常用泵知识简介培训课件

1 1常用泵知识简介常用泵知识简介主讲人：主讲人：20162016年年0101月月0909日日11常用泵知识简介主讲人：2016年01月09日1概述概述 输送流体或使流体增压的机械统称为泵。泵将原动机的机械能或其他外部能量输送给流体，使流体能量增加。真空泵是用各种方法在某一封闭空间中产生、改善和维持真空的装置。真空泵可以定义为：利用机械、物理、化学或物理化学的方法，对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。2概述2提纲提纲液体泵l离心泵l螺杆泵l齿轮泵l往复泵l隔膜泵真空泵l水喷射真空泵l罗茨真空泵l水环真空泵3提纲3离心泵离心泵离心泵的结构 离心泵主要部件有叶轮、泵壳、轴封装置和轴承等。l叶轮 叶轮是离心泵的主要零部件，作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。叶轮有开式、半闭式、闭式三种，如图所示开开式式叶叶轮轮半半闭闭式式叶叶轮轮闭闭式式叶叶轮轮4离心泵开式叶轮半闭式叶轮闭式叶轮4 开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高。半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低。闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。5 开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方板框泵叶轮污水泵叶轮6板框泵叶轮污水泵叶轮6l泵壳 作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。蜗壳：汇聚并导流。扩压管由小增大，流速降低，大部分动能变为压力能，然后排出。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。所以说泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。7泵壳7l轴封装置 作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。填料密封：填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。8轴封装置8 机械密封：主要是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面做相对运动而达到密封的目的。9 机械密封：主要是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静离心泵的原理离心泵的工作原理：离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力(大气压)的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。10离心泵的原理10l离心泵工作示意图 11离心泵工作示意图 11l气缚 离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，离心泵就无法工作，这种现象称作气缚。l气蚀气体产生：离心泵入口处形成低压区，若该压力低于该温度下液体的汽化压力时，液体就开始汽化，加上因压力降低而逸出的气体，形成气泡。气泡破灭：当气泡流到高压区时，气泡迅速溃灭，气体重新融入液体，造成局部真空，液体以高速向气泡中心冲来，形成了高频水锤作用，打击叶轮表面，并产生噪音和震动。12气缚12造成后果：气穴破灭区的金属受高频高压液击而发生疲劳破坏，氧气借助汽泡凝结时的放热，对金属有化学腐蚀作用，在上述双重作 用下，叶轮外缘的叶片 及盖板、蜗壳等处会产 生麻点和蜂窝状的破坏。解决办法：降低泵的安 装高度，增加入口管径，控制液体温度不要过高，选用抗气蚀材料做叶轮。13造成后果：气穴破灭区的金属受高频高压液击而发生疲劳破坏，氧气自吸式离心泵 自吸泵，就是在启动前不需灌水，经短时间运转，靠泵本身的作用，即可把水吸上来，投入正常运转。其工作原理是：在水泵运转前，在泵腔内存有一定量的水，泵起动后由于叶轮的旋转作用，使叶轮槽内水流向蜗壳，叶轮中心产生真空，使进水口逆止阀打开，吸入管内的空气进入泵腔，空气和水混合，并被排到气水分离室。