流体输送任务十一
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2、正常操作与维护
3、事故处理
往复泵的特点
流量仅与泵本身的尺寸及活塞的往复次数有关，而与 泵的扬程无关。 （容积式泵） 单： 双： 压头与泵本身的尺寸无关，只要泵的机械强度及电动 机功率允许， 要多大压头，往复泵可供多大压头。 理论上压头与Q无关。（适用范围） 有自吸能力，启动泵前无需灌泵。 有气蚀、有安装高度要求。 采用旁路调节流量。
齿轮将泵壳与齿轮间的空隙分为两个工作 室，其中一个因为齿轮的打开而呈负压与 体做功的，一个为主动轮，一个为从 按啮合形式分为内啮合齿轮泵和外啮合齿轮 吸入管相连，完成吸液；另一个则因为齿 泵两种，内啮合形式正逐渐替代外啮合形式， 轮啮合而呈正压与排出口相连，完成排液。 动轮。 因为其工作更平稳，但制造复杂。
复泵送液能力的目的。 同上法相比，此法在能量利用上是合理的。 特别是对于蒸汽式往复泵，可以通过调节蒸 汽压力方便的实现。 但对经常性流量调节是不适宜的。
（五）往复泵的日常运行与操作
1、开停车 往复泵属于容积式泵，它具有排出压力高，
可输送有一定粘度和一定温度的液体，因此 许多化工厂用它输送热水和溶液，它的转速 低和输出量小，但也应该精心使用与维护。
通过两个相互啮合的齿轮的转动对液
二、齿轮泵
齿轮泵的工作原理(动画)
工作原理与往复泵相似： 在泵吸入口，由于两齿轮分开，空间增大形成 低压区而将液体吸入。 被吸入液体在齿轮和泵体之间被分成两路由齿 轮推着前进。 在压出口，由于两齿轮互相合拢，空间缩小形 成而将液体压出泵。
齿轮泵的特点和应用
2．压头（扬程） 往复泵的压头与泵的几何尺寸及流量均无关系。 只要泵的机械强度和原动机械的功率允许，系统需 要多大的压头，往复泵就能提供多大的压头。 3．功率与效率 计算与离心泵相同。 但效率比离心泵高，通常在0.72～0.93之间，蒸汽 往复泵的效率可达到0.83～0.88。 往复泵不需灌泵（有自吸能力），但安装高度也有 限制（同离心泵）
出口阀
活塞向左移动工作室容 积泵缸内流体压力 活塞往复运动一个
周期，若泵吸液、 排出阀门打开，吸入阀 排液各一次，为单 门关闭液体排出 动往复泵。若泵吸 液、排液各二次， 为双动往复泵。
程。
进口阀
流量不均匀性
单动泵由于吸 入阀和排出阀 均在活塞一侧， 吸液时不能排 液，排液时不 能吸液，所以 泵排液不连续， 不均匀。 为了改善往复 泵的排液情况， 可采用双动泵 或三联泵。
四、旋涡泵
动画
旋涡泵也是依靠离心力对
液体做功的泵，但其壳体是 圆形而不是蜗牛形，因此易 于加工，叶片很多，而且是 径向的，吸入口与排出口在 同侧并由隔舌隔开。
图1-71 旋涡泵结构图 1-叶轮；2-叶片；3-泵壳；4-引液道；5-隔舌
叶特 片殊 ，类 原型 理的 与离 多心 级泵 离， 心辐 泵射 相状 似的 。径 向
③齿轮泵流量均匀，尺寸小而轻便，结构简
单紧凑，坚固耐用，维护保养方便，扬程高 而流量小，适用于输送黏稠液体以至膏状物， 如润滑油、燃烧油，可作润滑油泵、燃油泵、 输油泵和液压传动装置中的液压泵。 ④齿轮泵不宜输送黏度低的液体，不能输送 含有固体粒子的悬浮液，以防齿轮磨损影响 泵的寿命。由于齿轮泵的流量和压力脉动较 大及噪声较大，而且加工工艺较高，因此不 易获得精确的配合。
（四）流量调节
同离心泵一样，往复泵的工作点也是由泵的
特性曲线及管路的特性曲线决定的。 但由于往复泵的正位移特性 所谓正位移性， 工作点只能落在Q＝常数的垂直线上
是指流量与管路 无关，压头与流 因此，要改变往复泵的送液能力，只能采用 量无关的特性
