四章泵和阀门.ppt
《四章泵和阀门.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《四章泵和阀门.ppt(201页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第四章泵和阀门,第一节 泵一、概述(一)泵的定义通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力,即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。(二)泵的具体用途 泵的用途极其广泛,在国民经济各个领域都有极其重要的作用,是一种通用型很强的机械产品,国际和国内的生产量、流通量仅次于电机。泵的用途大致可分为:,1、城市供水 2、污水系统 3、土木、建筑系统 4、农业水利系统 5、电站系统 6、化工系统 7、石油工业系统 8、矿山冶金系统 9、轻工业系统 10、船舶系统,(二)泵的分类 1、按工作原理分(1)叶片泵 指工作时依靠叶轮旋转产生的离心力、轴向力或离心力-轴向力使液体增加压力而
2、输送液体的泵。,泵分类表(按工作原理分类),(2)容积泵 指依靠工作室容积的改变增加液体压力而输送液体的泵。(3)其他泵 指利用液体本身动能或电磁力作用等输送液体的泵。2、按用途分类 工业用泵 农业用泵 3、其他分类方法 按驱动方式分类 电动泵 水轮泵,按结构分类 单级泵 多级泵 按输送液体的性质分类 水泵 油泵 泥浆泵,(三)泵的基本参数 1、流量Q流量是泵在单位时间内输送出去的液体量(体积或质量)。体积流量用Q表示,单位是:m3/s,m3/h,l/s等。质量流量用Qm表示,单位是:t/h,kg/s。质量流量和体积流量的关系为:Qm=Q式中 液体的密度(kg/m3,t/m3),常温清水=10
3、00kg/m3。,2、扬程H扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)能量的增值。即一牛顿液体通过泵获得的有效能量。其单位是Nm/N=m,即泵抽送液体的液柱高度,习惯简称为米。对离心泵来说,它有三个扬程:实际吸水扬程、实际压水扬程和实际扬程,在没指明的情况下,一般认为扬程是指两水面的高度差,即图中的实际扬程。,实吸扬程、实压扬程、实际扬程示意图,3、转速和比转速(1)转速 转速是泵轴单位时间的转数,用符号n表示,单位是r/min。(2)比转速 比转速的定义式中:n,泵的转速;Q泵的流量;H扬程(多级泵取单级扬程);,比转速的含义 泵的比转速在数值上等于几何相似
4、的泵在流量为 0.075米/秒、扬程为1米时的转速,因此,对于相似泵,比转速是相等的;比转速并不具有转速的物理概念,它是由相似条件得出的一个综合性参数,但它本身不是相似准则。比转速是泵设计的计算参考。4、汽蚀余量NPSH汽蚀余量又叫净正吸头,是表示汽蚀性能的主要参数。汽蚀余量国内曾用h表示。,当泵叶片入口附近的最低压强等于或小于输送温度下液体饱和蒸汽压时,部分液体将在该处汽化并产生的汽泡,被液流带入叶轮内压力较高处凝结或破裂。由于凝结点处产生瞬间真空,造成周围液体高速冲击该点,产生剧烈的水击。现象:噪声大、泵体振动,流量、压头、效率都明显下降。严重时,泵不能正常工作设置叶片受损。防止措施:把离
5、心泵安装在恰当的高度位置上,确保泵内压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压。5、功率和效率泵的功率通常是指输入功率,即原动机传至泵轴上的功率,故又称为轴功率,用P表示;泵的有效功率又称输出功率,用Pe表示。它是单位时间内泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。,因为扬程是指泵输出的单位质量液体从泵中所获得的有效能量,所以,扬程和质量、流量及重力加速度的乘积,就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量,即泵的有效功率:式中泵输送液体的密度(kg/m3);泵输送液体的重度(N/m3);Q泵的流量(m3/s);H泵的扬程(m);g重力加速度(m/s2)。轴功率P和有效功率Pe之差
