辅机课件-泵类

1、武汉理工大学一、船用泵一、船用泵 概述 往复泵 齿轮泵 螺杆泵 离心泵 喷射泵船用泵概述Introduction to marine pump一、泵的功用和分类一、泵的功用和分类泵泵 (Pump)：用来提高液体机械能(位能、动能、压力能)并输送液体的设备。(Potential energy, kinetic energy, pressure energy)1.船舶通用泵(General purpose pump)2.船舶动力装置用泵(Pump for marine power plant)3.船舶辅助机械用泵(Pump for auxiliary machinery)4.船舶专用泵(Speci

2、al purpose pump)按用途分类：1.容积式泵容积式泵(Positive displacement pump)：通过运动部件的位移使泵工作空间容积发生变化来吸排液体，把机械能传给液体达到输送液体的目的。按工作原理分类：往复式(Reciprocating)回转式(Rotary)活塞泵(Piston pump)柱塞泵(Plug pump)齿轮泵(Gear pump)叶片泵(Vane pump)螺杆泵(Screw pump)单螺杆泵(Single-screw pump)双螺杆泵(2-screw pump)三螺杆泵(3-screw pump)单作用叶片泵(Single-effect)双作用叶

3、片泵(2-effect)外齿轮泵(External gear pump)内齿轮泵(Internal gear pump)2.叶片叶片( (叶轮叶轮) )式式泵泵(Impeller pump)：通过工作叶片带动液体高速转动，使液体的能量增加，然后再将动能转换为压力能，从而完成吸排液体的作用。离心泵(Centrifugal pump)轴流泵(Axial flow pump)漩涡泵(Regenerative pump)3.喷射喷射泵泵(Ejection pump)：通过喷射工作流体所产生的高速射流，吸引周围流体，进行动量交换，把动能传给输送的液体，再将动能转换为压力能，从而达到输送流体的目的。水射水

4、泵(Water ejection pump)水射真空泵(Water injector)蒸汽喷射泵(Steam inducer)空气喷射泵(Air inducer)4.电磁电磁泵泵(Electromagnetism pump)：利用电磁力输送液态金属的泵，用于原子能船锅炉的循环泵。性能参数：性能参数：为了表征泵的性能和完善程度以便选用和比较，通常把流量、压头、转速、功率、效率等称为泵的性能参数。二、泵的性能参数二、泵的性能参数1.流量流量(Flow)：单位时间内输送流体的量。质量流量G、体积流量Q：G=Q kg/s2.扬程扬程(Head)：单位重量液体通过泵后所增加的机械能，m。p2/gpdps

5、pa/gz2zz1z(pc pa)/gh1h2H包括位能(Z)、动能(v2/2g)、压力能(p/g)。hZgppHac(m)gppHsd/(m)水力阻力吸排液面高度差吸排液面压力差3.转速转速(Revolution)：泵轴单位时间内的回转数，r/min。4.功率功率和效率和效率(Power, Efficiency)输出功率输出功率( (有效功率有效功率)P)Pe e(Effective Power)：液体得到的功率。输入功率输入功率( (轴功率轴功率)P)P(Shaft Power)：原动机传给泵轴的功率。配套功率配套功率P Pm m：原动机的输出功率。PM=KMP有效功率轴功率配套功率Pe=

6、gQH (W)效率：效率：输出功率和输入功率之比。 =Pe/P (%)The end of section 1属容积式泵（靠泵内容积的变化产生吸排）一、基本组成一、基本组成 活塞、活塞杆、泵缸、泵阀、曲柄连杆机构二、工作原理二、工作原理 1.单作用活塞式往复泵单作用活塞式往复泵 活塞往复一次，吸排液体一次；仅活塞的一端腔室工作，吸排阀各一个。Positive displacement pump往复活塞泵往复活塞泵单缸单作用单缸双作用三缸三作用M/V TianhuaiMAM Lab.2.双作用活塞式往复泵双作用活塞式往复泵 活塞往复一次，吸排液体两次；活塞的两端腔室均工作，吸排阀各两个。3.单作

7、用膜片式往复泵单作用膜片式往复泵 膜片往复一次，吸排液体一次；仅膜片的一端腔室工作，吸排阀各一个。一、命名一、命名国标国标 以船用电动往复泵为例以船用电动往复泵为例 1. CDW25-0.35 2. DSL40-0.4 C-船用、船用、D-电动、电动、W-往复泵、往复泵、L-立式、立式、S-输水输水缸数缸数特征代号特征代号流量流量m3/h额定排出压力额定排出压力 Mpa二、实例二、实例 2CDL系列系列二、实例二、实例 2CDL系列系列1.1.电动机转动联轴器电动机转动联轴器2.2.减速齿轮箱减速齿轮箱3.3.曲轴连杆十字头曲轴连杆十字头 活塞杆活塞活塞杆活塞4.4.泵体泵缸套泵体泵缸套5.5

