泵的基础知识PPT.ppt

1、泵的基础知识,主讲人： 2020年9月9日,第一节 泵的基础知识 第二节 离心泵典型结构与工作原理 第三节 离心泵的工作特性 第四节 其它泵概述 第五节 泵的选用,泵的概念 通常把提升液体、输送液体或给液体增加压力，即将原动机的机械能转化为液体能量的机器统称为泵。 现在，泵作为一种通用机械，在国民经济各个领域中都得到了广泛的应用。农业的灌溉和排涝，城市的给水和排水都需要泵。在工业生产的各个部门中，泵更是不可缺少的设备。,例如在城市的高楼中需要变频供水泵装置、消防泵、喷淋泵、管道泵、多级泵、热水屏蔽泵等。在动力工业中需要锅炉给水泵、强制循环泵、循环水泵、冷凝泵、灰渣泵、疏水泵等；在化学工业中需要

2、耐腐蚀泵、流程泵、屏蔽泵、磁力泵、计量泵等。 以前，泵只是用来输送常温清水，所以称为水泵。现在，泵除了可以输送各种常温液体外，还可以输送温度高达400甚至600的液体和液态金属；也可以输送温度为零下200左右的液态氧、液态氢等低温液体。,叶片泵,泵,往复泵,容积泵,真空泵,其他类型泵,电动泵,汽动泵,柱塞(活塞)泵、隔膜泵,计量泵,单作用,双作用,(单缸、双缸),单缸,双缸,转子泵,齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、滑片泵、扰性叶轮泵、凸轮泵,往复真空泵,旋片真空泵,水环真空泵,喷射真空泵,射流泵、空气升液泵、电磁泵、水轮泵,2. 泵的分类,(图),(图),(图),(图),单吸泵、双吸泵,单级泵、双级泵

3、,蜗壳式泵、分段式泵,立式泵、卧式泵,屏蔽泵、磁力泵,高速泵、部分流泵,软轴泵,自吸泵,液下泵,潜水泵,叶片泵,离心泵,漩涡泵,单级泵、多级泵,离心漩涡泵,自吸漩涡泵,混流泵,蜗壳式,导叶式,轴流泵,(图),(图),(图),泵的其它分类,按泵轴位置,卧式泵 立式泵,按泵体位置,液下泵 深井泵 潜水泵 管道泵,按用途,增压泵 计量泵 比例泵 流程泵 汇流泵 循环泵 成品泵 补给泵 化学反映泵 助剂注射泵,图,图,图,图,A. 泵流量(capacity) 泵流量是单位时间内从泵排出并进入管路的液体体积。一般指的流量均为体积流量。用符号Q表示，单位为m3/h或L/s。,C泵转速(rotating s

4、peed) 泵转速是泵轴旋转的速度，即单位时间内泵轴旋转的次数。用符号n表示，单位r/min或s-1。,3. 基本参数 (Basic Performance Parameters),B. 扬程(head) 泵的扬程是单位质量液体通过泵后的能量增值。其值等于单位质量液体在泵出口处的能量减去泵进口处的能量。用符号H表示，单位为m。,式中 Pu 泵输出功率，W； 泵输送液体的密度kg/m3 ； Q泵流量；m3/s H扬程，m。,D. 泵轴功率(brake power)、泵输出功率(output power) 泵轴功率通常指输入功率，即泵轴所接受的功率。用符号Pa表示，单位为W.,泵传递给输出液体的功

5、率称为泵输出功率，又称为有效功率。它表示单位时间内泵输送出去的液体从泵中获得的有效能量。用符号表示，单位为W，用下式计算：,E. 泵效率(efficiency) 泵轴功率和输出功率之差是泵内的损失功率，其大小用泵效率来计量。泵效率为泵输出功率与泵轴功率之比，用符号 表示，并用小数或百分比表示，泵效率的表达式为,F. 汽蚀余量(net positive suction head) 泵入口处，单位质量液体所具有的超过该温度下饱和蒸汽压的富裕能量，这是反映泵吸入性能的主要参数，习惯用符号 h 表示，单位为m。国外称此为净正吸入压头，用NPSH表示。最近已在国内等效采用，被编入国家标准的有关部分。,柱

