理论教育 各类泵详解:从活塞泵到旋涡泵

各类泵详解:从活塞泵到旋涡泵

时间:2023-06-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:泵的种类复杂,品种规格多,可分为动力式泵、容积式泵及其他类型泵。旋涡泵是一种高压泵、清水泵。往复泵按往复元件不同分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵三种类型。柱塞泵用于提供高压液源,如水压机的高压水供给,它和活塞泵都可作为石油、矿场的钻井泥浆泵、抽油泵。

各类泵详解:从活塞泵到旋涡泵

泵用来抽吸输送液体,将原动机的机械能转变成液体的动能和压力能,使液体获得一定的流速和压力,从而把液体输送到一定高度并克服管路中液体流动的阻力。

泵的种类复杂,品种规格多,可分为动力式泵、容积式泵及其他类型泵。

(一)离心泵

离心泵是一种叶轮排出液基本上在与泵轴垂直的面内流动的动力式泵。由于泵依靠叶轮旋转产生离心力输送液体,故称为离心泵。图4-7所示为离心泵的外观图。从结构上讲,离心泵主要由泵体、泵盖、叶轮、泵轴、平衡装置、减漏环、轴封装置、机架和附属装置组成。

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图4-7 离心泵

离心泵的种类很多,按叶轮吸入方式分有单吸式离心泵和双吸式离心泵;按叶轮数目分有单级离心泵、多级离心泵;按叶轮结构分有敞开式叶轮离心泵、半开式叶轮离心泵和封闭式叶轮离心泵;按工作压力分有低压离心泵、中压离心泵、高压离心泵。

离心泵的优点:①流量和压力稳定,流量范围大,一般常用的流量范围为5~2000m3/h。②转速较高,泵轴可与电动机内燃机汽轮机、主轴直接相连,传动结构简单紧凑,操作方便可靠,调节容易,易于实现自动化控制和远距离操纵。③结构紧凑,体积小,造价低,维修费用低。

离心泵的缺点:①工作运转起动时要灌水或抽真空,比较麻烦费事。②当液体粘度大时,泵的流量、扬程效率都将显著降低。③小流量离心泵的泵体流量很窄,不仅制造困难,同时泵的效率也很低,所以,离心泵一般不适合在小流量、高扬程下工作。

离心泵型号举例

IS50-32-125:IS表示国际标准单级单吸清水离心泵;50表示泵入口直径为50mm;32表示泵出口直径为32mm;125表示泵叶轮名义直径为125mm。

(二)容积式泵

容积式泵是依靠工作元件在泵缸内做往复或回转运动,使工作容积交替地增大和缩小,以实现液体的吸入和排出。按结构不同,容积式泵又分为往复泵和回转泵,其中,工作元件作往复运动的容积式泵称为往复泵,往复泵吸入和排出过程在同一泵缸内交替进行,并由吸入阀和排出阀加以控制,适用于高压力和小流量、较高扬程,且应用更广;工作元件作回转运动的容积式泵称为回转泵,回转泵是通过齿轮、螺杆、叶形转子或滑片等工作元件的旋转作用,迫使液体从吸入侧转移到排出侧,适用于中小流量和较高压力、更小扬程的场合,多用于输送和加压油液,常是机械设备上的辅助泵。

往复泵的流量和压力有较大的脉动,需要采取相应的消减脉动措施;往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物。回转泵一般无脉动或只有小的脉动;具有自吸能力,泵起动后即能抽除管路中的空气吸入液体;起动泵时必须将排出管路阀门完全打开。

(三)其他泵

1.轴流泵

轴流泵是输送液体沿泵轴轴线方向流出的动力式泵,主要由泵体、叶轮、导叶装置和进出口管等组成。图4-8所示为轴流泵外观图轴流泵的工作过程是利用旋转的叶片产生的轴向推力,将被输送的液体经导叶装置沿轴向推出排出管。

轴流泵的优点是流量大,结构简单,重量轻,占地面积小,起动时不需要灌泵,操作简单方便,但扬程低限制了它的使用范围。为了提高扬程和效率,有的轴流泵已经做成多级泵,还有的采用可调式叶片,从而使其得到了较广泛的应用。轴流泵主要适用于农业灌溉、排涝、城市排水、输送需要冷却且水量很大的热电站循环水等场合。

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图4-8 轴流泵

2.混流泵

混流泵是依靠离心力和轴向力的联合作用输送液体的泵,如图4-9所示。混流泵的叶轮旋转时,对液体既作用有离心力又作用有轴向力。混流泵的性能介于离心泵和轴流泵之间,扬程比轴流泵高,但比离心泵低;流量比轴流泵小,比离心泵大,特别适合于农业排灌。

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图4-9 混流泵

3.旋涡泵

旋涡泵是靠叶轮旋转时液体产生旋涡运动的作用而吸入和排出液体的泵,如图4-10所示。旋涡泵是一种高压泵、清水泵。旋涡泵种类很多,按结构不同可分为一般旋涡泵、离心旋涡泵和自吸旋涡泵等。

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图4-10 旋涡泵

旋涡泵的特点是:流量小、扬程高、具有自吸功能,可用来输送粘度小于5°E的无固体颗粒及类似于水的液体,如汽油煤油、酒精等,还可用于小型蒸汽锅炉补水、化工、制药、高楼供水等。

4.往复泵

往复泵是依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵,如图4-11所示。往复泵按往复元件不同分为活塞泵、柱塞泵隔膜泵三种类型。

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图4-11 往复泵

a)高压往复泵 b)电动往复泵

往复泵的主要特点是:①效率高而且高效区宽。②能达到很高的压力,压力变化几乎不影响流量,因而能提供恒定的流量。③具有自吸能力,可输送液体、气体混合物,特殊设计的还能输送泥浆、混凝土等。④流量和压力有较大的脉动,特别是单作用泵,由于活塞运动的加速度和液体排出的间断性,脉动更大。通常需要在排出管路上(有时还在吸入管路上)设置空气室使流量比较均匀。采用双作用泵和多缸泵还可显著地改善流量的不均匀性。⑤速度低,尺寸大,结构较离心泵复杂,需要有专门的泵阀,制造成本和安装费用都较高。

活塞泵主要用于给水。手动活塞泵就是一种应用较广的家庭生活水泵。柱塞泵用于提供高压液源,如水压机的高压水供给,它和活塞泵都可作为石油、矿场的钻井泥浆泵、抽油泵。隔膜泵特别适合于输送有剧毒、放射性、腐蚀性的液体、贵重液体和含有磨砺性固体的液体。隔膜泵和柱塞泵还可当做计量泵使用。

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