8、.泵阀箱泵阀泵阀箱泵阀6.6.安全阀安全阀 （1.11.15）Pe7.7.润滑系统润滑系统 循环泵能动学院轮机工程能动学院轮机工程一、结构组成一、结构组成三片式：一壳、两轮、两盖三片式：一壳、两轮、两盖齿型：直齿、斜齿、人字齿（均为渐开线齿形）齿型：直齿、斜齿、人字齿（均为渐开线齿形）齿轮泵的结构组成齿轮泵的结构组成二、工作原理二、工作原理啮合点处的齿面接触线一直起着分隔高、低压腔的作用，因此在齿轮泵中不啮合点处的齿面接触线一直起着分隔高、低压腔的作用，因此在齿轮泵中不需要设置专门的配流机构。需要设置专门的配流机构。 A external-gear pump (called as gear p

9、ump) consists essentially of two intermeshing gears which are identical and which are surrounded by a closely fitting casing. One of the gears is driven directly by the prime mover while the other is allowed to rotate freely. The fluid enters the spaces between the teeth and the casing and moves wit

10、h the teeth along the outer periphery until it reaches the outlet where it is expelled from the pump.三、困油现象（齿封现象）三、困油现象（齿封现象）为了使齿轮泵连续运转，且齿为了使齿轮泵连续运转，且齿轮的重叠系数大于轮的重叠系数大于1 1，即同时有，即同时有两对齿轮啮合，它们和端盖之两对齿轮啮合，它们和端盖之间形成一个封闭的空间，此空间形成一个封闭的空间，此空间由大变小，最小时为啮合点间由大变小，最小时为啮合点对称于节点，其后空间由小变对称于节点，其后空间由小变大的现象。大的现象。1.困油现象

11、（齿封现象）危害困油现象（齿封现象）危害VVV VminminVV - -轴承负荷轴承负荷 、泵转距、泵转距 、破坏密封装置、液体发热变质；破坏密封装置、液体发热变质；VV - -空气析出、液体汽化、空气析出、液体汽化、振动、噪音、工作不平稳、寿命振动、噪音、工作不平稳、寿命。VV困油现象的危害：困油现象的危害： 使闭死容积中的压力急剧升高，使轴承受到很大的附加载荷，使闭死容积中的压力急剧升高，使轴承受到很大的附加载荷，同时产生功率损失及液体发热等不良现象；同时产生功率损失及液体发热等不良现象；闭死容积中的压力急剧下降时，闭死容积中的压力急剧下降时，溶解于液体中的空气便析出产生气溶解于液体中的

12、空气便析出产生气泡，产生气蚀现象，引起振动和噪声。泡，产生气蚀现象，引起振动和噪声。2.困油现象（齿封现象）的消除困油现象（齿封现象）的消除1 1）卸压（荷）槽）卸压（荷）槽在泵盖内侧挖长方形凹槽，使困油空间：在泵盖内侧挖长方形凹槽，使困油空间： 在达到最小值以前与排油腔相通，在达到最小值以前与排油腔相通， 在达到最大值以前与吸油腔相通，在达到最大值以前与吸油腔相通， 在达到最小值时与吸、排油腔均不相通，在达到最小值时与吸、排油腔均不相通，V 与排油腔相通与吸油腔相通与吸、排油腔均不相通aa与排油腔相通与吸油腔相通 在齿轮泵的在齿轮泵的泵盖泵盖上或上或浮动轴套上开卸荷槽。浮动轴套上开卸荷槽。非

13、对称式非对称式：必须保证在：必须保证在任何时候都不能使吸油任何时候都不能使吸油腔与压油腔相互串通；腔与压油腔相互串通；这样的齿轮泵不能反转。这样的齿轮泵不能反转。 2.困油现象（齿封现象）的消除困油现象（齿封现象）的消除2 2）卸压孔）卸压孔齿轮泵的典型结构齿轮泵的典型结构 1.1.外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵齿轮泵的典型结构齿轮泵的典型结构 2.2.内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵 泵泵? 泵泵?一、螺杆泵的结构和工作原理一、螺杆泵的结构和工作原理1.组成：泵壳、螺杆、轴承、轴封等组成：泵壳、螺杆、轴承、轴封等2.分类：单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵分类：单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵单螺杆泵工作原理单螺杆

14、泵工作原理螺杆泵工作原理螺杆泵工作原理This pump is at least 2,000 years old. This pump is at least 2,000 years old. The Archimedes Screw (also called an Archimedes Snail) was used The Archimedes Screw (also called an Archimedes Snail) was used for irrigation and powered by horses, people, mules, etc. This pump is for