6、塞式计量泵,双隔膜计量泵,离心泵基本组成,双螺杆泵,三螺杆泵,饶性件泵叶轮,滑片泵结构,内啮和外啮齿轮泵,轴面投影,平面投影,第二节 离心泵典型结构与工作原理,一、离心泵的工作原理,二、离心泵的分类,四、离心泵命名方式,七、离心泵的各种损失,五、离心泵的性能参数及基本方程,六、有限叶片数对理论扬程的影响,三、离心泵典型结构和主要零部件,一、离心泵的工作原理,按吸入方式,单吸,双吸,按级数,单级,多级,按主轴方向,卧式,立式,斜式,二、离心泵的分类,按液体流出叶轮方向,离心式,轴流式,混流式,旋涡式,图,图,图,按叶片安装方法,可调叶片,固定叶片,按壳体剖分方式分,分段式,中开式,按泵体形式分,

7、蜗壳泵,透平泵,筒式泵,一些特殊结构的离心泵,潜水泵 液下泵 管道泵 自吸式泵 屏蔽泵,图,三、离心泵典型结构和主要零部件,1、典型结构,2、主要零部件,单级悬臂泵,1、典型结构,单级双吸泵,多级泵,立式泵,2、主要零部件：,吸 入 室,叶 轮,轴,压出室,密封装置,轴向力平衡装置,闭式（输送不含杂质的液体，效率高；造价高） 半开式（输送易于沉淀或含有固体颗粒的液体） 开式（输送沙浆、污水、含纤维液体；效率低，叶 片数可少到2-4片）,材料： 铸铁；青铜；钢,叶轮在轴上的,（1）叶轮：作功部件,图,安装方式,结构型式：,离心泵转能装置-蜗壳与导叶,蜗壳（螺旋形泵体）是单级泵转能装置，其形状应使

8、流体流过的损失小，并且断面逐渐扩大,（图）,多级泵采用导叶，末级之后采用蜗壳。导叶是使液体按规定方向流动，或使它的部分速度转化为压力能的具有叶片的零件。由正向导叶和反向导叶组成,导叶,密封,内部泄漏 外部泄漏,内密封,外密封,外密封（轴封）：,（结构简单、易于制造；用于普通水泵和一般化工泵；效果较差；泄漏量大，需经常更换填料， ）,（由垂直于主轴的两个光制的、精密的平面在弹性元件及密封液体压力的作用下相互紧帖并作相对运动而构成的动密封装置。效果好；使用寿命长；造价高）,（非接触式离心密封，输送高（低）温、易燃、易爆、强腐蚀且含颗粒的液体）,填料密封,机械密封,副叶轮密封,七.离心泵的各种损失,

9、机械损失,轴承的摩擦损失 轴封处的摩擦损失 前后盖板外侧和液体之间的摩擦损失,容积损失,叶轮进口处容积损失 平衡装置处容积损失,水力损失,摩擦损失和局部损失 冲击损失,容积损失,由于转动部件与静止部件存在间隙，当叶轮转动时，两侧间隙产生压差而使液体从高压侧向低压侧泄漏称为容积损失,几乎在所有比转速的变化范围内，容积损失等于圆盘摩擦损失的一半。,(图）,第三节 离心泵的工作特性,一、离心泵气蚀及预防措施,二、离心泵性能及调节,三、离心泵启动与运行,四、相似理论在离心泵中的应用,五.输送粘性液体性能曲线换算,一. 离心泵的汽蚀与预防,1、概述,2、吸上真空度,3、汽蚀余量,4、汽蚀比转数,5、改善

