2.2 容积式泵
容积式泵包括两种类型有往复运动工作件的往复泵和有旋转运动工作件的转子泵。
—、往复泵
自蒸汽机出现往复泵首先在工程上应用,在电动机发明以后,离心泵和转子泵开始被采用,并逐新代替了一部分往复泵。但往复泵也有它自己独特的忧点,所以至今在某些 生产中仍然使用它.
往复泵浆头部分的构遗主耍由泵体(液缸)、活塞(或柱塞)、吸入阀和排出阀所组成,如阌2—22所示。运动的活塞将能MS揸以静压力形忒传给液体。
当活塞由于外力的作片;(如图2—22所示,由动力部分曲抦连杆机构的运动而带动)向右移动时,泵体内工作室容积变大,压力下降,泵上面的排出阀自动关闭C嚿弹簧力或重力),泵下面的吸入阀则动开扁,将液体吸入泵内,参阅图2—23(a)。当活塞向左推动吋,泵体内容积变小,造成高压,吸入阀则自动关M,排出阀则被顶开,将液体排出泵外,如團2—23(b)所示。
由于这种泵的活塞往复:-次,(即两个行程)时,只吸入和排出液体各一次,所以称为单动泵或单作用泵。为了充分利用活塞两边的液缸工作室,活塞泵有制成双动或叫双作用泵的,如囝2—24(a)所示。其工作原理和单动泵相同,但活塞---边作吸液时,另一边在排液;另一边&吸液时,这一边在排液,相互交替,循环往复。由于活塞两边都丄作,所以活塞每往复一次就吸入和排出液体各二次,活塞与柱塞的称呼,在于它们的形状不活塞的直径比轴向长度大,而拄寇则相反,直径小于活塞长度,其形如“柱”。柱塞泵一般部制成笮作…的。如果将三只单作用泵并联
在一起,由一根曲柄相可各错开1203的_轴带动,进、出口分别连接在公共的吸入和排出管逍上,则在曲轴每转一圈时先后有2次吸液或排液,此种泵称为H作用泵,常叫三眹泵,如图2—24(b)所示。往复浆以它的动力部分结构的不同而分为动力往复泵和直接作用往复泵动力泵由作旋转运动的原动机(如电动机、内燃机等)带动,通过曲柄连杆机构把旋转运动改变为泵的活塞怍往M直线运动(见图2—22动力部分)。直接作用泵的活塞与动力缸活塞联接于同一拫活塞杆上,由动力缸的压力燕汽(或压缩空气)推动活塞工作。
在炼油厂和化工厂中t常见的动力往复泵有电动往复泵和水蒸汽作用的蒸汽往复泵。图2—2S为一台双缸蒸汽往复泵的简图。此泵的液缸和汽缸各存两个,力:排在一起(阁屮H画出一对),左端为蒸汽机,右端为泵体。
蒸汽往复泵的原理逛:力蒸汽经配汽滑阀的一边,通过汽道进入n缸后,拙动活塞移动。活鬼、活宠杆的移动,通过长、短料又能带动配n m阀作与活寒运动方向相反的移动。在活塞走过一定的距离,即走满一个行程时,配汽滑阀就能“指挥”蒸汽从另一边的汽逬进入汽缸活銮的另一边,迫使活塞返同。这#,汽缸活塞的一边在进汽膨胀时,沽塞的另一边在排汽。阁中的四条汽逍,屮问的两条是徘汽道,外边的两条是进汽道。汽缸活塞的往复运动,带动泵缸活塞
迸行工作。3如阳2 —25所s位宣时s蒸汽机端,蒸汽从沿阀左边外汽道进入汽缸,推动沽塞甸右运动,汽缸活塞右边在排汽系端,罙活塞左边丫|:吸液(左边的诽出阀闭,吸入阀开),右攰在排液(右边的吸入阀闭,排出阀开)。4这个行程到底时,配汽m阀移至灰端,蒸汽就从滑阀*边外汽道进入,推动活塞向左运动,使活塞左边膨胀后的低压蒸汽从内汽道经排汽口排出缸外,同时使泵活塞右边吸液,左边排液,
