壹泵阀

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2.1 叶片式泵

在叶片式泵中,总的来讲有离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵、离心旋涡中混流H介于离心泵和轴流粲之间,它的每只叶片部分象禽心泵,一部分象轴流泵,即叶片是杻曲形的。离心泵、泵,轴流泵的外形和叶轮,有如图2—1至2—3所示的区別。但化学工业十使用的主要为离心泵和旋涡泵。

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—、离心泵

胃离心泵的结构特点为在一个圆形(或蜗壳形)的泵壳内,安装了一个可以快速旋转的叶轮,在叶轮上有2〜6片时片5泵壳上有两个接口,通向叶轮中心的为进口,与吸入管路相连接;在泵壳的切钱方向的为出口,与排出管路相连接,如图2—4所示.

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顾名思义,离心泵的工作原理适靠离心力的作卬来吸入和排出液体的。在开泵前,要先使泵体和整个吸入管路充满液体。当叶硌飞快旋转时,叶片间的液体也跟着旋转起我们大家都知道f任何物体在旋转时,就会受离心力作用。然后,旋转着的液你也不例外,它在离心力的作用卜沿骑叶片流道从叶轮的中心往外3动,然后从叶片的端部被甩出,进入泵壳内螺旋形蜗宽和扩敗管un轮),这祌物m现象跟我们在下雨天用手快速旋转附伞而使伞顶的雨水抛向四周是一样的。当液体流到扩舣営时,兩于液流靳洱积澍浙扩火,流速减漫,将部分动能转化为压力能,使)玉力上升「最后从排出管压出。与此同时,在叶轮中心,由于液体甩出,产生了局部真空,因此吸液池液体在液面压力P:的作用下就从吸入管源源不断地被吸入泵内。离心泵就是这样一面不酿迪吸入,一面不断地排出,并均勻地杵液体输送H需要的地方,  


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由于离心力等于旋转(常叫回转)液休的质量、回转半待、和回转角速度(单位时间内转过去的角度)平方的乘积,并假设1米3液体的质量为m,冋转半往为R,转速为II,角速度为山,则对每]米3液体而言,偏心人0为可见离心力的大小决定于液体的重度、叶轮的直径和转速的快慢,即液体的重度愈大、叶轮的半径愈大、转速愈高,所产生的离心力也愈大。离心泵在泵前之所以耍先灌泵,就是因为如不灌泵,叶轮内充满的是气体,气体由于重度很小,所产生的离心力也很小,真空度不足以吸进®度很大的液体的缘故。

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目前有一种自吸式离心泵,乍听起来似乎不用灌泵,其实它只不过仅因第一次灌泵运转后,在停泵时泵体内仍存留一定量液体,不必再在整个吸入管路系统都要充?灌罢了。自吸式离心泵的结构和工作原理示意于图2—5。自吸式离心泵的进口高于叶轮,使泵在启动前泵体内就有一定的储水(在第一次灌泵后),泵启动后,马上打开回流阀,由:P离心力作用,泵内存水沿螺旋形流道上升到分离室*此时叶轮进口形成部分寘空,吸入赀路内的空气被吸到 叶轮内与水进行气水混合,亦上升到分离室。因此处断而突 然扩大,流速骤降,气体便逸出并经排出管排出,液体则在重力与吸入口真空度的联介作用下经回流孔回到吸水室,继续参与循环a在自吸过程中,泵排出的是气体而不足液体,液体只起到循环带气的作用p直至吸入管路内空气全部抽尽,完成自吸过程<井将回流阀关闭),泵才开始正常工作,排出液体。自吸式离心泵从评泵到进入稳定工作所需的时间,比灌泵的要长D从离心力的公式知道, 尤其是提高转速,离心力就 能成平方倍增加,所以离心 泵的高速化是主要发展方向之一。目前转速n = 24700转/分的高速离心泵,单级扬程 已达1760米,即压力达ne大气压^图2—6为这类泵的示S图。从图可见,在泵与电机之间设有齿轮增速箱,增速 箱的低速轴与电机轴直接联 接,高速袖与泵直接联接。齿轮增速可以一级,也可以二级。泵叶轮是悬臂的/泵的吸入口和排出U布置在冋一直线上□泵的轴封采用机械密封,泵的叶轮为开式(在叶片前后没有圆盘形盖板),叶片为径向,成辐射状。

