往复泵的流量
往复式泵在单位时间内所排出的液体量称为泵的流量。流量的计算单位常用以体积为单位,称为体积流量,以Q表示。往复泵在输送液体的过程中,其流量是变化的。但是变化规律是什么?影响流量变化的因素有哪些?只有明确了这些问题,理解了往复泵流量的特点,才能做到合理地选用这类泵。
1.理论平均流量
理论流量是指仅从水泵工作时其容积变化大小来讨论水泵的流量,而不考虑水泵有关元件由于制造中的原因,及水泵在实际工作中的各种不同情况等所造成泄漏而影响流量的因素。
由往复泵的工作原理可知,泵在单位时间内所排出的液体量是与活塞面积、活塞在液缸内移动的最大距离、活塞的往复次数有关。
设已知往复式单缸单作用泵的活塞截面积为F(cm2)、行程长度为S(cm),则活塞往返运动一次,泵所排出的液体体积应为V=F·S(cm3)。若每一分钟活塞往复次数为n次,则每一分钟内泵所排出的液体体积应等于F·S·n(cm3/min)。所以单作用泵的平均流量理论值应为:
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中:Qtm为理论平均流量,mL/min;i为泵的缸数。
对于单缸双作用泵,活塞往返一次,泵排出液体两次。当活塞向左运动时,排出的液体量应为:V左=F·S(cm3);而活塞向右运动时,排出的液体量为V右=(F-f)S(cm3)。式中f(cm2)为活塞杆截面积。所以双作用泵的理论平均流量为:
液压动力头岩心钻机设计与使用
例:已知BW-250/50型泵,其柱塞直径D=75mm,柱塞行程S=85mm,往复次数n=160次/min,试求其理论平均流量Qtm。
液压动力头岩心钻机设计与使用
将已知数据代入得
液压动力头岩心钻机设计与使用
2.流量的不均匀性
往复泵多采用曲柄连杆作传动机构。由理论力学可知,当曲柄作等角速度旋转时,活塞或柱塞的速度变化为正弦曲线。活塞在两个死点时,速度为零,加速度达最大值;在中间位置时,速度最大,加速度为零。由于柱塞面积F为一常数,因此,泵供水量与柱塞速度变化的规律一样,也即按正弦曲线规律变化。如图11-3a所示。由图可知,单作用往复泵的出水是极不稳定的。为了改善这种不均匀性,可将三个单作用往复泵互成120°用一根曲轴联结起来,组成一台三作用泵,当曲轴每转一圈,三个活塞(或柱塞)分别进行一次吸入和排出水体,其流量变化如图11-3c所示,出水比较均匀。
图11-3 往复泵出水量曲线图
双作用往复泵也称双动泵。在计算时要考虑到活塞杆的截面积f对流量的影响。当活塞每往复一次的时间内,双作用泵的理论出水量QT为:
液压动力头岩心钻机设计与使用
其出水量变化曲线图如图11-3b所示。为了尽可能使往复泵均匀地供水,以及减少管路内由于流速变化而造成流体的惯性力的作用,一般常在压水及吸水管路上装设密闭的空气室,借室内空气的压缩和膨胀作用,来达到缓冲的效果。
我是做这一行的,一般情况下,流量都是l/min,压力是bar为单位,这样的话,你直接两数相乘除以500,然后圆整一下数据就好,向上圆整数值。具体的公式就是(压力*流量)/系数=功率
不同液压泵的系数与容积效率有关,大概取值在500-530左右 ,这个没有问题。比如意大利AR高压柱塞泵21.35型的,21l/min流量,350公斤压力,直接21*0.7,功率数的话圆整为15,单位就是KW,就好了。。。
