泵的分类有哪些?
泵的种类繁多,结构各异,分类的方法也很多,常见的分类方法有:
(1)按泵工作原理分类
1)叶片泵:叶片泵是将泵中叶轮高速旋转的机械能转化为液体的动能和压能。由于叶轮中有弯曲且扭曲的叶片,故称叶片泵。根据叶轮结构对液体作用力的不同,叶片泵可分为:
①离心泵:靠叶轮旋转形成的惯性离心力而抽送液体的泵。
②轴流泵:靠叶轮旋转产生的轴向推力而抽送液体的泵。属于低扬程、大流量泵型,一般的性能范围:扬程1-12m;流量0.3-65m3/s,比转数500-1600。
③混流泵:叶轮旋转既产生惯性离心力又产生轴向推力而抽送液体的泵。
2)容积泵:利用工作室容积周期性的变化来输送液体。有活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。
3)其他类型泵:有射流泵、水锤泵、电磁泵等。
(2)离心泵分类
离心泵按结构形式分类:
①按主轴方位分类:
a.卧式泵:主轴水平放置;
b.斜式泵:主轴与水平面呈一定角度放置;
c.立式泵:主轴垂直于水平面放置。
②按叶轮的吸入方式分类:
a.单吸泵:液体从一侧流入叶轮,单吸叶轮;
b.双吸泵:液体从两侧流入叶轮,双吸叶轮。
③按叶轮级数分类:
a.单级泵:泵轴只装一个叶轮;
b.多级泵:同一泵轴上装有两个或两个以上叶轮,液体依次流过每级叶轮。
④按泵壳体剖分方式分类:
a.分段式泵:壳体按与主轴垂直的平面剖分;
b.节段式泵:在分段式多级泵中,每一段泵体都是分开的;
c.中开式泵:壳体从通过泵轴轴心线的平面上分开,按剖分平面的方位又分为:水平中开式泵:剖分面是水平面,为卧式泵;垂直中开式泵:剖分面与水平面垂直,为立式泵;斜中开式泵:剖分面与水平面呈一定夹角,为斜式泵。
⑤按泵体的形式分类:
a.蜗壳泵;
b.双蜗壳泵。
⑥特殊结构形式的泵:
a.潜水电泵:泵和电动机制成一体,能潜入水中工作,泵体一般为单级或多级立式离心泵和轴流泵。
b.液下泵:属单级或多级立式离心泵,电动机、泵座位于液面上部,泵体淹没在液体中,电动机通过长传动轴带动叶轮旋转。主要用于食品等行业。
c.管道泵:直接安装在水平管道中或竖直管道中运行,泵的进口和出口在一条直线上,且多数情况下进口与出口的口径相同,适用于工业系统中途加压、空调循环水输送及城市高层建筑给水。
d.屏蔽泵:电动机和泵合为一体,采用电动机和泵共轴形式,电动机内外转子之间采用屏蔽套隔离开,泵除进出口外,在结构上完全封闭,保证泵输送液体时的绝对不泄漏。
e.磁力泵:电动机的动力通过磁性联轴器传递给泵,其中磁性联轴器的内转子磁钢带动叶轮,磁性联轴器的内、外磁钢之间采用隔离套,和屏蔽泵一样也是无密封、无泄漏泵型。
f.自吸泵:首次向泵中灌入少量液体,起动后可自行上水的泵,多为卧式离心泵、旋涡泵等。在喷灌中应用较多。
g.高速泵:从泵工作原理来分有高速部分流切线泵和高速离心泵两种结构形式。从变速方式分有通过电动机变频直驱式高速泵和增速箱的高速泵。电动机变频直驱式转速在900r/min以下,由变速箱使泵主轴增速,转速可以更高,但最高转速也不超过24000r/min。
h.直联泵:泵利用动力机轴做主轴,省去泵悬架部分。
i.深井泵:属多级立式离心泵,用来取地下水的设备,电动机、泵座位于井口上部,泵体淹没在井下水中,电动机通过与输水管同心的长传动轴带动叶轮旋转。供以地下水为水源的城市及农田灌溉之用。
j.水轮泵:由水轮机和水泵按一定方式组成的提水机械。以水头带动水轮机转动,以此为动力,驱动水泵叶轮旋转,从而达到提水的目的。
(3)轴流泵分类
1)按泵轴的安放方式分类:
①立式轴流泵:主轴垂直于水平面放置;
②卧式轴流泵:主轴水平放置;
③斜式轴流泵:主轴与水平面呈一定角度放置。
2)按叶轮在轮毂体上的固定方式分类
①固定叶片式轴流泵:叶片角度固定不可调,多用于小型轴流泵;
②半调式叶片轴流泵:停机时可拆下叶轮调节叶片角度;
③全调式轴流泵:通过调节机构,泵在运行中可以自行调节叶片角度;
(4)混流泵分类
混流泵有蜗壳式混流泵和导叶式混流泵两种。
1)蜗壳式混流泵:外形与结构方式与单级单吸离心泵相似;
2)导叶式混流泵:外形与结构方式与轴流泵相似。
(5)容积泵分类
容积式泵按工作元件作往复运动或回转运动可分为往复泵和回转泵两类。
通过活塞、柱塞工作元件作往复运动的容积式泵称为往复泵。通过齿轮、螺杆、叶轮转子或滑片等工作元件的旋转来产生工作腔的容积变化使液体不断地从吸入侧转移到排出侧的泵称为回转泵。如齿轮泵、螺杆泵、液环泵、挠性叶轮泵、旋转活塞泵、径向或轴向回转柱塞泵等。
一、离心泵的工作原理
图2-1所示为一个安装在管路上的离心泵。主要部件有叶轮1与泵壳2等。具有若干弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内,并紧固于泵轴3上。泵壳中央的吸水口4与吸水管路5相连接,侧旁的排出口8与排出管路9相连接。
离心泵一般用电动机带动,在启动前需向壳内灌满被输送的液体。启动电动机后,泵轴带动叶轮一起旋转,充满叶片之间的液体也随着转动,在离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量,使叶轮外缘的液体静压强提高,同时也增大了流速,一般可达15~25m/s,即液体的动能也有所增加。液体离开叶轮进入泵壳后,由于泵壳中流道逐渐加宽,液体的流速逐渐降低,又将一部分动能转变为静压能,使泵出口处液体的压强进一步提高,于是液体以较高的压强,从泵的排出口进入排出管路,输送至所需的场所。