有的岛速离心泵为改善吸入性能,在叶轮前面带有一个诱导轮,能起到增压作m,如图2—3所示:

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这类高速离心泵的优点不仅在于扬程高,同时结构坚固,体小轻巧,可以露天安装在管线上。但由于增速箱、密封装a和叶轮铸造要求高,制造较固难。我国197&年试制成功的GBL1—7*5/404高速液氮离心泵就属于这种类型,具体结构将在特殊泵中介绍。一般离心泵的叶轮也有开式的(图2 — 9 (a),但太部分还是闭式的(叶片前后均有盖板,如图2—1所示)和半开式的(见图2 — 9 (b))。开式叶轮可以输送含布杂质的污水或带有纤维的液体,半开式叶轮用于输送易于沉淀或含有

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固侔颗粒的液体,闭式叶轮只能用于输送不含颗粒杂质的淸洁液体t从效率角度讲,闭式叶轮的效率岛.开式叶轮的效率低。在选用离心泵时,一定要考虑液体的这一物理性上而讲到的所宥泵的叶轮都足单而进液的,叫单吸泵,离心泵的叶轮还可以制成双面进液的(见图2—),叫双吸泵,

双吸叶轮抗如两个单吸叶轮背贴合在一起,它的制造比单吸的闲难一些,m双吸泵在叶轮直径和转速相同于单吸叶轮时,流蜇可比单吸的约增加一倍,叶轮两边对称,液体对叶轮压力相等,从理论上讲就不会产生左於串动的轴向力A单吸泵有轴向力,轴向力的方向是指向荥吸入U丨端,这是因为叶轮背面压力大于叶轮前面进「丨压力的缘故。我国单吸泵的流量在5.5〜300米v射范固内,双吸泵的流量可达120〜20000米V时。

按照液体在泵内所经过的叶轮数0是一个述是两个以上,可分为单级泵和多级泵,如图2—11所示。单级离心泵由于液体只经过一个'叶轮,只受到一次离心

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又有蜗壳式的,如图2—:U所示。图2 —11中的多级泵(p十轮朝一个方向排列)足制成分段式的,而图12所示的、叶轮对称排列的多级泵均为蜗壳式的。

在化工生产中为|输送易燃、易燦、剧毒、有放射性、有强腐蚀性及贵重液体,以保证液体绝对不漏,采用了一种“屏蔽泵”。有关屏蔽泵的结构特点,将在特殊泵屮专门介绍。

此外,离心泵还rJ以按照泵袖在空间的位置,分成“卧式栗’和“立式栗'在立式菜中又有液下栗皆道栗、筒式泵等。前面讲的高速泵也属立式泵。液下泵泵体浸没在液体里面,故开泵前无需灌泵,省太I部分启动程序,又消除了泄漏。pry型液下泵如图2 一15所7Kl,筒式泵其外形象一个筒体(见示意图2—14),它常为多级泵,叶轮部分朝上、部分朝下,以平衡掉一部分轴向力。低溫泵为了便于埋裝在地下,以利保温也常制成筒式,

系 

1

1 型号意 义举例

适用于液

体代质

rw

18 ——泵排出n径(毫米)被25除整数ffh ao-—浆排出n径,绝米,

V一一杂质泵J W——污水;

耐腐蚀1 立式

输送rnjic以下 带有纤难或其 它若汀物的液

ri-i 型

仆II

4——泵排出口径(奄米)被25除整数值1

F•——杂MM C準吸卑级悬n式)!

H——灰渣

输送含有砂石 的琨合液体,

1最大固体颗粒 1不大于^奄米


100FY, BYJ—J50/100 ]〇0 ——泵吸入LI卩,奄米!

