化工原理 第2章 流体输送机械 2. 2

5 4
1—泵缸 2—活塞 3—活塞杆 4—吸入阀 5—排出阀
图 1 2 3
单缸单动泵
单动泵不连续的流量曲线
双动泵和三联泵的流 量曲线都是连续的但 不均匀
⑴单动泵⑵双动泵⑶三联泵
往复泵的流量曲线
3．往复泵的性能参数与特性曲线 ．
（1）流量（排液能力） ）流量（排液能力） ①理论平均流量 单动泵： 单动泵： （m3/s） ） QT＝A S nr
安 调节活塞冲程S或往复频率nr 全 阀 均可达到改变流量的目的
旁 路 旁路阀调节流量 阀
旁 路
5．往复泵的安装高度 ．
贮液槽液面上方的压力 往复泵的吸 上真空度取 决于因素 液体的性质和温度 活塞的运动速度 往复泵的吸 上高度也有 一定的限制
基于以上特性,往复泵主要适用于 基于以上特性 往复泵主要适用于较小流量,高扬 往复泵主要适用于 程、清洁高粘度 液体的输送,它不宜于输送腐蚀性 液体和含有固体粒子的悬浮液。
往复泵与离心泵比较： 往复泵与离心泵比较：
具有自吸能力，不必灌液 具有自吸能力， 安装高度也受限制，无汽蚀现象 安装高度也受限制， 流量与压头几乎无关 由于受泵的部件机械强度和原动机功率 的限制，泵的扬程不可能无限增大。 的限制，泵的扬程不可能无限增大。 压头越大，漏损越大。 压头越大，漏损越大。 输液量不均匀、不连续 输液量不均匀、 流量调节不可用出口阀门调节方法
1—泵缸 2—活塞 3—活塞杆 4—吸入阀 5—排出阀
3百度文库
双动泵理论流量 QT＝(2A-a ) S nr （m3/s） ）
a――活塞杆的截面积，m2。 活塞杆的截面积， 活塞杆的截面积
泵缸尺寸 往复泵 的流量 活塞冲程 往复次数
②实际平均流量
ηv――往复泵的容积效率 往复泵的容积效率，其值在0.85～0.95的范围内， 往复泵的容积效率
2--2 其它流体输送机械 ----------往复泵 往复泵
其他类型泵
一.其它流体输送机械的分类及主要特点 其它流体输送机械的分类及主要特点
（一）液体输送机械
依据作用原理分类如下：
（二）气体输送机械
按用途分类如下： 按用途分类如下：
二. 其它液体输送机械
（一）往复泵
往复泵是活塞泵、柱赛泵和隔膜泵的总称,它是 容积式泵中的一种,应用比较广泛。 往复泵是通过活塞的往复运动直接以压力能的 形式向液体提供能量的液体输送机械。
（六）旋涡泵
旋涡泵的基本结构主要由叶轮和泵 壳组成。叶轮和泵壳之间形成引液道,吸 入口和排出口之间由间壁（隔舌）隔开。 叶轮上有呈辐射状排列、多达数十片的 叶片。当叶轮旋转时,泵内液体随叶轮旋 转的同时,又在各叶片与引液道之间作反 复的迂回运动,被叶片多次拍击而获得较 高能量。
旋涡泵的特点如下： 旋涡泵的特点如下： （1）压头和功率随流量增加下降较快。因此启 动时应打开出口阀，改变流量时，旁路调节比安 装调节阀经济。 （2）在叶轮直径和转速相同的条件下，旋涡泵 的压头比离心泵高出2~4倍，适用于高压头、小 流量的场合。 （3）结构简单、加工容易，且可采用各种耐腐 蚀的材料制造。 （4）输送液体的粘度不宜过大，否则泵的压头 和效率都将大幅度下降。 （5）输送液体不能含有固体颗粒。
2．工作原理 ．
往复泵是通过活塞的往 复运动直接以压力能的形 式向液体提供能量的液体 输送机械。
5 4
1—泵缸 2—活塞 3—活塞杆 4—吸入阀 5—排出阀
33 往复泵装置简图
图 1 2 3
工作原理： 工作原理：
利用容积的变化给流 体加静压能
33 往复泵装置简图
工作循环： 工作循环：
一次吸液，一次排液 一次吸液，一次排液.