当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时,在中心处形成了低压区,由于贮槽液面上方的压强大于泵吸入口处的压强,在压强差的作用下,液体便经吸入管路连续地被吸入泵内,以补充被排出液体的位置。只要叶轮不断地转动,液体便不断地被吸入和排出。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。
离心泵启动时,如果泵壳与吸入管路内没有充满液体,则泵壳内存有空气,由于空气的密度远小于液体的密度,产生的离心力小,因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内,此时虽启动离心泵也不能输送液体,此种现象称为气缚,表示离心泵无自吸能力,所以启动前必须向壳体内灌满液体。若离心泵的吸入口位于吸液贮槽液面的上方,在吸入管路的进口处应装一单向底阀6和滤网7。底阀是防止启动前所灌入的液体从泵内漏失,滤网可以阻拦液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。靠近泵出口处的排出管路上装有调节阀10,以供开车、停车及调节流量时使用。
图2-1 离心泵装置简图
1-叶轮;2-泵壳;3-泵轴;4-吸入口;5-吸入管;6-底阀;7-滤网;8-排出口;9-排出管;10-调节阀
二、离心泵的主要部件
离心泵最主要的部件为叶轮、泵壳与轴封装置,下面分别简述其结构和作用。
(1)叶轮 叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体,使液体的静压能和动能均有所提高。
离心泵的叶轮如图2-2所示,叶轮内有6~12片弯曲的叶片1。图中(a)所示的叶片两侧有前盖板2及后盖板3的叶轮,称为闭式叶轮。液体从叶轮中央的入口进入后,经两盖板与叶片之间的流道流向叶轮外缘,在这过程中液体从旋转叶轮获得了能量,并由于叶片间流道的逐渐扩大,故也有一部分动能转变为静压能。有些吸入口侧无前盖的叶轮,称为半闭式叶轮,如图中(b)所示。没有前、后盖板的叶轮,称为开式叶轮,如图中(c)所示,半闭式与开式叶轮可用于输送浆料或含有固体悬浮物的液体,因取消盖板后叶轮流道不容易堵塞,但也由于没有盖板,液体在叶片间运动时容易产生倒流,故效率也较低。
图2-2 离心泵的叶轮
(a)闭式;(b)半闭式;(c)开式
闭式或半闭式叶轮在工作时,有一部分离开叶轮的高压液体漏入叶轮与泵壳之间的两侧空腔中去,而叶轮前侧液体吸入口处为低压,故液体作用于叶轮前、后两侧的压力不等,便产生了指向叶轮吸入口方向的轴向推力,使叶轮向吸入口侧窜动,引起叶轮与泵壳接触处磨损,严重时造成泵的振动。为此,可在叶轮后盖板上钻一些小孔(见图2-3(a)中的1)。这些小孔称为平衡孔,它的作用是使后盖板与泵壳之间的空腔中一部分高压液体漏到低压区,以减少叶轮两侧的压力差,从而起到平衡一部分轴向推力的作用,但同时也会降低泵的效率。平衡孔是离心泵中最简单的一种平衡轴向推力的方法。
按吸液方式的不同,叶轮还有单吸和双吸两种。单吸式叶轮的结构简单,如图2-3(a)所示,液体只能从叶轮一侧被吸入。双吸式叶轮如图2-3(b)所示,液体可同时从叶轮两侧吸入。显然,双吸式叶轮具有较大的吸液能力,而且基本上可以消除轴向推力。
图2-3 吸液方式(a)单吸式;(b)双吸式
(2)泵壳离心泵的泵壳又称蜗壳,因壳内有一个截面逐渐扩大的蜗牛壳形通道,如图2-4的1所示。叶轮在壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转,愈接近液体出口,通道截面积愈大。因此,液体从叶轮外缘以高速度被抛出后,沿泵壳的蜗牛形通道向排出口流动,流速便逐渐降低,减少了能量损失,且使部分动能有效地转变为静压能。所以泵壳不仅作为一个汇集由叶轮抛出液体的部件,而且本身又是一个转能装置。
为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞,在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动而带有叶片的圆盘。这个圆盘称为导轮,如图2-4中的3所示。导轮具有很多逐渐转向的流道,使高速液体流过时能均匀而缓和地将动能转变为静压能,从而减少能量损失。
图2-4 泵壳与导轮1-泵壳;2-叶轮;3-导轮
(3)轴封装置泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。轴封的作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出,或者防止外界空气以相反方向漏入泵壳内。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。
