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1、第三章 流体输送机器第一页，编辑于星期六：十七点 五十三分。本章学习指导1 本章学习的目的 通过学习掌握工业上最常用的流体输送机器的基本结构、工作原理及操作特性，以便根据生产工艺的要求，合理地选择和正确地使用输送机械，以实现高效、可靠、安全的运行。2 本章应掌握的内容 本章应重点掌握泵的类型、结构、操作特性及其选型。第二页，编辑于星期六：十七点 五十三分。第一节 泵叶片式泵（透平式泵）泵是用来输送液体并提高其压力的机器，在化工生产中泵好比是人体的心脏。容积式泵其他类型泵：喷射泵、水锤泵、真空泵离心泵轴流泵混流泵漩涡泵往复泵：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵回转泵：齿轮泵、螺杆泵、滑片泵1、根据工作原理和
2、结构不同，泵可以分为：第三页，编辑于星期六：十七点 五十三分。2、按输送介质的不同，泵可以分为：清水泵、油泵、泥浆泵、污水泵、酸泵和碱泵等。第四页，编辑于星期六：十七点 五十三分。离心泵第五页，编辑于星期六：十七点 五十三分。漩涡泵第六页，编辑于星期六：十七点 五十三分。齿轮泵第七页，编辑于星期六：十七点 五十三分。螺杆泵第八页，编辑于星期六：十七点 五十三分。计量泵第九页，编辑于星期六：十七点 五十三分。往复泵第十页，编辑于星期六：十七点 五十三分。隔膜泵第十一页，编辑于星期六：十七点 五十三分。喷射泵工作流体工作流体混合流混合流体输出体输出被吸入流体被吸入流体第十二页，编辑于星期六：十七点
3、 五十三分。一、离心泵离心泵具有适用性强、结构简单、体积小、操作容易、流量均匀、故障少、使用寿命长、操作费用和购置费用均较低等突出特点，因而在化工生产中得到了广泛的应用。离心泵的主要零件包括泵盖、泵体、密封环、泵轴、轴封装置、轴承及托架等1、离心泵的结构第十三页，编辑于星期六：十七点 五十三分。轴泵盖盖托架托架第十四页，编辑于星期六：十七点 五十三分。操作原理操作原理 由若干个弯曲的叶片组成的叶由若干个弯曲的叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳之内。叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳之内。叶轮紧固于泵轴上，泵轴与电机相连，轮紧固于泵轴上，泵轴与电机相连，可由电机带动旋转。吸入口位于泵壳可由电机带动旋转
4、。吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连，并在吸入管底中央与吸入管路相连，并在吸入管底部装一止逆阀。泵壳的侧边为排出口，部装一止逆阀。泵壳的侧边为排出口，与排出管路相连，装有调节阀。与排出管路相连，装有调节阀。离心泵之所以能输送液体，主要是依离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离心力，因此靠高速旋转叶轮所产生的离心力，因此称为称为离心泵离心泵。第十五页，编辑于星期六：十七点 五十三分。蜗牛形通道；蜗牛形通道；叶轮偏心放；叶轮偏心放；可减少能耗，有利于动能可减少能耗，有利于动能转化为静压能。转化为静压能。叶轮叶轮机壳机壳底阀底阀(防止防止“气缚气缚”)滤网滤网(阻拦固阻拦固体杂质体杂
5、质)第十六页，编辑于星期六：十七点 五十三分。离心泵的工作过程：开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下，开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，并以很高的速度流入泵壳。在从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，并以很高的速度流入泵壳。在泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使大部分动能转化为压泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排出口流入排出管道。泵内的液体被力能。最后液体以较高的静压强从排出口流
6、入排出管道。泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压强（大气压）与泵内压力抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液（负压）的压差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。体的位置。离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心处产生的低压不足以的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，离心泵就无法工作。为了使启动造成吸上液
