泵與壓縮機 第2章 其他類型泵的簡介

1、1.1 軸流泵第二章 其他類型泵的簡介1.2 往復(fù)泵1.3 旋渦泵1.4 齒輪泵1.5 螺桿泵1.6 滑片泵1.7 液環(huán)泵1.8 射流泵 除離心泵外： 在油田泵站和污水處理廠常用軸流泵軸流泵。 在輸送粘度較高潤滑油和燃料油時，常用到往復(fù)泵往復(fù)泵、齒輪泵齒輪泵和螺桿泵螺桿泵等容積泵容積泵。 在油庫常采用真空泵真空泵對離心泵灌泵以及抽吸油罐底油。 在油氣混輸以及原油輸送中也采用螺桿泵螺桿泵。第一節(jié) 軸流泵一、軸流泵的結(jié)構(gòu) 過流部件由進(jìn)水管進(jìn)水管5、葉輪葉輪4、導(dǎo)葉導(dǎo)葉2、出水管出水管1和泵軸泵軸3等組成，葉輪為葉輪為螺旋槳式螺旋槳式。1-出水彎管；出水彎管；2-導(dǎo)葉；導(dǎo)葉；3-泵軸泵軸；4-葉輪；

2、葉輪；5-進(jìn)水管；進(jìn)水管；6-軸承軸承；7-填料盒；填料盒；8-填料；填料；9-填料填料壓蓋；壓蓋；10-聯(lián)軸器聯(lián)軸器二、軸流泵的工作原理 其工作原理是以空氣動力學(xué)中機翼升力理論空氣動力學(xué)中機翼升力理論為基礎(chǔ)。通離心泵一樣，軸流泵旋轉(zhuǎn)葉輪傳遞給單位質(zhì)量液體的能量也是用歐拉方程來描述，只是由于流線沿軸流葉輪進(jìn)口和出口的圓周葉輪進(jìn)口和出口的圓周速度相等速度相等，因此：gccgwwguuH222212221222122gccgww2221222122 所以，軸流泵中沒有離心力引起的揚程的增加。所以，軸流泵中沒有離心力引起的揚程的增加。三、軸流泵的分類 根據(jù)葉片是否可調(diào)分為：固定葉片式軸流泵固定葉片式

3、軸流泵（葉片不可調(diào)）、半調(diào)節(jié)葉片式軸流泵半調(diào)節(jié)葉片式軸流泵（停機拆下調(diào)節(jié)）和全調(diào)節(jié)葉片式軸流泵全調(diào)節(jié)葉片式軸流泵（由調(diào)節(jié)機構(gòu)不停機調(diào)節(jié)）等。四、軸流泵的特點 適用于大流量適用于大流量、低揚程、低揚程。 H-Q曲線很陡曲線很陡，Q為零時為零時H達(dá)額定達(dá)額定的的1.52.0倍倍。H/Hb ,N/Nb ,h h (%) (%)Q/Qb (%)(%) 0 0N-QH-Qh h-Q 流量越小，軸功率流量越小，軸功率越大越大。 高效范圍窄高效范圍窄，在額定點兩側(cè)h下降很快。 葉輪一般浸沒在液葉輪一般浸沒在液體中，不需考慮汽蝕，體中，不需考慮汽蝕，啟動也不需灌泵啟動也不需灌泵。H/Hb ,N/Nb ,h h

4、 (%) (%)Q/Qb (%)(%) 0 0N-QH-Qh h-Q五、軸流泵的流量調(diào)節(jié) 一般不采用出口閥調(diào)節(jié)方式，常用改變轉(zhuǎn)速改變轉(zhuǎn)速或改變?nèi)~片安裝角改變?nèi)~片安裝角來調(diào)流量。 常用作污水處理。常用作污水處理。P81表表2-1 1軸流泵是基于什么原理工作的？（空氣動力學(xué)機翼升力原理）（空氣動力學(xué)機翼升力原理） 2軸流泵進(jìn)出口位置 ？ A揚程為零； B沒有圓周速度； C圓周速度之差為零； D液體不受離心力作用（C（沒有離心力引起的揚程（沒有離心力引起的揚程增加）增加） 3軸流泵適用于輸送什么樣的液體？（含固體雜質(zhì)的液體。）（含固體雜質(zhì)的液體。） 4軸流泵流量調(diào)節(jié)的常用方法有哪些？（調(diào)速（調(diào)速/調(diào)

5、葉片安裝角）調(diào)葉片安裝角）第二節(jié) 往復(fù)泵 往復(fù)泵是容積泵的一種。它依靠活塞在泵缸中往復(fù)運動，使泵缸工作容積呈周期性變化來吸排液體。一、往復(fù)泵的特點 往復(fù)泵具有自吸能力往復(fù)泵具有自吸能力，在壓力急劇變化下其流量仍能保持基本不變，特別適用于小流特別適用于小流量、高揚程情形下輸送粘性較大的液體量、高揚程情形下輸送粘性較大的液體。 但往復(fù)泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多、流量有脈動，大流量時體積龐大。二、往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 1往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)組成往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)組成 由動力端動力端和液力端液力端兩大部分組成。往復(fù)泵示意圖往復(fù)泵示意圖1-缸體；缸體；2-活塞；活塞；3-吸入閥；吸入閥；4-排出閥；排出閥；5-閥室；閥室

6、；6-吸入管；吸入管；7-排出管；排出管；8-曲柄；曲柄；9-連桿；連桿；10-十字頭；十字頭；11-活塞桿活塞桿 動力端動力端：皮帶輪：皮帶輪、傳動軸、連桿、傳動軸、連桿9、十、十字頭字頭10和曲柄和曲柄8(或偏心或偏心輪輪)等。等。 液力端液力端：缸體：缸體1、活（柱）塞活（柱）塞2、吸入閥、吸入閥3和排出閥和排出閥4、閥室、閥室5等等。WB型電動型電動往復(fù)泵往復(fù)泵抽油泵也是一種特殊抽油泵也是一種特殊結(jié)構(gòu)的往復(fù)泵結(jié)構(gòu)的往復(fù)泵鉆井泥漿泵鉆井泥漿泵 2往復(fù)泵的工作原理往復(fù)泵的工作原理 活塞在泵缸內(nèi)兩端之間移動的距離稱為行行程程。 往復(fù)泵雖有自吸能力，啟動前不用灌泵，但實際中啟動時仍應(yīng)保持缸內(nèi)有

7、液體啟動時仍應(yīng)保持缸內(nèi)有液體，既能保證可立即吸排液體，也可避免活塞干磨而損壞。 轉(zhuǎn)速對往復(fù)泵的自吸能力有影響轉(zhuǎn)速對往復(fù)泵的自吸能力有影響。若速度太大，流動損失會增大，使泵缸內(nèi)壓力低于液體飽和蒸氣壓，造成抽空現(xiàn)象而失去吸液能力。 往復(fù)泵轉(zhuǎn)速一般在往復(fù)泵轉(zhuǎn)速一般在80200r/min之間，吸入高度為之間，吸入高度為45m。三、往復(fù)泵的分類 1按液缸數(shù)分按液缸數(shù)分 單缸、雙缸、三缸、多缸泵。 2按活塞往返一次，吸排液次數(shù)分按活塞往返一次，吸排液次數(shù)分 單作用、雙作用泵。 3液缸布置分液缸布置分 臥式、立式、V形、星形泵。 4按活塞的構(gòu)造分按活塞的構(gòu)造分： 活塞、柱塞、隔膜泵。（雙作用活塞泵雙作用活塞