普通离心泵所采用的轴封装置是填料函,俗称盘根箱,如图2-5所示。图中1是和泵壳连在一起的填料函壳;2是软填料,一般为浸油或涂石墨的石棉绳;4是填料压盖,可用螺钉拧紧,使填料压紧在填料函壳与转轴之间,以达到密封的目的;5是内衬套,用来防止填料挤入泵内。由于泵壳与转轴接触处可能是泵内的低压区,为了更好地防止空气从填料函不严密处漏入泵内,故在填料函内装有液封圈3。如图2-6所示,液封圈是一个金属环,环上开了一些径向的小孔,通过填料函壳上的小管可以和泵的排出口相通,使泵内高压液体顺小管流入液封圈内,以防止空气漏入泵内,所流入的液体还起到润滑、冷却填料和轴的作用。
图2-5 填料函
1-填料函壳;2-软填料;3-液封圈;4-填料压盖;5-内衬套
图2-6 液封圈
对于输送酸、碱以及易燃、易爆、有毒的液体,密封的要求就比较高,既不允许漏入空气,又力求不让液体渗出。近年来已广泛采用称为机械密封的轴封装置。它由一个装在转轴上的动环和另一个固定在泵壳上的静环所组成,两环的端面借弹簧力互相贴紧而作相对运动,起到了密封的作用,故又称为端面密封。图2-7是国产AX型机械密封装置的结构,该装置的左侧连接泵壳。螺钉1把传动座2固定于转轴上。传动座内装有弹簧3、推环4、动环密封圈5与动环6,所有这些部件都随轴一起转动。静环7和静环密封圈8装在密封端盖上,并由防转销9加以固定,所有这些部件都是静止不动的。这样,当轴转动时,动环6转动而静环7不动,两环间借弹簧的弹力作用而贴紧。由于两环端面的加工非常光滑,故液体在两环端面的泄漏量极少。此外,动环6和泵轴之间的间隙有动环密封圈5堵住,静环7和密封端盖之间的间隙有静环密封圈8堵住,这两处间隙并无相对运动,故很不易发生泄漏。动环一般用硬材料,如高硅铸铁或由堆焊硬质合金制成。静环用非金属材料,一般由浸渍石墨、酚醛塑料等制成。这样,在动环与静环的相互摩擦中,静环较易磨损,但从机械密封装置的结构看来,静环易于更换。动环与静环的密封圈常用合成橡胶或塑料制成。
图2-7 机械密封装置
1-螺钉;2-传动座;3-弹簧;4-推环;5-动环密封圈;6-动环;7-静环;8-静环密封圈;9-防转销
机械密封装置安装时,要求动环与静环严格地与轴中心线垂直,摩擦面很好地研合,并通过调整弹簧压力,使端面密封机构能在正常工作时,于两摩擦面间形成一薄层液膜,以造成较好地密封和润滑作用。
机械密封与填料密封相比较,有以下优点:密封性能好,使用寿命长,轴不易摩损,功率消耗小。其缺点是零件加工精度高,机械加工较复杂,对安装的技术条件要求比较严格,装卸和更换零件较麻烦,价格也比填料函的高得多。
三、离心泵的主要性能参数与特性曲线
1.离心泵的主要性能参数
为了正确选择和使用离心泵,需要了解泵的性能。离心泵的主要性能参数有排量、工作压力(压头)效率和输入功率,这些参数标注在泵的铭牌上,现将各项意义分述于下。
(1)排量 离心泵的排量,是指泵的送液数量能力,是指离心泵在单位时间内所排送的液体体积,以qv表示,单位常为1/s或m3/h。离心泵的排量取决于泵的结构、尺寸(主要为叶轮的直径与叶片的宽度)和转速。
(2)工作压力 离心泵的工作压力又可用压头或泵的扬程表示,是指泵对单位重量的液体所能提供的有效能量,工作压力用kPa或MPa表示,压头用水柱高m表示。离心泵的工作压力取决于泵的结构(如叶轮的直径、叶片的变曲情况等)、转速和流量。对于一定的泵,在指定的转速下,工作压力与排量之间具有一定的关系。
泵工作时压力可用实验方法测定,如图2-8所示。在泵的进出口处分别安装真空表和压力表,真空表与压力表之间列柏努利方程式,即
非金属矿产加工机械设备
或
式中 pM——压力表读出的压力(表压)(N/m2);
pv——真空表读出的真空度(N/m2);
v1、v2——吸入管、压出管中液体的流速(m/s);
∑hf——两截面的压头损失(m)。
图2-8 泵压测定安装图
1-流量计;2-压强表;3-真空计;4-离心泵;5-贮槽
由于两截面之间管路很短,其压头损失∑hf可忽略不计。若以hM及hv分别表示压力表和真空表上的读数,以液柱高m作计算,则(2-1)可改写为
非金属矿产加工机械设备
(3)效率 在输送液体过程中,外界能量通过叶轮传给液体时,不可避免地会有能量损失,故泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得,通常用效率η来反映能量损失。这些能量损失包括容积损失、水力损失及机械损失,现将其产生原因分述如下:
容积损失容积损失是由于泵的泄漏造成的。离心泵在运转过程中,有一部分获得能量的高压液体,通过叶轮与泵壳之间的缝隙漏回吸入口,或从填料函处漏至泵壳外,因此,从泵排出的实际流量要比理论排出量为低,其比值称为容积效率η1。
水力损失水力损失是当流体流过叶轮、泵壳时,由于流速大小和方向要改变等原因,流体在泵体内产生冲击而损失能量,所以泵的实际压力要比泵理论上所能提供的压力为低,其比值称为水力效率η2。
机械损失机械损失是泵在运转时,泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间、叶轮盖板外表面与液体之间均产生摩擦,从而引起的能量损失。可用机械效率η3表示。
泵的总效率η(又称效率)等于上述三种效率的乘积,即