15、irrigation and powered by horses, people, mules, etc. This pump is even used today, although rarely! even used today, although rarely! The helix revolves inside a tube (only the bottom of the tube is shown) The helix revolves inside a tube (only the bottom of the tube is shown) and the water rises a

16、ccordingly. and the water rises accordingly. Whether or not it was actually invented by Archimedes is certainly Whether or not it was actually invented by Archimedes is certainly debatable, though his overall brilliance is not.debatable, though his overall brilliance is not.一、螺杆泵的结构和工作原理一、螺杆泵的结构和工作原

17、理3.3.工作原理工作原理2）双螺杆泵（非密封式）双螺杆泵（非密封式）一、螺杆泵的结构和工作原理一、螺杆泵的结构和工作原理3.3.工作原理工作原理3）三螺杆泵（密封式）三螺杆泵（密封式）一、螺杆泵的结构和工作原理一、螺杆泵的结构和工作原理3.3.工作原理工作原理3）三螺杆泵（密封式）三螺杆泵（密封式）三螺杆泵工作原理三螺杆泵工作原理1.1.轴向力三螺杆泵凸螺杆轴向力三螺杆泵凸螺杆凹螺杆凹螺杆三、螺杆泵的受力分析三、螺杆泵的受力分析大小：与杆直径、排吸压差有关；大小：与杆直径、排吸压差有关；方向：从排出端指向吸入端。方向：从排出端指向吸入端。分类：离心泵分类：离心泵液体轴向进入，径向流出；液体轴

18、向进入，径向流出； 轴流泵轴流泵液体轴向进入，轴向流出；液体轴向进入，轴向流出； 混流泵混流泵液体沿轴线的倾斜方向进入，液体沿轴线的倾斜方向进入， 仍然是沿轴线的倾斜方向流出。仍然是沿轴线的倾斜方向流出。优缺点：优缺点：1.1.结构简单，易操作；结构简单，易操作； 2.2.流量大，流量均匀；流量大，流量均匀； 3.3.重量轻，运动部件少，转速高；重量轻，运动部件少，转速高； 4.4.泵送的液体粘度范围广；泵送的液体粘度范围广； 5.5.无自吸能力。无自吸能力。一、工作原理一、工作原理一、工作原理一、工作原理一、工作原理一、工作原理 泵轴带动叶轮一起旋转，充泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液

19、体也随着旋转，满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，压强提高，同时也增大了流速，一般可达一般可达151525m/s25m/s。 液体离开叶轮进入泵壳后，液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。液体以较体的压强进一步提高。液体以较高的压强，从泵

20、的排出口进入排高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所出管路，输送至所需的场所一、工作原理一、工作原理二、离心泵的压头方程式二、离心泵的压头方程式u 离心泵的流量、压头、轴功率、效离心泵的流量、压头、轴功率、效率、转速等性能参数表示一台泵的整体率、转速等性能参数表示一台泵的整体性能。性能。u 泵在高效区工作，可得到最经济、泵在高效区工作，可得到最经济、最合理的使用。最合理的使用。u 离心泵因能量的转递方式不同于容离心泵因能量的转递方式不同于容积式泵，单位液体所获得的能量（压头、积式泵，单位液体所获得的能量（压头、扬程）扬程）H H与叶轮的尺寸和转速密切相关。与叶轮的尺寸和转速密切相

21、关。Suction and discharge flangeImpeller Shaft sealShaft一、一、叶轮叶轮和压出室和压出室 叶轮的型式：叶轮的型式： 开式开式 半开式半开式 闭式闭式 叶轮的型式：叶轮的型式： 单侧吸入式单侧吸入式 双侧吸入式双侧吸入式 叶轮的型式：开式、半开式、闭式叶轮的型式：开式、半开式、闭式一、叶轮和一、叶轮和压出室压出室 压出室：压出室： 涡壳涡壳 作用：作用： （1）汇集由叶轮甩出的液体。）汇集由叶轮甩出的液体。 （2）又是一个能量转换装置。）又是一个能量转换装置。 导轮导轮 作用：作用： 减少液体自叶轮甩出的液体与蜗壳减少液体自叶轮甩出的液体与蜗壳 间撞击而产生的摩擦损失。间撞击而产生的摩擦损失。二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置 密封环密封环二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置 密封环密封环二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置 轴封轴封填料：填料：35圈圈植物纤维、人造纤维、植物纤维、人造纤维、石棉纤维等编织物。石棉纤维等编织物。三、离心泵的轴向力三、离心泵的轴向力1.轴向力的产生：轴向力的产生： 液体压力的分布液体