气水分离室上部的气体逸出，下部的水返回叶轮，重新和吸入管路的剩余气体混合，直到把泵及进水管路内的气体全部排尽，完成自吸，使水泵进入正常工作状态。14自吸式离心泵14多级离心泵 当多级离心泵电机带动轴上的叶轮高速旋转时，充满在叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，使压力和速度同时增加，经过导壳的流道而被引向次一级的叶轮，这样，逐次地流过所有的叶轮和导壳，进一步使液体的压力能量增加。将每个叶轮逐级叠加之后，就获得一定扬程。15多级离心泵15立式多级离心泵卧式多级离心泵16立式多级离心泵卧式多级离心泵16螺杆泵螺杆泵螺杆泵的结构原理 螺杆泵主要部件有螺杆、泵壳、轴封和轴承等。螺杆泵是一种依靠泵体与螺杆所形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。螺杆泵可分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵等。17螺杆泵17l单螺杆泵 结构组成：18单螺杆泵18l单螺杆泵 原理：单螺杆泵属于转子式容积泵，它是依靠螺杆与衬套相互啮合，转子绕定子做行星回转运动，在吸入腔与排除腔产生容积变化来输送液体的。它的主要工作部件是偏心的螺杆(转子)和固定的衬套(定子)。19单螺杆泵19l双螺杆泵 结构和组成：20双螺杆泵20l双螺杆泵 原理：双螺杆泵主要工作零件由衬套(或泵体)和两根相互啮合的螺杆组成。当泵工作时，通过主从动螺杆的相互啮合，以及螺杆和衬套的配合，在泵体内形成一个个密封空腔，这些密封腔连续向前移动，推动密封腔中的液体到出口，达到输送液体的目的。21双螺杆泵21螺杆泵的特点和注意事项l单螺杆泵特点能输送高固体含量的介质；流量均匀压力稳定，低转速时更为明显；流量与泵的转速成正比，具有良好的变量调节性；一泵多用，可以输送不同粘度的介质；泵的安装位置可以任意倾斜；体积小、重量轻、结构简单、噪声低、维修方便。22螺杆泵的特点和注意事项22l单螺杆泵注意事项开机前必先确定运转方向，不得反转；严禁在无介质存在下空运转，以免损坏定子；新安装或停机数天后的泵不能立即启动，应先向泵体内注入适量机油，扳动几转后才可启动；输送高粘度或含颗粒及腐蚀性的介质后，应用水或溶剂冲洗，防止阻塞，以免下次启动困难；冬季应排除积液，防止冻裂；23单螺杆泵注意事项23l双螺杆泵特点无搅拌、无脉动、平稳的输送各种介质，由于泵的结构保证泵的工作元件内始终存有泵送液体作为密封液体，所有的泵有很强的自吸能力，且能气液混输；采用独立润滑的外置轴承，可以输送各种非润滑性介质；采用同步齿轮驱动，二转子间不接触，允许短时间空转；泵体带有加热套，可以输送各种清洁或高粘度或含有固体小颗粒的低粘度介质；采用双吸结构，转子上没有轴向力；采用机械密封，具有泄露少、寿命长的特点。24双螺杆泵特点24齿轮泵齿轮泵齿轮泵的定义分类 依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。齿轮泵按啮合形式分为：外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。25齿轮泵25外啮合齿轮泵l工作原理 齿轮泵是一种容积泵，是靠改变工作室内的容积来输送液体的。26外啮合齿轮泵26l结构组成 由泵壳、相互啮合的主动轮和从动轮、齿轮轴、轴承及安全阀等组成27结构组成27l外啮合齿轮泵的困油现象 外齿轮泵一般采用渐开线齿形，前一对啮合齿尚未脱离啮合时，后一对齿便已进入啮合，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，使一部分油困在里面，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。12341234123428外啮合齿轮泵的困油现象12341234123428l危害和解决办法产生噪音和振动(当封闭V减小时，液体P急剧升高，液体从缝隙中强行挤出)使轴承承受很大的径向力功率损失增加容积效率降低(当封闭V增 大时，P降低，析出气泡)对泵的工作性能和使用寿 命都有影响解决方法是在前后盖上开 卸荷槽29危害和解决办法29内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵有两种形式：带月牙形隔板的内齿轮泵(渐开线齿轮泵)和摆线齿轮泵(转子泵)。