10、泵的吸入性能的途径,泵启动前要进行全面认真的检查，内容有： 润滑油的名称、型号、主要功能和加注数量是否符合技术文件规定的要求； 轴承润滑系统、密封系统和冷却系统是否完好，轴承的油路、水路是否畅通； 盘动泵的转子12转，检查转子是否有摩擦或卡住现象； 在联轴器附近或皮带防护装置处，是否有妨碍转动的杂物； 泵、轴承座、电动机的基础地脚螺栓是否松动； 泵工作系统的阀门或辅助装置均应处于泵运转时负荷最小的位置，应关闭出口调节阀； 点动泵，看其叶轮转向是否与设计转向一致，若不一致，必需使叶轮完全停止转动后，调整电动机接线后，方可再启动。,充水 水泵在启动以前，泵壳和吸水管内必须先充满水，这是因为有空气存

11、在的情况下，泵吸入口的真空无法形成和保持。,暖泵 输送高温液体的泵，如电厂的锅炉给水泵，在启动前必须先暖泵。这是因为给水泵在启动时，高温给水流过泵内，使泵体温度从常温很快上升到100200，这会引起泵内外和各部件之间的温差，若没有足够长的传热时间和适当控制温升的措施，会使泵各处膨胀不均，造成泵体各部分变形、磨损、振动等。,离心泵泵腔和吸水管内全部充满水并无空气，出口阀关闭。给水泵暖泵完毕。 对于强制润滑的泵，启动油泵向各轴承供油。 启动冷却水泵或打开冷却水阀。 合闸启动，启动后泵空转时间不允许超过24min，使转速达到额定值后，逐渐打开离心泵的出口阀，增加流量，并达到要求的负荷。,泵制造厂对轴

12、承的温度有规定滚动轴承的温升一般不超过40，表面温度不超过70，否则就说明滚动轴承内部出现毛病，应停机检查。如果继续运行，可能引起事故。对于滑动轴承的温度规定，应参阅有关泵的技术文件，处理方法与滚动轴承一样。,泵转子的不平衡，结构刚度或旋转轴的同心度差，都会引起泵产生振动。因此在泵运转时，用测振器在轴承上检查振幅是否符合规定。,为了保证泵的正常运转，叶轮的径向跳动和端面跳动不能超过规定的数值，否则会影响转子不平衡，产生振动。,第四节 其它泵概述,动力泵,容积泵,轴流泵,旋涡泵,往复泵,转子泵,螺杆泵,齿轮泵,滑片泵,自吸泵,磁力驱动泵,侥性件泵,原理与结构,特点,流量调节,分类,典型结构,工作

13、原理,特点及应用场合,特性,原理与结构,特点,应用场合,工作特性,计量泵,转子泵有静止的泵壳和旋转的转子组成，没有吸入和排出阀，靠泵体内的转子与液体接触的一侧将能量以静压力形式作用于液体，并借旋转转子的挤压作用排出液体，同时在另一侧流出空间，形成低压，使液体连续的吸入。,转子泵压头较高，流量通常较小，排液均匀，适用于输送粘度高，具有润滑性，但不含固体颗粒的液体,转子泵,齿轮泵,螺杆泵,滑片泵,饶性叶轮泵,典型结构,工作原理,特点及应用场合,特性,典型结构,工作原理,特点及应用场合,特性,原理与结构,工作特性,特点及应用场合,轴流泵是流量大、扬程低、比转数高的叶片式泵，轴流泵的液流沿转轴方向流动

14、，但其设计的基本原理与离心泵基本相同,原理与结构,根据叶片是否可调，分为： 固定叶片式轴流泵（叶片不可调） 半调节叶片式轴流泵 （停机拆下叶轮后可调节叶片安装角） 全调节叶片式轴流泵 （有一套调节机构使泵在运转中可以调节叶片安装角）,分类,3、与离心泵不同，轴流泵流量越小，轴功率越大,2、特性 曲线H-Q很陡，关死扬程（Q=0)是额定值的1.5-2倍,1、适用于大流量、低扬程,4、高效操作区范围很小，在额定点两侧效率急剧下降,5、叶轮一般浸没在液体中，不需要考虑气蚀，也不需罐泵,轴流泵特性曲线,特点,轴流泵一般不采用出口阀调节流量，常用改变叶轮转速，或改变叶片安装角度的方法调节流量。,流量调节

