泵和泵站第三章其它水泵.ppt
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1、第三章 其它水泵,3.1 射流泵3.2 气升泵3.3 往复泵3.4 螺旋泵3.5水环式真空泵3.6插桶泵3.7离心式风机与轴流式风机,3.1 射流泵,3.1.1 工作原理,1.喷嘴2.吸入室3.混合管4.扩散管5.吸水管6.压出管,H1:喷嘴前工作液体具有比能(mH2O);H2:射流泵出口处液体具有比能射流泵的扬程(mH2O);Ql:工作液体的流量(m3s);Q2:被抽液体的流量(m3s);F1:喷嘴的断面积(m2);F2:混合室的断面积(m2),射流泵,射流泵,射流泵的性能参数,射流泵参数选取表,3.1.2 射流泵优点、缺点优点:构造简单、尺寸小、重量轻、价格便宜;便于就地加工,安装容易,维
2、修简单;无运动部件,启闭方便,当吸水口完全露出水面后,断流时无危险;可以抽升污泥或其它含颗粒液体;可与离心泵联合串联下作从大口井或深井中取水。缺点:效率较低。,3.1.3 射流泵的应用用作离心泵的抽气引水装置。在水厂中利用射流系来抽吸液氯和矾液,俗称“水老鼠”。在地下水除铁曝气的充氧工艺中,利用射流泵作为带气、充气装置,以达到充氧目的。作为生物处理的曝气设备及气浮净化法的加气水设备。与离心泵联合工作以增加离心泵装置的吸水高度。在土方工程施工中,用于井点来降低基坑的地下水位等。,射流泵抽吸浮渣,射流泵与离心泵联合工作,3.2 气升泵,3.2.1 工作原理1.扬水管2.输气管3.喷嘴4.气水分离箱
3、5.排气孔6.井管7.伞形钟罩,气升泵,根据连通管原理w:水的容重(kgm3);m:扬水管内水气乳液的容重(kgm3);h1:井内动水位至喷嘴的距离,称为喷嘴淹没深度(m)。h提升高度(m)。只要wh1mH时,水气乳液就能沿扬水管上升至管口而溢出,气升泵就能正常工作。,气升泵,h1为常数时,水气乳液上升高度h取决于m的大小,当m足够小时,h趋向于无穷大,此时可以作出h-m曲线,如右图黑线所示,但是通过实验可知道当m小到一个临界值m时,再减小m就会引起升水高度的减小;反之当m一定时,要增大h必须使h1增大。,3.2.2 气升泵装置总图1、空气过滤器:空气压缩机的吸气口;2、空气压缩机;3、风罐:
4、使空气在罐内消除脉动,均匀地输送到扬水管;4、输气管、喷嘴:喷嘴的作用是在扬水管内造成水气乳液;5、井管;6、扬水管;7、气水分离箱。,3.2.3 气升泵优点、缺点及应用优点:井孔内无运动部件,构造简单,工作可靠,在实际工程中,不但可用于井孔抽水,而且还可用于提升泥浆、矿浆、卤液等。缺点:气升泵与深井泵相比,效率低。应用:对于钻孔水文地质的抽水试验,石油部门的“气举采油”以及矿山中井巷排水等方面,气升泵的应用常具有独特之处。,3.3 往复泵,3.3.1工作原理 1.原理:往复泵是依靠活塞在泵缸内往复运动来改变工作室容积,从而达到吸入和排出液体的目的。活塞往复运动,在泵缸中造成容积的变化并形成负
5、压和正压,完成一次吸入和排出。2.结构:由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀(活门)构成,3.种类:单动往复泵、双动往复泵、三动往复泵。,单动往复泵的工作原理图,对单动泵,对双动泵,活塞从左端点到右端点的距离叫行程或冲程。活塞往复一次,只吸入和排出液体各一次的泵,称为单动泵。由于单动泵的吸入阀和排出阀均装在活塞的一侧,吸液时不能排液,因此排液不是连续的。为了改善单动泵流量的不均匀性,多采用双动泵或三动泵。3.3.2往复泵的特点往复泵与离心泵相比,具有以下特点:1.流量:往复泵的流量只与泵本身的几何形状和活塞的往复次数有关,而与泵的压头无关。无论在什么压头下工作,只要往复一次,泵就排出一定的液
6、体。其理论流量:,单动泵流量曲线,双动泵流量曲线,三动泵流量曲线,往复泵的特性曲线图,2.扬程:往复泵的扬程与泵的流量无关,只要泵的机械强度及原动机的功率允许,输送系统要求多高的扬程,往复泵就能提供多大的扬程。但由于活门不能及时启闭和活塞环密封不严等原因造成液体泄露,形成了容积损失。往复泵的容积效率v,小型泵(Q 0.130 m3/h):0.850.90中型泵(Q 30300 m3/h):0.900.95大型泵(Q 300 m3/h):0.950.99,由于容积损失,流量 Q 在扬程较高时会随扬程的升高略微减小。,(Q-H)T,(Q-H),3.往复泵的工况点:结合管道系统特性曲线,可确定往复泵