非金属矿产加工机械设备
对离心泵来说,一般小型泵的效率为50%~70%,大型泵可达90%。
(4)轴功率离心泵的功率是泵轴所需的功率。当泵直接由电动机带动时,也就是电动机传给轴的输出功率,以N表示,单位为W或kW。有效功率是排送到管道的液体从叶轮所获得的功率,以Ne表示。由于有容积损失、水力损失与机械损失,所以泵的轴功率大于有效功率,即
非金属矿产加工机械设备
而有效功率可写成
非金属矿产加工机械设备
式中 qv——泵的排量(m3/s);
h——泵的压头(m);
ρ——被输送液体的密度(kg/m3);
g——重力加速度(m/s2)。
若式(2-5)中Ne用kW来计量,则
非金属矿产加工机械设备
泵的功率为
非金属矿产加工机械设备
p为泵的工作压力。
2.离心泵的特性曲线
前已述及离心泵的主要性能参数是排量、工作压力(压头)、泵功率及效率,其间的关系由实验测得,测出的一组关系曲线称为离心泵的特性曲线或工作性能曲线,此曲线由泵的制造厂提供,并附于泵样本或说明书中,供使用部门选泵和操作时参考。
图2-9为国产4B20型离心水泵在n=2900r/min时的特性曲线,由h-qv、N-qv及η-qv三条曲线所组成。特性曲线是在固定的转速下测出的,只适用于该转速,故特性曲线图上都标明转速n的数值。
(1)h-qv曲线 表示泵的压头与排量的关系。离心泵的工作压力普遍是随排量的增大而下降(在排量极小时可能有例外)。
(2)N-qv曲线 表示泵的轴功率与排量的关系。离心泵的功率随排量的增大而上升,排量为零时轴功率最小。所以离心泵启动时,应关闭泵的出口阀门,使启动电流减少,以保护电机。
(3)η-qv曲线 表示泵的效率与排量的关系。从图2-9所示的特性曲线看出,当qv=0时η=0,随着排量的增大,泵的效率随之而上升并达到一最大值;以后排量再增,效率便下降。说明离心泵在一定转速下有一最高效率点,称为设计点。泵在与最高效率相对应的排量及压头下工作最为经济,所以与最高效率点对应的qv、h、N值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标出的性能参数就是指该泵在运行时效率最高点的状况参数。但实际上离心泵往往不可能正好在该条件下运转,因此一般只能规定一个工作范围,称为泵的高效率区,通常为最高效率的92%左右。选用离心泵时,应尽可能使泵在此范围内工作。
图2-9 4B20型离心水泵的特性曲线
3.离心泵的转速对特性曲线的影响
离心泵的特性曲线都是在一定转速下测定的,但在实际使用时常遇到要改变转速的情况,这时速度三角形将发生变化,泵压、排量、效率及泵功率也随之改变。当液体的粘度不大且泵的效率不变时,泵排量、泵压头、轴功率与转速的近似关系为:
非金属矿产加工机械设备
式中 qv1、h1、N1——转速为n1时泵的性能参数;
qv2、h2、N2——转速为n2时泵的性能参数。
当转速变化小于20%时,可以认为效率不变,用上式进行计算误差不大。
4.叶轮直径对特性曲线的影响
如果只将叶轮切削而使直径变小,且变化不大,效率可视为基本上不变,则qv与D成正比。在固定转速之下,h与D2成正比,于是N与D3成正比。叶轮直径和泵排量、泵压头、轴功率之间的近似关系为:
非金属矿产加工机械设备
式中qv1、h1、N1——叶轮直径为D1时泵的性能参数;
qv2、h2、N2——叶轮直径为D2时泵的性能参数。
上述关系只有在直径的变化不超过20%时才是可用的。
属于同一系列的泵,其几何形状完全相似,叶轮的直径与厚度之比是固定的。这种几何形状相似的泵,因直径不同而引起的性能变化,qv与D3成正比,h与D2成正比,于是N与D5成正比。叶轮直径和排量、压头、功率之间的近似关系为:
非金属矿产加工机械设备
式中 qv1、h1、N1——叶轮直径为D1时泵的性能;
qv2、h2、N2——叶轮直径为D2时泵的性能。
5.液体物理性质的影响
泵生产部门所提供的离心泵特性曲线一般都是在一定转速和常压下,以常温的清水为工质做实验测得的。当所输送的液体性能与水相差较大时,要考虑粘度及密度对特性曲线的影响。
(1)粘度的影响 离心泵所输送的液体粘度愈大,泵体内能量损失愈多。结果泵的工作压力、排量都要减少,效率下降,而功率则要增大,所以特性曲线改变。
(2)密度的影响 由离心泵的基本方程式看出,离心泵的压头、排量均与液体的密度无关,则泵的效率亦不随液体的密度而改变,所以,h-qv与η-qv曲线保持不变。但是泵的轴功率随液体密度而改变。因此,当被输送的密度与水不同时,原产品目录中对该泵所提供的N-qv曲线不再适用,此时泵的轴功率可按式(2-9)重新计算。
(3)溶质的影响如果输送的液体是水溶液,浓度的改变必然影响液体的粘度和密度。浓度越高,与清水差别越大。浓度对离心泵特性曲线的影响,同样反映在粘度和密度上。如果输送液体中含有悬浮物等固体物质,则泵特性曲线除受浓度影响外,还受到固体物质的种类以及粒度分布的影响。
四、离心泵的安装高度和气蚀现象
(一)气蚀现象