8、泵）（單作用柱塞泵）（單作用柱塞泵）（隔膜泵）（隔膜泵）（曲柄傳動泵）（曲柄傳動泵）液壓油液壓油（凸輪傳動泵）（凸輪傳動泵）（臥式蒸汽泵）（臥式蒸汽泵）（水平對置式液壓驅(qū)動泵）（水平對置式液壓驅(qū)動泵）四、往復(fù)泵的性能參數(shù) 1流量（流量（m3/s）（指平均流量）（指平均流量） 單缸單作用理論流量單缸單作用理論流量QT為：60TAsnQ 式中：A 活塞截面積，m2； s 活塞行程，m； n 往復(fù)泵的轉(zhuǎn)速，m/s 單缸雙作用單缸雙作用理論流量理論流量QT為：）活塞桿截面積，（2Tm- 60)2(asnaAQ 實際平均流量實際平均流量Q為：式中：hv 容積效率容積效率，主要是由于閥門開、閉閥門開、閉滯

9、后滯后，閥門、活塞填料泄漏閥門、活塞填料泄漏等所造成。 往復(fù)泵在工作中的流量是不均衡的，對于）有時也稱為排量系數(shù)（hhvTvQQ 由曲軸旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)為活塞往復(fù)運動的單缸單作單缸單作用往復(fù)泵用往復(fù)泵而言，其流量近似為半波正弦規(guī)律。減緩輸出流量脈動的方法有：減緩輸出流量脈動的方法有：采用雙作用泵；采用雙作用泵；采用多缸采用多缸泵泵；采用空氣包。；采用空氣包。 2往復(fù)泵的揚程（往復(fù)泵的揚程（m） 與離心泵一樣，揚程H為：)(2sd2s2dsdzzgccgppH式中各字母代號與離心泵相同。 因靠擠壓作用壓出液體，所以理論上往復(fù)泵的揚程H任意高。實際上考慮到構(gòu)件的強度、泵內(nèi)閥件的泄漏等，其揚程仍有限度。由

10、此可見，往復(fù)泵的壓頭往復(fù)泵的壓頭H與流量與流量Q無關(guān)無關(guān)。另：gpHd返P37返P45 3往復(fù)泵的功率和效率往復(fù)泵的功率和效率 往復(fù)泵的有效功率（輸出功率）往復(fù)泵的有效功率（輸出功率）Ne為：）（單位：WgQHNeNgQHNNhe 往復(fù)泵的總效率往復(fù)泵的總效率h h 因往復(fù)泵也存在泄漏損失泄漏損失、泵內(nèi)液體流動的阻力損失阻力損失以及活塞、填料函、軸承等摩擦引起的機械損失機械損失等，使得泵實際所需功率N 泵的有效功率Ne。因此往復(fù)泵的總效率為：率之積）（機械、容積、水力效hvmhhhh 鉆井用3缸泥漿泵銘牌實例：五、往復(fù)泵的瞬時流量分析 1往復(fù)泵活塞運動規(guī)律往復(fù)泵活塞運動規(guī)律 活塞的運動規(guī)律就是

11、吸、排液體的規(guī)律，也就是流量的規(guī)律。 過A1、A2點引水平線垂線，可推得位移位移x：（往復(fù)泵活塞運動示意圖）（往復(fù)泵活塞運動示意圖）O1O2x1x2B1B2lrA1A2Ob bj jj jw wg g)sin11 ()cos1 (22jjlrx式中，式中，r-曲柄長度；曲柄長度；l-連桿長度；連桿長度； -曲柄連桿曲柄連桿比，比， r/l；j j -曲柄轉(zhuǎn)曲柄轉(zhuǎn)角。角。 位移x對時間t求導(dǎo)即得活塞移動速度u：）（其中：jwjjjwtru)sin122sin(sin22)sin1 (sin2cos(cos322432jjjjwra 速度u再對t求導(dǎo)得活塞移動加速度a： 上述各式求活塞向右運動時，

12、取公式中上方的符號，活塞轉(zhuǎn)角取j 0p；反之，取公式下方的符號，j p2p。 實際上=r/l0.20，所以： 上述x、u和a的公式雖然精確，但不便記憶和應(yīng)用，適當(dāng)簡化可得：推導(dǎo)略）2sincos1 (2jjrx)22sin(sinjjwru)2cos(cos2jjwra）jcos1 ( rx jwsinrujwcos2ra 所以，活塞的運動規(guī)律所以，活塞的運動規(guī)律即流量規(guī)律可近即流量規(guī)律可近似看成是似看成是正弦規(guī)律正弦規(guī)律的變化。的變化。 2往復(fù)泵的瞬時流量往復(fù)泵的瞬時流量Qc 往復(fù)泵的理論平均流量QT和平均流量Q前已提及，它是瞬時流量Qc在一定時間內(nèi)的平均值。而理論瞬時流量Qcm為：（理論瞬

13、時值）AuQcm式中：A 活塞橫截面積，m2； u 活塞移動速度，m/s。 單作用缸理論瞬時流量單作用缸理論瞬時流量（單作用瞬時理論值）)22sin(sinmmcmFrQjjw式中，式中，m-多缸泵的液缸順序編號多缸泵的液缸順序編號。吸入時取公式上面的符號，。吸入時取公式上面的符號，j j =0p p；排出時取公式下面的符號，；排出時取公式下面的符號，j j =p p2p p。 雙作用缸理論瞬時流量雙作用缸理論瞬時流量 將液缸分為前工作室和后工作室，其理論瞬時流量分別以Qcmf和Qcmr表示。（雙作用前室）)22sin(sinmmcmfArQjjw（雙作用后室）)22sin(sin)-(mmc

14、mrraAQjjw式中，公式正負(fù)號的取法與前相同。 雙作用缸總的瞬時流量為前、后工作室流量雙作用缸總的瞬時流量為前、后工作室流量之和之和Qcm=Qcmf + Qcmr。 多缸泵總瞬時流量的計算多缸泵總瞬時流量的計算 要根據(jù)各曲柄間存在的角位差角位差q q來決定公式中的角參數(shù)。 如三缸單作用泵的角位差q =120，則j1=j，j2=j+120，j3=j+240。 另外如雙缸雙作用泵的q = 90，則j1=j，j2=j+90。（3缸往復(fù)泵曲柄相互關(guān)系示意圖）缸往復(fù)泵曲柄相互關(guān)系示意圖）011p pq qj jw w2p p23 3p p2323 必須以相應(yīng)的角參數(shù)代入公式計算各液缸的瞬時流量。 3

15、往復(fù)泵的流量曲線往復(fù)泵的流量曲線 以曲柄轉(zhuǎn)角j j為橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，排量Q為縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo)，可作出泵的流量曲線。0Qj j2p pp p3p p2p p2QmaxQt0Qj j2p pp p3p p2p p2QmaxQt21p p0Qj j2p pp p3p p2p p23122p p3QmaxQt0Qj j2p pp p3p p2p p2QmaxQt4213p p2（單缸單作用泵）（單缸單作用泵）（三缸單作用泵）（三缸單作用泵）（雙缸單作用泵）（雙缸單作用泵）（四缸單作用泵）（四缸單作用泵） 對流量曲線的說明對流量曲線的說明： 上述曲線是假設(shè)活塞運動規(guī)律為嚴(yán)格的正弦規(guī)律情況下做出的，即忽略了