12345671245671吸油腔 2压油腔 3隔板 4转动轴5内齿轮 6外齿轮 7泵壳30内啮合齿轮泵12345671245671吸油腔 2l渐开线齿轮泵工作原理 由一对啮合的渐开线齿轮组成，内外齿轮按相同的方向旋转，齿轮脱开啮合的部分，齿间容积扩大，为吸液区，而齿轮进入啮合的部分，齿间容积缩小，为排液区。31渐开线齿轮泵工作原理31l摆线齿轮泵工作原理 内转子为主动轮，外转子为从动轮，内转子比外转子少一齿，二者绕互相平行的两轴线做异速同向转动时，必发生相对运动，此运动使内外转子间产生不断变化的空间，并与吸液排液道相通，以达到吸排液的目的。32摆线齿轮泵工作原理32齿轮泵特点 齿轮泵适合输送具有一定粘度、一定润滑性能的液体，不适合输送含有固体颗粒的液体和清水。优点是：体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低，工作可靠，自吸性能较好，对油液污染不敏感，维护方便等。缺点是：流量和压力脉动较大，噪声大，排量不可变等。内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵相比，主要有体积小，流量脉动小，噪声小等优点，但加工困难，使用受到限制。适用范围比较广的是外齿轮泵。33齿轮泵特点33往复泵往复泵往复泵的结构 往复泵是靠活塞(或柱塞)的往复运动，改变工作缸容积来输送液体的，又称活塞泵或柱塞泵，它属于容积式泵。往复泵的总体结构可分为两大部分：一部分是液力端，它包括液缸、柱塞或活塞、进液阀、排液阀和缸盖等，作用是实现机械能转换成压能，并输送液体。另一部分为动力端，它是由曲轴、连杆、十字头、轴承等组成的。作用是实现动力的输入和运动方式的转换，把原动机的旋转式运动转化为活塞的往复式运动。34往复泵34往复泵的原理l单作用往复泵 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。35往复泵的原理35l双作用往复泵 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。36双作用往复泵36往复泵的特点近年来，由于离心泵性能的大大提高，适用范围扩大，而且已扩大到了往复泵的使用范围，所以现在很少将往复泵当作通用水泵来使用，而更多的是把它当作油泵来使用。适用于流量小而压力高和高黏度液体的场合。在这种小流量范围内，往复泵具有比离心泵优越的特性：往复泵的效率高，能自吸，运转过程中几乎没有噪音；能在高压下输送小流量；适用于输送粘稠物料，而且能够提供精确计量的体积流量等。根据这些特性，往复泵特别适合于小流量供水，化学工业，输送油类，以及做成计量泵等。37往复泵的特点37隔膜泵隔膜泵隔膜泵的定义 隔膜泵又称控制泵，是现代一种新型输送机械，工作原理类似往复泵，是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵。隔膜泵一般由执行机构和阀门组成。按其执行机构所用的动力不同，隔膜泵可以分为气动、电动、液动三种。即以压缩空气为动力源的气动隔膜泵，以电为动力源的电动隔膜泵，以液体介质（如油等）压力为动力源的液动隔膜泵。38隔膜泵38隔膜泵的原理39隔膜泵的原理39水喷射真空泵水喷射真空泵真空泵的分类 按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即变容真空泵和动量传输泵。变容真空泵是利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气，以达到抽气目的的真空泵。气体在排出泵腔前被压缩。动量传输泵，依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体不连续断的从泵的入口传输到出口。40水喷射真空泵40水喷射真空泵结构 水喷射真空泵是喷射泵的一种，喷射泵又称射流泵，按工作介质不同分为水喷射泵、蒸汽喷射泵、空气喷射泵、油扩散泵等。水喷射泵的主要结构包括：喷射器(核心部件)、水箱、离心泵(给水循环提供动力)、真空表、排空阀等。41水喷射真空泵结构41l喷射器 水喷射器是水喷射泵的核心部件，包括喷嘴、吸入室、混合室、扩压室等。作用是将水的动量传输给空气，实现抽取真空的目的。1进水口 2喷嘴 3吸入室 4混合室 5扩压室 A介质水 B被抽气体 C气液混合物42喷射器1进水口 2喷嘴 3吸入室 4混合室水喷射真空泵原理 具有一定压力的工作介质水，通过喷嘴向吸入室高速喷出，将水的压力能变为动能，形成高速射流；吸入室中的气体被高速射流强制携带与之混合，形成气液混合流，进入扩压器，从而使吸入室压力降低，形成真空，在扩压器的扩张段内，混合射流的动能转变为压力能，速度降低压力升高，气体被进一步压缩，与水一起排出泵外，在水箱中气水分离，气体释放入大气，水由水泵循环再利用，周而复始达到抽真空的目的。