第14章 其他常用泵及壓氣(縮)機(jī)

第十四章其他常用泵及壓氣（縮）機(jī)往復(fù)式泵真空泵深井泵漩渦泵活塞式壓縮機(jī)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)離心式壓縮機(jī)壓縮機(jī)的排氣溫度及功率計(jì)算2024/3/2一、往復(fù)式泵

往復(fù)式泵是最早發(fā)明的提升液體的機(jī)械。但由于往復(fù)式泵在壓頭劇烈變化時仍能維持幾乎不變的流量的特點(diǎn)，故注復(fù)式泵仍有所應(yīng)用。它還特別適用于小流量、高揚(yáng)程的情況下輸送粘性較大的液體，例如機(jī)械裝置中的潤滑設(shè)備和水壓機(jī)等處。往復(fù)式泵屬于容積泵，主要結(jié)構(gòu)包括泵缸、活塞或柱塞、連桿、吸水閥和壓水閥等。圖14-1是雙作用活塞式往復(fù)泵的工作原理圖。單作用往復(fù)泵的理論流量可按下式計(jì)算：

雙作用泵的理論流量是單作用泵的兩倍

效率值大約在85％一99％之間。圖14—1雙作用活塞式泵工作原理1-活塞；2-連桿；3-泵缸或工作室4-進(jìn)水管；5-吸水閥；6一壓水閥；7一排水管2024/3/2一、往復(fù)式泵

理論上來說，往復(fù)泵的揚(yáng)程與流量無關(guān)，對以達(dá)到任意大的揚(yáng)程，實(shí)際上由于受泵的部件機(jī)械強(qiáng)度和原動機(jī)功率的限制，泵的揚(yáng)程不可能無限增大。應(yīng)當(dāng)指出往復(fù)泵的流星是不均勻的．因?yàn)榛钊谝粋€行程中的位移速度總是從零到最大再減少到零，然后重復(fù)，如此往復(fù)循環(huán)。效率曲線一般隨H值的增加而下降。2024/3/2二、真空泵

真空式氣力輸送系統(tǒng)中，要利用真空泵在管路中保持一定的真空度。常用的真空泵是水環(huán)式真空泵。水環(huán)式真空泵實(shí)際上是一種壓氣機(jī)，它抽取容器中的氣體將其加壓到高于大氣壓，從而能夠克服排氣阻力將氣體排人大氣。水環(huán)式真空泵的構(gòu)造簡圖如圖14-4所示

2024/3/2三、深井泵

深井泵是一種立式多級泵。我國生產(chǎn)的深井泵有SD型、J型和JD型等多種。圖14—5是5D型深井泵的結(jié)構(gòu)圖。為了抽取地下水，還可以采用潛水電泵。這是一種將電機(jī)與泵裝在一起沉入于深井中的泵裝置，省去了泵座和長的傳動軸。除對電機(jī)絕緣要采取特殊措施外，大大簡化了泵的結(jié)構(gòu)。2024/3/2三、漩渦泵

旋渦泵在性能上的特點(diǎn)是小流量、高揚(yáng)程和低效率，但具有只需在第一次運(yùn)轉(zhuǎn)前充液的自吸式優(yōu)點(diǎn)。日前，大都用于小型鍋爐給水和輸送無腐蝕性、無固體雜質(zhì)的液體。如圖14-6所示。所以流體可以看作受多級離心泵的作用被多次增壓，直到壓水腔的末端引向排出口。2024/3/2五、活塞式壓縮機(jī)1.工作原理在活塞式壓縮機(jī)中，氣體是依靠在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動的活塞進(jìn)行加壓的。圖14-7是單級單作用活塞式壓縮機(jī)的示意圖。壓縮機(jī)的理淪排氣量：對于單作用式壓縮機(jī)對于雙作用式壓縮機(jī)壓縮機(jī)實(shí)際排氣量

2024/3/2五、活塞式壓縮機(jī)

2.壓縮級數(shù)的確定所謂多級壓縮就是將氣體依次在若干級中進(jìn)行壓縮，并在各級之間將氣體引人中間冷卻器進(jìn)行冷卻。多級壓縮除了能降低排氣溫度，提高容積系數(shù)之外，還能節(jié)省功率的消耗和降低活塞上的氣體作用力。多級壓縮時，級數(shù)越多，越接近等溫過程，越節(jié)省功率的消耗。對于z級壓縮機(jī)來說，壓縮比應(yīng)滿足下式：式中為每—級出口壓力與進(jìn)口壓力之比2024/3/2五、活塞式壓縮機(jī)3.活塞式壓縮機(jī)的變工況工作與流量調(diào)節(jié)每臺壓縮機(jī)都是根據(jù)一定條件設(shè)討的，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中某些參數(shù)或者是氣體組成的變化，都會對壓縮機(jī)的性能產(chǎn)生影響。此外，在燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中，要求壓縮機(jī)的負(fù)荷經(jīng)常變化，因此對流量要進(jìn)行調(diào)節(jié)。(1)變工況對壓縮機(jī)性能的影響a.吸氣壓力改變b.排氣壓力改變c.壓縮介質(zhì)改變(2)活塞式壓縮機(jī)排氣量的調(diào)節(jié)a.停轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)根據(jù)用氣工況來決定壓縮機(jī)的停轉(zhuǎn)和啟動的時間和臺數(shù)。b.改變轉(zhuǎn)數(shù)的調(diào)節(jié)通過改變轉(zhuǎn)數(shù)來改變單位時間的排氣量。2024/3/2五、活塞式壓縮機(jī)c.停止吸入的調(diào)節(jié)所謂停止吸入，即壓縮機(jī)后的高壓管道壓力超過允許值時，自動關(guān)閉吸人通道。

