泵的基礎(chǔ)知識(shí)

1、第一章 泵的基礎(chǔ)知識(shí)主講人：劉文東能源(nngyun)中心2011年6月30日共二十二頁(yè)主要(zhyo)內(nèi)容第一節(jié) 泵的發(fā)展史第二節(jié) 泵的定義第三節(jié) 葉片泵的主要部件(bjin)第四節(jié) 泵的典型結(jié)構(gòu)共二十二頁(yè)第一節(jié) 泵的發(fā)展史一、水泵(shubng)的發(fā)展階段中國(guó)的桔槔，埃及(i j)的鏈泵(公元前17世紀(jì)) 轆轤(公元前11世紀(jì))水車(公元1世紀(jì)) 公元前三世紀(jì)，阿基米德發(fā)明的螺旋桿 公元前200年古希臘工匠克特西比烏斯發(fā)明的滅火泵 18401850年，美國(guó)沃辛頓發(fā)明活塞泵。 從20世紀(jì)20年代起 活塞泵被離心泵和回轉(zhuǎn)泵所代替 共二十二頁(yè)一、水泵(shubng)的定義第二節(jié) 泵的定義(dng

2、y)及分類泵是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其他外加的能量，轉(zhuǎn)換成流經(jīng)其內(nèi)部的液體的動(dòng)能和勢(shì)能的流體輸送機(jī)械 。二、水泵的分類電能機(jī)械能壓能（勢(shì)能）1、葉片式水泵：它對(duì)液體的壓送是靠裝有葉片的葉輪高速旋轉(zhuǎn)而完成的。屬于這一類的有離心泵、軸流泵、混流泵2、容積式水泵：它對(duì)液體的壓送是靠泵體工作室容積的改變來(lái)完成的。一般使工作室容積改變的方式有往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩種。3、其它類型水泵：這類泵是指除葉片式水泵和容積式水泵以外的特殊泵。屬于這一類螺旋泵、射流泵、水錘泵、水輪泵以及氣升泵。如下圖所示：共二十二頁(yè)第二節(jié) 泵的定義(dngy)及分類4、詳細(xì)分類(fn li)如下圖：共二十二頁(yè)指標(biāo)葉片泵容積泵離心泵軸流泵

3、旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵流量均勻性均勻不均勻比較均勻穩(wěn)定性不恒定,隨管路情況變化而變化恒定范圍m3/h1.6300001502450000.41006001600揚(yáng)程特點(diǎn)對(duì)應(yīng)一定流量,只能對(duì)應(yīng)一定揚(yáng)程對(duì)應(yīng)一定流量可以達(dá)到不同揚(yáng)程,由管路系統(tǒng)確定范圍102600m220m8150m0.2100MPa0.250MPa效率特點(diǎn)在設(shè)計(jì)點(diǎn)最高,偏離愈遠(yuǎn),效率愈低揚(yáng)程高時(shí)效率降低很少揚(yáng)程高時(shí)效率降低很大范圍(最高點(diǎn))0.50.80.70.90.250.50.70.850.60.8結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,體積小,重量輕,安裝檢修方便結(jié)構(gòu)復(fù)雜,振動(dòng)大,體積大,造價(jià)高同葉片泵適用范圍粘度較低的各種介質(zhì)(水)特別適用

4、于大流量,低揚(yáng)程,粘度較低的介質(zhì)特別適用于小流量,較高壓力的低粘度清潔介質(zhì)適用于高壓力,小流量的清潔介質(zhì)(含懸浮液或要求完全無(wú)泄漏可用隔膜泵)適用于中低壓力,中小流量, 尤其適用于粘度高的介質(zhì)第二節(jié) 泵的定義(dngy)及分類5、葉片泵和容積(rngj)泵對(duì)比如下圖：共二十二頁(yè)離心泵在啟動(dòng)之前，應(yīng)先用水灌滿泵殼和吸水管道，然后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使葉輪(yln)和水作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，水受到離心力作用被甩出葉輪(yln)，經(jīng)蝸形泵殼中的流道而流入水泵的壓水管道，由壓水管道而輸入管網(wǎng)中去。在這同時(shí)，水泵葉輪(yln)中心處由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大氣壓力作用下，沿吸水管而源源不斷地流入