旁路调节法或改变往复频率及冲程的方法。
①齿轮泵也属于容积式泵，具有正位移特性，
其流量小而较均匀，扬程高，流量比往复泵 均匀； ②齿轮泵采用与往复泵相似的方法调节；由 于齿轮啮合间容积变化不均匀，流量也是非 常不均匀的，产生的流量与压力是脉冲式的。 齿数越少，流量脉动率越大，这既会引起系 统的压力脉动，产生振动和噪声，又会影响 传动的平稳性。
三、螺杆泵
动画 与齿轮泵相似，用两根相互啮合螺杆推动液体作轴向移动
螺杆泵属于转子容积泵，按螺杆根数，通常
可分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵和五 螺杆泵等几种，它们的工作原理基本相似， 只是螺杆齿形的几何形状有所差异，适用范 围有所不同。
图中所示为单Biblioteka Baidu 杆泵， 螺杆在具有内螺 纹的泵壳中偏心 转动，将液体沿 轴向推进，最终 由排出口排出。
计量泵（一种往复泵）
隔膜泵
单隔膜泵
双隔膜泵
（三）往复泵的主要性能
主要性能参数也包括流量、扬程、功率与效率
1．流量
往复泵的流量是不均匀的 但双动泵要比单动泵均匀，而三联泵又比双动泵 均匀。 从工作原理不难看出，往复泵的理论流量只与活 塞在单位时间内扫过的体积有关，因此往复泵的 理论流量只与泵缸数量、泵缸的截面积、活塞的 冲程、活塞的往复频率及每一周期内的吸排液次 数等有关。
任务十一
一、往复泵 二、齿轮泵 三、螺杆泵
其它类型泵
四、旋涡泵
一、往复泵
（一）结构和 作用原理
主要部件： 泵缸、 活塞、
泵缸、活塞及阀门间的空间称为工作室。
活塞杆、
吸入阀、
排出阀
工作原理( 录像)：活塞 移动活塞在泵内左 右移动的端点叫 向右移动 工作室容积 “死点”，两“死 形成低压 排出阀 点”间的距离为活 门关阀，吸入阀门打开 塞从左向右运动的 最大距离，称为冲 液体吸入
•双动泵即活塞两侧都装有吸入阀和排出 阀，使吸液、排液同时进行。
三联泵
三台单动泵的组 合，排液周期相 差1/3。
（二）往复泵的类型
化工生产中还有包括活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、计 量泵等等。 其中计量泵和隔膜泵是两种特殊的往复泵。 计量泵是一种可以通过调节冲程大小来精确输送一 定量液体的往复泵； 隔膜泵则是通过弹性薄膜将被输送液体与活塞（柱） 隔开，使活塞与泵缸得到保护的一种往复泵，用 于 输送腐蚀性液体或含有悬浮物的液体；而隔膜式计 量泵则用于定量输送剧毒、易燃、易爆或腐蚀性液 体； 比例泵则是用一台原动机带动几个计量泵，将几种 液体按比例输送的泵。
三螺杆泵
螺杆泵在启动前应将排液管路中的阀门全部
打开，泵的安装高度也必须低于其允许值， 在缺乏数据时可根据吸上真空度计算，计算 方法与离心泵相同。
由于螺杆泵的流量也与排出压力无关，因此
流量调节也采用旁路调节法。
螺杆泵的特点和应用
①压力和流量稳定，脉动很小。液体在泵内做连续 而均匀的直线流动，无搅拌现象。 ②螺杆越长，则扬程越高。三螺杆泵具有较强的自 吸能力，无需装置底阀或抽真空的附属设备。 ③相互啮合的螺杆磨损甚少，泵的使用寿命长。 ④泵的噪声和振动极小，可在高速下运转。 ⑤结构简单紧凑、拆装方便、体积小、重量轻。 ⑥适用于输送不含固体颗粒的润滑性液体，可作为 一般润滑油泵、输油泵、燃油泵、胶液输送泵和液 压传动装置中的供压泵。在合成纤维、合成橡胶工 业中应用较多。
图中所示的双螺杆泵
实际上与齿轮泵十分
相似，它利用两根相 互啮合的螺杆来排送 液体。液体从螺杆两 端进入，由中央排出。