7、体所需要的真空度，这样，离心泵就无法工作。为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止逆阀。此外，在离心泵的出口前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀，用于开停车和调节流量。管路上也装一调节阀，用于开停车和调节流量。第十七页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（1）、按叶轮吸入方式不同分：单吸式和双吸式。（2）、按级数不同分：单极离心泵和多级离心泵（3）、按泵输送的液体及其性质不同：清水泵、油泵、泥浆泵、污水泵、沙泵、低温泵、高温泵、屏蔽泵、酸泵和碱泵等。3、离心泵的分类第十八页，编辑于星期六：十七点 五十三分。4、离心泵的型号离心泵的型号泵的结构、特
8、征、用途及泵的结构、特征、用途及材料等代号材料等代号 旧型号：旧型号：泵的扬程及级数泵的扬程及级数泵的吸入口直径代号泵的吸入口直径代号泵的变型产品泵的变型产品v我国离心泵型号尚未统一，旧型号通常由四部分组成：我国离心泵型号尚未统一，旧型号通常由四部分组成：v：代表泵的吸入口直径，用：代表泵的吸入口直径，用mm或或inch表示。表示。1 inch=25.4mmv：代表泵的基本结构、特征、用途及材料等，见表：代表泵的基本结构、特征、用途及材料等，见表3-1.v：代表泵的扬程及级数，单位为：代表泵的扬程及级数，单位为mH2O柱。柱。v：代表泵的变型产品，用大写字母：代表泵的变型产品，用大写字母A、B
9、、C表示。表示。第十九页，编辑于星期六：十七点 五十三分。50F-63200D-43950Y-60A2B31A 示例：示例：105F35:表示吸入口直径为表示吸入口直径为105mm，扬程为，扬程为35mH2O柱的单级悬臂式耐腐蚀泵。柱的单级悬臂式耐腐蚀泵。80Y100X2A：表示泵的吸入口直径为：表示泵的吸入口直径为80mm,单级扬程为单级扬程为100mH2O柱，总扬程为柱，总扬程为100 x2=200 mH2O柱柱,叶轮经第一次切割的叶轮经第一次切割的2级离心式油泵。级离心式油泵。第二十页，编辑于星期六：十七点 五十三分。叶轮名义直径叶轮名义直径mm泵排出口直径泵排出口直径 mm 泵吸入口直
10、径泵吸入口直径 mm泵的名称泵的名称 新型号（国际标准）：新型号（国际标准）：泵的变型产品泵的变型产品从左往右，由五部分组成：代表泵的名称，用IS表示。：代表泵的吸入口直径，以mm为单位。：代表泵的排出口直径，以mm为单位。：代表泵的叶轮名义直径，以mm为单位。：代表泵的变型产品，用A、B、C表示。例如：IS65-50-160-A第二十一页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（1）、IS型泵 IS型泵为单级单吸悬臂式离心泵，用于输送清水和性质与水相似的液体，温度不超过80，流量范围为6.3400m/h,扬程范围为5125mH2O柱，转速为2900r/min或1450r/min。5、化工生产中常用
11、的离心泵第二十二页，编辑于星期六：十七点 五十三分。1-泵体；2-泵盖；3-叶轮；4-轴；5-密封环；6-叶轮螺母；7-止动垫圈；8-轴盖；9-填料压盖；10-填料环；11-填料；12-悬架轴承部件 第二十三页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（2）、单级双吸式离心泵 单级双吸式离心泵扬程范围为10140mH2O柱，流量范围为9028600m/h,用于输送清水和性质与水相似的液体。按轴的安装位置不同分为卧式和立式两种结构。第二十四页，编辑于星期六：十七点 五十三分。第二十五页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（3）、多级离心泵 把若干个叶轮安装在同一根泵轴上，每个叶轮与其外围的液体导流装置形成
12、一个独立的工作室，这个工作室与叶轮组成的系统可以认为是一个单级离心泵，每个工作室前后串联，就构成多级泵。特点：效率高，占地面积小、操作费用低，便于维修。流量范围5-720m3/h，扬程可达2800mH2O.第二十六页，编辑于星期六：十七点 五十三分。第二十七页，编辑于星期六：十七点 五十三分。6、离心泵的主要零部件（1）叶轮按结构不同，叶轮可分为以下三种：闭式叶轮。叶轮两侧均有盖板,效率较高，应用广泛，适用于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。开式叶轮。叶轮两侧均没有盖板，结构简单，制造容易，但效率低，适用于输送含较多固体悬浮物或带纤维的液体。半开式叶轮。叶轮只有后盖板，适用于输送易于沉淀或含固