离心泵通过旋转的叶轮对液体作功,使液体能量(包括动能和静压能)增加,在叶轮运动的过程中,液体的速度和压力随之变化。通常离心泵叶轮入口处是压力最低的地方。如果这个地方液体的压力等于或低于在该温度下液体的饱和蒸汽压力pv,就会有蒸汽从液体中大量逸出,形成许多蒸汽和气体相混合的小气泡。这些小气泡随液体流到高压区时,由于气泡内为饱和蒸汽压,而气泡周围大于饱和蒸汽压,因而产生了压差。在这个压差作用下,气泡受压破裂而重新凝结。在凝结过程中,液体质点从四周向气泡中心加速运动,在急剧凝结的一瞬间,质点互相撞击,产生很高的局部压力。这些气泡如果在金属表面附近破裂而凝结,则液体就像无数小弹头一样,连续打击在金属表面上。在压力很大(几百大气压)频率很高(每秒几万次之多)的连续打击下,金属表面逐渐因疲劳而破坏,这种现象叫做汽蚀现象。离心泵在严重的汽蚀状态下运转时,发生汽蚀的部位很快就被破坏成蜂窝或海绵状,使泵的寿命大大地缩短。同时,因汽蚀引起泵体振动,泵的吸液能力和效率也大大下降。为了保证离心泵的正常操作,避免发生汽蚀,泵安装的吸水高度绝对不能超过规定,以保证泵入口处的压力大于液体输送温度下的饱和蒸汽压。
(二)离心泵的安装高度
我国的离心泵规格中,采用两种指标对泵的安装高度加以限制,以免发生汽蚀,现将这两个指标介绍如下。
1.允许吸上真空高度
允许吸上真空高度hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最高真空度,其表达式为
非金属矿产加工机械设备
式中 hs——离心泵的允许吸上真空高度,m液柱;
pa——大气压(N/m2);
ρ——被输送液体的密度(kg/m3)。
要确定允许吸上真空度与允许安装高度hg之间关系,可设离心泵吸液装置如图2-10所示。以贮槽液面为基准面,列出槽面0-0与泵入口1-1截面的柏努利方程式,则
非金属矿产加工机械设备
式中,∑hf为液体流经吸入管路时所损失的压头(m)。由于贮槽是敞口的,则p0为大气压pa。
上式可写成
非金属矿产加工机械设备
将式(2-10)代入上式,则
非金属矿产加工机械设备
此式可用于计算泵的安装高度。
图2-10 离心泵吸液示意图
由上式可知,为了提高泵的允许安装高度,应该尽量减少
和∑hf。为了减少
,在同一流量下,应选用直径稍大的吸入管以外,吸入管应尽可能地短,并且尽量减少弯头和不安装截止阀等。
泵制造厂只能给出hs值,而不能直接给出hg值。因为每台泵使用条件不同,吸入管路的布置情况也各异,有不同的
和∑hf值,所以只能由使用单位根据吸入管路具体的布置情况,由计算确定hg。
在泵样本或说明书中所给出的hs是指大气压力为10mH2O,水温为20℃状态下的数值,如果泵的使用条件与该状态不同时,则应把样本上所给出的hs值,换算成操作条件下的h′s值,其换算公式为
非金属矿产加工机械设备
式中h′s——操作条件下输送液体时的允许上真空高度(mH2O);
hs——泵样本中给出的允许吸上真空度高(mH2O);
ha——泵工作处的大气压(mH2O);
hr——操作温度下液体的饱和蒸汽压(mH2O)。
泵安装地点的海拔越高,大气压力就越低,允许吸上真空度就小,若输送液体的温度越高,或液体越易挥发所对应的饱和蒸汽压就越高,这时,泵的允许吸上真空度也就越小。不同海拔高度时大气压如表2-1。
表2-1 不同海拔高度的大气压力
2.汽蚀余量
汽蚀余量△h是指离心泵入口处,液体的静压头
与动压头
之和超过液体在操作温度下的饱和蒸气压头
的某一最小指定值,即
非金属矿产加工机械设备
式中 △h——汽蚀余量(m);
pr——操作温度下液体饱和蒸汽压(N/m2)。
将式(2-11)与(2-14)合并可导出汽蚀余量△h与允许安装高度hg之间关系为
非金属矿产加工机械设备
式中 p0为液面上方的压力,若为敞口液面,则
p0=pa
应当注意,泵性能表上△h值也是按输送20℃水而规定的。当输送其它液体时,需进行校正。
由上可知,只要已知允许吸上真空高度hs与汽蚀余量△h中的任一个参数,均可确定泵的安装高度。
五、离心泵的类型与选择
1.离心泵的类型
工业生产中被输送液体的性质、压强、流量等差异很大,为了适应各种不同要求,离心泵的类型也是多种多样的。按液体的性质可分为水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵等;按叶轮吸入方式可分为单吸泵与双吸泵;按叶轮数目又可分为单级泵与多级泵。各种类型的离心泵按照其结构特点各自成为一个系列,并以一个或几个汉语拼音字母作为系列代号,在每一系列中,由于有各种不同的规格,因而附以不同的字母和数字来区别。现对工厂中常用离心泵的类型作简要说明。
(1)水泵(B型、D型、Sh型)凡是输送清水以及物理、化学性质类似于水的清洁液体,都可以用水泵。
应用最广泛的为单级单吸悬臂式离心水泵,其系列代号为B,称B型水泵,其结构如图2-11所示。泵体和泵盖都是用铸铁制成,全系列扬程范围为8~98m,排量范围为4.5~360m3/h。
若所要求的压头较高而流量并不太大时,可采用多级泵,如图2-12所示,在一根轴上串联多个叶轮,从一个叶轮流出的液体通过泵壳内的导轮,引导液体改变流向,同时将一部分动能转变为静压能,然后进入下一个叶轮入口,液体从几个叶轮多次接受能量,故可达到较高的压头。我国生产的多级泵系列代号D,称为D型离心泵,一般自2级到9级,最多可到12级,全系列扬程范围为14~351m,排量范围为10.8~850m3/h。