往复泵的特点:1、自吸能力强;2、理论流量与工作压力无关,只取决于转速、泵缸尺寸及作用数;3、额定排出压力与泵的尺寸和转速无关;4、流量不均匀;5、转速不宜太快;
6、对液体污染度不很敏感;7、结构较复杂,易损件较多。
往复泵用途:1.企业单位废水排放。2.城市污水处理厂排放系统。3.地铁、地下室、人防系排污泵统排水站。4.医院、宾馆、高层建筑污水排放。5.排污泵刻用于住宅区的污水排水站。6.市政工程,建筑工地中稀泥浆的排放。7.自来水厂的给水装置。8.养殖场污水排放及农村农田灌溉。9.勘探矿山及水处理设备配套。10.排污泵可以代替肩挑人担,吸送河泥。
上海鄂泉泵业有限公司是一家专业经营销售水泵的企业,公司坐落于具有“东方明珠”美称的上海市。公司具有雄厚的技术力量,的生产工艺流程和完善的检测设备,质量可靠,科学管理,品种繁多。公司产品WB系列往复泵,不锈钢电动往复泵结构紧凑、设计,不锈钢泵活塞环采用水公司特制的碗形聚四氟乙烯环,耐磨、耐腐、密封性好。本泵高压犁采用柱塞双阀结构,低压型采用活塞球阀结构,该设计动作灵敏、封闭可靠。根据不同流量和压力,主要用于远距离输送水,码头输送用品,泵输送原油、甲醇。油罐车、油 库装卸、热水回收及循环用于制药、酿造、化工、石油等。
往复泵是容积式泵的一种,是依靠泵缸内的活塞作往复运动来改变工作容积,从而达到输送液体的目的。
现以活塞式为例来说明往复泵工作原理。活塞泵主要由活塞在泵缸内作往复运动来吸入和排除液体。当活塞开始自极左端位置向右移动时,工作室的容积逐渐扩大,室内压力降低,流体顶开吸水阀,进入活塞所让出的空间,直到活塞移动到极右端为此,此过程为泵的吸水过程。当活塞从右端开始向左端移动时,充满泵的流体受挤压,将吸水阀关闭,并打开压水阀而排出,此过程称为泵的压水过程。
活塞不断往复运动,泵的吸水与压水过程就连续不断地交替进行。此泵特点是:泵压力可以无限高,流量与压力无关,具有自吸能力,流量不均匀。此泵适用于小流量、高压力的输液系统。
目前,液压驱动往复泵有3种结构形式。
(1)BW系列泥浆泵:机械传动的泥浆泵是由动力机通过V带传动经变速带动曲轴工作。而液压驱动泥浆泵只是将泵输入端的大V带轮去掉,安装一转矩和转速相适应的低速大转矩液压马达,其他结构不变。
(2)美国W11系列泥浆泵、国产MP型泥浆泵是在曲轴输入端安装低速大转矩液压马达直接驱动曲轴,取消了传动的齿轮变速机构。
(3)芬兰丹纳森HDF多相流往复泵:内部无旋转零件,由液压活塞推动泵活塞作直线往复运动,结构紧凑、质量小,这种形式的往复泵应是泵的发展方向之一。
1.BW系列泥浆泵
BW系列往复式泥浆泵是卧式三缸单作用活塞泵。目前,岩心钻探使用该系列泵较多,表11-1为BW系列泥浆泵技术参数。
表11-1 BW系列泥浆泵技术参数
下面以BW-250型泵为例,介绍其结构。该泵用改变活塞往复次数和更换缸套的方法改变泵量,泵量的变化范围为35L/min(泵压7MPa)至250L/min(泵压2.5MPa),共8级,驱动功率15kW。适用于孔深1000~1500m各种岩心钻探。该泵的主体结构由动力端和液力端组成。
(1)动力端
动力端是液压马达带动主轴,经过齿轮变速机构可获得四档速度,再经过一对减速齿轮传至曲轴。曲柄连杆机构由曲轴、连杆组件和十字头组件组成。该泵是三缸泵,故有3个互成120°的轴颈和连杆的大头连接。连杆组件将曲轴的旋转运动变成活塞的往复运动。十字头是起导向作用的零件,它与连杆和活塞杆连接,并传递动力。十字头在滑套中作直线往复运动。