13、体悬浮物的液体，其效率介于开式叶轮和闭式叶轮之间。第二十八页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（2）蜗壳和导轮 蜗壳和导轮的作用有两个，一是汇集叶轮出口处的液体，将其引入下一级叶轮入口或泵的出口；二是将叶轮出口高速液体的部分动能转变为静压能。一般单级泵和中开式多级泵常设置蜗壳，分段式多级泵则采用导轮。第二十九页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（3）密封环 作用：密封叶轮进口与泵盖之间的间隙，防止内泄漏。形式：a平环式密封环；b直角式密封环（常用）；c为迷宫式密封环第三十页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（4）轴封装置 作用：密封轴和泵壳之间的间隙，防止和减少外泄漏，提高泵的效率，同时还可以
14、防止将空气吸入泵内，保证泵的正常运行。填料密封装置。填料密封装置是依靠填料和轴（轴套）的外圆面接触来实现密封的。填料密封的密封性能差，不适用高温、高压、高转速、强腐蚀等恶劣的工作条件。第三十一页，编辑于星期六：十七点 五十三分。机械密封装置。特点：密封性能好、结构紧凑、使用寿命长、功耗小等优点。ABDC第三十二页，编辑于星期六：十七点 五十三分。二、往复泵 往复泵是容积式泵的一种，它依靠活塞（或柱塞）在泵缸内做往复直线运动，使工作容积周期性地增大与减小来吸、排液体。特点：结构复杂，易损件多，流量有脉动，大流量时机器笨重，但输送高压力、小流量、黏度高的液体时，要求精确计量及要求流量随压力变化小的
15、情况下仍采用往复泵。第三十三页，编辑于星期六：十七点 五十三分。1.往复泵的结构：往复泵由两个基本部分组成，一端是将机械能转换为压力能，并直接输送液体的部分，称为液缸部分或液力端；另外一端是动力也传动部分，称为动力端。第三十四页，编辑于星期六：十七点 五十三分。2.往复泵的工作原理（1）吸入过程（2）排出过程活塞往返运动一次，各完成一次吸入过程和排出过程，称为一个工作循环。第三十五页，编辑于星期六：十七点 五十三分。3.往复泵的分类（1）按泵缸的形式分类活塞泵：用于中压和低压、流量大的场合；柱塞泵：用于高压、小流量的场合活塞泵柱塞泵第三十六页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（2）按工作方式不
16、同分单作用往复泵（a)双作用往复泵(b)差动泵(c)abc第三十七页，编辑于星期六：十七点 五十三分。(3)按泵缸数目分类单缸泵双缸泵多缸泵第三十八页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（4）按驱动方式分类机动泵：用电动机、内燃机等作为动力；流体动力作用泵：用具有一定压力的水蒸气、压缩空气或液体等来驱动；手动泵：依靠人力通过杠杆来驱动。第三十九页，编辑于星期六：十七点 五十三分。4.往复泵的特点往复泵与离心泵相比较，具有以下特点:(1)流量不均匀；（2）排出压力可无限高；（3）流量与排出压力无关,一般采用旁路回流法调节流量；（4）具有自吸能力。第四十页，编辑于星期六：十七点 五十三分。机械式真空
17、泵三、真空泵把气体从设备内抽取出来，从而使设备内的压力低于一个大气压的机器叫把气体从设备内抽取出来，从而使设备内的压力低于一个大气压的机器叫做真空泵。在化工生产中用于减压精馏、真空过滤、干燥、结晶等。做真空泵。在化工生产中用于减压精馏、真空过滤、干燥、结晶等。容积式泵 叶片式泵1、真空泵的分类：往复泵回转泵油封式回转泵回转多片式泵水环式泵罗茨泵轴流泵离心泵分子泵喷射式真空泵水喷射泵空气喷射泵水蒸气喷射泵增压泵扩散泵物理化学泵吸附泵吸收剂泵低温泵真空泵第四十一页，编辑于星期六：十七点 五十三分。2.主要性能参数（1）抽气速率（S）单位时间内抽吸气体的体积，单位为m3/h或m3/min（2）极限真
18、空（P极）真空泵所能达到的最低绝对压力值，单位为Pa（3）真空度（Pv）大气压力和真空系统中绝对压力的差值第四十二页，编辑于星期六：十七点 五十三分。2.常用真空泵（1）往复式真空泵第四十三页，编辑于星期六：十七点 五十三分。（2）水环式真空泵水环泵在低真空和低排气压范围内得到广泛应用，尤其适用于输送易燃、易爆气体。第四十四页，编辑于星期六：十七点 五十三分。四、隔膜泵 隔膜泵是容积泵中较为特殊的一种泵，它是依靠一个隔膜片的来回鼓动而改变工作室容积来吸入和排出液体的。第四十五页，编辑于星期六：十七点 五十三分。五、屏蔽泵 屏蔽泵属于单级悬臂式离心泵，有很好的防漏效果，主要用于输送易燃、易爆、有毒、有放射性及贵重液体，也可以选作高压设备的循环泵。特点：结构简单、紧凑，零件少，占地面积少，操作可靠，长期不需要检修等，但效率比较低。第四十六页，编辑于星期六：十七点 五十三分。第四十七页，编辑于星期六：十七点 五十三分。第四十八页，编辑于星期六：十七点 五十三分。作业思考与练习（P105）6、7第四十九页，编辑于星期六：十七点 五十三分。