7、的工况点(1点)。往复泵的流量与管道系统特性曲线无关,所提供的扬程完全取决于管路情况(具有这种特性的泵称为正位移泵)。,4.引水:往复泵的低压是靠工作室的扩张来造成的,所以在开动之前,泵内无须充满液体,往复泵有自吸作用。但往复泵的吸上真空高度也随泵安装地区的大气压强、输送液体的性质和温度而变,所以往复泵的吸上高度也有一定的限制。5.流量调节:在往复泵出口安装调节阀不能调节流量,且扬程随阀门开启度减小而增大。若出口阀完全关闭则会使泵的压头剧增,当超过泵的机械强度或发动机的功率限制,设备将受到损坏。所以往复泵必须开闸运行,管路上的阀门只是往复泵检修或停机时隔离之用。,往复泵常用的节流调节措施有:旁
8、路流程:泵总流量不变,部分液体经旁路回到泵的进口,减小主管路系统流量。这种调节不经济,只适用于变化幅度小的经常性调节。变速电机:改变活塞行程或改变驱动机的转速。带有变速装置的电动往复泵采用改变转速来调节流量是一种较经济且常用的方法。,往复泵与离心泵比较表,往复泵和离心泵的比较,3.3.3往复泵的应用由于离心泵设计、制造工艺的发展很快,近代城市给水排水工程中,往复泵已经逐渐被离心泵取代。但在一些特殊场合往复泵仍有其独特作用1.工业部门的锅炉给水;2.输送粘性大的特殊液体;3.自吸能力要求较高的场合;4.一些需要高扬程、小流量的场合。,3S2 系列高压往复泵,3.4 螺旋泵,3.4.1 工作原理,
9、如图螺旋泵倾斜放置在水中,当电动机带动螺旋轴时,螺旋叶片下端与水接触,水就从螺旋叶片的P点进入叶片,水在重力作用下,随叶片下降到Q点,由于转动时的惯性力,叶片将Q点的水又提升至R点、而后在重力作用下,水又下降至高一级叶片的底部如此不断循环,水沿螺旋轴被一级一级地往上提起。,3.4.2 螺旋泵装置螺旋泵主要由电动机、变速装置、泵轴、叶片、轴承座、泵外壳等六部分组成。主要参数:1.倾角():指螺旋泵轴对水平面的安装夹角,倾角太大,流量减小。2.泵壳与叶片的间隙:间隙越小,水流失越少泵效率越高。3.转速(n):D2400mm时,可达90r/min,400 D21m时,转速可达50r/min,D24m
10、时,转速低于20r/min。4.扬程(H):螺旋泵是低扬程水泵。扬程低、效率高。扬程太高时,泵轴过长,挠度大,制造运行都不利,同时螺旋泵的流失量会增大,流量会减小。,5.泵直径(D):泵的流量取决于泵直径。一般认为:泵直径越大,效率越高;泵直径与泵轴直径之比以2:1为宜;如果比例不当,叶片直径大,轴径过小,泵在旋转时产生离心力,被螺旋泵带上的水反而不多,反之,盛水空间小,效率低。6.螺距(S):S=/Z沿螺旋叶片环绕泵轴呈螺旋形旋转360度所经轴向距离,即为一个螺旋导程。Z 螺旋头数,即叶片数,一般为14片左右,大型螺旋泵一般采用1片,小型采用24片。最佳DS1,即直径为1m时,其螺距也宜为1
11、m。7.流量(Q),流量,叶片的扬水断面率,3.4.3 螺旋泵优缺点优点:1.提升流量大,省电。2.螺旋泵只要叶片接触水面就可把水提升上来。3泵站设施简单,减少土建费用。4.不需要设格栅,可直接提升杂粒、木块、碎布等。5.结构简单、制造容县,维修简单。6.转速较小,提升活性污泥,对绒絮破坏较少。缺点:1.扬程一般不超过68m,在使用上受到限制。2.不适用于水位变化较大的场合:3.螺旋泵必须斜装,占地较大。,螺旋泵的应用,3.5 水环式真空泵,3.5.1水环式真空泵构造和工作原理图示1、图示2叶轮与泵壳成偏心,泵壳内充一定量的水,叶轮旋转使水形成环,相邻叶片旋转时与水环形成的空间(即气室)变大即
