1、2019/1/13,第二章 流体输送机械,第二节 其他类型化工用泵 一、往复泵 二、齿轮泵 三、漩涡泵,2019/1/13,其他类型化工用泵,2019/1/13,一、往复泵,1、往复泵的结构,1泵缸； 2活塞； 3活塞杆； 4吸入阀； 5排出阀；其中吸入阀和排出阀均为单向阀 。,往复泵装置简图,2019/1/13,单动往复泵总装图,电动机,飞 轮,曲 轴,连 杆,活塞杆,活塞,泵缸,进口阀,出口阀,2019/1/13,往复泵实物图,2019/1/13,单动往复泵总装图,飞 轮,电动机,活塞杆,出口阀,曲 轴,连 杆,活塞,泵缸,进口阀,2019/1/13,2、往复泵的工作原理,活塞由电动的曲轴
2、连杆机构带动，把曲轴的旋转运动变为活塞的往复运动；,曲轴,连杆,泵缸,活塞杆,活塞,2019/1/13,【曲轴连杆机构的结构及工作原理】,3、曲轴 4、连杆 14、飞轮,2019/1/13,曲轴连杆机构由活塞泵缸组、连杆组以及曲轴飞轮组三个部分组成。其工作原理是：,（1）电机通过皮带轮（传动轴）带动飞轮旋转，飞轮带动曲轴旋转； （2）飞轮（曲轴）带动连杆（曲柄）大头作圆周运动； （3）连杆（曲轴）小头带动活塞做往复运动。 【结论】曲柄连杆机构的作用是把飞轮（曲轴）的旋转运动转变成活塞的往复运动。,2019/1/13,【连杆的结构】,小头连接活塞；大头连接飞轮（曲轴）。,2019/1/13,连杆
3、与活塞的连接,2019/1/13,连杆实物图,2019/1/13,连杆与曲轴的连接,2019/1/13,2019/1/13,直接带动连杆的飞轮,2019/1/13,带动曲轴的飞轮,2019/1/13,通过皮带轮转动的飞轮,2019/1/13,当活塞从左向右运动时，泵缸内形成低压，排出阀受排出管内液体的压力而关闭；吸出阀由于受池内液压的作用而打开，池内液体被吸入缸内； 当活塞从右向左运动时，由于缸内液体压力增加，吸入阀关闭，排出阀打开向外排液。,2019/1/13,【几点说明 】,往复泵是依靠活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量； 活塞在泵缸内两端间移动的距离称为行程（冲程）； 为耐高
4、压，活塞和连杆往往用柱塞代替； 往复泵在启动前不用灌泵，能自动吸入液体，即有自吸能力。,2019/1/13,【柱塞与活塞的区别 】,（1）柱塞的长度与直径比较大； （2）柱塞的加工精度高，柱塞和汽缸间的间隙很小，从而达到密封效果好； （3）由于柱塞加工精度要求高，制造成本也高； （4）柱塞由于密封面大，往往相对运动速度较低，但输出压力大； （5）因为柱塞所需润滑的要求，工作的温度也不能太高。,2019/1/13,3、往复泵的类型,【特点】活塞往复运动一次，吸、排液交替进行各一次，输送液体不连续；因此，单动泵的流量是间歇性的 。,（1）单动泵,2019/1/13,单动往复泵,2019/1/13,
5、单动往复泵实物图,2019/1/13,单动往复泵实物图,2019/1/13,2019/1/13,【特点】活塞两侧都装有阀室，活塞的每一次行程都在吸液和向管路排液，因而供液连续。,（2）双动泵,2019/1/13,双动往复泵总装图,2019/1/13,【双动往复泵的结构及工作原理】,2019/1/13,双动往复泵实物图,2019/1/13,双动往复泵实物图,2019/1/13,【结构及特点】三联泵实质上为三台单动泵并联构成，是将三台单动泵连接在同一根曲轴的三个连杆（曲柄）上，各台泵活塞运动的相位差为2/3，其排液量比较均匀。,（3）三联泵,2019/1/13,2019/1/13,三联柱塞泵结构图
6、,2019/1/13,三联柱塞泵,2019/1/13,2019/1/13,三联泵的曲轴,2019/1/13,2019/1/13,4、往复泵的流量,（1）理论平均流量qv理, m3/min,单动泵,式中 A活塞的截面积，m2；S活塞的行程（冲程），m；n活塞的往复频率，1/min；a活塞杆的截面积，m2。,双动泵,2019/1/13,（2）实际平均流量qv, m3/min,在泵的操作中，由于吸入阀和排出阀启、闭滞后的漏液以及填料函处漏液，实际平均流量qv总是小于理论平均流量qv理，二者之间的关系为：,v容积效率，一般约为0.90.97。但随着泵转速增大，将受气蚀的影响而降低，有时可降至0.8以下
7、。,2019/1/13,【几点讨论】,（1）流量的不均匀性,【原因】往复泵的瞬时流量取决于活塞截面积与活塞瞬时运动速度之积，由于活塞运动瞬时速度的不断变化，使得它的流量不均匀。,【解决方法】采用多缸泵（如三联）是提高流量均匀性的一个办法，多缸泵的瞬时流量等于同一瞬时各缸流量之和，只要各缸曲柄相对位置适当，就可使流量较为均匀。,2019/1/13,实际生产中，为了提高流量的均匀性，可以采用增设空气室，利用空气的压缩和膨胀来存放和排出部分液体，从而提高流量的均匀性。,空气室是一个充有空气的容器，装在泵的吸入或排出口附近，分别称为吸入空气室和排出空气室。,2019/1/13,（2）流量的固定性,往复