BY J——油浆泵;

150/:00——黑进出口]1径,奄米

1

输送含有闪体 催化剂枴丰的 油浆

NNL 型

3NGx2aNLia

s -泵吸入nC绝米)被25除垫敖值tK——卧式悬财结构冷凝水泵1^—立式^

6,12 —— M毕级扬程C米)被10除整数H1纸散

输送温度在扣t以下的凝结水   ^

泵型号中的“比转数”也称“比速”,它的通俗定义为:使栗在最高效率下运转,产牛扬稈为1米,流量为米秒消耗的功为i马力时的转速就叫这台泵的比转数。注意它 不等于通常运转时的转速,比转数常用ns表示,它与实际转速、流量1扬程的关系为:

二、旋涡泵和离心旋涡泵

旋涡泵又叫涡流泵,图2.—17是它的外形图。它的主要零件有泵壳、叶轮等,图2-18是它的结构示意图。叶轮上的叶片是由铣出的径向凹槽制成,泵壳上有圆环形流道。叶轮与泵壳同心安装,因此彼此间构成了同心流道。


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壁与叶轮相距很近,M留有很小间隙,借以隔开吸入腔与排出腔。3叶轮转动时,液体诌吸入口吸进,被叶轮驱动后从排出口几:出。旋涡泵跟离心泵一样,也足靠离心力作用榆送液体的,他它的工粲的吸入口和棑出口开在泵壳的上部,用“隔^隔开。隔士昉W和离心泵却不完全相同。如果我们把叶轮轮盘两而的液体沿叶轮的端面抖分成叶片问液体和流逍内液体两部分,那末3叶轮怏速旋转吋,K中叶片间的液体由于旮叶片的带动,SKS叶片以很说的圆周速度旋转/而流逍内的液体,则闽没街叶片带动,液体仅借分子间的摩櫸力而运动,所以在靠近叶轮处圆周速度较大,接近流道侧鸮处的圆冏速度较小a这两部分液体圆周速度的不同+引起了各部分离心力的不一样*,例如在液体同转半技等于叶轮半径处,以上两部分液体的圆周速度和离心力之大小沿泵轴轴线方向上的分布情况如图2—19(a)所示(图中只画出一半)。这样,由于上述各部分液体质点所受离心力大小的不使叶片问的液体和叶片外(即流道内)的液体产生了如2—]8中右M下部的箭决所指的旋转运动。又由于液体踉着叶轮前进,使液体产生了如图2 —] 8中左图下部的箭头所示公式,离心力正比亍Rn、而圆词速度=2T^D/_G0,即王比于:Rn,所以也W以说离心力工比于圆濁速度,础冏速度大的液体质点,其离心力也大,反之,眄周迠度小的质点,艽离心力也小:示的旋转运动^这两神旋转运动合成之结東,就使液体产生与叶轮转向相同的所谓“纵向旋涡’,见图2 — 19(b)此纵

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图2 —20(a)还竹诉我们旋涡泵不能在零流ft,即关阀转动,这样容易引起电动机超负荷,所以与离心泵操作相反,要先开阀,G开泵。旋涡泵叶轮也苻开式和闭式之分。开式叶轮叶片轴向贯通,闭式叶轮屮间冇轮盘,叶片间轴向不贳通,叶片强度比开式好。图2—16、2—19等所示的均为闭式叶轮。由于旋涡泵叶片为径向叶片,入U处液体流动方向不能与之适应,所以入口动压降较大,自吸入性能较差e为了改善吸入性能,有的旋涡泵在进口前面加一级离心泵叶轮,这就构成了所谓“离心旋涡泵”,如图2—1所示。此外,旋涡泵也有单级和多级之分。

我H旋涡泵卞:要产品型兮意义和用途、及性能规格示例:于表2—2,表2--3。向旋涡使流道中的液体多次返0叶轮内,再度受到离心力作用,而每经过一次离心力作用,揞程就增加一次,就这一点来说,又象多级泵,因而旋涡泵具有较高的扬程。旋涡泵的优点是结构简单、体积小,扬程高,适用于输送轻质油品、酸类和易挥发性液体,尤其对输送流量小、扬程要求高的更为合适。但它不适宜于输送粘度大(不大于5 °E )和含有固体物料的液体,因为叶轮和隔壁间隙小,否则磨损加剧,胜能下降。旋涡泵性能特点是流量下降时扬程、功率均反而增加,所以它不能在远离正常流量下的小流量运转,为此,其流M调节不能象离心泵那样调节排出阀的开度,而只能采用旁略调节(参见图2—2t)) D所谓旁路调节就是当生产需要流量小时,打开旁路阀,让部分液体回流到泵进口,这样泵的流量可维持基本不变,而输出量却小了。图中的安全阀是当输出管路压力过?善时能自动顶开,以泄回一部分液体,保证泵和管路的安全。


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