(2)液力端
BW-250型往复式泥浆泵的液力端如图11-5所示。图中画出了一个液缸的剖视图。它属于直通式结构,即每个液缸的吸入阀和排出阀均布置在液缸端头的同一垂直轴线上。
液压动力头岩心钻机设计与使用
图11-5 BW-250型泥浆泵的液力端示意图|1—活塞杆;2—泵头体;3—隔水密封圈;4—缸套;5—活塞;6—阀盖;7—排出阀;8—顶套;9—缸头盖;10—吸入阀液力端由3个卧式单作用液缸并联而成。它们有共同的吸入管路和排出管路。缸套与泵头体动配合,并通过顶套、缸盖及双头螺栓固定在泵头体中。活塞由弹性橡胶密封圈等零件组成。泵阀采用球阀结构,置于液缸端部。吸入阀和吸入管路在下部,排出阀和排出管路在上部。排出阀上部有阀盖,阀盖既是拆装和检查泵阀的窗口,也是阀球升高的限制器。
图11-6 W11型泥浆泵外形图
2.美国W11系列泥浆泵
瑞典CS1000系列液压动力头岩心钻机均配置美国W11系列泥浆泵,图11-6为泥浆泵外形图。泥浆泵为三缸单作用往复式水泵,泵动力端输入轴安有液压马达,没有机械传动机构。通过液压系统调速阀改变输入到液压马达的流量来改变泵轴的转速,使泥浆泵输出不同的流量。表11-2为W11系列泥浆泵技术参数。
表11-2 W11系列泥浆泵技术参数
3.MP-500型泥浆泵
MP-500型为液压驱动卧式三缸单作用柱塞式变量泥浆泵,图11-7为MP-500型泥浆泵结构图。主要特点如下:
(1)传动方式:曲轴箱两侧各装一台低速大转矩液压马达,通过对马达的串、并联直接驱动曲轴,取消了传统的齿轮减速机构,简化了结构,提高了效率,减轻了质量,易于加工制造,降低了成本。
图11-7 MP-500型泥浆泵结构图
图11-8 HDF泵外形图
(2)变量方式:液压系统如采用定量液压泵,可实现两个定排量输出(250L/min和500L/min),液压系统如采用变量液压泵,可实现两挡变排量输出(0~250L/min和0~500L/min)。
4.丹纳森HDF多相流往复泵
据资料介绍,丹纳森HDF系列多相流泵由芬兰设计并制造,具有很好的输出特性以及高的功率体积比。该技术是专利技术,特别适用于定向钻探领域。图11-8为其外形图。
丹纳森HDF多相流泵内部无旋转部件,由液压活塞推动泵活塞作线性往复运动,因而结构紧凑且输出功率大。表11-3为该泵的基本规格。
表11-3 丹纳森HDF多相流泵基本规格表
HDF多相流泵具有如下特点:
(1)功率大:最高输出介质压力可达200×105Pa,流量可达250L/min。
(2)体积小、质量轻:HDF多相流泵由液压驱动,所有关键零件均经过锻造和精密机械加工,承载力强而体积小、质量轻。
(3)性能可靠寿命长:所有活塞零件均经过锻造、精密切削加工、防腐蚀处理,能够胜任高强度大负载的工作。自润滑密封元件、及锻造,并精密加工的阀芯保证了系统可以免维护运行几千个小时,极大地降低了运行和维护成本。
(4)适用于多种介质:由于HDF泵具有很高的耐腐蚀和抗化学反应的性能,因此能够用于各种不同的介质,例如泥浆、各种矿物油、各类含聚合物的混合物、高分子基流体介质、含发泡剂的水等等。介质中的含沙量可以高达25%。
(5)易于使用及调整:只要把液压动力源的管线连接到HDF泵上,就可以启动,无需额外的润滑和冷却。通过液压动力源的压力和流量调节可以方便并线性地调节HDF泵的流量和压力。