12、进气,空间变小即空气被压缩,然后排气。旋转过程中,所有气室往复进气、压缩、排气的过程。3.5.2水环式真空泵的性能1.型号意义(主要有SZ、SZB、SZZ)S水环式;Z真空泵;B悬臂式。SZZ电机与真空泵为直联式,SZ型水环式真空泵性能曲线图,2.水环式真空泵的性能曲线,3.水环式真空泵的优点:结构简单,制造精度要求不高,容易加工;结构紧凑,泵的转数较高,一般可与电动机直联,无须减速装置,故用较小的结构尺寸,可以获得较大的排气量,占地面积也小。压缩气体基本上是等温的,即压缩气体过程温度变化很小。吸气均匀,工作平稳可靠,操作简单,维修方便。4.水环式真空泵的缺点:效率低,一般在30%左右,最高的
13、可达50%。真空度低,这不仅是因为受到结构上的限制,更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水做工作液,极限压强只能达到20004000Pa。用油做工作液,可达130Pa。,5.水环式真空泵的选择在给水排水工程中,真空泵主要用于离心泵引水。真空泵抽气量;漏气系数,一般取1.051.10;泵站中最大一台泵的泵壳容积 吸水管中的空气体积;引水时间,一般不超过5分钟。,3.6插桶泵,是一种可移动的液体输送设备。主要类型有实验室用插桶泵、防爆型插桶泵、非防爆型插桶泵、电动插桶泵、气动插桶泵、罐用插桶泵等。,1.原理由便携式单相电机带动传动轴旋转抽吸液体或采用气动马达通过气压差的作用,使活塞上下运动,带动
14、导料活塞开闭起到提料的作用。,使用插桶泵前,使用插桶泵后,TM型插桶泵抽送粘性液体,2.使用方法:先将导料管正确放入所要输送的料桶内;将耐腐蚀软管连接出料口接至送料地点;进气阀呈关闭状态,然后启动电机或连接气源。调节进气阀进气阀,使流量符合要求。3.优缺点:具有防爆、耐腐、防沉、低噪音等优点;可移动,动力适用范围广,可用电、气;价格便宜,操作简单,易于拆卸修理。,3.7离心式风机与轴流式风机,风机:我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称,包括通风机,鼓风机。气体压缩和气体输送机械是把旋转的机械转换为气体压力能和动能,并将气体输送出去的机械。风机主要由风叶、百叶窗、开窗机构、电机、皮带轮、进风罩
15、、内框架、机壳、安全网等部件组成。开机时由电机驱动风叶旋转,并使开窗机构打开百叶窗排风。停机时百叶窗自动关闭。工业上常用通风机按其结构形式有轴流式和离心式两类。,3.7.1离心式风机1.离心式风机的分类:离心式通风机的应用十分广泛,按其产生风压可分为:低压离心通风机:出口风压小于1.0kPa(表压),主要用于送风系统或空调系统。中压离心通风机:出口风压1.03.0k Pa(表压),主要用于除尘系统、管网较长阻力较大的通风系统高压离心通风机:出口风压3.015.0k Pa(表压),主要用于锻冶设备的强制通风及某些气力输送系统。,2.离心式风机的构造离心式风机主要工作部件有:叶轮、机壳、风机轴、和
16、吸入口等,叶轮:离心式风机的叶轮和轴流式风机的叶轮基本一致,主要由前盘、后盘和轮毂组成前向(前弯)叶片叶轮:叶片出口安装角度290o的叶片称为前,向(前弯)叶片。图(1)为前向叶轮,图(2)为多叶前向叶轮。径向叶片叶轮:叶片出口安装角度290o的叶片称为径向叶片,图(3)为曲线型径向叶轮,图(4)为直线型径向叶轮。后向(后弯)叶片叶轮:叶片出口安装角度290o的叶片称为后向(后弯)叶片,图(5)为薄板后向叶轮,图(6)为中空机翼型后向叶轮。,前向叶轮,多叶前向叶轮,曲线型径向叶轮,直线型径向叶轮,薄板后向叶轮,中空机翼型后向叶轮,风机壳离心式风机机壳与离心式水泵泵壳类似,都成蜗壳型,主要作用是
17、收集来自叶轮的气体,并将部分动压转换为静压,最后将气体导向出口。蜗壳旋转方向按叶轮旋转方向做成右旋或左旋两种。,购买风机时我们应注明出风口的位置。目前研制生产的新型风机能在一定的范围内转动,以适用用户对风口方向的不同需要。风机壳的材料:钢板、玻璃钢、塑料板等。断面形式有方形和圆形两种,中低压风机呈方形,高压风机呈圆形。,吸入口风机的 吸入口又称为集流器,是连接风机与管路的部件。吸入口的作用是保证气流能均匀地充满叶轮进口截面,降低流动损失。离心式通风机主要有以下几种形式。,机壳,叶轮,圆锥形吸入口,圆筒形吸入口,圆弧形吸入口,双曲线形吸入口,支撑与传动方式:风机的支撑包括风机轴、轴承和风机座。我
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