16、的影響。 通常，吸入和排出過程的流量曲線是分別作出的，排出曲線為正，吸入為負(fù)排出曲線為正，吸入為負(fù)?？紤]的影響時，兩者有一定區(qū)別。0Qj j2p pp p3p p2p p23122p p3QmaxQt（忽略（忽略 的三缸單作用泵）的三缸單作用泵）（實際的三缸單作用泵）（實際的三缸單作用泵）0Q(1/Frw w)j j2p pp p3p p2p p2QpQt0.20.40.60.81.0 =0.1335Q1Q2Q3 4流量曲線的用途流量曲線的用途 可用于往復(fù)泵的理論分析和計算，還有： 判斷流量的均勻程度判斷流量的均勻程度 通常，往復(fù)泵在曲柄轉(zhuǎn)動一周的過程中，其瞬時排量都是變化的，最大值Qcmax

17、、最小值Qcmin及理論平均值Qt均可在曲線上得出。而最最大差值與平均值之比大差值與平均值之比稱為排量不均度排量不均度d dQ，以此衡量泵排量的不均勻程度：tccQQQQminmaxd0Q(1/Frw w)j j2p pp p3p p2p p2QpQt0.20.40.60.81.0 =0.1335Q1Q2Q3（d dQ0.2/0.970.21） 若不考慮不考慮 影響，一、二、三、四缸單作用泵的dQ分別為：（與實際有一定誤差）57. 122pd單Qpd單1Q141. 06323pd單Q104pd單Q0Qj j2p pp p3p p2p p2QmaxQt0Qj j2p pp p3p p2p p2Q

18、maxQt21p p0Qj j2p pp p3p p2p p23122p p3QmaxQt0Qj j2p pp p3p p2p p2QmaxQt4213p p2液缸越多，排出流量波動越??？液缸越多，排出流量波動越??？ 確定泵輸送的液體體積確定泵輸送的液體體積V 設(shè)曲柄轉(zhuǎn)角變化j 時，流量曲線上Q與橫坐標(biāo)包圍的面積為S，同時泵所輸送的液體體積為V，則：wjj1tVVQVSVwSV 檢驗曲柄布置是否合理檢驗曲柄布置是否合理 通過繪制流量曲線，可發(fā)現(xiàn)各缸瞬時流量是否疊加合理，從而檢驗曲柄布置方案的合理性。六、往復(fù)泵的工作特性 1往復(fù)泵的特性曲線往復(fù)泵的特性曲線 表示泵的流量Q、輸入功率N及效率h與壓

19、力p的關(guān)系。Q-pQ, h hv, h h, Nph hv-ph h-pN-p0（往復(fù)泵的性能曲線）（往復(fù)泵的性能曲線） 僅由QTAsn/60，似乎流量QT與壓力p無關(guān)。 但實際上隨著泵壓升高，泵密封的漏失將增加，流量會略有下降，容積效率hv也會隨之減小。 隨著壓力p增大，泵對動力機提出更高輸入功率N要求。 另外，因hhmhvhh，雖然hv略有下降，但hm和hh變化不大，其有效功率Ne會增大，使得h上升。 該曲線是純機械傳動往復(fù)泵的特性曲線，該曲線是純機械傳動往復(fù)泵的特性曲線，Q-p曲線與傳動方式緊密相關(guān)。曲線與傳動方式緊密相關(guān)。（往復(fù)泵的性能曲線）（往復(fù)泵的性能曲線）Q-pQ, h hv,

20、h h, Nph hv-ph h-pN-p0 2往復(fù)泵的工況點往復(fù)泵的工況點 Dp表示管路系統(tǒng)消耗的壓管路系統(tǒng)消耗的壓力力。在Q-Dp圖上可作出不同井深Li的管路特性曲線（紅色曲線）。 將Q-p關(guān)系畫在同一坐標(biāo)內(nèi)，即得泵與管路聯(lián)合特性曲泵與管路聯(lián)合特性曲線線。（坐標(biāo)換位）（泵與管路聯(lián)合的特性曲線）（泵與管路聯(lián)合的特性曲線）A1p, D DpQ0Q1Q2L2L3L4L1B1C1D1A2B2C2 兩曲線相交點A1、B1、C1及A2、B2、C2等，稱為泵的工況點泵的工況點，這些點滿足質(zhì)量守恒和能量守恒條件，泵處于這些點上才能正常工作。所以井深加大后，要想泵壓低，只能減小流量（換小缸套）。所以井深加大

21、后，要想泵壓低，只能減小流量（換小缸套）。 3往復(fù)泵的臨界特性往復(fù)泵的臨界特性 往復(fù)泵設(shè)計和使用中，存在兩種限制條件。 沖次沖次n/60的限制的限制 一方面，由QTAsn/60可得在As不變的情況下，流量Q與沖次n/60成正比。另一方面，n過高，會加速活塞和缸套的磨損，還會使泵閥產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊，大大縮短泵閥壽命。所以對應(yīng)nmax就存在Qmax。 若sn不變，則對應(yīng)不同的活塞面積A1，A2，An，即不同的缸套內(nèi)徑，都具有相應(yīng)的最大流量Q1，Q2，Qn，即在某i 級缸套下，Q不允許超過Qi，否則就意味著n超過了允許值。 泵壓泵壓p的限制的限制 因為泵的活塞桿和曲柄連桿機構(gòu)等的機械強度有限，為了滿足

22、強度方面的要求，每一級缸套的最大活塞力應(yīng)該不超過某一常數(shù)c，即p1A1p2A2=pnAn=c。也就是每一級缸套都受到一個最大工作壓力或極限泵壓pi的限制。 隨著鉆井深度加深，隨著鉆井深度加深，p會增大，則要求會增大，則要求A作相作相應(yīng)減小。即換成更小的缸套。應(yīng)減小。即換成更小的缸套。 泵的臨界特性曲線正是根據(jù)沖次和壓力的限制條件作出的。 例：例：已知某往復(fù)泵的平均理論排量為26 L/s，排出口表壓力p表為140大氣壓，吸入口真空度p真為0.3大氣壓，兩表高差H0為1.2m，泵的機械效率hm和轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)化效率h hi(=h hvh hh)均為0.9，傳動效率ha為0.95，液體重度g為1200k

23、g/m3。 試求泵的有效功率Ne、輸入功率N及發(fā)動機功率Na。 解：解：1重度g (kg/m3)=1密度 (g/cm3)/1000 1重度g (N/m3)=1密度 (g/cm3)g/1000 1大氣壓=1.01325105Pa=0.101325MPa 一般：1大氣壓=1.0105Pa=0.1MPa 傳動效率ha為指傳動系統(tǒng)的效率。 泵的有效壓頭H為：0sd2s2dsd)(2HppzzgccgppHg真表 泵的有效功率Ne為：液柱）（m11702 . 110120010 )300 0101200eQHgQHNg）（）（hp65.496kW04.365 （1hp=735W

24、）見P17 泵的軸功率N為：）（hpNN15.6139 . 09 . 065.496imehh 發(fā)動機功率Na為：）（hpNN97.70995. 015.6131 . 11 . 1aah）（發(fā)動機功率為：傳泵輸入發(fā)hNN1 . 1七、往復(fù)泵的性能調(diào)節(jié) 往復(fù)泵與一定的管路系統(tǒng)組成統(tǒng)一的裝置后，其工況點一般也是確定的。有時為了某些需要，希望人為調(diào)節(jié)泵的流量，改變工況點。 1流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié) 由于泵的流量與泵的缸數(shù)i、活塞面積A、沖次n/60及沖程s成正比關(guān)系，改變其中任一個參數(shù)，都可改變泵的流量。鉆井泵中常用的調(diào)節(jié)流量方法有以下幾種：更換不同直徑的缸套更換不同直徑的缸套調(diào)節(jié)泵的沖次調(diào)節(jié)泵的沖次減少

