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离心式清水泵能抽80度以上的热水吗

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2023-01-02 11:11:31

离心式清水泵能抽80度以上的热水吗 ?为什么呢

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2025-12-04 07:13:38

离心式清水泵不能抽80度以上的热水。因为清水离心泵,输送介质为80度以袭下。

而且能不能抽高温水,还要看水泵的密封是什么形式的,如果有橡胶密封圈,不耐高温,那就不能抽。如果水泵入口压力低于一个大气压,也不能抽高温水,那样水泵容易汽化,无法打水。

扩展资料:

清水泵使用注意事项:

1、清水泵使用前应注意∶电压相符及用电安全,因清水泵是在潮湿环境下工作,电源开关前应装上漏电保护开关。

2、水泵工作时不要搬动,吸水管底阀垂直放入水中0.4米。

3、水质较差时应设过滤网,防止杂物吸入水泵中影响水泵运行。

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健忘的钢笔
2025-12-04 07:13:38

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

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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

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(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

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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

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而有效功率可写成

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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

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泵的功率为

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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:

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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:

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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:

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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

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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

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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

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将式(2-10)代入上式,则

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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

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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

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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

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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。

单身的钢铁侠
留胡子的蜡烛
2025-12-04 07:13:38

1、应用不同

冷却水泵主要应用于化工、食品、酿造、制药等。

冷冻水泵,是一个冷冻水循环系统,一般应用于中央空调等大型制冷设备中。

2、温度不同

冷却水泵由于发动机冷却水泵具有工作水温高( 75~85℃) 、转速变化范围大( 2000~5000r/min) 、结构尺寸受总体限制等特殊性,其与普通水泵相比,水泵进出水流道的复杂设计使得进出口液流流向及断面形状急剧变化,增大了水力损失,降低了效率。

冷冻水泵中冷冻水设计温度为5~7℃,而事实上在全年绝大部分时间冷冻水的温度仅为2~4℃,即水泵却是全功率运行,增加了管道能量损失,浪费了水泵运行的输送能量。

扩展资料:

发动机冷却水泵作为发动机水冷系统的重要部件,其适用性和可靠性越来越受到设计、制造和使用者的普遍重视. 尤其是随着发动机品质的不断提高,水泵的工作空间进一步限制,运行转速不断突破,部件失效和汽蚀破坏等问题严重制约了发动机冷却水泵的发展。

1、可靠性

发动机冷却水泵作为冷却系统的“心脏”,工作环境恶劣,空间极其受限. 为避免大修期内拆装、维修,水泵的工作寿命应等于或倍数于发动机大修期。因此,对于发动机冷却水泵及其组件,如水封、轴承、泵轴和叶轮等可靠性要求极高,需要实现机泵同寿命。

但是,装配结构的高度紧凑,使得发动机冷却水泵中广泛采用轴连轴承代替离心泵中常见的轴和轴承组合,极易造成泵轴强度不够而断裂。

转速的不断变化,使得冷却风扇与水泵叶轮产生的轴向力亦随之变动,泵轴与支承间的游隙存在将会增大噪声和振动,对泵的运行性能及水封工作带来不利影响。尤其是发动机冷却水泵在高温环境下工作,轴封的工作条件恶劣极易出现密封失效。

同时,为了保证足够的循环水量、一定的扬程和适当的转速,实现冷却液在任何工况下循环流动并带走发动机热量,多参数、高要求的匹配对发动机冷却水泵的可靠运行提出了更多挑战。因此,可靠性问题成为制约发动机冷却系统质量和全寿命周期成本的关键因素。

2、汽蚀破坏

与普通离心泵相比,发动机冷却水泵由于受温度、工况、转速变化的影响,更容易发生汽蚀汽蚀发生时伴随有振动和噪声,泵的扬程、效率等性能急速下降,长期在汽蚀工况下运行,叶轮将受到气泡溃灭时的强力冲击而侵蚀,甚至穿孔损坏。

发动机冷却水泵叶片表面的蜂窝状坑点、蜗壳隔舌附近的凹坑都是常见的汽蚀破坏。

此外,发动机冷却水泵的汽蚀还将会腐蚀破坏过流部件,加速部件失效等。发动机冷却水泵汽蚀破坏已成为缩短泵使用寿命、产生振动噪声等危害的重要因素,严重影响着汽车冷却系统的正常工作。因此,提高其抗汽蚀性能是保证冷却系统可靠运行首先需要考虑的问题。