6、为泵内的损失功率,其大小用泵的效率来计量。泵的效率为有效功率和轴功率之比,用表示。,二、离心泵 由于其具有性能适用范围广(包括流量、压头及对介质性质的适应性)、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、故障少、寿命长、购置费和操作费均较低等突出优点,离心泵是工农业生产中应用最为广泛的泵。(一)离心泵的基本结构 离心泵的基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗牛形泵壳。泵的结构可概括为:具有若干个(通常为412个)后弯叶片的叶轮紧固于泵轴上,并一起装入泵壳中。,离心泵结构图,1、叶轮2、泵壳3、泵轴 4、吸入口5、吸入管6、单向底阀7、滤网8、排出口9、排出管10、调节阀 离心泵装置简图,1、叶轮(1)概
7、念 叶轮是把能量传递给液体的具有叶片结构的旋转体,是直接对泵内液体做功的部件。()叶轮的种类 A、按叶轮的机械结构分类 按机械结构叶轮分为三种 开式叶轮:仅有轮毂和叶片的叶轮 半开式叶轮:只有后盖板叶轮 闭式叶轮:带有前、后盖板的叶轮,闭式叶轮,半开式叶轮,开式叶轮 闭式和半闭式叶轮的强度较好 半闭式和开式叶轮适用于含有固体颗粒的悬浮液。但安装闭式叶轮和半开式叶轮的泵效率低。,B、按吸液方式分类 按吸液方式不同可将叶轮分为单吸式与双吸式两种。单吸式叶轮 双吸式叶轮,单吸式和双吸式叶轮特点对比分析 结构特点:单吸式叶轮结构简单,双吸式结构复杂,泵壳的结构也要交单吸式复杂。工作特点:单吸式叶轮只能
8、从一侧吸入液体,双吸式可同时从叶轮两侧对称地吸入液体,吸液能力大于单吸式;单吸式(闭式和半闭式)叶轮运转时会产生轴向推力;双吸式基本上可消除轴向推力。,单吸式叶轮轴向推力的产生和消除 轴向推力的产生 单吸式(闭式和半闭式)叶轮运转时一部分高压液体可漏入叶轮与泵壳之间的空腔中,因叶轮前侧液体吸入口处压强低,故液体作用于叶轮前、后侧的压力不等,便产生了指向叶轮吸入口侧的轴向推力。该力推动叶轮向吸入口侧移动,引起叶轮和泵壳接触处的摩损,严重时造成泵的振动,破坏泵的正常操作。改进措施 在叶轮后盖板上钻若干个小孔(称平衡孔),可减少叶轮两侧的压力差,从而减轻了轴向推力的不利影响,但同时也降低了泵的效率。
9、,C、按叶片的几何形状分类 根据叶轮上叶片上的几何形状,可将叶片分为后弯、径向和前弯三种。后弯叶片有利于液体的动能转换为静压能,故而被广泛采用。后弯叶片 径向叶片 前弯叶片,2、泵壳(1)结构 泵壳是一个愈接近液体的出口,截面积愈大的流道,因通常制成蜗牛形;故又称为蜗壳。这种泵也称为涡壳式离心泵。(2)作用 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,也是一个转能装置。,涡壳式离心泵,3、导轮(1)结构 位于泵
10、壳与叶轮之间的、带有固定叶片的叶轮。这种泵也称为导叶式离心泵。(2)作用 减少液体直接进入泵壳时因碰撞引起的熊量损失。(3)作用原理 由于导轮具有若干逐渐转向和扩大的流道,使流入泵壳的液体流速逐渐降低,使部分动能转换为静压能,减少了能量损失。,导叶式离心泵,4、轴封装置 作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的。,1、填料函壳 2、软填料 3、液封圈4、填料压盖 5、内衬套 填料密封装置,1、螺钉 2、传动带 3、弹簧 4、锥环