图中为三螺杆泵的结构， 其主要零件是一个泵套和 三根相互啮合的螺杆，其 中一根与原动机连接的称 主动螺杆(简称主杆)，另 外两根对称配置于主动螺 杆的两侧，称为从动螺杆。 这4个零件组装在一起就 形成一个个彼此隔离的密 封腔，把泵的吸入口与排 出口隔开。当主动螺杆转 动时，密封腔内的液体沿 轴向移动，从吸入口被推 至排出口。
对于单动往复泵，其理论流量为
式中 QT ——往复泵的理论流量，m3/s； A——活塞的横截面积，m2 ； S——活塞的冲程，m； i——泵的缸数； F——活塞的往复频率，1/s。
对于双动往复泵，其理论流量为
式中 a——活塞杆的横截面积，m2 ；
往复泵的理论流量与 管路特性无关， 即无论在什么扬程下 工作，只要往复一次， 泵就排出一定体积的 液体。 由于密封不严造成泄 漏、阀启闭不及时， 并随着扬程的增高， 液体漏损量加大等原 因，实际流量要比理 论值小。
工作时，液体在叶片间反复运动，多次接受原动
机械的能量，因此能形成比离心泵更大的压头， 而流量小，
其扬程范围从15m至132m、流量范围从
0.36m3/h到16.9m3/h。
由于流体在叶片间的反复运动，造成大量能量损
失，因此效率低，约在15～40％。
旋涡泵适用于输送流量小而压头高、无腐蚀性和
1．旁路调节法 是通过增设旁路的方法来 实现流量调节的，这种调 节方法简便可行。 旁路调节的实质不是改变 泵的总送液能力，而是改 变流量在主管路及旁路的 分配。 这种调节造成了功率的损 耗，在经济上是不合理的， 但生产中却常用。
2．调节活塞的冲程或往复频率
调节活塞的冲程或往复频率都能达到改变往
具有腐蚀性的无固体颗粒的液体。
旋涡泵
Q-H、Q-曲线与离心泵相似。 Q-N曲线与离心泵相反，Q N 故旋涡泵开车 应打开出口阀。 回流支路调节流量。 启动泵前先灌泵。
特点： Q小、H高； 效率低；
体积小、结构简单
3、事故处理
往复泵的特点
流量仅与泵本身的尺寸及活塞的往复次数有关，而与 泵的扬程无关。 （容积式泵） 单： 双： 压头与泵本身的尺寸无关，只要泵的机械强度及电动 机功率允许， 要多大压头，往复泵可供多大压头。 理论上压头与Q无关。（适用范围） 有自吸能力，启动泵前无需灌泵。 有气蚀、有安装高度要求。 采用旁路调节流量。
齿轮将泵壳与齿轮间的空隙分为两个工作 室，其中一个因为齿轮的打开而呈负压与 体做功的，一个为主动轮，一个为从 按啮合形式分为内啮合齿轮泵和外啮合齿轮 吸入管相连，完成吸液；另一个则因为齿 泵两种，内啮合形式正逐渐替代外啮合形式， 轮啮合而呈正压与排出口相连，完成排液。 动轮。 因为其工作更平稳，但制造复杂。
复泵送液能力的目的。 同上法相比，此法在能量利用上是合理的。 特别是对于蒸汽式往复泵，可以通过调节蒸 汽压力方便的实现。 但对经常性流量调节是不适宜的。
（五）往复泵的日常运行与操作
1、开停车 往复泵属于容积式泵，它具有排出压力高，
可输送有一定粘度和一定温度的液体，因此 许多化工厂用它输送热水和溶液，它的转速 低和输出量小，但也应该精心使用与维护。
通过两个相互啮合的齿轮的转动对液
二、齿轮泵
齿轮泵的工作原理(动画)
工作原理与往复泵相似： 在泵吸入口，由于两齿轮分开，空间增大形成 低压区而将液体吸入。 被吸入液体在齿轮和泵体之间被分成两路由齿 轮推着前进。 在压出口，由于两齿轮互相合拢，空间缩小形 成而将液体压出泵。
齿轮泵的特点和应用
2．压头（扬程） 往复泵的压头与泵的几何尺寸及流量均无关系。 只要泵的机械强度和原动机械的功率允许，系统需 要多大的压头，往复泵就能提供多大的压头。 3．功率与效率 计算与离心泵相同。 但效率比离心泵高，通常在0.72～0.93之间，蒸汽 往复泵的效率可达到0.83～0.88。 往复泵不需灌泵（有自吸能力），但安装高度也有 限制（同离心泵）