若输送液体的流量较大而所需的压头并不高时,则可采用双吸泵。双吸泵的叶轮有两个入口,如图2-13所示。由于双吸泵叶轮的厚度与直径之比加大,且有两个吸入口,故输液量较大。我国生产的双吸离心泵系列代号为Sh,全系列扬程范围为9~140m,排量范围为120~12500m3/h。
(2)耐腐蚀泵(F型)输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵,其主要特点是和液体接触的部件用耐腐蚀材料制成。各种材料制造的耐腐蚀泵在结构上都要求简单,易更换零件,检修方便。都用F作为耐腐蚀泵的系列代号。在F后面再加一个字母表示材料代号,以作区别。我国生产的F型泵采用了许多材料制造,例如:
图2-11 B型水泵结构图
1-泵体;2-叶轮;3-密封环;4-护轴套;5-后盖;6-泵轴;7-托架;8-联轴墨部件
图2-12 多级泵示意图
图2-13 双吸泵示意图
灰口铸铁——材料代号为H,用于输送浓硫酸;
高硅铸铁——材料代号为G,用于输送压强不高的硫酸或以硫酸为主的混酸;
铬镍合金钢——材料代号为B,用于常温输送低浓度的硝酸、氧化性酸液、碱液和其他弱腐蚀性液体;
铬镍钼钛合金钢-材料代号为M,最适用于硝酸及常温的高浓度硝酸;
聚三氟氯乙稀塑料-材料代号为S,适用于90℃以下的硫酸、硝酸、盐酸和碱液。
耐腐蚀泵的另一个特点是密封要求高。由于填料本身被腐蚀的问题也难彻底解决,所以F型泵根据需要采用机械密封装置。
F型泵全系列的扬程范围为15~105m,排量范围为2~400m3/h。
图2-14 B型水泵系列特性曲线
表2-2 B型水泵性能表(部分)
注:括号内数字是JO型电机功率。
(3)杂质泵(P型) 输送悬浮液及粘稠的浆液等常用杂质泵。在非金属矿产加工过程中得到广泛地应用。系列代号为P,又细分为污水泵PW、砂泵PS、泥浆泵PN等。对这类泵的要求是:不易被杂质堵塞、耐磨、容易拆洗。所以它的特点是叶轮流道宽,叶片数目少,常采用半闭式或开式叶轮。有些泵壳内衬以耐磨的铸钢护板或橡胶衬板。
在泵的产品目录或样本中,泵的型号是由字母和数字组合而成,以代表泵的类型、规格等,现举例说明。
8B29A:
其中8——泵吸入口直径,英寸,即8×25=200mm;
B——单级单吸悬臂式离心水泵;
29——泵的扬程,m;
A——该型号泵的叶轮直径经切割比基本型号8B29的小一级。
为了选用方便,泵的生产部门常对同一类型的泵提供系列特性曲线,图2-14就是B型水泵系列特性曲线图。把同一类型的各型号泵与较高效率范围相对应的一段h-qv曲线,绘在一个总图上。图中扇形面的上方弧形线代表基本型号,下方弧形线代表叶轮直径比基本型号小一级的型号A。若扇形面有三条弧形线,则中间弧形线代表型号A,下方弧形线代表叶轮直径比基本型号再小一级的型号B。图中的符号与数字见图内说明。
2.离心泵的选择
离心泵的选择,一般可按下列的方法与步骤进行:
(1)确定输送系统的流量与工作压力(压头) 液体的输送量一般为生产任务所规定,如果流量在一定范围内变动,选泵时应按最大流量考虑。根据输送系统管路的安排,用柏努利方程式计算在最大流量下管路所需的压头。
(2)选择泵的类型与型号根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型。按已确定的流量Qe和压头he或工作压力p从泵样本或产品目录中选出合适的型号。选出的泵能提供的排量Q和压头h不见得与管路所要求的Qe和压头he或工作压力p完全相符,而且考虑到操作条件的变化和应具备一定的潜力,所选的泵可以稍大一些,但在该条件下泵的效率应比较高,即点(Qe、he)坐标位置应靠近在泵的高效率范围所对应的h-qv曲线下方。
泵的型号选出后,应列出该泵的各种性能参数(表2-2是B型泵的性能表(部分))。
(3)核算泵的轴功率若输送液体的密度大于水的密度时,可按式(2-7)核算泵的轴功率。
AFB/FB不锈钢耐腐蚀泵
AV型单、双级油泵
C:
CQB/CQF型磁力驱动泵
CZ化工离心泵
D:
DL型立式多级泵
DF型卧式多级泵
DLY型化工液下泵
F:
FY/IHY立式液下泵
FSB/FSB-L氟塑料泵
FSJB型无泻漏化工泵
FLX型料浆循环泵
FJX强制循环泵
G:
G型单螺杆泵
GNF单螺杆浓浆泵
H:
HYF系列化工液下泵
I:
IH化工离心泵
IJ化工离心泵
IN型熔融尿素泵
IHF型衬氟塑料化工离心泵
IGF衬氟管道泵
IHG/ISG系列管道泵
IS/IR型单级单吸离心泵
ISW系列标准卧式单级泵
IHR型印染泵
ICB型标准冲压泵
IEC型稀酸泵
J:
JB型无泻漏化工专用泵
FT/FYJM型计量泵
LJYA系列料浆泵
N:
NFLY型立式长轴液下泵
NSY/LHY系列浓硫酸泵
NFZ型耐腐自吸泵
P:
PN型泥浆泵
Q:
QW型无堵塞潜水排污泵
QXP型切线流泵
QDL系列立式多级泵
QJ型潜水深井泵
QBY型气动隔膜泵
S:
S水平中开泵
SP型化工混流泵
T:
TL型脱流泵
U:
UHB-ZK型耐腐耐磨渣浆泵
W:
WFB无密封自控自吸泵
WQ型无堵塞潜水排污泵
WJ型浆泵
W型旋窝泵
Y:
YLB压滤机专用泵
YHL系列保温硫磺泵
Z:
ZA/ZAO系列石油化工流程泵