5、葉輪(yln)吸水口，又受到高速轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪(yln)的作用，被甩出葉輪(yln)而輸入壓水管道。這樣，就形成了離心泵的連續(xù)輸水。 三、離心泵的工作(gngzu)原理第二節(jié) 泵的定義及分類離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)葉輪所產(chǎn)生的離心力，因此稱為離心泵。共二十二頁(yè)第二節(jié) 泵的定義(dngy)及分類 軸流泵與離心泵的工作原理不同，它主要是利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力提水。軸流泵葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)水所產(chǎn)生的升力，可把水從下方推到上方。軸流泵的葉片一般浸沒(méi)在被吸水源(shuyun)的水池中。由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)，在葉片產(chǎn)生的升力作用下，連續(xù)不斷的將水向上推壓，使水沿出水管流出。葉輪不斷的旋轉(zhuǎn)，水也就

6、被連續(xù)壓送到高處。四、軸流泵的工作原理軸流泵的一般特點(diǎn)：（1）水在軸流泵的流經(jīng)方向是沿葉輪的軸相吸入、軸相流出，因此稱軸流泵。（2）揚(yáng)程低（113米）、流量大、效益高，適于平原、湖區(qū)、河網(wǎng)區(qū)排灌。（3）起動(dòng)前不需灌水，操作簡(jiǎn)單。 共二十二頁(yè)四、葉片泵的型號(hào)(xngho)意義第二節(jié) 泵的定義(dngy)及分類葉片泵型號(hào)表明了泵的結(jié)構(gòu)形式、規(guī)格和性能，其編制方法目前正在逐步統(tǒng)一。在泵樣本及使用數(shù)名說(shuō)明書(shū)中，均有對(duì)該泵型號(hào)的組成及含義的說(shuō)明。目前我國(guó)大多數(shù)泵的結(jié)構(gòu)型式及特征，在泵型號(hào)中均是用漢語(yǔ)拼音字母表示的。例如： IS型水泵系單級(jí)單吸離心水泵，供輸送清水及物理化學(xué)性質(zhì)類似于水的液體之用。 主要用

7、于工業(yè)及城市給水之用，也可用于農(nóng)業(yè)灌溉。1、水溫不超過(guò)80。2、被抽送液體的PH值為6-8。共二十二頁(yè)第三節(jié) 泵的主要(zhyo)部件一、離心泵的主要(zhyo)部件離心泵的組成主要有：葉輪、泵軸、泵殼、泵座、軸封裝置、減漏環(huán)、軸承座、聯(lián)軸器、軸向力平衡裝置。共二十二頁(yè)1、葉輪：將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體,使液體的動(dòng)能有所提高。按其結(jié)構(gòu)型式，葉輪通?？煞譃椋洪]式、半開(kāi)式和開(kāi)式三種類型。按照葉輪進(jìn)水方式的不同，閉式葉輪又可分為單吸式和雙吸式兩種。 2、泵殼：匯集液體，作導(dǎo)出液體的通道；使液體的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。3、軸封裝置：為了防止高壓液體從泵殼內(nèi)沿軸的四周而漏出，或者外界(w

8、iji)空氣漏入泵殼內(nèi)?；?jbn)部件和構(gòu)造第三節(jié) 泵的主要部件單吸式葉輪 1-前蓋板；2一后蓋板；3一葉片 4一葉槽；5一吸入口；6輪轂； 7泵軸雙吸式葉輪 1-吸入口；2一輪蓋； 3一葉片 4一輪轂；5一軸孔共二十二頁(yè)第三節(jié) 葉片泵的主要(zhyo)部件4、填料函：填料函通常由水封環(huán)、填料、地襯環(huán)和壓蓋等組成。其作用是用來(lái)(yn li)密封泵軸穿過(guò)泵殼處的間隙，以組織高壓液流在該間隙處的大量泄漏或防止空氣進(jìn)入泵內(nèi)。5、減漏環(huán) ：葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁的接縫處存在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)接縫，容易發(fā)生水的回流。產(chǎn)生容積損失。共二十二頁(yè)二、軸流泵的主要(zhyo)部件軸流泵的組成(z chn)：喇叭管