出口阀
活塞向左移动工作室容 积泵缸内流体压力 活塞往复运动一个
周期，若泵吸液、 排出阀门打开，吸入阀 排液各一次，为单 门关闭液体排出 动往复泵。若泵吸 液、排液各二次， 为双动往复泵。
程。
进口阀
流量不均匀性
单动泵由于吸 入阀和排出阀 均在活塞一侧， 吸液时不能排 液，排液时不 能吸液，所以 泵排液不连续， 不均匀。 为了改善往复 泵的排液情况， 可采用双动泵 或三联泵。
四、旋涡泵
动画
旋涡泵也是依靠离心力对
液体做功的泵，但其壳体是 圆形而不是蜗牛形，因此易 于加工，叶片很多，而且是 径向的，吸入口与排出口在 同侧并由隔舌隔开。
图1-71 旋涡泵结构图 1-叶轮；2-叶片；3-泵壳；4-引液道；5-隔舌
叶特 片殊 ，类 原型 理的 与离 多心 级泵 离， 心辐 泵射 相状 似的 。径 向
③齿轮泵流量均匀，尺寸小而轻便，结构简
单紧凑，坚固耐用，维护保养方便，扬程高 而流量小，适用于输送黏稠液体以至膏状物， 如润滑油、燃烧油，可作润滑油泵、燃油泵、 输油泵和液压传动装置中的液压泵。 ④齿轮泵不宜输送黏度低的液体，不能输送 含有固体粒子的悬浮液，以防齿轮磨损影响 泵的寿命。由于齿轮泵的流量和压力脉动较 大及噪声较大，而且加工工艺较高，因此不 易获得精确的配合。
（四）流量调节
同离心泵一样，往复泵的工作点也是由泵的
特性曲线及管路的特性曲线决定的。 但由于往复泵的正位移特性 所谓正位移性， 工作点只能落在Q＝常数的垂直线上
是指流量与管路 无关，压头与流 因此，要改变往复泵的送液能力，只能采用 量无关的特性
旁路调节法或改变往复频率及冲程的方法。
①齿轮泵也属于容积式泵，具有正位移特性，
其流量小而较均匀，扬程高，流量比往复泵 均匀； ②齿轮泵采用与往复泵相似的方法调节；由 于齿轮啮合间容积变化不均匀，流量也是非 常不均匀的，产生的流量与压力是脉冲式的。 齿数越少，流量脉动率越大，这既会引起系 统的压力脉动，产生振动和噪声，又会影响 传动的平稳性。
三、螺杆泵
动画 与齿轮泵相似，用两根相互啮合螺杆推动液体作轴向移动
螺杆泵属于转子容积泵，按螺杆根数，通常
可分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵和五 螺杆泵等几种，它们的工作原理基本相似， 只是螺杆齿形的几何形状有所差异，适用范 围有所不同。
图中所示为单Biblioteka Baidu 杆泵， 螺杆在具有内螺 纹的泵壳中偏心 转动，将液体沿 轴向推进，最终 由排出口排出。
计量泵（一种往复泵）
隔膜泵
单隔膜泵
双隔膜泵
（三）往复泵的主要性能
主要性能参数也包括流量、扬程、功率与效率
1．流量
往复泵的流量是不均匀的 但双动泵要比单动泵均匀，而三联泵又比双动泵 均匀。 从工作原理不难看出，往复泵的理论流量只与活 塞在单位时间内扫过的体积有关，因此往复泵的 理论流量只与泵缸数量、泵缸的截面积、活塞的 冲程、活塞的往复频率及每一周期内的吸排液次 数等有关。
任务十一
一、往复泵 二、齿轮泵 三、螺杆泵
其它类型泵
四、旋涡泵
一、往复泵
（一）结构和 作用原理
主要部件： 泵缸、 活塞、
泵缸、活塞及阀门间的空间称为工作室。
活塞杆、
吸入阀、
排出阀
工作原理( 录像)：活塞 移动活塞在泵内左 右移动的端点叫 向右移动 工作室容积 “死点”，两“死 形成低压 排出阀 点”间的距离为活 门关阀，吸入阀门打开 塞从左向右运动的 最大距离，称为冲 液体吸入