发动机冷却水泵恶劣的工作环境,使得泵的可靠性和汽蚀破坏问题尤其突出,严重影响着冷却系统的安全、稳定、可靠地运行。探讨如何提高发动机冷却水泵的可靠性、研究汽蚀机理对发动机冷却系统的发展意义重大。

参考资料来源:百度百科-冷却水泵

参考资料来源:百度百科-冷冻水泵

威武的白羊
迅速的小笼包
2025-12-04 07:13:38
离心泵不能空转,空转则会磨坏填料密封(填料式密封几乎不会受损),机械密封部件,另外还会造成密封环、轴封、平衡盘等很快磨损,同时温度也会急剧升高,造成破坏;空转会造成电压瞬间过载对电机的影响很大,如果电机不能自动起跳就会把电机烧掉。

离心泵大多是靠输送的液体润滑和冷动密封件的,离心泵空转即为空负荷,就是打开进口阀,关闭出口阀运行,可以点动试一下正反转或者空负荷运转必然时间,应以泵的说明书为准。

安静的鲜花
高贵的往事
2025-12-04 07:13:38
冷却系统对汽车发动机性能具有重要的影响,发动机冷却水泵已成为国内外的研究热点. 分析了离心式发动机冷却水泵的结构特点与能量特性,总结了制约汽车发动机冷却水泵发展的 关键影响因素. 由于发动机冷却水泵的空间结构受限、工作环境温度高、转速变化大,工作过程 极易发生汽蚀破坏,严重影响发动机冷却水泵及冷却系统的可靠及稳定运行,易出现轴承损坏、水封失效、振动噪声等问题. 从发动机冷却水泵水力性能、汽蚀性能以及可靠性等3 个方面综述 了近年来国内外研究取得的相关成果,对发动机冷却水泵技术研究的发展和趋势进行了展望, 提出未来需要进一步深入研究的内容和方向

随着冷却系统对发动机性能的影响日益显著, 汽车冷却系统关键零部件的热负荷及其可靠性研 究已成为国内外研究的热点. 冷却水泵是汽车发动 机闭式循环冷却系统中输送冷却水的主要部件,其 性能好坏,不仅影响汽车的动力性、经济性,而且影 响整机的寿命长短. 目前,国内外学者针对发动机冷却水泵特殊的 工作环境,在可靠性和汽蚀破坏等制约发动机冷却 水泵发展的关键因素方面展开了深入的研究,取得 了大量相关研究成果. 文中总结发动机冷却水泵的 结构特点,分别从能量性能、汽蚀性能以及可靠性 等3 个方面综述分析国内外研究现状和进展,指出 发动机冷却水泵研究中的不足和还需要进一步深 入研究的领域,为相关人员开展发动机冷却水泵的 研究提供技术参考.

发动机冷却水泵是汽车发动机冷却系统的心 脏,其作用是提高循环系统中冷却液的工作压力, 维持发动机相关部件间的冷却液循环,防止发动机 的运行温度过高. 根据配套要求和工作条件的不 同,发动机冷却水泵结构型式有离心泵、旋涡泵以 及旋转容积泵等,由于受空间尺寸的限制,通常 采用由入水室、叶轮和出水室组成的单级离心泵, 该结构具有外形尺寸小、重量轻、供水量大、结构简 单等特点,是应用最为广泛的一种结构型式. 典型 离心式冷却循环水泵结构如图1 所示,主要由泵体、 叶轮、轴承、水封和带轮等组成.

性能曲线用于表达泵在不同工况下对水流能 量的转换特性,是泵内部流动规律的外在表现. 与 普通离心泵一样,发动机冷却水泵的定速特性曲线 为一定转速下流量与扬程、流量与效率以及流量与 功率的关系曲线,如图 3a 所示. 它可以直观描述发 动机冷却水泵在恒定转速下的运行性能. 但由于发 动机冷却水泵工作时转速是不断变化的,为此还必 须给出水泵的变速特性曲线 发动机 冷却水泵的变速特性曲线主要测绘出不同转速所 对应的流量、扬程和功率曲线,体现了不同转速下 的能量转换特性. 为了更直观反映发动机冷却水泵 的综合性能,有时需把 2 种性能曲线绘制在同一幅 图上表示其各性能参数.