15、,混流泵内液体的流动介于离心泵和轴流泵之间，液体斜 向流出叶轮，即液体的流动相对叶轮而言既有径向速度， 也有轴向速度，其特性介于离心泵和轴流泵之间。,旋涡泵示意图,典型结构,液体在旋涡泵内运动示意图,工作原理,工作特性,1、冲击损失大，效率低，为36-38%。 2、结构简单，工作可靠，具有自吸能力，但气蚀性能较离心泵差 3、不能采用出口阀调节，只能采用旁路调节。 4、可输送含气量大于5%的介质，不适合输送粘度比较大的介质和含固体颗粒的介质。 5、旋涡泵一般具有自吸能力（有的需外加自吸装置），起动时不需灌泵，应开阀启动,应用范围： 主要用于化工、医药等工业流程中输送高扬程、小流量的酸、碱和其它腐

16、蚀性及易挥发性液体，也可作为消防泵、小型锅炉给水泵和一般增压泵使用,特点及应用场合,单缸双作用泵,原理与结构,活塞泵性能曲线,活塞泵工况调节,工作特性,（1）流量只取决于泵缸的几何尺寸（活塞直径D、活塞行程S）、曲轴转速n，而与泵的扬程无关。所以活塞泵不能用排出阀来调节流量，它的性能曲线是一条直线。只是在高压时，由于泄漏损失，流量稍有减小。 （2）只要原动机有足够的功率、填料密封有相应的密封性能，零部件有足够的强度，活塞泵可以随着排出阀开启压力的改变产生任意高的扬程。所以同一台泵在不同的装置中可以产生不同的扬程。 （3）活塞泵在启动运行时不能像离心泵那样关闭出水阀起动，而是要开阀启动。 （4）

17、自吸性能好 （5）由于排出流量脉动造成流量的不均匀，有的需设法减少与控制排出流量和压力的脉动。,特点,用于输送压力高、流量小的各种介质。当流量小于100m3/h， 排出压力大于10MPa时，有较高的效率和良好的运行性能， 亦适合输送粘性液体,应用场合,计量泵,计量泵属于往复式容积泵，结构上有柱塞式、隔膜式、 和波纹管式，其中柱塞式与活塞往复泵结构基本一样， 但计量泵中曲柄回转半径可调节，借以控制流量，而 隔膜饶曲变形引起容积的变化，波纹管被拉伸和压缩 从而改变容积，均达到输送与计量的目的。计量泵也 称定量泵和比例泵。,内粘合齿轮泵,外粘合齿轮泵,典型结构,工作原理,齿轮泵特性曲线,工作特性,特

18、点： 是一种容积泵，与活塞泵不同处在于没有进、排水阀，它的流量要比活塞泵更均匀，构造也更简单。齿轮泵结构轻便紧凑，制造简单，工作可靠，维护保养方便。一般都具有输送流量小和输出压力高的特点。,应用场合： 输送粘性较大的液体，如润滑油和燃烧油，不宜输送粘性较低的液体（例如水和汽油等），不宜输送含颗粒杂质的液体，可作为润滑系统和液压系统的油泵，广泛用于发动机、汽轮机、离心压缩机、机床及其它设备。,特点及应用场合,典型结构,螺杆泵属容积式转子泵。运转时一边旋转一边啮合，液体 便被一个或几个螺杆上的螺旋槽带动，沿轴向排出。,工作原理,工作特性,特点： （1）损失小，经济性能好 （2）压力高而均匀，流量均匀，转速高，能与原动机直联 （3）机