化工原理 第二章 其他类型化工用泵

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转运动转变成活塞的往复运动。
2015-6-13
【连杆的结构】 小头连接活塞; 大头连接飞轮(曲轴
)。
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连 杆 与 活 塞 的 连 接
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连 杆 实 物 图
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连 杆 与 曲 轴 的 连 接
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直 接 带 动 连 杆 的 飞 轮
下。
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【几点讨论】
(1)流量的不均匀性
【原因】往复泵的瞬时流量取决于活塞截面积与活
塞瞬时运动速度之积,由于活塞运动瞬时速度的不
断变化,使得它的流量不均匀。 【解决方法】①采用多缸泵(如三联)是提高流量
均匀性的一个办法,多缸泵的瞬时流量等于同一瞬
时各缸流量之和,只要各缸曲柄相对位置适当,就
(3)一般不设出口阀,即使有出口阀,也不能在
其关闭时启动。
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二、齿轮泵
1、齿轮泵的结构 (1)泵壳内有两个齿 轮; (2)一个用电动机带 动旋转(主动轮); (3)另一个被啮合着 向相反方向旋转(从 动轮)。
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齿 轮 泵 的 外 壳
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泵轴 泵盖 垫片 泵壳
(2)双动泵 【特点】活塞两侧都装有阀室,活塞的每一次行程 都在吸液和向管路排液,因而供液连续。
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双动往复泵总装图
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【双动往复泵的结构及工作原理】
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双 动 往 复 泵 实 物 图
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双 动 往 复 泵 实 物 图
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往 复 泵 实 物 图
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电动机 飞 轮 出口阀 活塞杆
单 动 往 复 泵 总 装 图
曲 轴 连 杆 活塞 泵缸
进口阀
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2、往复泵的工作原理 ①活塞由电动的曲轴连杆机构带动,把曲轴的旋转 运动变为活塞的往复运动;
泵缸 连杆 曲轴
活塞
活塞杆
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【曲轴连杆机构的结构及工作原理】
(3)三联泵 【结构及特点】三联泵实质上为三台单动泵并联构
成,是将三台单动泵连接在同一根曲轴的三个连杆
(曲柄)上,各台泵活塞运动的相位差为2п/3,其 排液量比较均匀。
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三 联 柱 塞 泵 结 构 图
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三联柱塞泵
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虽然是不均匀的,但
在一段时间内输送的 液体量却是固定的, 仅取决于活塞面积、 冲程和往复频率。
qv理 A S n
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5、往复泵的压头(扬程) 【无限制】因为是靠挤压作用压出液体,往复泵的 压头理论上可以任意高。 【有限制】但实际上由于构造材料的强度有限,泵 内的部件有泄漏,故往复泵的压头仍有一限度。而 且压头太大,也会使电机或传动机构负载过大而损
液 体 的 进 、 出 口
出口
进口
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【作用】吸入口和排出口之 间由间壁(隔舌)隔开。
隔舌
旋 涡 泵 的 隔 舌
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旋涡泵实物图
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旋 涡 泵 实 物 图
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2 旋 涡 泵 的 工 作 原 理
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(形成漩涡),被叶片多次 拍击而获得较高能量。
可使流量较为均匀。
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②实际生产中,为了提高流量的均匀性,可以采用 增设空气室,利用空气的压缩和膨胀来存放和排出 部分液体,从而提高流量的均匀性。 空气室是一个充有空气
的容器,装在泵的吸入或
排出口附近,分别称为吸
入空气室和排出空气室。
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(2)流量的固定性 往复泵的瞬时流量
第二章
流体输送机械
第二节 其他类型化工用泵 一、往复泵 二、齿轮泵 三、漩涡泵
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其他类型化工用泵
类别 容积式 (正位移式) 设备名称
往复泵 旋转泵
性能及用途
以活塞的往复作用提供能量,排液 不均匀
以转子的排挤作用提供能量,流量 均匀,压头高,但送液量小。常见 的有齿轮泵、螺杆泵等
利用高压工作流体的喷射作用来输 送液体,构造简单,但产生压头小 ,效率低 利用压缩空气或惰性气体的压力输 送液体,无运动部件,适用于输送 腐蚀性液体,操作效率低 利用负压输送液体,无运动部件, 适用于输送腐蚀性液体,操作效率 低
吸入阀关闭,排出阀打开向
外排液。
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【几点说明 】 ①往复泵是依靠活塞的往复运动直接以压力能的形 式向液体提供能量; ②活塞在泵缸内两端间移动的距离称为行程(冲程 ); ③为耐高压,活塞和连杆往往用柱塞代替; ④往复泵在启动前不用灌泵,能自动吸入液体,即 有自吸能力。
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坏。
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【正位移特性】
(1)往复泵的理论流量是由单位时间内活塞扫过的
体积决定的(即与泵的特性有关),而与管路的特 性无关。 (2)往复泵提供的压头则只与管路的情况有关,与 泵的情况无关。管路的阻力大,则排出阀在较高的
压力下才能开启,供液压力必然增大;反之,压头
减小。
【定义】满足以上两种情况的特性称为正位移特性
三联泵的曲轴
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4、往复泵的流量 (1)理论平均流量qv理, m3/min 单动泵 双动泵
qv理 A S n qv理 (2 A a) S n