25、泵的工作室減少泵的工作室旁路調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié) 2往復(fù)泵的并聯(lián)運行往復(fù)泵的并聯(lián)運行 往復(fù)泵有較高的揚程，一般情形下不會出現(xiàn)往復(fù)泵串聯(lián)使用的需求。 為了滿足較大流量需要，現(xiàn)場常將往復(fù)泵并聯(lián)工作。往復(fù)泵并聯(lián)工作時，以統(tǒng)一的排出管向外輸送液體。 并聯(lián)工作有如下特點： 當(dāng)各泵的吸入管大致相同，排出管路交匯點至泵的排出口距離很小時，可以近似地認(rèn)為各泵都在相同的壓力p下工作，即p1p2p。 排出管路中的總流量為同時工作的各泵的流量之和，即Q1+Q2+Q，當(dāng)單臺泵相同時，m臺泵的總流量為QmQi。 泵組輸出的總水力功率為同時工作各泵輸出的水力功率之和，即NN1+N2+，當(dāng)各泵相同時，N=pQmNi=mpQi。 在

26、管路特性一定的條件下，對于機械傳動的往復(fù)泵，并聯(lián)總流量等于每臺泵單獨工作流量之和，而并聯(lián)后的泵壓大于每臺泵在該管并聯(lián)后的泵壓大于每臺泵在該管路上單獨工作時的泵壓路上單獨工作時的泵壓。 應(yīng)注意的是，總壓力p必須小于各泵在用缸套的極限壓力，各泵沖次應(yīng)不超過額定值。 3往復(fù)泵具有自吸能力，所以缸內(nèi)即使無液體，啟動也不會造成什么影響。（ ）（） 4緩解往復(fù)泵流量不均所采取的措施有哪些？（采用雙作用；采用多缸；增（采用雙作用；采用多缸；增設(shè)空氣包）設(shè)空氣包） 5往復(fù)泵采用的液缸數(shù)越多，其流量脈動越小？（ ）（） 6欲適當(dāng)提高往復(fù)泵的輸出壓力，應(yīng) ？ A提高Q； B提高n； C降低n； D減小缸徑（D）

27、7往復(fù)泵并聯(lián)使用時，其輸出壓力p與各單泵在同一管路工作時壓力pi相比， 。 Ap=pi； Bppi； Cppi； Dppi（B） 作業(yè)：見后頁。附1已知3NB-1300型鉆井泵,泵的總效率為0.75，最小缸套時其最大允許壓力為30MPa，泥漿重度g =1200Kg/m3，泵的沖次不變。試求此泵的有效壓頭H、有效功率N、實際排量Q。（查表得3NB-1300型鉆井泵：單作用泵，額定功率960kW，沖程長度305mm，額定泵速120r/min，最大排出壓力35.6MPa，最大流量不小于46.6L/s。）見P17附2已知某鉆井泵（往復(fù)泵）的平均理論排量為1600 L/min，排出口表壓力為140大氣壓

28、，吸入口真空度為0.25大氣壓，兩表高差為1.8m，泵的機械效率和轉(zhuǎn)化效率均為0.9，傳動效率為0.95，泥漿重度為1200公斤/m3。試求泵的有效功率Ne、輸入功率N及發(fā)動機功率N發(fā)。（設(shè)排量系數(shù)100% ，泵的轉(zhuǎn)化效率ht容積效率hv水力效率hh ）第三節(jié) 漩渦泵 旋渦泵是一種葉片泵，又稱為渦流泵、再生泵，也可以把它理解為是一種特殊的離心泵。一、旋渦泵的結(jié)構(gòu) 主要由葉輪葉輪和有環(huán)形流道的殼體有環(huán)形流道的殼體組成，葉輪外緣與泵殼內(nèi)間隙為0.100.15mm，葉輪上銑有許多徑向葉片。流道由葉輪、泵體及泵蓋之間的環(huán)形空腔組成，流道被一個隔舌隔舌分成為吸、排兩方，分別與吸、排管路相聯(lián)。隔舌與葉輪徑

29、向間隙更小，以防出口液體漏回入口。閉式漩渦泵閉式漩渦泵1-葉輪；葉輪；2-葉片；葉片；3-泵殼；泵殼；4-液流道；液流道；5-隔舌隔舌排出管并非沿泵殼切向引出排出管并非沿泵殼切向引出 旋渦泵分為開式旋渦泵開式旋渦泵和閉式旋渦泵閉式旋渦泵兩種。 1開式旋渦泵開式旋渦泵 開式旋渦泵葉片較長，葉片內(nèi)徑小于流道內(nèi)葉片內(nèi)徑小于流道內(nèi)徑，液體先進(jìn)入葉輪，后進(jìn)入流道徑，液體先進(jìn)入葉輪，后進(jìn)入流道。開式漩渦泵開式漩渦泵1-吸入口；吸入口；2-排出口；排出口；3-葉輪；葉輪；4-流道流道 2閉式旋渦泵閉式旋渦泵 閉式旋渦泵葉輪的葉片較短，葉片內(nèi)徑等于葉片內(nèi)徑等于流道內(nèi)徑。液體先進(jìn)入流道，再從葉輪外周進(jìn)流道內(nèi)徑。

30、液體先進(jìn)入流道，再從葉輪外周進(jìn)入葉輪入葉輪。隔舌隔舌二、旋渦泵工作原理（以閉式漩渦泵為例） 葉輪旋轉(zhuǎn)時，在離心力Fu的作用下，葉輪內(nèi)液體向外甩入泵殼中的環(huán)形流道，形成高壓被迫回流，進(jìn)入后面的另一葉道。因此，液體在葉片與環(huán)形流道之間的運動跡線，對靜止的泵殼來說是一種前進(jìn)的螺旋線；而對于轉(zhuǎn)動的葉輪來說則是一種后退的螺旋線。旋渦泵即因液體的這種旋渦運動而得名。這種漩渦也被稱為“縱向漩渦”?？v向旋渦縱向旋渦Fu 在縱向旋渦過程中，液體能連續(xù)多次進(jìn)入葉片，每流經(jīng)葉輪一次，就獲得一次能量，直到最后從排出口排出。這也是相同葉輪外徑情況相同葉輪外徑情況下，旋渦泵比其它葉片泵揚程高下，旋渦泵比其它葉片泵揚程高的

31、原因。旋渦旋渦泵的工作有些像多級離心泵泵的工作有些像多級離心泵，但旋渦泵只有像葉輪這樣的傳能裝置，而沒有像離心泵蝸殼或?qū)~那樣的能量轉(zhuǎn)換裝置。旋渦泵主要是通過旋渦泵主要是通過多次連續(xù)作功的方式把能量傳遞給液體，所以多次連續(xù)作功的方式把能量傳遞給液體，所以能產(chǎn)生較高的壓力能產(chǎn)生較高的壓力。 縱向漩渦越強，液體進(jìn)入葉輪的縱向漩渦越強，液體進(jìn)入葉輪的次數(shù)越多，泵所產(chǎn)生的壓頭越高。次數(shù)越多，泵所產(chǎn)生的壓頭越高。三、旋渦泵的特點 1優(yōu)點優(yōu)點 體積小、重量輕體積小、重量輕 在葉輪直徑和轉(zhuǎn)速相同時，漩渦泵的揚程比揚程比離心泵高離心泵高24倍倍。在相同揚程時，比容積泵尺比容積泵尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單寸小、結(jié)構(gòu)簡單。