11、 5、动环密封圈 6、动环 7、静环 8、静环密封圈 9、防转销 机械密封装置,5、其他部件(1)底部单向阀 结构:多为一单向活门 作用:防止启动前灌入的液体从泵内流出 短时间停泵无需灌泵 防止停泵时管道中液体倒流导致泵的破坏;(2)出口调节阀 调节出口流量,(二)离心泵的工作原理 离心泵在启动前需先向壳内灌注被输送的液体(泵启动前预先充灌液体叫做灌泵),启动后泵轴带动叶轮一起旋转,迫使叶片间的液体旋转,液体在离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量,使流向叶轮外周的液体的静压强增高,流速增大,可高达1525m/s。液体离开叶轮进入泵壳后,因壳内流道逐渐扩大而使液体减速,部分动能转换成静
12、压能。于是,具有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路,被输送到所需的场所。,当液体自叶轮中心甩向外周时,在叶轮中心产生低压区。由于液面上方的压强大于泵吸入口的压强,流体被吸进叶轮中心。因此只要叶轮不断地旋转,液体便连续地被吸入和排出。由此可见离心泵之所以能输送液体,主要是依靠高速旋转的叶轮,液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。,气缚现象和灌泵 离心泵启动时,若泵内存有空气,由于空气密度很低,旋转后产生的离心力小,因而叶轮中心区所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内,虽启动离心泵也不能输送液体。此种现象称为气缚,由此可见,离心泵无自吸能力,所以在启动前必须向壳内灌满液体(灌泵)。,离心
13、泵实物图,(三)离心泵的分类和型号表示1、分类(1)按吸入口分类 A、单吸离心泵 液体只能从叶轮一侧吸入的泵。B、双吸离心泵 液体可从叶轮两侧吸入的泵。,S型单级双吸式离心泵,(2)按叶轮数分类 A、单级泵 只有一个叶轮的泵称为单级泵,其扬程通常为10200米,最高可达 1000米左右。B、多级泵 概念 有两个以上叶轮的泵称多级泵。结构和工作特点:结构较单级泵复杂;但液体流经一级叶轮,就会被加压一次,故扬程与级数成正比,最高可达4200米。,用途 常用于矿山排水和高层建筑给水。,结构示意图 实物图 多级泵,(3)按用途分类清水泵 用于输送物理、化学性质类似于水的清洁液体。最简单的清水泵为单级单
14、吸式,系列代号为“IS”,若需要的扬程较高,则可选D系列多级离心泵。若需要流量很大,则可选用双吸式离心泵,其系列代号为“Sh”。防腐蚀泵 用于输送酸、碱等腐蚀性液体的泵。耐腐蚀泵所有与液体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作。离心耐腐蚀泵有多种系列,其中常用的系列代号为F。,油泵 用于输送石油产品的泵,简称油泵。油泵系列代号为Y。因油类液体具有易燃、易爆的特点,因此对此类泵密封性能要求较高。输送200以上的热油时,还需设冷却装置。杂质泵 用于输送悬浮液及稠厚的浆液等的泵,其系列代号为P。杂质泵又分为污水泵、砂泵、泥浆泵等。杂质泵的主要结构特点是叶轮上叶片数目少,叶片间流道宽,部分型号泵壳内还衬有
15、耐磨材料。,污水泵的几种叶轮,2、离心泵的基本型号及其代号,IS 型单级单吸离心泵型号表示方法,S 型单级双吸清水离心泵型号表示方法,H型多级清水离心泵型号表示方法,DG型多级锅炉给水离心泵型号表示方法,离心污水泵型号表示方法,三、其他叶片泵(一)轴流泵1、概念 靠旋转叶轮的叶片对液体产生的作用力使液体沿轴线方向输送的泵。(因液体沿轴线方向输送,故名)2、用途 用于输送清水或物理化学性质类似于水的其他液体,温度不超过50。3、分类 按结构分类 立式、卧式、斜式,轴流泵结构示意图 实物图,几种轴流泵实物图,直径1.8米 直径6米 轴流泵转子,轴流泵转子 4.5米,按叶片的安装方式分类 固定 半调
