泵类基础知识

叶片泵
叶片泵——旋涡泵
旋涡泵是一种特殊类型的离心泵。旋涡泵主要由叶轮和泵体组成。 叶轮是一个圆盘，四周由凹槽构成的叶片呈辐射状排列 (图b)。叶轮 旋转过程中泵内液体随之旋转，且在径向环隙的作用下多次进入叶 片并获得能量。因而液体在旋涡泵内流动与在多级离心泵中流动相 类似。泵的吸入口和排出口由与叶轮间隙极小的间壁分开。
结构尺寸、转速、流量等有关。 对于一定的泵和转速，压头与流量间有一定的关系。 在泵的入口和出口间列柏努利方程，以单位重量流体为基准：
平衡板
平衡盘
2 离心泵的性能参数与特性曲线
2.1主要性能参数:
转速、流量、压头、轴功率和效率、气蚀余量等。 1)转速：叶轮在单位时间内旋转圈数，r/min。 2)流量 Q：m3／h，与泵的结构尺寸（叶轮直径和宽度）、转速、管路情况有关。 3）压头（扬程）H： m，泵对单位重量的液体所提供的有效能量。与泵的
磁力泵
由泵体、隔离套及连接部件组成能够承受压力的屏蔽密封腔体。在密封腔体的 外部有一个旋转的永磁场，并通过磁场的作用，带动密封腔体内部的磁性转子 部件同步旋转，而密封腔体内部的转子部件带动叶轮实现对流体的作功。
二、离心泵
1.离心泵结构
静止部分：泵壳（蜗壳）、轴承箱 转动部分(转子)：轴、叶轮、联轴器、并帽、键、平衡盘 （鼓）、止推盘、轴套 密封：内部：口环；外部：轴封（填料、机械密封、 干气密封） 轴承：径向轴承、止推 轴承。
4)轴封装置
在泵轴伸出泵壳处，转轴和 泵壳间存有间隙，在旋转的 泵轴与泵壳之间的密封，称 为轴封装置。其作用是防止 高压液体沿轴泄漏，或者外 界空气以相反方向漏入。常 用的有填料密封和机械密封 , 干气密封正在推广使用。 填料密封装置：由填料函壳、 软填料和填料压盖构成，软 填料为浸油或涂石墨的石棉 绳，将其放入填料函与泵轴 之间，将压盖压紧迫使它产 生变形达到密封。
Q
θ
双动泵
活塞两侧的泵缸内均装有吸入阀和排出阀的 往复泵。 活塞自左向右移动时，工作室左侧吸入液体， 右侧排除液体。 活塞自右向左移动时，工作室右侧吸入液体， 左侧排除液体。 即活塞无论向那一方向移动，都能同时进行 吸液和排液，流量连续，但仍有起伏。
Q
θ
为此采用三台双动泵并联工作，其送液 量较均匀。每个泵连接曲柄角度相差 120O。
(2)往复泵的压头与泵的几何尺寸、流量无关，而由泵缸的机械强度和原动 机的功率所决定。只要泵缸强度许可，理论上压头可达无限大，其特性曲 线为QT＝常数。 (3)由于往复泵的低压是靠工作室容积扩张造成的，因此启动时无需灌液， 即往复泵具有自吸能力。往复泵的吸上真空度亦随外界大气压、液体输送 条件而异，故其安装高度有一定限制。 (4)流量调节不能用排出管路上的阀门，而应采用旁路调节或改变活塞的冲 程和往复次数实现。 (5)因往复泵的排液能力只与活塞位移有关， 与管路无关，这种泵称为正位移泵。因此在启 动泵时必须打开阀门，以防泵或管路损坏。 （6）主要用于小流量，高压强的场合，输送 高粘度液体时效果比离心泵好。不能用于腐蚀 性流体及有固体粒子的悬浮液的输送。
泵类基础知识
镇海石化建安公司 陈鲜莉 2010.8
一、分类
叶片泵（透平泵） 泵 容积式泵
离心泵，轴流泵，混流泵 旋涡泵
往复泵：活塞泵，柱塞泵，隔膜泵
回转泵：齿轮泵，螺杆泵，滑片泵