9、、葉輪、導(dǎo)葉體、出水管、泵軸、橡膠軸承、填料函。第三節(jié) 葉片泵的主要部件1、喇叭口是中小型立式軸流泵的吸水室。它的作用是使水流以最小的水力阻力損失且均勻平順地流入葉輪。2、軸流泵的葉輪均為開(kāi)敞式葉輪，通常由葉片、輪轂及導(dǎo)水錐等部分組成。3、導(dǎo)葉的主要作用是：迫使葉輪中流出的水流由呈旋轉(zhuǎn)的螺旋運(yùn)動(dòng)改變?yōu)檩S向的直線運(yùn)動(dòng)，并促使水流在圓錐形導(dǎo)葉體內(nèi)隨著斷面的不斷擴(kuò)大而逐漸降低流速，將部分能動(dòng)轉(zhuǎn)換成為壓能，以減少水力損失。 共二十二頁(yè)第三節(jié) 葉片泵的主要(zhyo)部件三、混流泵的主要(zhyo)部件由于混流泵的葉輪形狀介于離心泵葉輪和軸流泵葉輪之間，因此，混流泵的工作原理既有離心力又有升力，靠?jī)烧叩?/p>

10、綜合作用，水則以與軸組成一定角度流出葉輪，通過(guò)蝸殼室和管路把水提向高處。1、前泵蓋 2、泵體 3、葉輪螺母 4、葉輪 5、后泵蓋 6、機(jī)封壓蓋 7、機(jī)械密封組合 8、軸套 9、前軸承壓蓋 10、托架 11、泵軸 12、軸承盒 13、后軸承壓蓋 共二十二頁(yè)第四節(jié) 泵的典型(dinxng)結(jié)構(gòu) 一、離心泵的典型(dinxng)結(jié)構(gòu)型式離心泵從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上，可按液體進(jìn)入葉輪的方式分為單吸式和雙吸式離心泵，按葉輪的個(gè)數(shù)可分為單級(jí)和多級(jí)離心泵。因此，離心泵的典型結(jié)構(gòu)型式有單級(jí)單吸懸臂式、單級(jí)雙吸式和多級(jí)式三種。 1、單級(jí)單吸懸臂式離心泵：?jiǎn)渭?jí)單吸泵的它特點(diǎn)是流量小，通常小于400m3/h；揚(yáng)程較高，為20

11、125m。2、單級(jí)雙吸式離心泵：雙吸泵的特點(diǎn)是流量較大，通常為1601800m3/h，揚(yáng)程較高，為12125m。3、多級(jí)泵：多級(jí)泵的特點(diǎn)是流量特別小，一般為6450 m3/h，揚(yáng)程則特別高，一般都在數(shù)十米至數(shù)百米范圍內(nèi)，高壓多級(jí)泵甚至高達(dá)數(shù)千米。 二、軸流泵的典型結(jié)構(gòu)型式軸流泵是一種低揚(yáng)程、大流量的泵型，按其泵軸的工作位置可分為臥式、斜式和立式三種結(jié)構(gòu)型式。立式軸流泵的特點(diǎn)有：占地面積??；軸承磨損均勻；葉輪淹沒(méi)在水下，啟動(dòng)前不需要充水；能按水位變化的情況可適當(dāng)調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度，從而可將電機(jī)安裝在較高的位置上，既有利于通風(fēng)散熱，又可免遭洪水淹浸等。全調(diào)節(jié)式的軸流泵一般均屬大中型的軸流泵，且多為立

12、式結(jié)構(gòu)。全調(diào)節(jié)式的軸流泵設(shè)有專門的葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，不用停機(jī)就可調(diào)節(jié)葉片角度的稱為動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；而需要停機(jī)但不必拆卸泵部件的稱為靜調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。共二十二頁(yè)第四節(jié) 泵的典型(dinxng)結(jié)構(gòu) 三、混流泵的典型結(jié)構(gòu)(jigu)型式混流泵的結(jié)構(gòu)形式可分為蝸殼型和導(dǎo)葉型兩種。低比轉(zhuǎn)數(shù)的混流泵多為蝸殼型，且其結(jié)構(gòu)與蝸殼型離心泵相似；高比轉(zhuǎn)數(shù)的混流泵多為導(dǎo)葉型，而且其結(jié)構(gòu)與軸流泵相似。因?yàn)榛炝鞅檬墙橛陔x心泵與軸流泵之間的一種葉片泵，其葉輪出流方向及泵的性能等也均有與此相應(yīng)的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)型式同樣介于離心泵和軸流泵兩者之間，低比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵的主要部件及結(jié)構(gòu)形式與離心泵相似；高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵的主要部件及結(jié)構(gòu)型式則與軸流泵相

