吸人端，故一般不能抽送气液混合物，也无自吸能力。要使其能够自吸，必须在排出端设气液分离室，并设回液口使液体能在排出端挤人叶片根部驱赶气体。 闭式旋涡泵多为单级或二级,四、开式旋涡泵,开式叶轮-叶片不带间隔板 。闭式流道-流道两端不直接通吸、排口。,四、开式旋涡泵,泵的吸、排口是开在靠叶片根部处，液流进入叶片的u较小，汽蚀性能比闭式好。 只要将吸、排口朝上安装，就有自吸能力。 在流道始，液体甩入流道，叶间形成真空，气体吸入。随着叶轮回转，流体压力变大，越近排出口压力越大。 气体密度小，被压缩在叶片根部，V不断缩小。排出口开在流道尽头并靠近叶片的根部。当液体到流道尽头时，会急剧变为向心方向流人叶间，将气体从排出口挤出。,四、开式旋涡泵,闭式流道能排气体和自吸，但液体急剧变化运动方向，克服离心力做功，能量损失较大，总效率仅为2027。用吸人端闭式，排出端开式流道，保持较高的效率，但会失去自吸能力效率可提高到2735。为保自吸，又减少水力损失可用向心开式流道。 另一种办法是在排出端用开式流道并附加辅助闭式流道，让大部分液体从口a排出，其余分液体进入辅助闭式流道c，这部分液体能够在辅流道的末端进入叶间，把气体从泵体侧面与压出室相通的气体压出口b排出。开式旋涡泵可做成单级，也可多级(最多6级)。 泵漏主要是轴向间隙。,五、离心旋涡泵,第一级采用离心叶轮，第二级采用旋涡叶轮，是一种双级的小比转数自吸泵。发挥了旋涡H相对较高和便于自吸的优点，又借离心叶轮D hr小的长处。 特性曲线较陡，在H变化时Q波动较小。 旋涡叶轮3装在泵轴上，并用内隔板1分隔。内隔板与泵盖6构成离心叶轮的涡壳。隔板上的中间斜道可从涡壳的最大截面处把水斜向地引入第二级旋涡叶轮。旋涡叶轮是闭式叶轮，开式流道。在旋涡叶轮排出口装有气水分离室。起动前必须灌水。工作时，泵内液体在旋涡泵人口处与吸人管系中的空气相混合，经旋涡叶轮排到气水分离室中进行气水分离。分离后的水经内、外隔板上回水口再次从旋涡泵的叶片根部进人叶间，重新裹带空气。如此循环，直至空气驱尽后，泵就开始正常工作。,五、离心旋涡泵,7.6螺杆泵,97,螺杆泵运行原理图,三螺杆泵,7.6螺杆泵,螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，是借助转动的螺 杆与泵壳上的内螺纹、或螺杆与螺杆相互啮合将液体 沿轴向推进，最终由排出口排出。 一、典型结构 1.由缸套，主, 动螺杆组成。 2.主、从动螺杆转向相反。,7.6螺杆泵,3.各啮合螺杆之间以及螺杆与缸套间的间隙很小，在泵内形成多个 彼此分隔的容腔 1)转动时，下部容腔V增大，吸入液体，然后封闭。 2)封闭容腔沿轴向上升 3)新的吸入容腔又在吸入端形成。 4)一个接一个的封闭容腔上移，液体就不断被挤出。 4.螺杆反转，则吸、排方向相反。,7.6螺杆泵,7.6螺杆泵,二、双螺杆泵有密封和非密封型两类 1.密封型 1）由渐开线和摆线组合而成 2) 其v略逊于摆线啮合的螺杆泵 3) 但能使工艺简化，成本降低。 2.非密封型 1）采用两根直径D相同、单头、定螺距、矩形或梯形齿形的螺杆 2）不能形成完全封闭的啮合线，属于非密封型螺杆泵。 3）为减少漏泄，需增加导程数，又要限制螺杆的长度，故不得不减小螺旋的升角，从而导致螺杆自锁。 因此，传递扭矩需靠齿轮，主动和从动螺杆彼此不直接接触。,1）外轴承式 - 同步齿轮和轴承装在泵体外面，单独润滑 2）内轴承式 - 齿轮和轴承置于泵体内部 上图是两侧吸入、中间排出结构，轴向力可基本平衡。,三、双螺杆泵的结构,7.6螺杆泵,四、螺杆泵(screw pump)的流量,7.6螺杆泵,7.6螺杆泵,2.螺杆泵的实际流量 主要内漏泄途径： 1）螺杆顶圆与泵缸或衬套之间（径向间隙） 2）减少径向间隙可减少内漏，但间隙太小使摩擦功率损失增加 3）啮合螺杆之间之间（啮合间隙） 4）密封型泵啮合线漏泄少，而非密封型较大。 泵内各封闭容腔的p是从排出向吸入端递减 三螺杆泵 v =0.750.95 单螺杆泵 v =0.650.75 双螺杆泵 v 0.5 0.85。,五、螺杆泵的特点,螺杆泵的优点： 1没有困油现象，流量和压力均匀，故工作平稳，噪声和振动较少。 2轴向吸入，没有离心力的影响，吸