8、泵的瞬时流量虽然是不均匀的，但在一段时间内输送的液体量却是固定的，仅取决于活塞面积、冲程和往复频率。,2019/1/13,5、往复泵的压头（扬程）,【无限制】因为是靠挤压作用压出液体，往复泵的压头理论上可以任意高。 【有限制】但实际上由于构造材料的强度有限，泵内的部件有泄漏，故往复泵的压头仍有一限度。而且压头太大，也会使电机或传动机构负载过大而损坏。,2019/1/13,【正位移特性】,（1）往复泵的理论流量是由单位时间内活塞扫过的体积决定的（即与泵的特性有关），而与管路的特性无关。 （2）往复泵提供的压头则只与管路的情况有关，与泵的情况无关。管路的阻力大，则排出阀在较高的压力下才能开启，供液
9、压力必然增大；反之，压头减小。 【定义】满足以上两种情况的特性称为正位移特性。,2019/1/13,6、往复泵的流量调节,（1）旁路阀调节流量,【操作方法】泵的送液量不变，只是让部分被压出的液体返回贮池，使主管中的流量发生变化。 【特点】这种调节方法很不经济，只适用于流量变化幅度较小的经常性调节。,2019/1/13,2019/1/13,（2）改变曲轴转速（n）,因电动机是通过减速装置与往复泵相连的，所以改变减速装置的传动比可以很方便地改变曲轴转速，从而改变活塞的往复运动的频率，达到调节流量的目的。,（3）改变活塞的行程（S）,在一定的转速下，改变偏心轮的偏心距，可以改变活塞的行程，从而达到精
10、确调节流量的目的。,2019/1/13,7、往复泵的特点,（1）往复泵的效率一般都在70%以上，最高可达90%，它适用于所需压头较高的液体输送。 （2）往复泵可用以输送粘度很大的液体，但不宜直接用以输送腐蚀性的液体和有固体颗粒的悬浮液，因泵内阀门、活塞受腐蚀或被颗粒磨损、卡住，都会导致严重的泄漏。,2019/1/13,8、往复泵的操作,（1）由于往复泵是靠贮池液面上的大气压来吸入液体，因而安装高度有一定的限制。 （2）往复泵有自吸作用，启动前不需要灌泵。 （3）一般不设出口阀，即使有出口阀，也不能在其关闭时启动。,2019/1/13,二、齿轮泵,1、齿轮泵的结构,（1）泵壳内有两个齿轮； （2
11、）一个用电动机带动旋转（主动轮）； （3）另一个被啮合着向相反方向旋转（从动轮）。,2019/1/13,齿轮泵的外壳,2019/1/13,齿轮泵的分解结构图,泵盖,垫片,泵壳,泵轴,齿轮,2019/1/13,从动轮,主动轮,齿轮泵的内部结构图,2019/1/13,吸入口,排出口,液体的进、出口,2019/1/13,2、齿轮泵的工作原理,低压区,高压区,吸入口,排出口,2019/1/13,齿轮泵实物图,2019/1/13,齿轮泵实物图,2019/1/13,3、齿轮泵的特点,（1）能产生较高的扬程，流量较均匀； （2）适用于流量小、无固体颗粒的各种油类等黏性液体的输送； （3）构造简单、维修方便、
12、价格低廉、运转可靠。,2019/1/13,三、旋涡泵,旋涡泵是一种特殊类型的离心泵，其工作原理和离心泵相同，即： （1）依靠叶轮旋转产生的惯性离心力向通过泵内的液体提供能量； （2）无自吸能力，启动前需向泵壳内灌满被输送液体； （3）泵的其它操作特性和容积泵相似。,2019/1/13,1、旋涡泵的构造,2019/1/13,2019/1/13,旋涡泵的叶轮,2019/1/13,叶轮是一个圆盘，四周铣（Xi）有凹槽，成辐射状排列。,旋涡泵叶轮的构造,2019/1/13,旋涡泵的引液道,引液道,叶轮和泵壳之间形成引液道。,2019/1/13,液体的进、出口,进口,出口,2019/1/13,旋涡泵的隔
13、舌,隔舌,【作用】吸入口和排出口之间由间壁（隔舌）隔开。,2019/1/13,旋涡泵实物图,2019/1/13,旋涡泵实物图,2019/1/13,当叶轮旋转时，泵内液体随叶轮旋转的同时，又在各叶片与引液道之间作反复的迂回运动（形成漩涡），被叶片多次拍击而获得较高能量。,2 旋涡泵的工作原理,2019/1/13,3、旋涡泵的特点,（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24倍，适用于高压头、小流量的场合。 （3）由于泵内的旋涡流作用，流体摩擦损失增大，所以旋涡泵的效率较低，一般为3040。,2019/1/13,（5）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。 （6）输送液体不能含有固体颗粒。,（4）结构简单、加工容易，且可采用各种耐腐蚀的材料制造。,