发动机冷却水泵作为冷却系统的“心脏”,工作 环境恶劣,空间极其受限. 为避免大修期内拆装、维 修,水泵的工作寿命应等于或倍数于发动机大修 期. 因此,对于发动机冷却水泵及其组件,如水封、 轴承、泵轴和叶轮等可靠性要求极高,需要实现机 泵同寿命. 但是,装配结构的高度紧凑,使得发动 机冷却水泵中广泛采用轴连轴承代替离心泵中常 见的轴和轴承组合,极易造成泵轴强度不够而断 裂. 转速的不断变化,使得冷却风扇与水泵叶轮产 生的轴向力亦随之变动,泵轴与支承间的游隙存在 将会增大噪声和振动,对泵的运行性能及水封工作 带来不利影响. 尤其是发动机冷却水泵在高温环境 下工作,轴封的工作条件恶劣极易出现密封失效.

与普通离心泵相比,发动机冷却水泵由于受温 度、工况、转速变化的影响,更容易发生汽蚀. 汽蚀 发生时伴随有振动和噪声,泵的扬程、效率等性能 急速下降,长期在汽蚀工况下运行,叶轮将受到气 泡溃灭时的强力冲击而侵蚀,甚至穿孔损坏. 发动 机冷却水泵叶片表面的蜂窝状坑点、蜗壳隔舌附近 的凹坑都是常见的汽蚀破坏为了进一步优化提高发动机冷却水泵的水力 性能,OSMAN 等运用遗传算法对提高水泵设计 效率做了研究,他们首次将遗传算法应用于发动机 冷却水泵多参数设计的问题. 利用正 交分析法对汽车水泵叶轮进行优化设计,改善了叶 轮的水力性能. 由于发动机冷却水泵广泛采用半开 式、后弯叶轮,刘对前弯与后弯叶轮进行 了数值模拟,发现后弯叶片内的低速回流区域少于 前弯叶片,后弯叶片的损失小.研究发现 半开式与闭式叶轮相比,闭式叶轮具有圆盘摩擦损 失且随着比转速的减小而急剧增大,同时半开式叶 轮控制好与泵壳之间的侧向间隙

目前,发动机冷却水泵的效率比普通离心泵低 10% ~20%,而国内发动机冷却水泵的效率与国外 相比也存在明显差距,效率低7% ~15%. 为了提 高发动机冷却水泵的效率,许多学者在性能预测和 内部流动等方面开展了大量研究工作,并在此基础 上对发动机冷却水泵的水力性能进行了优化设计 与结构改进. 性能预测是能量特性研究的重要组成部分, CFD 数值模拟方法可预测扬程及效率,大大减轻了 设计人员的工作量,显著提高了设计效率和准确程 度. 应用数值模拟方法预测了发动机冷 却水泵的性能,预测值比实验值稍高但总体趋势一 致.对3 个典型的发动机冷却水泵模 型进行了数值计算,求出各个部件的水力损失,对 损失系数进行回归分析,得到了各个部件的水力损 失和泵中结构参数之间的关系( 损失系数与雷诺 数、比转数之间的数学关系) ,建立了各部件水力损 失模型和性能预测模型

高高的猎豹
无心的丝袜
2025-12-04 07:13:38

在发动机工作期间,最高燃烧温度可能高达2500℃,即使在怠速或中等转速下,燃烧室的平均温度也在1000℃以上。因此,与高温燃气接触的发动机零部件被强烈加热。若不及时地将这些高温零件上的过多热量散发掉,将出现润滑不良、机件烧蚀、卡滞等现象。因此,发动机必须设计合理的冷却系统,以确保发动机在适宜的温度范围内工作,既可防止发动机温度过高,又能保证发动机冷起动时快速升温,使发动机获得良好的经济性和动力性,且减少排放。