32、 具自吸能力或借助簡單裝置即可自吸具自吸能力或借助簡單裝置即可自吸 開式旋渦泵葉片根徑流道內(nèi)徑，液體經(jīng)吸入口葉片流道。這種泵有自吸能力，其原理與液環(huán)泵液環(huán)泵相似。 閉式旋渦泵在出口附近加氣液分離罩氣液分離罩或采用擴大的出口管擴大的出口管后也能自吸。原理在于： 若液體中混有氣體，在葉輪作用下液氣在流道中強烈攪渾，形成液氣混合物。混合物在分離罩中靠離心力分離，或在擴大的出口管中靠重力分離。分離后氣體排出，液體返回流道再與氣體混合，最后達(dá)到自吸。 但旋渦泵的吸入能力不如離心泵（即吸上真空度沒有離心泵大）。因此，離心泵+旋渦泵（稱為離心旋渦泵離心旋渦泵）既可提高揚程，又可改善吸入能力。 具有陡降的揚程

33、和功率特性曲線具有陡降的揚程和功率特性曲線 就旋渦泵與離心泵特性曲線相比較可得： 因漩渦泵靠縱向漩渦傳遞能量，所以在小流量時流道中液體流動速度小，液體經(jīng)過葉輪的次數(shù)增加，使泵揚程提高。 反之，流量大時液體經(jīng)過葉輪次數(shù)少，漩渦作用小，揚程下降。所以旋渦泵應(yīng)在出口閥開旋渦泵應(yīng)在出口閥開啟情況下啟動，用旁路調(diào)節(jié)流量比關(guān)小出口閥啟情況下啟動，用旁路調(diào)節(jié)流量比關(guān)小出口閥調(diào)節(jié)要經(jīng)濟、合理調(diào)節(jié)要經(jīng)濟、合理。H ,N ,h hQO旋渦泵旋渦泵離心泵離心泵HHNNh hh h 2缺點缺點 效率較低效率較低 在能量傳遞過程中，由于液體的多次撞擊，能量損失較大，泵的效率較低，一般為2050%，最高不超過55%。因此

34、妨礙了它向大功率方向發(fā)展。 旋渦泵不能用來抽送高粘性液體旋渦泵不能用來抽送高粘性液體 因隨著液體粘性的增加，泵的揚程和效率會急劇降低，一般粘度限制在100cSt之內(nèi)。 加工工藝要求較嚴(yán)加工工藝要求較嚴(yán) 旋渦泵葉輪和泵體之間的徑向間隙和軸向間隙要求較嚴(yán)，給加工和裝配帶來一定困難。 旋渦泵的汽蝕性能較差旋渦泵的汽蝕性能較差。 抽送的介質(zhì)只限于較純凈的液體抽送的介質(zhì)只限于較純凈的液體 當(dāng)液體中含有固體顆粒時，就會因磨損引起軸向和徑向的間隙增大而降低泵的性能或?qū)е滦郎u泵不能工作。四、旋渦泵的用途 W型單級直連旋渦泵用于吸送清水吸送清水或物理化學(xué)性質(zhì)類物理化學(xué)性質(zhì)類似于水的液體似于水的液體，使用液溫1（

35、即前一對齒輪脫開前，后一對齒輪就進(jìn)入嚙（即前一對齒輪脫開前，后一對齒輪就進(jìn)入嚙合）。如此一來，有部分液體會被困在兩嚙合線和兩端蓋形合）。如此一來，有部分液體會被困在兩嚙合線和兩端蓋形成的密閉空間里，這個封閉容積稱為成的密閉空間里，這個封閉容積稱為閉死容積閉死容積。 當(dāng)當(dāng)“閉死容積閉死容積”由大變小時，容積內(nèi)的液體受到擠壓，壓由大變小時，容積內(nèi)的液體受到擠壓，壓力急劇升高（高達(dá)輸出壓力力急劇升高（高達(dá)輸出壓力10倍以上）。于是被困液體從一倍以上）。于是被困液體從一切可以泄漏的縫隙中強行擠出，這時，切可以泄漏的縫隙中強行擠出，這時，齒輪和軸承均受到很齒輪和軸承均受到很大的脈沖徑向力，功率損失增加，

36、磨損加劇大的脈沖徑向力，功率損失增加，磨損加劇。 當(dāng)當(dāng)“閉死容積閉死容積”由小變大時，壓力急劇下降，形成局部真由小變大時，壓力急劇下降，形成局部真空，溶解在液體中的氣體析出，或液體本身氣化等空，溶解在液體中的氣體析出，或液體本身氣化等形成氣蝕形成氣蝕，使泵產(chǎn)生振動和噪聲，使泵產(chǎn)生振動和噪聲。 上述現(xiàn)象稱為上述現(xiàn)象稱為“困液現(xiàn)象困液現(xiàn)象”?！袄б含F(xiàn)象困液現(xiàn)象”對齒輪泵的工對齒輪泵的工作性能及使用壽命都有很大的影響。作性能及使用壽命都有很大的影響。 2卸荷措施（消除困液現(xiàn)象的措施）卸荷措施（消除困液現(xiàn)象的措施） 使閉死容積與吸排口相通使閉死容積與吸排口相通。當(dāng)閉死容積由大變小時，與排出腔相通；當(dāng)閉

37、死容積由小變大時，與吸入腔相通。 開卸荷槽（或?qū)⑽趴谧龀稍卵佬危╅_卸荷槽（或?qū)⑽趴谧龀稍卵佬危Ｔ趦啥松w的閉死容積處開一槽，分別與。在兩端蓋的閉死容積處開一槽，分別與吸液腔和排出腔相連。吸液腔和排出腔相連。 開卸荷孔開卸荷孔。由于從動軸固定不動，可。由于從動軸固定不動，可在從動軸上銑出兩個凹槽，并在從動輪的在從動軸上銑出兩個凹槽，并在從動輪的每個齒頂和齒谷底部開卸荷孔。當(dāng)每個齒頂和齒谷底部開卸荷孔。當(dāng)“閉死閉死容積容積”變小時，卸荷孔通過軸上凹槽與排液腔連通；當(dāng)變小時，卸荷孔通過軸上凹槽與排液腔連通；當(dāng)“閉死容積閉死容積”變大時，卸荷孔通過軸上凹槽與吸入液腔相通，達(dá)到消除變大時，卸荷孔通過

38、軸上凹槽與吸入液腔相通，達(dá)到消除“困液現(xiàn)象困液現(xiàn)象”的目的。的目的。 采取其他措施。如采取其他措施。如采用斜齒齒輪采用斜齒齒輪等。等。四、齒輪泵的主要性能參數(shù) 1流量流量 每轉(zhuǎn)排容量每轉(zhuǎn)排容量Vh 齒輪泵的理論流量常用近似公式計算。假定每轉(zhuǎn)壓出液體量=兩齒輪齒谷容積之和；假定齒谷體積=齒的體積。因齒高一般為齒高一般為2m（m為模數(shù)），則每轉(zhuǎn)排容每轉(zhuǎn)排容Vh為：）（r /1026-hLDmbVp式中：式中：Vh 泵每轉(zhuǎn)的排容量，泵每轉(zhuǎn)的排容量，L/轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)； m 齒輪模數(shù)，齒輪模數(shù)，mm； b 齒寬，齒寬，mm； D 齒輪節(jié)圓直徑，齒輪節(jié)圓直徑，D=mz，z為齒數(shù)，為齒數(shù)，mm。 理論流量理論流量