ZML系列立式渣浆泵
ZXB氟塑料合金自吸泵
ZW自吸式无堵塞排污泵
ZM型渣浆泵
ZHJ型渣浆泵
ZHB型渣浆泵
A、拆下电动机或脱出联轴器。
B、拆出轴承体总成,检查叶轮和前口环的径向间隙,检查叶轮螺母有无松动。
C、拆下叶轮螺母,拉现叶轮,检查叶轮和后密封环的径向间隙。
D、松出机械密封的紧定螺钉,拉出机械密封的动环部分,检查动、静环端面的贴合情况,检查O形密封圈的密封情况。
E、旋出联轴器的紧定螺钉,拉出联轴器。
F、拆下轴承端盖,拆出泵轴和轴承。
G、安装时以相反顺序进行装配即可。
安徽博特泵阀 50ZMD-45F衬氟自吸泵的进口口径是50mm 出口口径是50mm
一、产品用途和特点
50ZMD-45F衬氟自吸泵广泛适用于石油化工、有色金属冶炼、农药、制酸制碱、造纸、酸洗工艺、稀土分离、电镀、电子等行业,是目前磁力泵品种中结构最新颖的产品。其高效节能、安全实用。该型式泵专为各种化工耐腐蚀行业低槽位输送易燃易爆、易挥发类化学介质工况而研制。适用温度:-20℃~80℃。
ZMD系列衬氟自吸泵,充分结合了IMD氟塑料合金磁力泵和FZB系列氟塑料合金自吸泵的双重优点,产品既具备宽领域的耐腐蚀性能,同时又具有自吸功能,操作简便。取消轴封,磁力驱动,静密封结构,利用磁力耦合间接传动,完全无滴漏;碳化硅材质主轴,强度高,使用更安全。全塑隔离套设计,无磁涡流现象、无热耗,高效、节能,这是该产品最为显著的特点。
二、型号意义
50ZMD-45F
50:泵进口直径是50mm 45:泵的扬程是45米
ZMD:自吸式磁力驱动泵 F:过流部件材质为氟塑料合金
三、型号及参数
四、注意事项
1. 如果介质比重超过1.3g/cm3时,建议客户适当增加配套电机的功率。
2. 当介质含有HF酸或一些特殊介质时,须针对具体介质更换特定配件。
3. 使用工况流量过小时,出口应接回流管,具体可咨询公司(安徽博特泵阀)技术部门。
管道
清水
屏蔽
消防
热水
循环
空调
|高温
防爆
便拆
低转速
恒压
耐腐蚀
污水
自吸
无密封自控自吸
船用
家用
2、单级单吸卧式离心泵
清水
热水
屏蔽
消防
循环
空调
高温
防爆
高温油泵
便拆
恒压
低转速
污水
耐腐蚀
自吸
杂质
渣浆
纸浆
泥砂浆
冷凝
船用
家用
食品
卫生
流程
脱硫
化工
石化
强制循环
3、立式多级离心泵
清水
热水
便拆
消防
恒压
增压
耐磨
船用
4、卧式多级离心泵
清水
轻型
高压
次高压
给水泵
消防
油泵
自吸
耐腐蚀
耐磨
5、双吸泵
中开泵
立式
卧式
耐腐蚀
便拆
6、液下式离心泵
长轴深井泵
筒袋泵
排污
渣浆
耐腐蚀
耐腐耐磨
高温
保温
油泵
7、潜水式离心泵
深井潜水
潜水电泵
排污
消防
不锈钢
塑料
油浸
自动搅匀
矿用隔爆
耐腐蚀潜污
喷泉
磁力
船用排污
8、轴流泵
9、混流泵
10、斜流泵
11、旋涡泵
单级
双级
耐腐蚀
自吸
船用
12、螺杆泵
单螺杆
I-1B浓浆泵
双螺杆
三螺杆
多螺杆
13、成套供水设备
无负压
变频供水
消防供水
罐式成套供水
变频稳压
罐式稳压
14、加油泵
干油泵
插桶泵
叶片泵
滑片泵
15、齿轮泵转子泵罗茨泵
KCB、2CY
圆弧
摆线
高压
高温
磁力
| 液压
微型
船用
稠油
内啮合
高粘度转子泵
外润滑
不锈钢转子泵
S型输油泵
凸轮转子
胶体泵
罗茨泵
罗茨油泵
16、磁力泵
不锈钢
塑料
管道
自吸
高压
高温
轻型
微型
17、隔膜泵
气动
电动
液动
微型
双隔膜
18、计量泵
柱塞
机械隔膜
液压隔膜
电磁
齿轮
加药装置
波纹管
19、屏蔽泵
卧式化工
立式化工
管道
清水
自吸
高温
多级
家用循环
微型
20、真空泵
水环
罗茨
往复
旋片
隔膜
螺杆
射流
滑阀
油扩散
水力喷射
蒸汽喷射
微型
罗茨旋片
罗茨滑阀
罗茨水环
罗茨往复
汽水串联
水环大气
21、往复柱塞泵
高压
高温
蒸汽
泥浆
轴向
径向
试压
船用
注浆
注水注聚
22、喷射泵
自动
自吸
船用
家用
23、汽车泵
燃油泵
机油泵
喷油泵
刹车泵
转向泵
离合器泵
液压齿轮泵
轴向
径向
24、液压泵
25、液压泵站
26 电磁泵
27、柴油机泵
28、汽油机泵
29、高压清洗机(洗车泵)
30、污水提升器
31、风泵
32、气泵
33、热泵
34、控制柜
35、水箱
36、水罐
37、其它泵
低温冷却循环
混凝土
蠕动软管
输液
注射
家电循环排水
乳液
一、用途及特点
50FZB-45L衬氟自吸泵广泛适用于化工、农药、制酸制碱、造纸、酸洗工艺、电子等行业。使用温度:-20度~80度。FZB系列衬氟自吸泵是博特公司自主研发的专利产品。主体结构是在IHF氟塑料离心泵的基础上,配置双蜗壳自吸式泵体,实现其自吸功能。总体结构简单、通用性强。过流部件采用氟塑料、氟塑料合金制造,耐腐蚀性能优异。基体采用金属制造,耐压能力强。专为低槽位工况研制,泵机安装于槽罐上方,安装操作、检修维护非常简便。自吸高度可根据介质密度在1至5米内确定。
二、型号意义
50FZB-45L
50: 泵进口口径是50mm 45 :扬程是45米
F : 过流部件材质为氟塑料合金 B : 单级单吸悬臂式离心泵
Z : 具有自吸功能 L :长支架结构代号
三、型号及参数
四、注意事项