1. 冷却系统的作用

冷却系统既要防止发动机过热,又要防止发动机过冷。过热和过冷都会使发动机运动部件的正常间隙被破坏,润滑状况恶化,加速发动机磨损。发动机温度过高,会导致冷却液沸腾,严重降低热传递效率,混合气过早燃烧,发动机可能发生爆震,最终损坏发动机的气缸盖、气门和活塞等部件。发动机温度过低,会导致燃烧不充分,油耗增大,发动机使用寿命降低。

2. 冷却系统的组成

发动机的冷却系统一般有风冷式与水冷式两种形式,汽车发动机大多采用水冷式。汽车发动机的水冷系统均为强制循环系统,利用水泵提高冷却液的压力,强制冷却液在发动机冷却液管路中循环流动。发动机冷却系统一般由散热器、冷却风扇、节温器、水泵、膨胀水箱(或储液罐)、冷却液管路、气缸体和气缸盖中的水套及其他附属装置等组成。

发动机冷却液有大、小循环两条路径。大循环即冷却液流经散热器的循环,气缸盖水套中的冷却液从节温器主阀门流向散热器,通过散热器冷却后流入水泵进水口,被水泵加压后流入气缸体水套,进而回到气缸盖水套。小循环即冷却液不流经散热器的循环,气缸盖水套中的冷却液从节温器旁通阀流向旁通管道,直接流入水泵进水口,被水泵加压后回到气缸体水套,进而回到气缸盖水套。大、小循环冷却液流量的比例由节温器控制。当气缸体水套中的冷却液温度高时,节温器开度大,流向散热器的冷却液多,防止发动机过热;当气缸体水套中的冷却液温度低时,节温器开度小,流向散热器的冷却液少,防止发动机温度偏低。这样可以保证发动机始终保持在一个最佳的温度下工作。

(1)散热器

散热器一般安装在车辆前部,车辆行驶时,迎面而来的低温空气不断流经散热器,带走冷却液的热量,确保散热效果良好。

散热器是一个热交换器,它将气缸盖水套中流出的高温冷却液分成许多股小水流,增大散热面积,加速其冷却。冷却液在散热器芯内流动,空气从散热器芯外流过,高温冷却液与低温空气发生热传递,实现热交换。为了获得良好的散热效果,散热器与冷却风扇配合工作。冷却液经过散热器后,其温度可降低10~15℃。

(2)膨胀水箱

膨胀水箱一般由透明塑料制造,以便于观察其内部冷却液液位。膨胀水箱的主要作用是为冷却液提供膨胀和收缩的空间,以及冷却系统集中的排气点,因此它的安装位置略高于其他冷却液通道。

(3)冷却风扇

冷却风扇通常安装在散热器后方。冷却风扇旋转时吸入空气使其通过散热器,增强散热器的散热能力,加快冷却液的冷却速度。

在发动机运转初期或低温时,电动冷却风扇不运转,当冷却液温度传感器检测冷却液温度超过一定值时,ECM控制风扇电动机运转。

(4)节温器

节温器是控制冷却液流动路径的阀门,它根据冷却液的温度打开或关闭冷却液流向散热器的通道。当发动机冷起动时,冷却液的温度较低,节温器将冷却液流向散热器的通道关闭冷却液经水泵直接流回气缸体和气缸盖水套内,以使冷却液能够迅速升温。当冷却液温度上升到一定值时,节温器将冷却液流向散热器的通道打开,冷却液经散热器降温后流回水泵。

大多数发动机的节温器布置在气缸盖出水管路中。这种布置方式的优点是结构简单。有些发动机的节温器安装在水泵入水口,这种设计能够防止发动机气缸体内的冷却液温度急剧降低,从而减小发动机内部应力的变化,避免发动机损坏。

(5)水泵

汽车发动机一般采用离心式水泵,其结构简单,尺寸小、排量大且工作可靠。离心式水泵由带有冷却液进口和出口通道的壳体和叶轮等组成。叶轮轴由一个或多个密封轴承支承,轴承不需要润滑。使用密封的轴承,可以防止润滑脂泄漏及脏物和水的进入。水泵壳体安装在发动机气缸体上,水泵叶轮固定在水泵轴上,水泵泵腔与气缸体水套相连接。