d.旁路調(diào)節(jié)采用這種方法調(diào)節(jié)排氣量，從裝置的結(jié)構(gòu)上來說是簡便易行的，但功率的消耗是巨大的。

e.打開吸氣閥的調(diào)節(jié)這種方法目前采用得較普遍，主要用在中型和大型壓縮機(jī)上，除調(diào)節(jié)流量外也可作為卸荷空載啟動之用。f.連接補(bǔ)助容積的調(diào)節(jié)這種方法是借助于加大余隙，使余隙內(nèi)存有的已被壓縮了的氣體在膨脹時壓力降低，體積增加，從而使氣缸中吸人的氣體減少，排氣量降低。2024/3/2六、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1.滑片式氣體壓縮機(jī)滑片式氣體壓縮機(jī)是由氣缸部件、殼體和冷卻器等主要部分組成，如圖14-10所示?；綁嚎s機(jī)的理論排氣量滑片式壓縮機(jī)實(shí)際排氣量2024/3/2六、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)2.羅茨式回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)羅茨式回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，一般習(xí)慣稱為羅茨式鼓風(fēng)機(jī)。它是利用一對相反旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子來輸送氣體的設(shè)備，其工作情況如圖14-11所示。排氣量為：羅茨式回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)一定而進(jìn)口壓力稍有波動時，排氣量不變，轉(zhuǎn)數(shù)和排氣量之間保持恒正比的關(guān)系，轉(zhuǎn)數(shù)高、沒有氣閥及曲軸等裝置，重量較輕，應(yīng)用方便。

2024/3/2六、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)3.螺桿式氣體壓結(jié)機(jī)螺桿式氣體壓縮機(jī)的氣缸成8字形，內(nèi)裝兩個轉(zhuǎn)子——陽轉(zhuǎn)子(或稱陽螺扦)和陰轉(zhuǎn)子(或稱陰螺桿)。目前轉(zhuǎn)子采用對稱型線和非對稱型線兩種，國內(nèi)多用鈍齒雙邊對稱圓弧型線為轉(zhuǎn)子的端面型線，如圖14-12所示。陽轉(zhuǎn)子有四個凸而寬的齒，為左旋向；陰轉(zhuǎn)子有六個凹而窄的齒，為右旋向。陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)比為1.5：1。2024/3/2六、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)螺桿式氣體壓縮機(jī)排氣量為螺桿式壓縮機(jī)的特點(diǎn)是排氣連續(xù)，沒有脈動和喘振現(xiàn)象；排氣量容易調(diào)節(jié)；可以壓縮濕氣體和有液滴的氣體。在構(gòu)造上由于沒有金屬的接觸摩擦和易損件，因此，轉(zhuǎn)數(shù)高、壽命長、維修簡單、運(yùn)行可靠，一般不設(shè)備機(jī)。該壓縮機(jī)構(gòu)造較復(fù)雜，制造較困難，噪聲較大(達(dá)90dE以上)，噪聲屬于中高頻，對人體危害較大。目前國產(chǎn)螺桿式壓縮機(jī)的排氣且為10一400m3／min；壓力為100-700kPa。2024/3/2七、離心式壓縮機(jī)離心式壓縮機(jī)的工作原理及構(gòu)造如圖14-13所示。壓縮機(jī)的主鈾帶動葉輪旋轉(zhuǎn)時，氣體自軸向進(jìn)入并以很高的速度被離心力甩出葉輪，進(jìn)入擴(kuò)壓器中。在擴(kuò)壓器中由于有寬的通道，氣體的部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽俣冉档投鴫毫μ岣?。接著通過彎道和回流器又被第二級吸人，通過第二級進(jìn)一步提高壓力。依此逐級壓縮，一直達(dá)到額定壓力。

離心式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是輸氣量大而連續(xù)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；機(jī)組尺寸小，易損部件少，維修工作量小，使用年限長，廣泛用于制冷壓縮機(jī)及天然氣遠(yuǎn)距離輸氣干管的壓氣站。2024/3/2七、離心式壓縮機(jī)離心式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)是高速下的氣體與葉輪表面摩擦阻力損失大，氣體在流經(jīng)擴(kuò)