式中 A——活塞的截面积,m2; S——活塞的行程(冲程),m; n——活塞的往复频率,1/min; a——活塞杆的截面积,m2。
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1、旋涡泵的构造
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旋 涡 泵 的 叶 轮
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旋 涡 泵 叶 轮 的 构 造
叶轮是wk.baidu.com个圆盘,四周铣(Xi)有凹 槽,成辐射状排列。
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引液道
旋 涡 泵 的 引 液 道
叶轮和泵壳之 间形成引液道。
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(2)实际平均流量qv, m3/min 在泵的操作中,由于吸入阀和排出阀启、闭滞后
的漏液以及填料函处漏液,实际平均流量qv总是小
于理论平均流量qv理,二者之间的关系为:
qv v qv理
ηv——容积效率,一般约为0.9~0.97。但随着泵转
速增大,将受气蚀的影响而降低,有时可降至0.8以
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3、旋涡泵的特点 (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)由于泵内的旋涡流作用,流体摩擦损失增大,
所以旋涡泵的效率较低,一般为30%~40%。
喷射泵
流体作用式
酸 蛋
虹吸管
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一、往复泵
1、往复泵的结构 1—泵缸;
2—活塞;
3—活塞杆;
4—吸入阀;
5—排出阀; 其中吸入阀和排出阀均为 单向阀 。
往复泵装置简图
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电动机
单 动 往 复 泵 总 装 图
飞 轮 活塞杆
出口阀
曲 轴
连 杆
活塞
泵缸 进口阀
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齿轮
齿轮泵的分解结构图
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齿 轮 泵 的 内 部 结 构 图
主动轮 从动轮
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液 体 的 进 、 出 口
排出口 吸入口
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2、齿轮泵的工作原理
高压区 吸入口
低压区
排出口
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齿 轮 泵 实 物 图
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齿轮泵实物图
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【柱塞与活塞的区别 】 (1)柱塞的长度与直径比较大; (2)柱塞的加工精度高,柱塞和汽缸间的间隙很小 ,从而达到密封效果好; (3)由于柱塞加工精度要求高,制造成本也高; (4)柱塞由于密封面大,往往相对运动速度较低, 但输出压力大;
(5)因为柱塞所需润滑的要求,工作的温度也不能
太高。
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6、往复泵的流量调节
(1)旁路阀调节流量
【操作方法】泵的送液量不变,只是让部分被压出
的液体返回贮池,使主管中的流量发生变化。
【特点】这种调节方法很不经济,只适用于流量变
化幅度较小的经常性调节。
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(2)改变曲轴转速(n) 因电动机是通过减速装置与往复泵相连的,所以
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带 动 曲 轴 的 飞 轮
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通 过 皮 带 轮 转 动 的 飞 轮
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②当活塞从左向右运动时 ,泵缸内形成低压,排出阀 受排出管内液体的压力而关
闭;吸出阀由于受池内液压
的作用而打开,池内液体被 吸入缸内; ③当活塞从右向左运动时 ,由于缸内液体压力增加,
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(4)结构简单、加工容易,且可采用各种耐腐蚀的 材料制造。 (5)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。 (6)输送液体不能含有固体颗粒。
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(2)往复泵可用以输送粘度很大的液体,但不宜直
接用以输送腐蚀性的液体和有固体颗粒的悬浮液,
因泵内阀门、活塞受腐蚀或被颗粒磨损、卡住,都
会导致严重的泄漏。
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8、往复泵的操作
(1)由于往复泵是靠贮池液面上的大气压来吸入
液体,因而安装高度有一定的限制。
(2)往复泵有自吸作用,启动前不需要灌泵。
3、曲轴 4、连杆 14、飞轮
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曲轴连杆机构由活塞泵缸组、连杆组以及曲轴飞 轮组三个部分组成。其工作原理是: (1)电机通过皮带轮(传动轴)带动飞轮旋转,飞 轮带动曲轴旋转; (2)飞轮(曲轴)带动连杆(曲柄)大头作圆周运 动; (3)连杆(曲轴)小头带动活塞做往复运动。 【结论】曲柄连杆机构的作用是把飞轮(曲轴)的旋
3、往复泵的类型 (1)单动泵 【特点】活塞往复运动一次,吸、排液交替进行各
一次,输送液体不连续;因此,单动泵的流量是间
歇性的 。
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单 动 往 复 泵
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单 动 往 复 泵 实 物 图
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单 动 往 复 泵 实 物 图
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3、齿轮泵的特点 (1)能产生较高的扬程,流量较均匀; (2)适用于流量小、无固体颗粒的各种油类等黏性 液体的输送;
(3)构造简单、维修方便、价格低廉、运转可靠。
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三、旋涡泵
旋涡泵是一种特殊类型的离心泵,其工作原理和 离心泵相同,即: (1)依靠叶轮旋转产生的惯性离心力向通过泵内的 液体提供能量; (2)无自吸能力,启动前需向泵壳内灌满被输送液 体; (3)泵的其它操作特性和容积泵相似。
改变减速装置的传动比可以很方便地改变曲轴转速
,从而改变活塞的往复运动的频率,达到调节流量
的目的。
(3)改变活塞的行程(S) 在一定的转速下,改变偏心轮的偏心距,可以改 变活塞的行程,从而达到精确调节流量的目的。
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7、往复泵的特点
(1)往复泵的效率一般都在70%以上,最高可达
90%,它适用于所需压头较高的液体输送。
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