水泵的作用是对冷却液加压,保证其在冷却系统中循环流动。

(6)暖风水箱

大多数汽车装有暖风系统,发动机冷却液是该系统的热源。暖风系统中有一个加热器芯,也叫暖风水箱,它由水管和散热器片组成,且两端分别连接冷却系统的出口和入口。发动机高温冷却液进入暖风水箱,加热流经暖风水箱的空气,然后返回发动机冷却系统。

(7)冷却液

汽车会在不同的气候下行驶,通常要求车辆在-40~40℃的温度环境中能够正常工作,因此发动机冷却液必须具有低冰点和高沸点。

冷却液是软水、防冻剂和少量添加剂的混合物。软水中不含(或含少量)可溶性钙、镁化合物,能够有效防止水垢产生,保证冷却效果。防冻剂既可以防止冷却液在寒冷季节结冰,避免散热器、气缸体、气缸盖胀裂,又可以适当提高冷却液的沸点,保证冷却效果。最常用的防冻剂是乙二醇,乙二醇是一种无色、透明、稍有甜味、具有吸湿性的黏稠液体,它能以任何比例与水相溶。冷却液中还添加有防锈剂、泡沫抑制剂、杀菌防霉剂、pH调节剂、着色剂等。

不安的盼望
碧蓝的蜡烛
2025-12-04 07:13:38
锅炉离心式水泵给水操作时应有哪些注意事项?

答,离心泵给水使用时的注意事项:

①离心泵启动时,应慢慢地开启泵的进水管阀门。

②注意压力表,当达到所需压力时,慢慢地开启出水管阀门,并调节好所儒水量,

③应使泵在最佳的工作范围内工作,以提高效率。

④泵在停止工作时,。应慢慢地关闭泵出水管阀门,然后停止电动机,并闭进水阀门。当出水阀门关闭时泵的运转不宜超过三分钟,以防止机械损坏。在泵停止运转后应将泵体与吸水管内的水放尽,防止在天冷时冻裂。

土豪的牛排
尊敬的大神
2025-12-04 07:13:38
发动机的冷却系可分为水冷系和风冷系,现代汽车一般用水冷系。

1、水冷系:用冷却液吸收发动机产生的热量,然后再把热量散发到大气中。水冷系结检组成复杂但冷却效率高。冷却液通常为软水或防冻液。

2、风冷系:用空气直接带走发动机的热量,使发动机得到冷却。风冷系结构简单,常月于摩托车发动机上。风冷系利用车辆前进产生的气流或安装风扇给发动机冷却。

发动机冷却系的冷却方法可以分为水冷却和空气冷却两种,其中水冷却的方式按冷却水循环方式的不同,可分为蒸发式,热流式和强制循环式三种.这些形式各有什么不同?哪一种更可取? 蒸发式:气缸体与气缸盖水套和水箱直接相通,水箱口敞开通大气,冷却水吸收受热零部件的热量后变为蒸汽,并由水蒸气把热量散发到大气中去.这种冷却方式不太可靠,冷却效果差,水消耗大,需有较大水箱,工作中要经常加水.所以大,中型发动机不宜采用.

等待的大树
深情的棒球
2025-12-04 07:13:38
首先应该明确的是磁力泵属于离心泵,磁力泵磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成当电动机带动外磁转子旋转时,磁场能穿透空气隙和非磁性物质,带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转,实现动力的无接触同步传递,将容易泄露的动密封结构转化为零泄漏的静密封结构。

磁力泵是离心泵的一种,是由泵、磁力传动器、电动机三部分组成。普通离心泵电机直接带动水泵叶轮,或通过联轴器带动叶轮磁力泵是通过磁力带动叶轮。可以无需机械密封,有效防止漏水。但是磁力驱动泵只能做小功率的磁传动部分由内外磁转子组成; 隔套将内磁转子及介质与外磁转子隔绝; 外磁转子由电机驱动,转动时利用磁稠合特性带动内磁转子旋转,完成非接触的力矩传递,从而达到驱动泵的目的。 磁力泵,结构简单紧凑。采用独特的润滑及冷却回路,一部分工艺液体自润滑及冷却传动部件 ,省去了机械密封泵所需的冷却、冲洗、急冷等繁杂的管蹈系统。设计入口压力最大可至30MPa,机械密封泵很难做到这一点。

同使用机械密封或填料密封的离心泵相比较,磁力泵具有以下优点: 1.泵轴由动密封变成封闭式静密封,彻底避免了介质泄漏; 2.无需独立润滑和冷却水,降低了能耗; 3.由联轴器传动变成同步拖动,不存在接触和摩擦。功耗小、效率高,且具有阻尼减振作 用,减少了电动机振动对泵的影响和泵发生气蚀振动时对电动机的影响; 4.过载时,内、外磁转子相对滑脱,对电机、泵有保护作用。

性能上两者的区别就是:同样的工况下,磁力泵的效率比离心泵的效率低一些!这就是根本区别!

