石化行业建设 专业知识 泵和风机

培训教材 机泵与风机 为流体提供机械能的机械设备统称为流体输送机械 分类 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 离心式 往复式 旋转式 流体作用式 按工作原理 按输送介质 流体输送机械 离心泵 离心泵的工作原理 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 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 离心泵工作原理 离心泵装置简图 吸上原理与气缚现象 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 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 气缚现象 主要部件 1 叶轮 叶片 盖板 6 12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 平衡孔 消除轴向推力 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 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 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 4 导轮的作用 减少能量损失 流量V m3 s 压头H mH2o 轴功率N kW 效率 离心泵的特性曲线 性能参数 H V曲线N V曲线 V曲线 离心泵的特性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 特性曲线 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H V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V增加而下降 有效功率与轴功率的比值为离心泵的效率 H V曲线 N V曲线与 V曲线 离心泵的轴功率N是指电机输入到泵轴的功率 流体从泵获得的实际功率为泵的有效功率Ne 由泵的流量和扬程求得 在真空表和压力表之间列柏努利方程 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 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 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 反映离心泵能量损失 包括 特性曲线的变换 液体粘度的影响液体粘度改变 H V N V V曲线都将随之而变 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 H V曲线不随液体密度而变 V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 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 特性曲线是制造厂用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 解 与泵的特性曲线相关的性能参数有泵的转速n 流量V 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 对单位重量流体列柏努力方程 有 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 工作流量下泵有效功率为 泵轴功率为 代入数据 离心泵的工作点 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 泵的特性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 离心泵的流量调节 改变泵的特性 改变管路特性 1 改变出口阀开度 管路特性 关小出口阀 le H qV 管特线变陡 工作点左上移 开大出口阀 le H qV 管特线变缓 工作点右下移 改变流量 改变工作点 改变流量 n 泵H qV曲线上移 工作点右上移 H qV 2 改变叶轮转速 改变泵的特性 离心泵的并联和串联 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 离心泵串连工作时的合成特性曲线 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 并联离心泵组的H V特性曲线 离心泵并联和串联 将组合安装的离心泵视为一个泵组 泵组的特性曲线或称合成特性曲线 据此确定泵组工作点 离心泵并联 同一压头下 并联泵的流量为单泵流量的两倍 据此作出合成特性曲线 并联泵的流量大于一台单泵的流量 小于两台单泵的流量 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 串联泵的流量大于一台单泵的流量 小于两台单泵的流量 并串联的选择 高阻管路 串联泵 低阻管路 并联泵 离心泵的气蚀现象与安装高度 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 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 防止措施 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pv 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 离心泵的类型与选用 离心泵的类型 清水泵 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 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 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 杂质泵 离心泵的运行 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 离心泵的运行 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 未打开出口阀前泵运转不得超过3分钟 否则液体在泵内强制循环后温度升高 液体汽化会产生抽空等现象 2 检查泵的轴承温度不得大于65度 电机温度不得大于70度 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 离心泵的运行 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 离心泵的运行 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 离心泵常见故障 离心泵常见故障 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 往复泵的工作原理 往复泵的流量调节 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 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 往复泵的流量调节 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 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 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200 300r 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 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 往复泵的特点 往复泵的运行 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 往复泵的运行 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 往复泵的运行 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 往复泵的运行 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 往复泵的运行 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 隔膜泵 