39、QT為：）（min/1026-2hTLzbnmnVQp式中：n 泵轉(zhuǎn)速，r/min。 實際流量實際流量Q 實際上齒谷體積齒的體積，用3.33代替p加以修正。再考慮容積效率hv的影響，最后得實際流量Q為：）（min/1066. 66-v2LzbnmQh式中：hv 容積效率，一般取0.70.9，高壓小流量時hv值取其中較小值。 影響齒輪泵流量的因數(shù)影響齒輪泵流量的因數(shù) 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n。n越高，相同尺寸下越高，相同尺寸下Q越大越大，一般由選配電機來確定。但n過高時，齒間液體產(chǎn)生離心力太大，會使齒谷充不滿，Q反而會降低。故對節(jié)圓線速度有一定限制對節(jié)圓線速度有一定限制。 模數(shù)模數(shù)m和齒數(shù)和齒數(shù)z。在外形尺寸

40、一定時，外形尺寸一定時，z越越少（少（m越大），則越大），則Q也越大也越大。一般齒輪泵中齒輪的z較少（m較大），z常為814。但太少會太少會會使流量脈動振幅增大會使流量脈動振幅增大。取值見P90表2-2 齒寬齒寬b。b與與Q成正比成正比。但但b越大，軸承所越大，軸承所承受的負(fù)荷越大，使泵尺寸增大而壽命短承受的負(fù)荷越大，使泵尺寸增大而壽命短。取值見P90表2-3 2功率功率 齒輪泵有效功率Ne為：）（kWpQN-3e10）（kWpQN3-10h 齒輪泵軸功率N為：式中：式中：Ne ,N 分別為有效功率和軸功率，分別為有效功率和軸功率，kW； Q 實際流量，實際流量，m3/s； p 泵的全壓力，泵

41、的全壓力，Pa； h h 泵效率，泵效率，h h=h hvh hm，在，在0.60.8之間；之間； h hv 容積效率；容積效率； h hm 機械效率。機械效率。 3齒輪泵的特性齒輪泵的特性 即泵流量Q、效率h及軸功率N與泵全壓p的關(guān)系。 以Ch4.5型齒輪泵特性為例。 壓力高出最大值后，因泵內(nèi)泄漏增大和安全閥回流增加，流量會減少。其臨界點壓力、流量最大，效率最高。Q ,h h ,Np-Qpp-h hp-NOpmax 11當(dāng)齒輪泵主動輪轉(zhuǎn)向變化后， 吸排方向。 A外嚙合泵會改變； B內(nèi)嚙合泵會改變； C內(nèi)外嚙合泵均會改變； D內(nèi)外嚙合泵均不會改變（C） 12何為齒輪泵的困液現(xiàn)象？有何危害？如何

42、消除？（封閉在齒輪嚙合空間里的液（封閉在齒輪嚙合空間里的液體所產(chǎn)生的現(xiàn)象。體所產(chǎn)生的現(xiàn)象。/產(chǎn)生很大產(chǎn)生很大的脈沖徑向力；功率損失增加的脈沖徑向力；功率損失增加；磨損加??；產(chǎn)生汽蝕。；磨損加劇；產(chǎn)生汽蝕。/使使閉死容積與吸排口相通）閉死容積與吸排口相通）第五節(jié) 螺桿泵 螺桿泵也是一種容積泵容積泵。它是利用相互嚙合的螺桿螺桿與襯套襯套之間容積的變化為流體增加能量。螺桿泵常用于輸送潤滑油、密封油及油氣混輸?shù)?。臥式螺桿泵臥式螺桿泵立立式式螺螺桿桿泵泵 通常分為單螺桿、雙螺桿、三螺桿和五螺桿泵，或臥式泵、立式泵等。一、螺桿泵的結(jié)構(gòu) 1轉(zhuǎn)子螺桿轉(zhuǎn)子螺桿 螺桿的任一斷面都是半徑為螺桿的任一斷面都是半徑為R

43、的圓的圓。整個螺桿的形狀可以看成是由很多半徑為R的薄圓盤組成，不過這些圓盤的中心分布在一條圓柱螺這些圓盤的中心分布在一條圓柱螺旋線上旋線上。該圓柱的半徑為螺桿泵的偏心距離e、螺旋線的螺距為t。螺桿端頭為偏心連接螺桿端頭為偏心連接螺桿動畫： 2定子襯套定子襯套 襯套的斷面形狀是由兩個半徑為襯套的斷面形狀是由兩個半徑為R(螺桿斷面螺桿斷面圓半徑圓半徑)的半圓和兩個長度為的半圓和兩個長度為4e的直線段組成的直線段組成的長圓形的長圓形。襯套的內(nèi)表面就是由很多個這樣的斷面所組成的導(dǎo)程為T(T=2t)的雙頭內(nèi)螺旋面雙頭內(nèi)螺旋面。襯套的旋向與螺桿的旋向是相同的。 襯套一般由橡膠（如丁腈橡膠）制成。其其它它襯

44、襯套套斷斷面面單螺桿泵典型襯套單螺桿泵典型襯套襯套動畫： 3單螺桿泵結(jié)構(gòu)單螺桿泵結(jié)構(gòu) 液體從吸入口吸入口6進(jìn)入，從出料腔出料腔1排出。 連接軸連接軸7實際上是一個萬向軸。旋轉(zhuǎn)時整個軸的旋轉(zhuǎn)面近似橢圓錐面。1-出料腔；出料腔；2-拉桿；拉桿；3-螺桿膠套；螺桿膠套；4-螺桿軸；螺桿軸；5-萬向節(jié)總成；萬向節(jié)總成；6-吸入口吸入口體；體；7-連接軸；連接軸；8-填料器；填料器；9-填料壓蓋；填料壓蓋；10-軸承座；軸承座；11-軸承蓋；軸承蓋；12-電電機；機；13-連軸器；連軸器；14-軸套；軸套；15-軸承；軸承；16-傳動主軸；傳動主軸；17-底座底座二、螺桿泵的工作原理 1單螺桿泵工作原理

45、單螺桿泵工作原理 將螺桿置于襯套內(nèi)，則每1個橫截面上，螺桿與襯套都有有2點接觸點接觸。不同截面上，接觸點不同。當(dāng)螺桿斷面位于襯套長圓形斷面的兩端時，螺桿和襯套的接觸為半圓弧線接觸為半圓弧線，而在其它位置，螺桿和襯套僅有a、b兩點接觸，這些接觸點在螺桿-襯套副的有效長度范圍內(nèi)構(gòu)成了空間密封線密封線，在襯套的一個導(dǎo)程T內(nèi)形成一個完整的密封腔密封腔。這樣，沿螺桿泵的全長，在螺桿的外螺旋表面和襯套的內(nèi)螺旋表面間形成了一個一個的密封腔室。 Tt=0=180=360 =0 =60 =120 =180 =240 =360a ab ba ab bb ba ab ba a 當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，螺桿-襯套副中靠近吸入端