老实的野狼
超帅的银耳汤
2025-12-04 07:13:38
机械密封的选择介质或使用条件 特点 对密封要求 密封选择

强腐蚀性 盐酸、铬酸、硫酸、 醋酸等 密封件经受化学腐蚀,尤其在密封面上的腐蚀速率通常为无摩擦作用的表面腐蚀速率的10~50倍 要求摩擦副材料既耐蚀有耐磨 要求辅助密封圈材料弹性好、耐腐蚀及耐温 要求弹簧使用可靠 ⑴参考表1-18内容选择与介质接触的材料 ⑵采用外装式机械密封,加强冷却,防止温度升高 ⑶采用内装式密封时,弹簧加保护层 ①大弹簧外套塑料软管,二端封住 ②弹簧表面喷涂防腐层,如聚三氟氯乙烯,聚四氟乙烯,氯化聚醚等。应采用大弹簧,因丝径大,涂层不易剥落 ⑷泄漏液隔离,图1-8表示外装式机械密封,带波纹管的动环采用填充聚四氟乙烯,静环是氧化铝陶瓷,腐蚀性介质被波纹管隔离,弹簧可用普通材料

易汽化 乙醛、异丁烯、异丁烷、异丙烯、液化石油气、轻石脑油 易使密封端面间液膜汽化,造成摩擦副干摩擦 要求摩擦系数低,导热性好的摩擦副材料 密封腔,尤其是密封端面要有充分冷却,防止泄漏引起密封面结冰(靠大气侧) ⑴采用平衡型密封或双端面密封、低端面比压 ⑵摩擦副材料建议采用碳化钨-石墨或碳化硅-石墨 ⑶加强冷却、冲洗和相应急冷 ⑷通常需使密封端面间的液体温度比相应压力下的液体温度低约14℃

含盐及易结晶 硫铵、磷铵、苛性钠(钾)、氢氧化钙、导生油、氯化钾(钠) 由于温度变化而使溶质析出,沉淀在密封端面上,造成强烈摩擦或阻塞。另外,介质还具有一定的腐蚀性 要求摩擦副耐磨。耐腐。加强保温,防止结晶。加强冲洗,防止结晶颗粒粘在密封端面上 ⑴含颗粒较少时,采用双端面密封,靠近介质一侧的摩擦副材料为硬对硬材料组合,如碳化钨-碳化钨 ⑵含颗粒较多时: ①靠近介质侧的密封应选择静止内流式(图1-9),颗粒不易进入摩擦副内,动环和静环的密封圈得到了保护 ②加强外冲洗(图1-10) ③用冲洗液进行”封堵”,阻止颗粒进入密封端面,选择硬对硬摩擦副,如硬质合金对硬质合金、陶瓷对陶瓷。若硬质合金热装在座环上,其材料必须匹配,以防电解腐蚀 ④配置急冷装置 图1-11用于含10%H2SO4的过饱和硫酸铵溶液,介质温度90℃,靠近物料侧摩擦副材料为陶瓷环和硬石墨,用水阻封并循环使用 图1-12用于氢氧化钠溶液,采用碳化钨对碳化钨,使用效果好 ⑶选择单端面机械密封(大弹簧结构)

易凝固 石蜡、腊油、渣油、尿素、熔融硫磺、煤焦油、醇醛树脂、苯酐、对苯二甲酸二甲脂(DMT) 介质凝固温度高而又不可能冷却。因介质温度降低,会使介质凝固,防碍动环转动,密封面会引起磨损 注意保温或加热,使介质温度高于凝固温度 摩擦副及密封辅助件需要耐一定温度 ⑴加强保温,采用蒸汽背冷(温度>150℃) ⑵采用硬对硬摩擦副材料 ⑶采用双端面密封。图1-13为用于尿素溶液的内冲洗双端面密封。封液从入口1进来,到分配孔2进行冲洗,在轴套和非补偿静环之间就不会存在沉淀物。节流环3形成一道狭窄迷宫密封 ⑷采用大弹簧单端面密封(用于DMT,凝固点温度140℃),如图1-14所示,从泵出口引出高温流体来冲洗机械密封