16、节 全调节4、工作特点低扬程(一般不超过20M),流量大且变化范围大180360000(立方米)。5、型号表示方法,轴流泵型号表示方法,(二)混流泵 1、概念 混流泵是利用叶轮的离心力和轴向力联合输送液体泵。混流泵内液体的流动介于离心泵和轴流泵之间,液体斜向流出叶轮,即液体的流动方向相对叶轮而言即有径向速度,也有轴向速度。其特性也介于离心泵和轴流泵之间。混流泵内液流流向,2、混流泵的工作原理 混流泵的构造和工作原理兼有离心泵和轴流泵两种类型的特点的一种泵。叶轮被动力机械带动旋转时,叶片一方面推动液体、同时又驱使液体旋转产生离心作用。液体在叶片的推力和离心力的作用下产生流动和提高压力。液体又轴向
17、流入叶轮后沿叶片斜向流出。3、扬程和流量 扬程310.5米,流量0.150立米/秒 4、用途 常用于输送流量较大、扬程中等的场合。,5、分类(1)涡壳式混流泵 涡壳式混流泵的结构同离心泵相似,利用涡壳型流道将液流通过叶轮后获得的动能转换为压力能。一般中小型混流泵多采用涡壳式结构。(2)导叶式混流泵(也称斜流泵)导叶式混流泵的结构与轴流泵相似,具有径向尺寸小、结构简单、轻便等特点。导叶式混流泵的转子叶片多采用可调式。,混流泵由于启动功率低、能适应水位变化,20世纪70年代以来发展很快,在许多场合有取代大型轴流泵的趋势。立式混流泵(涡壳式),涡壳式混流泵,混流泵型号表示,(三)旋涡泵 1、概念 靠
18、旋转叶轮对液体的作用力,在液体运动方向上给液体以冲量来传递动能实现液体输送的泵。2、结构 叶轮为一外缘两侧有很多径向小叶片的等厚圆盘,在泵壳与叶片相对应的部位有一等截面的环形流道,整个流道被一隔舌分成吸、排两部分,分别与泵的吸、排管路相连。,漩涡泵结构图,旋涡泵工作原理图,3、工作原理 泵内液体随业轮旋转时产生一定的离心力,向外甩入泵壳中的环形流道,并在流道形状限制下逼迫回流,重新自叶片根部进入后面的另一叶道。因此,液体在叶片与环形流道之间的运动轨迹,对静止的泵壳来说是一种前进的螺旋线;而对于运动的叶轮来说则是一种后退的螺旋线。液体能连续多次进入叶片之间获得能量,直至最后被排出。旋涡泵因液体的
19、这种旋涡运动而得名。4、工作特点 旋涡泵的工作类似多级离心泵,但旋涡泵没有像离心泵壳或导叶那样的能量转换装置。,旋涡泵主要是通过多次连续做工的方式把能量传递给液体,所以能产生较高的压力。在能量传递过程中,由于液体多次撞击,能量损失较大,效率较低(2050)。5、用途 漩涡泵仅适用于要求小流量(140)、较高扬程(可达250)的场合,如消防、飞机加油车小锅炉给水等。漩涡泵可以输送高挥发性和含有气体的液体,但不用于输送粘度较大的液体和含有固体颗粒的不洁净液体。,W型单级旋涡泵是供吸送清水或物理化学性质类似于水的液体之用,使用液温不超过60,常用于锅炉给水,在造船、轻纺、化工、冶金、机械制造、水产养
20、殖、固定消防稳压、热交换机组、农业远程喷灌等部门等都有广泛的应用。漩涡泵,6、型号表示 旋涡泵型号表示方法,四、容积泵(一)概念 依靠工作元件在泵缸内作往复或回转运动,使工作容积交替的增大和缩小以实现液体的吸入和排出的泵。(二)常用容积泵 1、往复泵(1)概念 通过工作腔内元件(活塞、柱塞、隔膜、波纹管等)的往复位移来改变工作腔容积,从而使被输送液体按确定的流量排出的一种流体机械。,(2)分类 A、按传动方式分类 a、动力往复泵 由电动机或内燃机为原动机,通过曲柄连杆机构等带动活塞作往复运动的泵。最常见的是电动往复泵。b、直接作用往复泵 由蒸汽、压缩空气或压力油等直接驱动的泵。如蒸汽锅炉的给水