蒸汽往复泵的优点是以水蒸汽为动力,不会产屯火花, 很安全,特别适用于输送挥发性、易燃杜淨体。因此在易燃 易爆的炼油厂及化工厂,蒸汽往复泵出得较多,同吋蒸n往 复泵活塞往复运动的速度调节也M方使,只要改变燕汽入a 处管路上的调节阀的开度印可。此外。蒸汽往复泵由于没有 曲柄连杆运动机构,活塞速度在I一个行群中比较均勻,按公式(1—6 ),因而筘m也比较平a。
电动泵由于其活塞曲柄选衧机构呎动的,尽管曲柄回转很均匀(角速度^不变),但活寒的直线运动却是不等速的,活塞在越过行程中段位置时速度怏,行至两端(接近死 点位置)时速度慢&因此,电动泵的流量是不均匀的,有“脉 动”现象,一会儿多,一会儿少,液体的惯性能量损失也较 火。
图2_26为电动泵和蒸汽往复泵的瞵时流量曲线图D从 图可见,单动泵流量最不均匀,且成间歇性的;双动泵比单动好,每个行程都有输出,但仍脉动严重,最大、最小流量 离开平均流量较大;三联泵,蒸汽往复泵又都比双动泵平稳,脉动很小。图t所指的“向盖行程”向轴行程”,即活 塞向泵盖端、向曲轴端运动的行稈。向轴行程的流量比向盖行程的流量要少去一块活塞杆所占去的工作体积q,所以向轴 行程的流量曲线要比向盖行程曲线略低一些。
为了克眼电动往复泵的流量不均匀,消除脉动现象,在有的泵上设置有吸入空气室和排出空气室,如图2—22所示。空气室的结构应做成这样:使全部液体都经过空气室,并在空气室内完全消失它原来的速度和方向(见图2—27),起到缓冲作用。同时,从客服惯性能量损失来讲,空气窒应
装在愈靠近泵进出口愈好.离远了意义不大。当然,在要求流量无脉动的管略上,也4安裝空气宰。空气室中一般充注空气,m对输送易燃、易爆液体时,应充注惰性气体。排出空气室中的气体,因压力较高,气休逐渐为液体所溶解、带走;而在吸入空气室中,因压力较低,液体中易逸出气体,使气休量增加。因此在排出和吸入空气室上,要按具体情况考虑注气和抽气装置,以保证空气室内有正常的气体置。因为空气室的缓冲作用不仅在于它的体积,还在于气体压力,使泵澈量大时一部分液体经空气室输
皮、塑料或金属片制成,在隔膜两边均有多孔支承板。当泵的柱塞往上下往复运动时,液缸内的介质ri使隔脫也跟着交替地向某一方向鸾曲,迫使隔脫另一恻的液休交替地吸入和排出。齐:撾脫左边所权与液体接触的零部件,根据介质不同可山跗婀耐腐蚀W料制成.或衬这类材料。隔膜右边即液缸部分可充注水或油。目前还W双隔股的隔膜泵,在两层隔膜之间也充注油类等液体。双隔膜比单隔膜K安全可靠,且可除去与输送介质接触的这块多孔:支承板,迠应粘度較?^的液体单动往复泵(包栝布隔暎头.的)虽然流景M歇输出,不及离心泵均匀,设正到为其液体是块一块的”,故可以进行计M输送,这就是计量泵(或称定量泵)的来历。单品往复泵的理论流量计算公式为:
由于柱寒的直径D足一个不能改变的转速11是一个难变的a,闪此计贵荥一般都足以改变行我s的长短来王比例地改变流量的,故计M泵又有比例泵之称,丝杆,改变“Z”形曲柄位置的高低,就能达到调节行程S的目的。这种泵流景调节方便,计量精度高,同时把减速机构、曲柄连杆机构、行程调节机构形成一体化,使泵结抅紧凑,重量减少一半以上,且运转可靠,国外应用已很普遍,“Z”形曲柄往复式计量泵可以多台并联在一起,能很方便’地进行多种原料成比例地进料输送,图2_32为三台泵的并联示意图和实物外形图。我国往复泵型号中的符号意义,见表2—4。