46、的第一個腔室的容積增加，形成負(fù)壓，在壓力差的作用下，液體被吸入第一個腔室。 隨著螺桿的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，工作腔容積不斷增至最大后，該腔室形成封閉，以螺旋方式向排出端移動，并最終在排出端消失并排除液體。由于密封腔室的不斷形成、推移和消失，使液體通過一個一個密封腔室，從吸入端被推擠到排出端，出口壓力不斷升高。單螺桿泵工作動畫： 2多螺桿泵多螺桿泵 有雙螺桿泵雙螺桿泵、三螺桿泵三螺桿泵和五螺桿泵五螺桿泵。 雙螺桿泵工作原理雙螺桿泵工作原理 是外嚙合螺桿泵。兩根螺桿在襯套中相互嚙合但互不接觸，齒側(cè)之間保持恒定的間隙（其間隙值由工況及泵本身規(guī)格決定），螺桿外圓與襯套內(nèi)圓面也保持恒定的間隙不變。兩根螺桿的傳動由同

47、步齒輪完成。雙吸式雙螺桿泵雙吸式雙螺桿泵 三螺桿泵工作原理三螺桿泵工作原理 三螺桿泵主要由1根主動螺桿主動螺桿3、2根從動螺從動螺桿桿4和包容3根螺桿的襯套襯套2組成密封腔，主動主動螺桿螺桿3為凸齒的右旋螺紋，從動螺桿從動螺桿4為凹齒的左旋螺紋。3個螺桿之間不傳遞扭矩，從動桿是由液體的壓力作用而旋轉(zhuǎn)的，有很長的使用壽命和較高的機械效率。三螺桿泵結(jié)構(gòu)圖三螺桿泵結(jié)構(gòu)圖1-后蓋；后蓋；2-殼體（襯套）；殼體（襯套）；3-主動螺桿；主動螺桿；4-從動螺桿；從動螺桿；5-前蓋；前蓋；6-止推軸承止推軸承三、螺桿泵的工作特點 與活塞泵、離心泵、齒輪泵、葉片泵相比： 1流量均勻、壓力穩(wěn)定流量均勻、壓力穩(wěn)定

48、當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時，密封腔是連續(xù)推進(jìn)，各瞬時流量相同。因此，它的流量均勻、壓力穩(wěn)定，低轉(zhuǎn)速時更為明顯。壓力可達(dá)300105Pa。 2受力情況良好受力情況良好 多數(shù)螺桿泵的主動螺桿不受徑向力作用，所有從動螺桿不受扭轉(zhuǎn)力矩的作用。因此，泵的使用壽命長。多螺桿泵不少均設(shè)計成雙吸式，可平衡軸向力。 3具有良好的流量可調(diào)性具有良好的流量可調(diào)性 螺桿泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比，因而可通過改變轉(zhuǎn)速方便地調(diào)節(jié)流量。 4能輸送高固體含量及不同粘度的介質(zhì)能輸送高固體含量及不同粘度的介質(zhì) 因液體在泵中是被密封著向前推動的，與螺桿之間幾乎沒有摩擦，所以可輸送不同粘度及高固體含量的液體。 5運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低 因被輸

49、送液體不受攪動，不會形成渦流和沖擊現(xiàn)象，所以運行平穩(wěn)，噪聲低。 6具有良好的自吸能力具有良好的自吸能力 螺桿密封性好，可以輸送氣體，啟動時無需灌泵，可進(jìn)行氣液混輸。四、螺桿泵的運動學(xué)問題 1螺桿的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)螺桿的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn) 以襯套的中心襯套的中心O為圓心，2e為半徑作圓，稱為襯套的定中心襯套的定中心圓圓。再以螺桿的軸線螺桿的軸線O2為圓心，以螺桿的斷面中心螺桿的斷面中心Ol到O2的距離e為半徑作圓，稱為螺桿的螺桿的動中心圓動中心圓。動中心圓不是螺桿截面圓動中心圓不是螺桿截面圓OO2O1w ww wO2動中心圓動中心圓定中心圓定中心圓 w w與與w wO2的轉(zhuǎn)向關(guān)系的轉(zhuǎn)向關(guān)系 螺桿在襯套中的運動

50、就是螺桿動中心圓在襯套定中心圓中作純滾動。 當(dāng)螺桿的動中心圓逆時針自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)時，動中心圓的圓心O2繞襯套的定中心圓O作順時針公轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)。所以，螺桿的自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)相反螺桿的自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)相反。 w w與與w wO2的大小關(guān)系的大小關(guān)系 定坐標(biāo)系定坐標(biāo)系XOY和動坐標(biāo)動坐標(biāo)系系XO2Y方位固定。 w =傳動軸角速度。 則有如下關(guān)系：OO2O1w ww wO2YYeeXXvrve=vO2vO2式中：vO1 O1點的絕對速度； vr O1點的相對速度，即由螺桿自轉(zhuǎn)或 相對于動坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的； vO2 牽連速度，即由動坐標(biāo)系原點O2公 轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。 所以：OO2O1w ww wO2YYeeXXvrve

51、=vO2vO22r1OOvvvevrweevOO-21wwevO2O2w 又因為螺桿動中心圓螺桿動中心圓在襯套定中心圓襯套定中心圓中作純滾動，所以vO1=0，從而有w =wO2。即螺桿的螺桿的自轉(zhuǎn)角速度自轉(zhuǎn)角速度w w與公轉(zhuǎn)角速度與公轉(zhuǎn)角速度w wO2大小相等，方大小相等，方向相反向相反。 螺桿的自轉(zhuǎn)是傳動軸通過萬向聯(lián)軸器或軟軸來帶動的，其轉(zhuǎn)速為n(r/min)，所以：OO2O1w ww wO2YYeeXXvrve=vO2vO2)/(602sradnOpww 2螺桿在襯套中的運動特點螺桿在襯套中的運動特點 螺桿轉(zhuǎn)角螺桿轉(zhuǎn)角j j1與襯套轉(zhuǎn)角與襯套轉(zhuǎn)角j j 的關(guān)系的關(guān)系 Z軸為螺桿-襯套副的長

52、度方向。Z=0即襯套入口處，任意Z斷面為從襯套入口處軸向移動任意距離。 在任意斷面Z上，襯套轉(zhuǎn)角即長軸OM轉(zhuǎn)角為j ：TZpj2 而螺桿轉(zhuǎn)角為j1：jppj22/221TZtZ 即：螺桿轉(zhuǎn)角螺桿轉(zhuǎn)角j j1：等于：等于襯套轉(zhuǎn)角襯套轉(zhuǎn)角j j 的的2倍倍?？梢宰C明O1必定在長軸OM上 螺桿在襯套中的運動特點螺桿在襯套中的運動特點 在螺桿螺桿-襯套副襯套副的任意斷面上，螺桿斷面螺桿斷面中心中心位于襯套斷面的長軸襯套斷面的長軸上； 隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，該斷面上的螺桿斷面螺桿斷面中心中心沿襯套斷面的長軸方向襯套斷面的長軸方向作直線往復(fù)運動。五、螺桿泵的特性曲線 1理論特性曲線理論特性曲線QT-H 流量(Q

53、T)-壓頭(H)曲線為一條水平線，表明其QT不隨H的變化而改變。QT-HOHQQ-Hq-H 2實際特性曲線實際特性曲線Q-H 隨著H，通過螺桿螺桿-襯襯套副套副密封線從泵排出端到吸入端的液體漏失量q也，實際Q理論QT漏失量q。隨著H，Q逐漸。六 、螺桿泵的流量和基本參數(shù)（單螺桿） 1單螺桿泵的流量單螺桿泵的流量 理論流量理論流量QT604TeDTnQ 式中：e 螺桿偏心距，e=18mm； D 螺桿斷面直徑，D2R； T 襯套的導(dǎo)程，T=2t； n 螺桿的轉(zhuǎn)速。 實際流量實際流量Q式中：hv 單螺桿泵的容積效率，初步計算時，對于具有過盈值的螺桿-襯套副，取hv =0.80 0.85；對于具有間隙