其他类型泵： 喷射泵，水锤泵，真空泵 按吸入口: 单吸、双吸泵 按级数: 单级、多级泵 按支承: 悬臂、双支撑泵 按安装：立式泵、卧式泵 其它： 高速离心泵、屏蔽泵、磁力泵、 耐酸（碱）泵……
单级单吸悬臂式离心泵
泵壳
出口法兰
轴承箱 联轴器 轴
叶轮 口环
并帽 键 轴承 机械密封 入口法兰 键
多级离心泵
进 口
出 口
压力表接头
进 液
Φ 95H7/e6
出 液
图7-16
装置名称 设备型号 设备位号 设备名称
加氢裂化 TD160-160×10 P342/A.B 高贫溶剂泵
转子
叶轮
轴
主要部件
1)叶轮： 做功元件。
容积式泵——回转泵——螺杆泵
由泵壳和一根或几根螺杆构成。 一根螺杆：螺杆和泵壳形成的空隙排送液体。 两根螺杆：与齿轮泵类似，利用互相啮合的螺杆老排送液体。
特点： 压头高，效率高，噪音 小。适于在高压下输送 粘稠性液体。 流量调节——旁路(回 流装置)调节。
容积式泵——回转泵——水环式泵
其它泵——蒸汽喷射泵
齿轮泵也是正位移泵的一种， 如向 两侧拨开，形成低压将液体吸 入。齿轮旋转时，液体封闭于 齿穴和泵壳体之间，被强行压 至排出端。在排出端两齿轮的 齿相互合拢，形成高压将液体 排出。
齿轮泵产生较高的压头但流量 小，用于输送粘稠液体及膏状 物，但不能输送含固体颗粒的 悬浮液。
叶片泵——旋涡泵
根据旋涡泵的特性曲线图，其特点是： 1 压头随流量增大而大幅度下降，以旁路 调节流量更为经济。 2 轴功率随流量的增大而减小，启动泵时 应全开出口阀门。 3 由于在剧烈运动时进行能量交换，能量 损失大，效率低，一般为20%～50 旋涡泵工作时液体在叶片间的运动是由于 离心力作用，在启动前泵内也要灌满液体。 4 它适用于高压头，小流量且粘度小的液 体，不适于输送含固粒的液体。
容积式泵——往复泵——隔膜泵
实际上是柱塞泵，其结构特点 四借弹性薄膜将被输送液体与 活柱隔开，从而使得活柱和泵 缸得以保护。 隔膜左侧与液体接触的部分均 由耐腐蚀材料制造或涂一层耐 腐蚀物质；隔膜右侧充满水或 油。当柱塞作往复运动时，迫 使隔膜交替地向两侧弯曲，将 被输送液体吸入或排出。弹性 薄膜采用耐腐蚀橡胶或金属薄 片制成。 适于：定量输送剧毒、易燃、 易爆、腐蚀性液体和悬浮液。
屏蔽泵轴向力自动平衡装置
原理：在叶轮后盖板处采用双口环结构，通过 增大口环直径减小轴向力。 1为双口环，双口环的内圈和外圈是通向压力平 衡室的节流装置，2为后盖板与其后面的部件形 成的轴向间隙压力腔。 3为平衡孔，它是通向压力平衡腔的控制阀，转 子轴向位置的改变将改变阀开启程度，从而影 响平衡腔压力，例如当转子向左端（吸入口方 向)偏移时，阀开启程度加大，平衡孔过流量加 大，平衡腔压力降低，作用在叶轮后盖板上的 压力减小，而前盖板处的压力不变，这时形成 一个向右的合力，使转子返回平衡位置。 反之，转子向右（电机方向）偏移，阀开启程 度减小，平衡腔的压力升高，而前盖板上的压 力仍然不变，叶轮处产生一个向左(入口端)的合 力，削弱转子的偏移趋势。 作用：因流量变化或介质密度、粘度变化而使 轴向力发生变化，转子组件位移也会发生变化， 但因轴向力自动平衡的作用，转子会在新的位 置达到平衡，从而扩大了屏蔽泵的工作范围， 增强了屏蔽泵对不同介质、不同工况的适应性。
平衡孔
平衡孔
2)泵壳