13、似。所以它兼有離心泵和軸流泵的優(yōu)點(diǎn)。是一種適用性廣，且大有發(fā)展前途的泵型。 四、潛水泵和貫流泵的典型結(jié)構(gòu)形式1、潛水泵:潛水泵是水泵和電動(dòng)機(jī)同軸聯(lián)成一體并潛入水下工作的抽水裝置。根據(jù)葉輪型式的不同潛水泵有潛水離心泵、潛水軸流泵和潛水混流泵之分。由于機(jī)電一體潛水工作，潛水泵具有以下主要特點(diǎn)：（1）水泵葉輪和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在同一軸上，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。（2）對(duì)水源水位的變化的適應(yīng)性強(qiáng)，尤其適于從水位漲落大的取水場(chǎng)合。（3）安裝簡(jiǎn)單方便，省去了傳統(tǒng)水泵安裝過(guò)程中耗公、耗時(shí)、復(fù)雜的對(duì)中，找正的安裝工序；（4）新型潛水泵內(nèi)裝有齊全的保護(hù)、監(jiān)控裝置，對(duì)泵實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控保護(hù)，可大大提高運(yùn)行可靠性；（5）使用潛

14、水泵安裝，無(wú)需龐大的地面建筑，泵站結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可大大減少工程土建投資。 共二十二頁(yè)第四節(jié) 泵的典型(dinxng)結(jié)構(gòu) 2、貫流泵:貫流泵是指水流沿泵軸通過(guò)泵內(nèi)流道，內(nèi)有明顯轉(zhuǎn)彎的軸流泵和混流泵。貫流式水泵具有以下(yxi)明顯特點(diǎn)：貫流式結(jié)構(gòu)流道平直、水力損失小，因此水泵裝置效率較高（一般高2%3%），工程年運(yùn)行費(fèi)少，特別是在低揚(yáng)程情況下，其裝置效率明顯高于立式軸流泵。 五、泵的選型條件1.輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能直接影響泵的性能、材料和結(jié)構(gòu)，是選型時(shí)需要考慮的重要因素。介質(zhì)名稱、介質(zhì)特性（腐蝕性、磨蝕性、毒性等）、固體顆粒含量及顆粒大小、密度、黏度、汽化壓力、氣體含量、是

15、否結(jié)晶等2.工藝參數(shù)（選型重要依據(jù)）(1)流量Q:工藝裝置生產(chǎn)中，要求泵輸送的介質(zhì)量，工藝人員一般應(yīng)給出正常、最小和最大流量。泵數(shù)據(jù)表是上往往只給出泵的正常和額定流量。選泵時(shí)，要求額定流量不小于裝置的最大流量或取正常流量的1.11.15倍。(2)揚(yáng)程H:工藝裝置所需的揚(yáng)程值，也稱計(jì)算揚(yáng)程。一般要求泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1.05 1.1倍。(3)進(jìn)口壓力Ps和出口壓力Pd:進(jìn)、指泵進(jìn)出接管法蘭處的壓力，進(jìn)出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封的要求。(4)溫度T:泵進(jìn)口介質(zhì)溫度，一般應(yīng)給出工藝過(guò)程中泵進(jìn)口介質(zhì)的正常、最低和最高溫度。(5)裝置汽蝕余量NPSHa:有效汽蝕余量(6)操作狀態(tài):操

16、作狀態(tài)分連續(xù)操作和間歇操作兩種。共二十二頁(yè)第四節(jié) 泵的典型(dinxng)結(jié)構(gòu) 五、泵類型(lixng)的選型泵的類型應(yīng)根據(jù)裝置的工藝參數(shù)、輸送介質(zhì) 的物理和化學(xué)性質(zhì)、操作周期和泵的結(jié)構(gòu)特性等因素合理選擇。離心泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸液無(wú)脈動(dòng)，流量調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此除以下情況外，應(yīng)盡可能選用離心泵。（1）有計(jì)量要求時(shí)，選用計(jì)量泵。（2）揚(yáng)程要求很高，流量很小無(wú)合適小流量高揚(yáng)程離心泵可選時(shí)，可選用往復(fù)泵；如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。（3）揚(yáng)程很低，流量很大時(shí)，可選用軸流泵和混流泵。（4）介質(zhì)黏度較大（6501000mm2/s)時(shí)，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵，如：螺桿泵或往復(fù)泵；黏度特別大時(shí)，可選用特殊設(shè)計(jì)