•双动泵即活塞两侧都装有吸入阀和排出 阀，使吸液、排液同时进行。
三联泵
三台单动泵的组 合，排液周期相 差1/3。
（二）往复泵的类型
化工生产中还有包括活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、计 量泵等等。 其中计量泵和隔膜泵是两种特殊的往复泵。 计量泵是一种可以通过调节冲程大小来精确输送一 定量液体的往复泵； 隔膜泵则是通过弹性薄膜将被输送液体与活塞（柱） 隔开，使活塞与泵缸得到保护的一种往复泵，用 于 输送腐蚀性液体或含有悬浮物的液体；而隔膜式计 量泵则用于定量输送剧毒、易燃、易爆或腐蚀性液 体； 比例泵则是用一台原动机带动几个计量泵，将几种 液体按比例输送的泵。
三螺杆泵
螺杆泵在启动前应将排液管路中的阀门全部
打开，泵的安装高度也必须低于其允许值， 在缺乏数据时可根据吸上真空度计算，计算 方法与离心泵相同。
由于螺杆泵的流量也与排出压力无关，因此
流量调节也采用旁路调节法。
螺杆泵的特点和应用
①压力和流量稳定，脉动很小。液体在泵内做连续 而均匀的直线流动，无搅拌现象。 ②螺杆越长，则扬程越高。三螺杆泵具有较强的自 吸能力，无需装置底阀或抽真空的附属设备。 ③相互啮合的螺杆磨损甚少，泵的使用寿命长。 ④泵的噪声和振动极小，可在高速下运转。 ⑤结构简单紧凑、拆装方便、体积小、重量轻。 ⑥适用于输送不含固体颗粒的润滑性液体，可作为 一般润滑油泵、输油泵、燃油泵、胶液输送泵和液 压传动装置中的供压泵。在合成纤维、合成橡胶工 业中应用较多。
图中所示的双螺杆泵
实际上与齿轮泵十分
相似，它利用两根相 互啮合的螺杆来排送 液体。液体从螺杆两 端进入，由中央排出。
图中为三螺杆泵的结构， 其主要零件是一个泵套和 三根相互啮合的螺杆，其 中一根与原动机连接的称 主动螺杆(简称主杆)，另 外两根对称配置于主动螺 杆的两侧，称为从动螺杆。 这4个零件组装在一起就 形成一个个彼此隔离的密 封腔，把泵的吸入口与排 出口隔开。当主动螺杆转 动时，密封腔内的液体沿 轴向移动，从吸入口被推 至排出口。
对于单动往复泵，其理论流量为
式中 QT ——往复泵的理论流量，m3/s； A——活塞的横截面积，m2 ； S——活塞的冲程，m； i——泵的缸数； F——活塞的往复频率，1/s。
对于双动往复泵，其理论流量为
式中 a——活塞杆的横截面积，m2 ；
往复泵的理论流量与 管路特性无关， 即无论在什么扬程下 工作，只要往复一次， 泵就排出一定体积的 液体。 由于密封不严造成泄 漏、阀启闭不及时， 并随着扬程的增高， 液体漏损量加大等原 因，实际流量要比理 论值小。
工作时，液体在叶片间反复运动，多次接受原动
机械的能量，因此能形成比离心泵更大的压头， 而流量小，
其扬程范围从15m至132m、流量范围从
0.36m3/h到16.9m3/h。
由于流体在叶片间的反复运动，造成大量能量损
失，因此效率低，约在15～40％。
旋涡泵适用于输送流量小而压头高、无腐蚀性和
1．旁路调节法 是通过增设旁路的方法来 实现流量调节的，这种调 节方法简便可行。 旁路调节的实质不是改变 泵的总送液能力，而是改 变流量在主管路及旁路的 分配。 这种调节造成了功率的损 耗，在经济上是不合理的， 但生产中却常用。
2．调节活塞的冲程或往复频率
调节活塞的冲程或往复频率都能达到改变往
具有腐蚀性的无固体颗粒的液体。
旋涡泵
Q-H、Q-曲线与离心泵相似。 Q-N曲线与离心泵相反，Q N 故旋涡泵开车 应打开出口阀。 回流支路调节流量。 启动泵前先灌泵。
特点： Q小、H高； 效率低；
体积小、结构简单