43水喷射真空泵原理43水喷射真空泵特点 喷射真空泵以其真空度范围广，可以直接抽吸水蒸气等可凝性气体和带有颗粒状的介质，结构简单，操作方便，无运转部件，维修量小，节能降耗等优点越来越广泛的应用在化工操作的各工艺中。水喷射真空泵真空度受水温影响较大，水温较高时，受饱和蒸汽压影响，水在吸入室蒸发，使真空度降低。44水喷射真空泵特点 44罗茨真空泵罗茨真空泵结构 罗茨真空泵是一种双转子的容积式真空泵。泵腔内有两个形状对称的转子，转子形状有两叶、三叶和四叶的。两个转子彼此朝相反方向旋转，由轴端齿轮驱动同步转动，转子彼此无接触，转子与泵腔壁也无接触，其间通常有0.151mm的间隙，泵腔靠间隙来密封。45罗茨真空泵45工作原理 工作时，被抽气体由进气口进入转子和泵体之间，这时一个转子和泵体把气体与进气口隔开，被隔开气体(图中影线所示)在转子连续旋转过程中被送到排气口，在图(a)中，V0处于封闭状态，没有压缩和膨胀，但当转子顶部转到排气口边缘时，V0部分较之排气口压力低，气体从排气口扩散到V0区域，转子再转动时，把V0气体压缩到排气口排出。这时另一个转子吸入气体，形成封闭V0，转子连续不断旋转时，重复上述吸气排气过程，这就是罗茨真空泵的容积作用原理。46工作原理46 特点 在较宽的压力范围内有较大的抽速，能迅速排出突然放出的气体。转子具备良好的几何对称性，故振动小，运转无颠簸。转子间，及转子与壳体间均有间隙，无需油密封和润滑。泵腔内无压缩，无需排气阀。构造简单紧凑，对被抽气体中灰尘和水蒸气不敏感。启动快，能在短时间内达到极限真空，功率小，运转费用低。缺点是泵的转子制造较难，对氢气抽气效果差，通过间隙返回的流量较大。47 特点47水环真空泵水环真空泵结构简介 水环真空泵是液环式真空泵中最常见的一种。液环式真空泵是带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，把液体抛向泵壳并形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的旋转变容真空泵。当工作液体为水时，称水环真空泵。水环真空泵主要用于粗真空、抽气量大的工艺过程中。在化工、石油、轻工、医药及食品工业中得到了广泛地应用，如真空过滤、真空送料、真空浓缩、真空脱气等。48水环真空泵48工作原理 如图所示，叶轮偏心的安装在泵体内，启动时向泵内注入一定量的工作水。当叶轮按图中方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力作用，形成一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭水环。水环上部分内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)，水环下部分内表面与叶轮轮毂相切。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶片分成若干个小腔。如果以叶片下部0为起点，那么叶轮旋转前180时小腔容积逐渐变大，与吸气口相通，气体被吸入，180时吸气终了，与吸气口隔绝；继续旋转时，小腔与排气口相通，容积变小，气体被压缩，从出气口排出。49工作原理49特点 水环泵与其他类型的机械真空泵相比有以下优点：结构简单，制作精度要求不高，容易加工。操作简单，维修方便。结构紧凑，泵一般与电机直联，转数较高，用较小结构尺寸可以获得较大排气量。泵腔内无金属摩擦表面，无需润滑，转动件与固定件之间密封直接由水封完成。泵腔内压缩气体过程温度变化很小，可认为是等温压缩，故可抽除易燃易爆气体。可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体及汽水混合物。水环泵缺点：效率低，真空度低。这不仅是受到结构上限制，更重要是受到工作液饱和蒸汽压限制 综合来说，水环泵具有等温压缩，可抽除易燃易爆气体、含灰尘和水分的气体等突出优点，所以得到了广泛应用。50特点50水环罗茨真空机组51水环罗茨真空机组51 其他一些类型真空泵 旋片式真空泵往复式真空泵滑阀式真空泵螺杆干式真空泵爪型干式真空泵52 其他一些类型真空泵 旋片式真空泵往复式真空泵滑阀式真5353535353