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 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 吸入和排出1 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2 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3 当重新进入啮合时 齿间的液体即被轮齿挤出结构特点1 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 2 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3 磨擦面较多 只用来排送有润滑性的油液 齿轮泵的困油现象 1 外齿轮泵一般采用渐开线 involute 齿形2 为转运平稳 要求齿轮的重迭系数 大于13 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 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 危害 齿轮泵的困油现象 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 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 排除 齿轮泵的困油现象 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 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5 6m 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 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 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 齿轮泵的特点 4 流量连续 有脉动外啮合齿轮泵 Q在11 27 范围内 噪声较大 齿数Z越少 Q越大 内齿轮泵 Q较小 约为1 3 噪声也较小 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 齿轮泵的特点 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 齿轮泵的使用场合 齿轮泵管理要点 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 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6 保持合适的油温和粘度运动粘度以25 33mm2 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 40 m 回油管路滤油器精度最好 20 m 齿轮泵管理要点 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 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 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 齿轮泵常见故障分析 流量调节 应用场合 转速或旁路 高压头 小流量 粘稠以至膏状物 以及固体悬浮液 旋涡泵 旋涡泵 工作原理 特殊类型的离心泵 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2 4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 闭式旋涡泵 闭式叶轮 有20 60个径向短叶片 闭式叶轮 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 结构 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 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 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 闭式旋涡泵 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 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 液体甩人流道 叶间形成真空 气体吸人 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 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20 27 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27 35 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 开式旋涡泵 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Dhr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 离心旋涡泵 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 螺杆泵 典型结构1 由缸套 主 动螺杆组成 2 主 从动螺杆转向相反 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 螺杆泵 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 双螺杆泵的结构 螺杆泵 screwpump 的流量 1 螺杆泵的理论流量运转时 液体将从缸套与螺杆端面之间的空隙部分连续流出 因此 其过流面积 A 缸套内腔横截面积 螺杆端面横截面积而轴向流速 V 导程 转速由于过流面积A和轴向流速都不随时间而变 故螺杆泵的流量十分均匀 其理论流量Qt 60Atnm3 h 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 75 0 95单螺杆泵 v 0 65 0 75双螺杆泵 v 0 5 0 85 螺杆泵 screwpump 的流量 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 吸入性能好 三螺杆泵允许吸上真空高度可达8m水柱 单螺杆泵可达8 5m水柱 高转速运转 故流量范围大 三螺杆泵的Q一般在0 6 750m3 h之间 非密封型双螺杆泵已有1200m3 h 单螺杆泵由于采用橡胶泵缸 转速一般不超过1500r min 一般流量较小 目前多为0 3 40m3 h 3 三螺杆泵受力平衡和密封性能良好 v高 允许的工作压力P高 可达20MPa 单螺杆泵和非密封型双螺杆泵额定排出压力不宜太高 4 对所输送的液体搅动少水力损失可忽略不计 适于输送不宜搅拌的液体 适用的粘度范围也很宽 单 双螺杆泵还可输送非润滑性和含固体杂质的液体 5 零部件少 相对重量和体积小 磨损轻 维修工作少 使用寿命长 1 螺杆轴向尺寸较长 刚性较差 2 加工和装配要求较高 3 三螺杆泵的价格较高 但双和单螺杆泵低于往复泵 螺杆泵的使用场合 三螺杆泵常用作 1 主机的滑油泵2 燃油泵以及货油泵3 液压泵单螺杆泵多用作 1 油水分离器的污水泵2 废物焚烧炉的输送泵3 粪便输送泵 渣油泵 污油泵 sludgepump 4 也可作海水泵和甲板冲洗泵等双螺杆泵 除做各种油泵外 也可做压载泵 消防泵 卫生水泵和锅炉给水泵等 螺杆泵的缺点 螺杆泵的管理 起动螺杆泵应在吸排停止阀全开的情况下起动 以防过载或吸空 螺杆泵虽然具有干吸能力 但是必须防止干转 以免擦伤工作表面 假如泵需要在油温很低或粘度很高的情况下起动 应在吸排阀和旁通阀全开的情况下起动 让泵起动时的负荷最低 直到原动机达到额定转速时 再将旁通阀逐渐关闭 当旁通阀开启时 液体是在有节流的情况下在泵中不断循环流动的 而循环的油量越多 循环的时间越长 液体的发热也就越严重 甚至使泵因高温变形而损坏 必须引起注意 运转螺杆泵必须按既定的方向运转 以产生一定的吸排 泵工作时 应注意检查压力 温度和机械轴封的工作 对轴封应该允许有微量的泄漏 如泄漏量不超过20 30秒 滴 则认为正常 假如泵在工作时产生噪音 这往往是因油温太低 油液粘度太高 油液中进入空气 联轴节失中或泵过度磨损等原因引起 起动时应先将吸 排截止阀全开 停用时 先断电 后关排出阀 等停转再关吸入阀 以免泵内存液吸空 泵出口装有安全调压阀 可在起动前将其调松 达到额定