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普通流体输送机械简介 结束语 新型流体输送机械 概述 目录 一 概述 1 化工生产中为什么要流体输送机械 连续流动的各种物料或产品 由低处送至高处 由低压送至高压设备 克服管道阻力 流体输送机械 为输送流体而提供能量的机械 按工作原理分 动力式 叶轮式 离心式 轴流式 容积式 正位移式 往复式 旋转式 其它类型 喷射式 流体作用式等 气体的输送和压缩 主要用鼓风机和压缩机 液体的输送 主要用离心泵 漩涡泵 往复泵 固体的输送 可采用流态化的方法 2 为什么要用不同结构和特性的输送机械 化工厂中输送的流体种类繁多 1 流体种类有强腐蚀性的 高粘度的 含有固体悬浮物的 易挥发的 易燃易爆的以及有毒的等等 2 温度和压强又有高低之分 3 不同生产过程所需提供的流量和压头又各异 内容1 内容2 内容3 内容4 流体输送机械 离心泵 二 普通流体输送机械简介 往复式泵 其他液体泵 气体输送机械 主要有叶轮 泵体 泵轴和轴承这四部分 叶轮内的液体受到叶片的推动而与叶片共同旋转 由旋转而产生的离心力 使液体由中心向外运动 并获得动能增量 结构简单 流量大而且均匀 操作方便等优点 在化工生产中的使用最为广泛 离心泵 基本结构 活塞 或柱塞 活塞杆冲程S 活塞移动距离泵缸活门联动装置 原理 单动往复泵 双动往复泵 往复泵 计量泵 适用于小流量 固定流量或比例的液体输送 隔膜泵 腐蚀性液体或含有悬浮物的液体 齿轮泵 螺杆泵 可用于输送带颗粒的悬浮液 适于在高压下输送粘稠性液体 其他液体泵 压头较高而流量较小 适用于输送粘稠液体以至膏状物料 不能输送悬浮液 气体输送机械 气体输送产生高压气体产生真空 用途 特点 可压缩 V T有变化 VS大约是u 15 25m s通气机 终压不大于15kPa p2 p1 1 1 15鼓风机 终压不15 300kPa p2 p14真空泵 终压为大气压 压缩比范围大 磁力泵 三 新型流体输送机械 MagneticPump 喷射泵 JetPump 直线共轭内啮合齿轮泵 Straightconjugateinternalgearpump 涡轮分子泵 Turbomolecularpump PARTONE 背景 结构原理 特点 发展前景 磁力泵 1 背景 随着工业的飞速发展 能源的过度利用及环境的污染问题越来越被人们所重视 1990年美国颁布的空气洁净法令 TheUSCleanAirAct 把密封泵列为最大的环境污染源之一 同时 这个时期永磁材料与磁力传动技术等高新科技得到发展 在这两个大背景下 磁力泵作为一种新兴流体输送机械出现 2 结构及工作原理 1 磁力传动的结构形式 磁性传动有两种结构形式 圆筒形磁力联轴器和圆盘形磁力联轴器 图1 圆筒形磁力联轴器由于磁钢利用率高 在相同参数下 单位磁体积能够获得较大的传动力矩 因而得到广泛应用 圆盘形磁联轴器 两磁钢间会产生较大的轴向力 在设计时必须采用平衡轴向力措施和加厚隔离套 否则会使隔离套变形以致损坏 由于这些原因 尽管圆盘形联轴器结构简单 容易制造 但应用较少 2 传动原理 原动机带动外磁钢转子旋转 由于磁场的作用内磁钢转子则同步旋转 叶轮和内磁钢转子同轴一起旋转来输送液体 2 结构及工作原理 3 特点 1 优点 将轴传递动力的动密封转化为静密封 实现动力的无接触传递和输送介质的零泄漏 可避免振动传递 实现工作机械的平稳运行 与刚性联轴器相比 安装 拆卸 调试 维修均较方便 2 缺点 永磁体磁场的存在干扰周围的环境 磁力联轴器在起动过程中易产生滞后现象 与接触式密封装置相比较 传动效率相对降低 4 发展前景 磁力自吸泵使用方便 工作可靠 便于远程集中控制 实行自动化操作的优点 未来磁力自吸泵的应用领域会越来越广泛 结构原理 特点 发展前景 PARTTWO 喷射泵 背景 1 背景 喷射泵是一种用来传递能量 质量的流体机械设备 在喷射泵中两股不同压力的流体相互混合 发生能量交换后形成一种居中压力的混合流体 喷射泵提高引射流体的压力而不直接消耗机械能 并且由于它自身具有的独特优点如工作可靠 没有转动部件 安装维护方便等受人们的青睐而被广泛的应用到了工程实际的各个领域中 2 结构原理 1 结构 喷射泵是利用紊动扩散作用进行传质传能的流体机械和混合反应设备 在喷射泵中两股不同压力的流体相互混合 发生能量交换后形成一种居中压力的混合流体 喷射泵的基本结构如图所示 主要由喷嘴 喉管 扩散管和吸入室组成 喷射泵结构示意图 2 原理 一定压力的流体通过喷嘴高速射出 此时 工作流体的压力能转化为动能 把喷嘴附近的空气带走 导致在吸入室内形成真空 吸入低压流体 两股不同压力的流体 