亦称为蜗壳、泵体。叶轮在泵壳内沿着蜗形通道逐渐扩 大的方向旋转，愈接近液体的出口，流道截面积愈大。 液体从叶轮外周高速流出后，流过泵壳蜗形通道时流速 将逐渐降低，因此减少了流动能量损失，且使部分动能 转换为静压能。所以泵壳不仅是汇集由叶轮流出的液体 的部件，而且又是一个转能装置。
3)导叶(导轮)
对分段式多级泵，为了使结构简单紧凑，每级叶轮和下一级叶轮 之间的能量转换采用导叶(导轮)结构，导叶有径向导叶和流道式导叶 两种，径向导叶流动性能稍差，流道式导叶流动性能较好，但制造 困难。离心油泵与一般分段多级泵多用径向式导叶，而分段多级高 压热油泵则用流道式导叶。
径向式导叶（正反导叶）
Q
θ
往复泵特点 由于往复泵的工作原理和操作调节等与离心泵不同， (1)往复泵的流量只与泵缸的尺寸和冲程、活塞的往复次数有关，而与泵的 压头、管路等无关。 理论上单动泵的流量：QT＝ASnr 双动泵的流量：QT＝(2A-a)S nr 式中： QT —— 往复泵理论流量，m3/s A —— 活塞截面积，m2 a —— 活塞杆截面积，m2 S —— 活塞的冲程(在泵缸内移动的距离)，m nr —— 活塞往复频率，1/s。 实际上，由于泄漏，吸入和排出阀启闭不及时等原因，实际流量小于理论 流量。 实际流量：Q=ηVQT ηV－容积效率
屏蔽泵
原理和结构特点： 屏蔽电泵的电动机和泵构成一个整体。定子的内表面和转子的外表面有非导 磁性的耐腐蚀金属薄板密封焊接，使定子绕组和转子铁芯与输送液体完全隔开，不 会受到输送液的浸蚀。 另外，叶轮与转子装在一根轴上，由电机前后2个轴承支撑。整个转子体浸没在 输送液中，没有接液部与外界贯通的转动零部件，因而是一种绝对无泄漏的结构。
H——扬程（m），多级泵取单级扬程；
n——转速(r/min)
（1） 同一台泵在不同工况下具有不同的ns值，作为相似准则的ns是指对应最高效率点工况 下的值。 （2） 比转数标志了流量、扬程、转速之间的关系，也决定了叶轮的制造形状。 （3）大流量、低扬程的泵，比转数大；小流量、高扬程的泵，比转数小。 （4）低比转数的水泵，叶轮出口宽度较小，随着比转数的增加，叶轮出口宽度逐渐增加， 这适应于大流量的情况。 （5）离心泵比转数较低，零流量时轴功率小；混流泵和轴流泵比转数高，零流量时轴功率 大；因此离心泵应关闭出口阀起动，混流泵和轴流泵应开启出口阀起动。
容积式泵——往复泵
往复泵是一种典型的容积式输送机械。 1.主要部件：泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀和排出阀(均为单向阀 )。活塞杆 与传动机械相连，带动活塞在泵缸内作往复运动。活塞与阀门间的空间称 为工作室。 2.工作原理 单动泵：活塞一侧装有吸入阀和排出阀
活塞自左向右移动时，排出阀关闭，吸入阀打开， 液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。 活塞由右向左移动，吸入阀关闭而排出阀开启，将 液体以高压排出。活塞移至左端，则排液完毕，完成 了一个工作循环，周而复始实现了送液目的。因此往 复泵是依靠其工作容积改变对液体进行做功。 在一次工作循环中，吸液和排液各交替进行一次，其 液体的输送是不连续的。活塞往复非等速，故流量有 起伏。