21、泵。,c、手动往复泵 依靠人力通过杠杆操纵使活塞作往复运动的泵。B、按活塞构造分类 a、活塞式往复泵 缸内主要工作部件是活塞 b、柱塞式往复泵 缸内主要工作部件是柱塞 柱塞于活塞的区别:柱塞得轴向尺寸较大 c、隔膜式往复泵 依靠膜片的鼓动达到吸、排液体的泵。,C、按泵的作用方式分类 a、单作用往复泵 指吸入阀和排除阀装在活塞一侧,活塞 往复一次只有一个吸入过程和一个排出过程的泵。b、双作用往复泵 指活塞两侧都装有吸入阀和排除阀,活塞 往复一次有两次吸入和两次排出的泵。,c、差动泵 指吸入阀和排除阀装在活塞一侧,活塞的另一侧工作室没有排除阀和吸入阀,但工作室与吸、排管路相通,活塞往复一次,有一次
22、吸入过程、两次排出过程或者两次吸入过程、一次排出过程的泵。D、按泵的缸数分类 单缸泵、双缸泵、多缸泵E、按泵的用途分类 计量泵、试压泵、船用泵、清洗用泵 注水泵,F、按泵的压力分类 低压泵:小于2.5MPa 中压泵:2.510MPa 高压泵:10100MPa 超高压泵:高于100MPa(3)往复泵的基本组成和原理 组成 传动部分 水力作用部分 泵缸、活塞、吸入阀、排出阀等,往复泵结构示意图,单作用电动柱塞泵装置图,工作原理 如图:当活塞向右运动时,泵缸工作室逐渐增大,缸内形成负压,排出阀在工作室与排出管内的压差的作用下关闭,而吸入阀在大气压力的作用下打开,液体经吸入管进入工作室,当活在至最右端
23、时此过程停止;当活塞向左运动时,工作室容积开始变小,泵内液体受到挤压,压力逐渐增高,将吸入阀关闭、排出阀打开,液体排出,当活塞至最左端时此过程停止。,4、型号表示 往复泵型号表示方法(泵的第一特征见p291表6-11),隔膜泵结构图,三缸电动单作用柱塞泵,3DP20型高压往复泵,气动隔膜泵 电动隔膜泵,活塞泵 齿轮泵 叶形转子泵,径向回转转子泵 轴向回转转子泵,气体升液泵,第二节 阀门一、概述(一)阀门的概念 阀门是用来控制管道或设备中的气体、液体等介质的、具有可动机构的机械产品的总称。(二)作用 控制管道启闭、介质流量与流向等。导流(改变液体或气体的流动方向)节流 防止倒流,分流 溢流、卸压
24、(三)阀门的分类 阀门产品的种类繁多,名称分类方法也不完全统一。常用的分类方法有以下几种。1、按公称压力分:真空阀 工作压力低于标准大气压的阀门 低压阀 公称压力1.6MPa 中压阀 压力为2.5、4.0、6.4MPa 高压阀 公称压力10MPa 超高压阀 公称压力 100MPa,2、按用途和作用分类 截断阀类:主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。调节阀类:主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。止回阀类:用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。分流阀类:用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水
25、阀等。安全阀类:用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。,3、按介质温度分类 高温阀:t 450 中温阀:120 t 450 常温阀:-40 t 120 低温阀:-100 t-40 超低温阀:t-100 4、按阀体材料分类 非金属材料阀门 陶瓷阀门 玻璃钢阀门 塑料阀门,金属材料阀门 铜合金阀门 铝合金阀门 铅合金阀门 钛合金阀门 蒙乃尔合金阀门 铸铁阀门 碳钢阀门 铸钢阀门 低合金钢阀门 高合金钢阀门,金属阀体衬里阀门 衬铅阀门 衬塑料阀门 衬搪瓷阀门5、通用分类法 这种分类方法既按原理、作用又按结构划分,是目前国际、国内最常用的分类方法。采用这种分类方法将阀门分为:闸阀 旋塞阀 球
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 四章泵 阀门
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5387387.html