54、值的螺桿-襯套副，取hv0.7。 2單螺桿泵的基本參數(shù)單螺桿泵的基本參數(shù) 以k=T/D，mT/e代入上式，換算后得：v604heDTnQ 為保證單螺桿泵給出一定的流量Q，首先應(yīng)確定e、D、T三個參數(shù)。對于采油用的小流量、高壓頭單螺桿泵，一般取：k=22.5，m2832。因此，一般將螺桿斷面直徑D作為計算的基礎(chǔ)，因為它受到油井直徑的限制。確定螺桿斷面直徑D后，再計算螺桿的偏心距e和襯套的導(dǎo)程T。3215VnkmQDh315VmQTph3215VnmkQeh 根據(jù)泵流量Q的要求確定出e、D、T 三個參數(shù)后，再按照泵壓頭H和襯套單個導(dǎo)程的壓力增加值p的要求確定螺桿-襯套副的長度或襯套工作部分的長度L

55、：pgHTLD p 的正確選擇直接影響螺桿-襯套副的效率和壽命，一般可取p 0.5MPa左右。 13一個具有普通螺紋的螺桿，其外徑與一個橡膠圓形空心軸內(nèi)徑相同，二者配合能傳送液體嗎？能獲得高壓液體嗎？為什么？（可傳送液體（可傳送液體/不能獲得高壓不能獲得高壓/不能形成連續(xù)移動的密封腔）不能形成連續(xù)移動的密封腔） 第六節(jié) 滑片泵一、滑片泵的工作原理 滑片泵是容積泵的一種，它是靠泵體泵體3、泵蓋泵蓋、偏心轉(zhuǎn)子偏心轉(zhuǎn)子1和滑片滑片2之間形成的容積（稱基元容積）的周期性變化吸、排液體的泵。1-轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子；2-滑片；滑片；3-泵體泵體 泵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1為圓柱形，轉(zhuǎn)子上有若干個徑向槽，每個槽內(nèi)裝有可徑向滑動的

56、滑片滑片2。轉(zhuǎn)子在泵殼內(nèi)偏心安裝，其偏心距為e?；侩x心力、彈簧力或液體壓力壓向殼體，使滑片端部緊貼殼體而保證密封。吸入口吸入口A和排出口排出口B靠轉(zhuǎn)子與殼體之間很小的間隙密封分開。 若將泵制作成偏心距可變化的結(jié)構(gòu)，則可以可以調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)流量。若制成一轉(zhuǎn)中兩次吸入，兩次排出的結(jié)構(gòu)則稱雙作用滑片泵雙作用滑片泵。1-轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子；2-滑片；滑片；3-滾柱；滾柱；AB-密封凸座密封凸座二、滑片泵的特殊問題 1滑片泵的高壓腔與低壓腔靠密封凸座滑片泵的高壓腔與低壓腔靠密封凸座AB段密封段密封 因此，密封凸座間夾角應(yīng)因此，密封凸座間夾角應(yīng)兩滑片間夾角?；瑥较騼苫g夾角?；瑥较蚨瞬繎?yīng)緊貼缸壁，為此，可

57、端部應(yīng)緊貼缸壁，為此，可將高壓液通入滑片根部而達(dá)將高壓液通入滑片根部而達(dá)到到自緊式密封自緊式密封。 但當(dāng)滑片位于吸液區(qū)時，但當(dāng)滑片位于吸液區(qū)時，基元中液體壓力小而根部壓基元中液體壓力小而根部壓力大，滑片壓在泵體力大，滑片壓在泵體AC段段上的力較大，上的力較大，該段泵體工作該段泵體工作面容易磨損面容易磨損。 2由于吸液區(qū)與壓液區(qū)存在壓差，由于吸液區(qū)與壓液區(qū)存在壓差，軸與軸軸與軸承受不平衡徑向力作用承受不平衡徑向力作用。只有雙作用滑片泵徑。只有雙作用滑片泵徑向力是平衡的。向力是平衡的。 此外，此外，滑片兩側(cè)受力不等滑片兩側(cè)受力不等，特別是滑片由低壓區(qū)進(jìn)，特別是滑片由低壓區(qū)進(jìn)入高壓區(qū)的瞬間，滑片一邊

58、是高壓（排出壓力），一入高壓區(qū)的瞬間，滑片一邊是高壓（排出壓力），一邊是低壓（吸入壓力），滑片受力很大。因此，滑片邊是低壓（吸入壓力），滑片受力很大。因此，滑片要有足夠的強度，厚度不宜太薄，伸距不能太大?；凶銐虻膹姸?，厚度不宜太薄，伸距不能太大?；趶较驂毫ψ饔孟拢c泵缸的接觸處產(chǎn)生局部片在徑向壓力作用下，滑片與泵缸的接觸處產(chǎn)生局部高溫，會引起局部退火，致使滑片迅速磨損。所以，高溫，會引起局部退火，致使滑片迅速磨損。所以，滑片一般用高速鋼制造，在高溫下仍有一定硬度。泵滑片一般用高速鋼制造，在高溫下仍有一定硬度。泵缸在低壓區(qū)易磨損，檢修中可將缸體倒置，使原在高缸在低壓區(qū)易磨損，檢修中可

59、將缸體倒置，使原在高壓區(qū)部分換到低壓區(qū)位置，以延長使用壽命。壓區(qū)部分換到低壓區(qū)位置，以延長使用壽命。 3滑片泵中也存在閉死容積，也有困油問滑片泵中也存在閉死容積，也有困油問題。題。 可在泵體AB段側(cè)面開卸荷槽辦法解決。 4滑片泵泵缸半徑滑片泵泵缸半徑R與轉(zhuǎn)子半徑與轉(zhuǎn)子半徑r的差值的差值(R-r)一般取值為滑片長的一般取值為滑片長的40%。 R-r差值太大，則滑片伸出轉(zhuǎn)子的距離增大，滑片容易楔住；R-r差值太小，則滑片伸距減小，使泵流量減小，泵的相對質(zhì)量增大。為防止滑片楔住，在單向旋轉(zhuǎn)的滑片泵中，可將滑片向前傾斜613。三、滑片泵的流量計算 1滑片不傾斜的單作用滑片泵流量滑片不傾斜的單作用滑片泵

60、流量式中：Q 流量，106L/min； D 泵缸內(nèi)徑，mm； e 偏心距，mm； b 滑片軸向?qū)挾?，?030mm； n 轉(zhuǎn)速，r/min； hv 容積效率（0.750.95）； d 滑片厚度，23mm； z 滑片數(shù)，612片。vzDebnQhdp)(2 2滑片不傾斜的雙作用泵流量滑片不傾斜的雙作用泵流量式中：R 缸體內(nèi)表面長半徑，mm； r 泵缸內(nèi)表面短半徑，mm； 其余符號同前頁。在此，公式未考慮滑公式未考慮滑片厚度的影響片厚度的影響。 滑片泵的功率計算可參考齒輪泵的功率計算式。vrRbnQhp)(2 14在葉片泵的吸入側(cè)，葉片與泵殼內(nèi)壁磨損更嚴(yán)重。（ ）（） 15所謂葉片泵的“自緊式密封