含固体颗粒 塔底残油、油浆、原油 固体颗粒进入摩擦副端面,会引起剧烈磨损。介质颗粒沉积在动环处,动环会失去浮动,颗粒沉积在弹簧上会影响弹簧弹性 要求摩擦副耐磨。结构上要能排除杂质或防止杂质沉淀 ⑴采用双端面密封,靠近介质侧摩擦副采用碳化钨对碳化钨材料组合,外供冲洗液冲洗 ⑵采用单端面密封,从泵出口引出液体经泵配备的旋流分离器将固体分离后进行冲洗,如图1-15所示(常用于固液重度差较大场合) ⑶采用大弹簧结构 ⑷固体颗粒含量较多时,宜采用图1-9结构

易聚合 糠醛、甲醛、苯乙烯、氯乙烯单体。苯烯醛、醋酸乙烯、甲醛水 因摩擦和搅拌使介质温度升高,而引起聚合 注意介质温度不超过聚合温度 标准充分冷却,摩擦副材料需要耐磨 ⑴采用双端面密封 ⑵采用单端面密封,提高封液量 ⑶加强冷却 ⑷摩擦副采用硬对硬材料

易融解 异丙醇(对水)、磺化油(对水)、戊烷(对水)、明矾(对水)、硫酸铜、硫酸钾(对水)、甘油(对乙醇) 溶剂会使密封圈溶解,破坏石墨中的填充材料 密封材料需要耐水。耐油和乙醇等溶剂 ⑴密封圈材料可采用耐油橡胶(丁腈橡胶、聚硫橡胶)或聚四氟乙烯 ⑵摩擦副采用硬对硬材料 ⑶苯、氨、氨水不能用氟橡胶

高粘度 硫酸、润滑脂、齿轮油、渣油、汽缸油、硅油、苯乙烯等 介质粘度高,会影响动环的浮动性,弹簧易受阻塞 密封材料易损坏 摩擦副材料要求耐磨,弹簧要能克服阻力 要求保温或加热 ⑴采用静止型双端面密封 ⑵采用硬对硬摩擦副材料组合 ⑶考虑保温结构

高温 塔底热油、热载体、油浆、苯酐、对苯二甲酸二甲脂(DMT)、熔盐、熔融硫 随着温度增高,加快密封磨损和腐蚀,材料强度降低。介质易汽化,密封环易变形,橡胶碳化,组合环配合松脱 要求材料耐高温 为了防止摩擦副产生干摩,需对机械密封进行冷却冲洗,以保证密封面间隙中温度保持在汽化温度以下 要求密封各零件膨胀系数相近 ⑴密封材料需进行稳定性热处理,消除残余应力,且膨胀系数相近 ⑵采用单端面密封,端面宽度尽量小,且充分冷却和冲洗(图1-16) ⑶温度超过250℃时,采用金属波纹管式密封(图1-17) ⑷采用双端面密封,外供循环液。为了防止辅助密封圈寿命短,在与介质接触侧的密封设置冷却夹套(图1-18) 图1-17用于输送氯乙烯、二氯乙烷介质(含颗粒)高温型双端面密封及循环 ⑸辅助密封材料使用温度范围见表1-14