17、的高黏度螺桿泵和高黏度往復(fù)泵。（5）介質(zhì)含氣量5%，流量較小且黏度37.4mm2/s時(shí)，可選用旋渦泵。如允許流量有脈動(dòng)，可選用往復(fù)泵。（6）對(duì)啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場(chǎng)合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如：自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、自吸式容積泵。共二十二頁(yè)第四節(jié) 泵的典型(dinxng)結(jié)構(gòu) 六、原則 1、滿足工藝參數(shù)原則：流量 、揚(yáng)程 、溫度 、壓力 、裝置汽蝕余量。2、滿足被輸送液體性能原則：腐蝕性液體 、不允許泄露性的液體 、含有長(zhǎng)纖維類液體 、高溫、高壓類液體 、黏性液體。3、滿足泵現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境條件的原則： 安裝位置、環(huán)境條件 、電網(wǎng)(dinwng)條件、危險(xiǎn)區(qū)的劃分 。具體原則：1、首先應(yīng)根

18、據(jù)使用環(huán)境條件和工藝要求，采用不同的泵型。 2、水泵流量的確定 工藝要求給出泵的額定、最小、最大三種流量，則選泵時(shí)應(yīng)以最大流量為依據(jù)；在沒(méi)有給出最大流量時(shí)，通常應(yīng)以額定流量的1.1倍作為依據(jù)。 3、水泵揚(yáng)程的確定 水泵的揚(yáng)程指總揚(yáng)程，即:實(shí)際揚(yáng)程+損失揚(yáng)程。 所需實(shí)際揚(yáng)程:通過(guò)各種方法實(shí)地測(cè)量出來(lái)。所需損失揚(yáng)程:通過(guò)以下步驟確定：（1）根據(jù)前述計(jì)算出的所需流量，查水泵性能表，選定所需水泵的口徑，并根據(jù)水泵的口徑選定水泵進(jìn)、出管直徑。（2）水泵型號(hào)的確定 當(dāng)所需的流量和揚(yáng)程確定之后，即可根據(jù)水泵性能表選定水泵的型號(hào)。在查水泵性能表時(shí)，先查找出與所需流量和揚(yáng)程相接近的水泵，然后再確定型號(hào)。 選泵用

19、的揚(yáng)程值應(yīng)注意到最低吸入液面和最高送液高度，同時(shí)留有余量；一般選泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1.051.1倍。共二十二頁(yè)第四節(jié) 泵的典型(dinxng)結(jié)構(gòu) 七、相關(guān)(xinggun)知識(shí)1、水泵相關(guān)參數(shù)及選型 水泵流量（Q） 單位時(shí)間內(nèi)的出水量。 單位：立方米/小時(shí)（M3/H） 升/秒（L/S） 加侖/分鐘 （GLAON/MIN） 1L/S=3.6T/H=0.06T/MIN=60L/MIN 水泵揚(yáng)程（H ) 將液體提升的高度或 出口的壓力。 單位：米（M ） 壓力習(xí)慣用公斤表示 1BAR=1KG=10M 1Mpa=10KG2、水泵相關(guān)參數(shù)及選型水泵功率 通常用N表示 單位：千瓦（KW ) 通常指電機(jī)輸出功率P2 ，關(guān)系P2=P1*1.11.15 P1(輸入功率)=Q*H/（102*3.16*）。Q流量，H揚(yáng)程，為效率。 水泵抽介質(zhì) 指抽取的介質(zhì) 水泵為一種通用叫法，不一定只輸送水。介質(zhì)可以是水（清水，熱水，污水），油，其它化工液體。水要知道溫度，沾稠度，含顆粒量等化工泵要知道液體名稱，PH值，濃度，比重，粘度等油泵須知道油具體牌號(hào)，輕油還是重油，比重，粘度等 。3、水泵相關(guān)參數(shù)及選型 電機(jī)防護(hù)等級(jí) 通常有IP23/IP44/IP54/IP55/IP68 電機(jī)防護(hù)等