在混合室内产生能量 动量和质量的交换 工作流体的速度及压力均减少 引射流体速度增加 在混合室出口处两股流体的流速渐趋均匀 工作流体携带引射流体进入扩散室后 两股流体一边继续进行能量交换 一边逐渐压缩 将动能转换为压力能 并将混合流体增压后排出喷射泵 2 结构原理 2020 3 18 21 可编辑 结构简单 加工容易 工作可靠 安装维护方便 密封性好 1 优点 One Two Three 3 特点 利用喷射泵的喷射增压性能可以有效的避免水泵汽蚀 并提高水泵的自吸能力 3 适用于高温 高压 高真空领域 1 2 2 缺点 3 特点 4 发展前景 随着计算机技术的快速发展 通过编程 凭借计算机强大的计算能力和可视化的优点来帮助解决 分析工程实际问题成为喷射泵一个重要发展方向 喷射泵是一种十分简单的新型泵 使用寿命长 维修方便 适用于石油化工等行业的小流量 高扬程介质的输送 是一种具有发展前途的新型工业管道用泵 结构原理 特点 发展前景 PARTTHREE 直线共轭内啮合齿轮泵 背景 1 背景 进入二十一世纪 工业发展水平突飞猛进 液压传动已逐渐取代了传统的机械 齿轮泵是液压传动系统中应用最广泛的液压动力元件 根据结构可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两大类 齿轮泵在实际生产中运用程度很高 是液压系统的核心零部件具有 自身拥有体积小 重量轻 使用可靠性高 使用寿命较长 制造难度低 维修方便 价格便宜等优点 其单级泵的输出压力可达20Mpa 工作时噪音最小可达到53dB 在液压行业被称为安静泵 QuietPump 2 结构原理 1 结构 直线共轭内啮合齿轮泵的结构如下图所示 主要由外齿轮 内齿圈 前泵盖 泵体和传动轴等零部件组成 该泵的月牙板与泵体为一体 外齿轮和内齿圈在泵体内偏心安装 且外齿轮为主动轮 2 原理 如图所示 靠外齿轮与内齿圈作内啮合运动进行工作 其中月牙板和外壳侧壁及齿轮啮合点沿齿宽方向的接触线将吸油腔和排油腔隔开 当电动机驱动轴使外齿轮绕圆心按图示方向转动时 带动内齿圈绕它的中心作同方向转动 这时在吸油区附近的封闭容积变大而形成吸油 在排油区附近的封闭容积变小而产生排油 若齿轮连续转动 油泵便连续 周期性地进行吸 排油 2 结构原理 2 结构原理 3 特点 直线共辄内啮合齿轮粟具有输出压力高 结构简单 压力脉动和噪音小的突出优点 可以应用于在各式机械液压设备 这种齿轮泵有一对特殊的直线共辗内啮合齿轮副 外齿轮的齿廓是简单容易加工的直线 内齿圈的齿廓是与外齿轮的齿廓共辄的曲线 曲率小 接触强度高 而且不存在根切 弯曲强度也很高 4 发展前景 目前 很多企业和学者对直线共轭内啮合齿轮泵进行了研究和优化设计 主要集中在以下几个方面 1 直线共轭内啮合齿轮的加工方法研究 2 齿轮接触强度和齿圈强度的分析与研究 3 直线共轭内啮合齿轮泵齿廓曲线与啮合线方程的推导研究 4 直线共轭内啮合齿轮泵结构及参数的优化设计研究 5 直线共轭内啮合齿轮泵流量特性的分析 结构原理 特点 发展前景 PARTFOUR 涡轮分子泵 背景 1 背景 分子泵自1912年诞生以来 至今已快近一个世纪了 它在初期进展较缓慢 在1970年以前 分子泵的应用还仅限于核物理 电真空 表面科学等领域 但近20年来由于半导体产业的兴起和薄膜工业的发展 分子泵才被人们所重视 并得到了兴旺和发达 现代的分子泵已发展到实用和普及的阶段 涡轮分子泵是一种高速旋转的精密动量传输式真空泵 是获得高真空 HV 和超高真空 UHV 的关键设备之一 近年来关于涡轮分子泵的研究变得十分热门 2 结构原理 1 结构 涡轮分子泵是由泵壳 涡轮叶列组件和电动机 包括电源 组成的 涡轮叶列组件是由多级的动片和定片相间排列组成的 根据叶片不同的几何形状 又把叶列分成高 中 低真空三个区段 通常叶列的第一级和最末级都是动片 两动片之间均为定片 结构如图2 2所示 2 原理 涡轮分子泵 turbo molecularpump TMP 以下简称分子泵 依靠高速运动的涡轮表面 拖动 气体分子作定向运动 实现气体抽出 获得清洁高真空和超高真空 2 结构原理 1 优点 3 特点 对颗粒物或沉积物敏感 泵会出现振动和噪音问题 暴露大气易引起事故 设备费用高 由于结构上的原因 涡轮分子泵也有其致命的缺点 造价很高而且易损坏 在损坏前征兆不明显 不易预测 如何提高涡轮分子泵的使用寿命 成为企业致力解决的重要问题之一 目前涡轮分子泵的研究方向主要是整体转子的设计和制造技术 4 发展前景 四 结束语 现阶段的总结 现阶段的各种流体输送机械都或多或少的存在弊端 但总的来说 只要使用合理 利远远大于弊 现阶段流体泄漏 叶轮腐蚀和