低温 液氨、液氧、液氯、液态烃 低温时材料脆化,需要慎重选择材料 密封圈易老化而失去弹性,影响密封性能 介质温度低,大气中的水分会冻结在密封面上,加速摩擦副的磨损 密封面摩擦发热,会造成密封介质汽化,使摩擦副形成干摩擦,烧损密封表面 要考虑材料膨胀和收缩,选择膨胀系数相近的材料 要求密封材料耐低温,要考虑材料低温,要考虑材料强度,疲劳强度和冲击韧性,要注意石墨环在低温下的滑动性 辅助密封件要耐低温老化,要有一定的弹性 要求密封面有良好的润滑,防止密封端面液膜汽化 要求保冷或与大气隔离,防止结冰进行急冷 ⑴介质温度高于-45℃时,除液氯等介质漏出有危险外,可用单端面密封(图1-19),但需要注意大气中的水分冻结,导致密封失效 ⑵介质温度高于-100℃时,可用波纹管密封。单端面密封(图1-20)在外面向密封面吹干燥氮气,使密封面与大气隔绝,防止水分冻结。图1-21用于液化气密封 ⑶介质温度低于-100℃时,采用静止式波纹管结构,防止波纹管疲劳破坏。图1-22为液氧泵密封,图中右侧的迷宫密封及机械密封用来隔绝大气及防止轴承润滑油漏入 ⑷选择适当摩擦副材料。如QSn6.5-0.1青铜-填充聚四氟乙烯 ⑸液态烃(如戊烷、丁烷、乙烯等)建议采用双端面密封,用乙醇、乙而醇做封液,丙醇可用于-120℃ ⑹采用低端面比压、低Pcδ值的密封,加强急冷与冲洗,防止液膜汽化(图1-24) ⑺辅助密封材料使用温度范围见表1-14

高压 合成氨水洗塔溶液,乙烯装置脱甲烷塔回流液,环氧乙烷解析塔釜液及二氧化碳吸收液加氢裂化原料、加氢精制原料 由于压力高,回引起端面比压和Pcδ值增高,端面发热、导致液膜破坏,磨损加剧 压力高,要注意材料强度,防止密封件变形和压碎、使密封失效 摩擦副要求油足够强度和刚度,结构上要考虑防变形 摩擦副材料要有较低的摩擦系数,良好的材料组合,使之具有较高的Pcδ值 密封面要保证良好润滑 ⑴在保证允许的最小端面比压条件下,选择较大平衡系数β,但不大于0.5 ⑵介质压力P>15MPa,宜采用串联密封逐步降低每级密封压力 ⑶摩擦副材料宜用碳化钨-浸渍金属石墨或硬对硬材料,如硬质合金、陶瓷、喷涂陶瓷等 ⑷采用流体静压密封或液体动压密封,[Pcδ]值可达270(MPa·m)/s ⑸加强冷却和润滑 ⑹推荐O形圈,消氏硬度最小为80度,用隔离支承圈以防止被挤出

真空 减压塔釜液 主要是防止外界空气的漏入,漏入空气后,使密封面形成干摩擦,破坏系统的真空度 与正常密封的不同点在于密封对象的方向性差异 避免密封面分开,尤其在泵不运转时足以密封住大气压力,保证负压工作 ⑴一般真空,可采用内装式单端面密封 ⑵高真空采用双端面密封、注入封液有助于提高密封性能和改算润滑条件 ⑶为了减少辅助密封件泄漏,采用与动环焊在一起的波纹管密封 ⑷石墨在真空条件下耐磨性差,高真空时不宜采用

高速 尿素、丙稀。氯乙烯溶液的输送 由于离心力作用,严重影响机械密封中弹簧或波纹管的弹性,甚至失效 由于转动惯量增大会造成周围介质激烈搅动,从而增加阻力、发热,同时不易达到动平衡 要求摩擦副材料允许的Pcδ值高 要考虑离心力和搅拌的影响,零件需经过动平衡校正,防止振动 要求良好冷却和润滑 ⑴滑动速度δ>25m/s时,采用静止式密封(图1-24),动环与轴直接配合,利用轴套及叶轮夹紧,传递力矩 ⑵转动零件几何形状对称,传动方式不推荐用销子。键等,以减少不平衡力的影响 ⑶要采用较小的密封端面摩擦系数,如陶瓷-浸铜石墨,端面宽度应尽量减小 ⑷加强冷却与润滑 ⑸采用平衡型、流体动压型或流体静压型密封 ⑹选择较高的Pcδ摩擦副材料组合

正反转向开停频繁和正反转对弹簧旋向有影响,密封件易受冲击,密封件摩擦条件恶劣 要求零件耐磨性高,注意强度设计和加强防转机构,要注意弹簧旋向 ⑴动环驱动间隙要小,静环用防转零件 ⑵采用金属波纹管密封或小弹簧密封