1. 如果介质比重超过1.3g/cm3时,建议客户适当增加配套电机的功率。
2. 当介质含有HF酸或一些特殊介质时,须针对具体介质更换特定配件。
3. 使用工况流量过小时,出口应接回流管,具体可咨询公司(安徽博特泵阀)技术部门。
化工泵型号根据流量、扬程等基本参数才可以确定型号。
化工泵简介:
ZA/ZE型化工流程泵,按照API610和 VDMA24297(轻/中型)规范而设计、生产的产品。ZA/ZE型化工流程泵为单级、单吸、径向剖分卧式离心泵,轴向吸入、径向排出。ZA型泵体为脚支撑,ZE型泵体为中心支撑。
该系列泵具有高效节能、性能稳定、适应范围广、维护方便的特点。从电动机端看,泵的旋转方向为顺时针方向旋转。
二、应用范围
ZA/ZE型化工流程泵适用于输送各种中性及腐蚀性的液体(各种浓度和温度的酸、碱、盐及液态石油化工产品、有机化合物等),其温度范围为-80℃~450℃,ZA型泵压力高达2.5Mpa,ZE型泵压力高达5.0Mpa。该系列产品广泛适用于炼油厂、石油化学工业、煤加工工业和低温工程。化学工业、造纸及制糖业和普通流程工业。供水厂、海水淡化厂、发电厂、供暖和空气调节系统以及环保工程、船舶及海上工业等。
性能范围(设计点)
口径:25~400mm
流量:5.5~2600m3/h
扬程:16~250m
工作压力:ZA ~2.5MPa ZE ~5MPa
工作温度:ZA:-80℃~+200℃,ZE:-80℃~+450℃
可选择的耐腐蚀材料包括304、316L、904、哈氏合金、双相钢及钛合金等,能满足上述各种介质的要求。订货时,请用户提供所要输送介质的详细情况。
关注
目前国内厂家生产的化工泵主要有: IH型不锈钢化工泵、IHF型氟塑料化工泵、FSB型氟塑料化工泵、CQB化工磁力泵、IMD化工磁力泵、FZB化工自吸泵等。这些化工泵被广泛应用于化工、冶金、制药、化成箔等行业,均有着重要的用途。
例如:IH50-32-160
IH-国际标准单级单吸化工离心泵
50-吸入口直径(mm)
32-排出口直径(mm)
160-叶轮名义直径(mm)
化工泵大致型号及其意义
化工泵所需满足的要求
(1)必须满足流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量等工艺参数的要求。
(2)必须满足介质特性的要求:
1对输送易燃、易爆、有毒或贵重介质的泵,要求轴封可靠或采用无泄漏泵,如屏蔽泵、磁力驱动泵、隔膜泵等。
2对输送腐蚀性介质的泵,要求过流部件采用耐腐蚀材料。
3对输送含固体颗粒介质的泵,要求过流部件采用耐磨材料,必要时轴封应采用清洁液体冲洗。
(3)必须满足现场的安装要求。
1对安装在有腐蚀性气体存在场合的泵,要求采取防大气腐蚀的措施。
2对安装在室外环境温度低于-20以下的泵,要求考虑泵的冷脆现象,采用耐低温材料。
1)泵与液体接触部分的材料应能耐介质的腐蚀和电化腐蚀。
(2)在结构上也应考虑到防止介质腐蚀的影响。
(3)配电机时应根据介质重度的不同来选配不同功率的电机。对于粘度大的酸,还应考虑粘度对泵性能的影响。
F型耐腐蚀泵有前开门和后开门两种结构。前开门结构泵在检查叶轮是,从前端拆卸吸入管线,而后开门结构泵则不需要拆卸管线。其主要部件有:泵体、叶轮、泵盖、泵轴、托架等。泵的旋转方向,自电动机端看为逆时针方向。
根据介质的不同,可采用不同材料的F型泵。这些不同材料的同型号泵只是材料不同,性能完全相同。
1.F型耐腐蚀泵应注意的事项:
(1)在填料压盖下方采用托盘,以防介质漏到托架上使托架腐蚀。
(2)轴套本身防腐蚀,同时加耐腐蚀垫圈,以免介质漏入轴套内使泵轴受到腐蚀。
(3)口环间隙应比水泵大。
(4)在机械密封中采用单个大弹簧结构(涂四氟乙烯或其它塑料),以免弹簧腐蚀而引起漏损。
(5)避免在小流量下操作,以防液体温度升高,腐蚀加剧;停车时应关闭吸入阀,以防介质漏出泵外。
2.FY型液下泵的特点:
(1)泵体浸没在容器的液体中,电动机露在容器上面,使上部零件不受输送介质腐蚀(这样轴上下两部可采用不同材料)。
(2)由于泵浸没在液体中,密封性好,采用软填料,已可保证不漏。
(3)只要液面高于泵体,即可不灌泵或不装设底阀而启动。
(4)泵体在容器内,占地面积小。
(5)泵体结构简单,使用寿命长。
这种泵适用于输送腐蚀性介质,也可用于硫磺回收装置,输送液体硫磺及浓硫酸等。此外,还有玻璃钢制的FS型耐腐蚀泵。
耐腐蚀泵广泛适用于化工、制酸、制碱、冶炼、稀土、农药、染料、医药、造纸、电镀、电解、酸洗、无线电、化成箔、科研机构、国防工业等行业输送任意浓度的酸性、碱性、油类、稀有贵重液体、毒性液体、挥发性的腐蚀性化学介质。
氟塑料制造耐腐蚀泵主要有TCSF衬氟无泄漏磁力泵(全塑型)、TCF衬氟无泄漏磁力泵(钢衬型)、TCBF衬氟保温磁力泵、TCGF衬氟高温磁力泵、TCZF衬氟磁力自吸泵、TICF衬氟无泄漏磁力泵、TICBF衬氟无泄漏高温磁力泵(有联轴器型)、TIBF衬氟无泄漏保温磁力泵(有联轴器型)、TICZF衬氟无泄漏自吸磁力泵、TSF氟塑料离心泵(全塑型)、TIF衬氟国际标准离心泵(钢衬型)、TIBF衬氟保温离心泵、TIGF衬氟高温离心泵、TIZF衬氟自吸离心泵、TLF衬氟管道泵和TYF衬氟液下泵等。