表 2--4 | 我国往复泵型号中的符号窟义 | |||||||
耵孖 D | ! Q | i S Y 1 | 1 R.2 丨 T | N | n | SD | 丨V | M | |
电 | 1 坎 | i i | 热油泵丨持A | 匕 | |汁> | |||
flE 4 | 木 | (...i丨;:i'i 达 lv | 1.1: f-J | i诂丨脱 | ||||
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二、转子*
转子泵由静的泵壳和能旋转的转子组成,它没有吸入阀和排出阀,从这一点上讲,它象叶片式泵3它靠泵体內的转子与液体接触的一侧将能过以静m力形式苴接作用于合,也可以外啮合,其屮有一个是主动齿轮,用键固定在一端伸出泵体的轴上,由原动机带动旋转。另一个是从动轮,自山地套在定轴上(见图2—33),与主动齿轮相啮合而被主动轮带动旋转。芮顶端弓泵売之间留有较小的间隙。图2—33为最呰通的外液体,即借旋转着的转子的挤压作用排出液体,同时在另一侧留出空间,形成低压,使液体连续地吸入,因此从作用原理上讲,它是属于容积泵类®的。转子泵的转速比往笈泵高,可直接与电动机相连接。它压头较高、流量小、排液均匀,适于输送粘度高、具有润滑性但不含有固体颗粒的液体子泵还山于结构简单、贤安,因此操作可靠,管理和使甩方便。转子泵型式很多,常见的诸轮泵、螺杆泵和滑板泵均为转子泵D
1.齿轮浆齿轮泵中;[一对啮合的齿轮,它可以内啮啮式齿轮泵,当齿轮沿箭头所指方向转动,在两齿分开处时,齿轮间液体被挤出,并经由排出口排出。,为了防fh排出管因堵塞等原因而排出压力过高,产生事 故,泵壳上冇安全阀,这样在排出口压力过高时,高液体能顶开安全阀,使部分液体从通逍冋流到吸入口s以卸去出 口压力,起到保险作用。保险压力的设定,只要调节“调整 螺旋”,改变弹簧弹力即可。
有的莳轮泵为防止两齿啮合时在齿顶齿裉所形成的對闭 空间压力过高,使轴弯曲,在泵盖上开有平衡槽,或齿顶和齿根钻冇径向小孔,以消去高压&齿轮泵常用来输送油类等粘性液体。
2.螺杆泵螺杆泵有单螺杆、双螺杆和二螺杆之分。
体从吸入端沿螺忏和缸体间的空间倍螺旋的斜而所给的轴向推力压送到排出端,其作用原理踉我们步活中用的“铰肉机”、“挤团机e—样。
螺扦泵无噪音:寿命长,效率比齿轮泵高。国产3GM型三螺杆泵可用于输送粘度为300〜12G0G0匣泊,溫度低于的合成椽胶、合成纤维工业中商秸享的聚六物和其它高图2 —34所示的 为双螺杆泵,它主要由缸体、主动螺杆、从动螺杆组成,下面的为主动螺杆s上面的为从动螺杆。两条螺一为左螺纹,一为右螺纹,主动螺杆 通过啮合带动从动螺杆一起转动时,将液钻度液体。
3.滑板泵图2—3s为一滑板泵的示意泵的转子是具有径向槽道的岡栉形休,槠逍中安放m板,m板数可二片
或多片,滑板能在槽道中向由滑动。转子对壳体偏心安裝,牯子表面与売体内友面构成了一个刀牙形空间。转子旋转时,m板依靠离心力或弹簧力(弹黄放在槽底)的作用紧贴在泵壳t。在转千的前半转时,相邻两滑板所包围的空间逐渐增大,形成真空,吸入液体!而在转子的后半转时,此空间逐渐减小,就将液体挤压到排出管路中去。滑板泵一般也可用来输送润滑油。