项目
1.流量：①均匀；②不均匀；③尚可；④随管路特性而变；⑤ 流量： 流量 恒定；⑥范围广、易达大流量；⑦小流量；⑧较小流量； 2.压头高低：①不易达到高压头；②压头较高；③压头高。 压头高低： 压头高低 3.效率：①稍低、愈偏离额定越小；②低；③高；④较高； 效率： 效率 4.流量调节：①出口阀；②转速；③旁路；④冲程 流量调节： 流量调节 5.自吸操作：①有；②没有； 自吸操作： 自吸操作 6.启动：①关闭出口阀；②出口阀全开； 启动： 启动 7.被输送流体：①各种物料（高粘度除外）；②不含固体颗粒， 被输送流体： 被输送流体 腐蚀性也可；③精确计量；④可输送悬浮液；⑤高粘度液体； ⑥腐蚀性液体；⑦不能输送腐蚀性或含固体颗粒的液体 8.结构与造价：①结构简单；②造价低谦；③结构紧凑；④加 结构与造价： 结构与造价 工要求高；⑤结构复杂；⑥造价高；⑦体积大
往复泵不能在关死点运转,否则泵将受到损坏. 故必须安装安全阀或其他安全装置 适用于小流量、高压头的情况下输送高粘度 适用于小流量、 的液体。 的液体。
33 往复泵装置简图
效率高，通常为7293%。 效率高，通常为 。
1 2 5
1—泵缸 4 2—活塞 3—活塞杆 4—吸入阀 5—排出阀
图 3
（二）计量泵
齿轮泵
（五）螺杆泵
螺杆泵 螺杆泵内有一个或一个以上的螺杆。在单螺杆泵中, 螺杆在有内螺旋的壳内运动,使液体沿轴向推进,挤压 到排出口。在双螺杆泵中,一个螺杆转动时带动另一个 螺杆,螺纹互相啮合,液体被拦截在啮合室内沿杆轴前 进,从螺杆两端被挤向中央排出。此外还有多螺杆泵， 转速高,螺杆长,因而可以达到很高的排出压力。三螺 杆泵排出压力可达10MPa以上. 螺杆泵的压头高、效率高、运转平稳、噪音低,适 用于高粘度液体的输送。
QT――往复泵的理论流量，m3/min； 往复泵的理论流量， 往复泵的理论流量 A――活塞的截面积，m2； 活塞的截面积， 活塞的截面积 S――活塞冲程，m； 活塞冲程， 活塞冲程 nr――活塞每分钟往复次数，1/min。 活塞每分钟往复次数， 活塞每分钟往复次数
33 往复泵装置简图
图 1 2 5 4
各类泵的性能特点
离心式 离心泵 流量 压头 效率 流量调节 自吸作用 启动 流体 结构造价 ①④⑥ ① ① ①② ② ① ① ①② 旋涡泵 ①④⑦ ② ② ③ ② ② ② ①③ 往复泵 ②⑤⑧ ③ ③ ②③④ ① ② ⑦ ⑤⑥⑦ 正位移式 往复式 计量泵 ②⑤⑦ ③ ③ ④ ① ② ③ ⑤⑥ 隔膜泵 ②⑤⑧ ③ ③ ②③ ① ② ④⑥ ⑤⑥ 旋转式 齿轮泵 ③⑤⑦ ② ④ ③ ① ② ⑤ ③④ 螺杆泵 ③⑤⑦ ② ④ ③ ① ② ④⑤ ③④
往复泵有自吸能力,启动前不灌泵。 往复泵有自吸能力 启动前不灌泵。 启动前不灌泵
1．往复泵基本结构 ．
33 往复泵装置简图
泵缸 活塞 结构： 阀门:单向开启 结构： 阀门 单向开启 传动机构 泵缸内活塞与阀门 间的空间为工作室
5 4
1—泵缸 2—活塞 3—活塞杆 4—吸入阀 5—排出阀
图 1 2 3
计量泵又称比例泵,当要求精确输送流量恒定的液体时, 可以方便而准确地借助调节偏心轮的偏心距离,来改变柱塞 的冲程而实现。有时,还可通过一台电机带动几台计量泵的 方法将几种液体按比例输送或混合。
（三）隔膜泵
当输送腐蚀性液体或悬浮液时,可 采用隔膜泵.隔膜泵实际上就是柱 塞泵,其结构特点是借助薄膜将被 输液体与活柱和泵缸隔开,从而是 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,迫使隔膜交替向两侧弯曲,将 被输送液体吸入和排出.弹性隔膜 系采用耐腐蚀橡胶或金属薄片制成.
（3）压头和特性曲线 ）
往复泵的压头与泵本身的几何尺寸和流量无关, 只决定于管路情况。 往复泵的流量与压头的关系曲线,即泵的特性曲线.
往复泵的输液能力只 取决于活塞的位移而与 管路情况无关,泵的压 头仅随输送系统要求而 定,这种性质称为正位 称为正位 移特性,具有这种特性 移特性 的泵称为正位移（定排 称为正位移（ 称为正位移 量）泵.
小型泵接近下限，大型泵接近上限。 容积效率ηv : 主要是由于阀门开、闭滞后, 阀门、活塞填料函泄漏.
往复泵的流量由泵缸尺寸、活塞冲程及往复次数(即 往复泵的流量 活塞扫过的体积)所决定
（2）功率与效率 ）
N――往复泵的轴功率，W； 往复泵的轴功率， ； 往复泵的轴功率 η――往复泵的总效率,通常η＝0.65～0.85,其值由实验测定. ――往复泵的总效率 往复泵的总效率,通常 0.65～0.85,其值由实验测定 其值由实验测定.
4．往复泵的工作点与流量调节 ．
任何类型泵的工作点都是 由管路特性曲线和泵的特性 曲线的交点所决定的 往复泵的正位移特性, 工作点只能沿Q＝常数的 垂直线上移动. 安 全 阀 旁 路 旁路阀调节流量 阀
旁 路
流量调节措施: 流量调节措施 （1）旁路调节装置 ） 通过调节旁路流量来达到 主管路流量调节的目的。 （2）改变活塞冲程或 ） 往复频率
隔膜泵 1---吸入活门; 2—压出活门; 3— 活柱; 4—水（或油）缸; 5—隔膜
隔膜泵用来定量输送剧毒、易燃、易爆和腐蚀性 或含悬浮物的液体.
（四）齿轮泵
常用的是外啮合齿轮泵。泵壳内有 两个齿轮,其中一个为主动轮,它由电机 带动旋转;另一个称为从动轮,它是靠与 主动轮的相啮合而转动。两齿轮将泵 壳内分为互不相通的吸入室和排出室。 当齿轮按图中箭头方向旋转时,吸入室 内两轮的齿互相拨开，形成低压而将 液体吸入;然后液体分两路封闭于齿穴 和壳体之间随齿轮向排出室旋转.在排 出室两齿轮的齿互相合拢.形成高压而 将液体排出.近年来已逐步采用的内啮 合式的齿轮泵,其较外啮合齿轮泵工作 平稳,但制造较复杂。 齿轮泵的流量小而扬程高,适用于 粘稠液体乃至膏状物料的输送,但不能 输送含有固体粒子的悬浮液。