往复泵原理和特点

《往复泵原理和特点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《往复泵原理和特点（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一章往复泵 1-1往复泵的工作原理和特点 1-1-1 往复泵的工作原理,工作原理： 容积式泵，其对液体作功的主要运动部件是做往复运动的活塞或柱塞，亦可分别称为活塞泵或柱塞泵。 单作用泵，双作用泵，三作用泵，四作用泵。,观看往复泵原理动画,1-1-1 往复泵的工作原理,观看往复泵动画,第一章往复泵 1-1往复泵的工作原理和特点 1-1-1 往复泵的工作原理,结构： 双作用泵容积式往复泵，活塞、吸排阀、曲柄、连杆、活塞杆、缸体、泵体、轴封,1-1-1 往复泵的工作原理,1-1-1 往复泵的工作原理,1-1-2 往复泵的性能特点,1.往复泵的理论流量： 往复泵的理论流量即活塞的有效工作面在单位时间

2、内所扫过的容积： Qt=60KAeSn m3h (11) 式中：K 泵的作用数； S 活塞行程，m; n 泵的转速，rmin； A 活塞平均有效工作面积，m3。 2.往复泵的实际流量 往复泵的实际流量Q总小于理论流量Qt， 即 QQt v 这是因为： 1)压力降低时溶解在液体中的气体会逸出，液体本身汽化；空气从填料箱等处漏入。 2)活塞换向时，由于泵阀关闭迟滞造成液体流失。 3)活塞环、活塞杆填料等处的间隙以及泵阀关闭不严等产生的漏泄。 一般输送常温清水的往复泵， h v 0.800.98；,1-1-2 往复泵的性能特点,3. 往复泵的瞬时流量 上述表达式是泵的平均流量。当工作面积为A (m2

3、)的活塞以速度v (ms)排送液体时， 瞬时流量表达为: q = Av 曲柄连杆机构将回转运动转换为往复运动，故v和泵q将周期性地变化。一般曲柄连杆长度比= r/L 0.25，v可用曲柄销的线速度在活塞杆方向的分速度代替， 即 v = r sin 式中: -曲柄角速度,常数; -曲柄转角 单作用泵的流量也近似地按正弦曲线规律变化，单作用泵的流量是很不均匀的。多作用往复泵流量的均匀程度显然要比单作用泵强。三作用泵（120度）流量的均匀程度不但优于单、双作用泵，而且比四作用泵（90度）也强。,1-1-2 往复泵的性能特点,4往复泵的供液不均匀度 泵供液的不均匀程度可用脉动率Q表示： Q=(qmax

4、-qmin)qm 式中：qmax, qmin, qm分别为表示最大、最小和平均理论流量。 各种往复泵Q的理论值如表11所列，它与曲柄连杆长度比= r/L 有关。,观看往复泵流量动画,1-1-2 往复泵的性能特点,1.有较强的自吸能力 靠自身抽出泵及吸入管中的空气而将液体从低处吸入泵内的能力。自吸能力可由自吸高度和吸上时间来衡量。泵吸口造成的真空度越大，则自吸高度越大；造成足够真空度的速度越快，则吸上时间越短。 自吸能力与泵的型式和密封性能有重要关系。当泵阀、泵缸等密封变差，或余隙容积较大时，其自吸能力就会降低。故起动前灌满液体，可改善泵的自吸能力。 2.理论流量与工作P无关，只取决于n、泵缸尺

5、寸和K 不能用节流调节法，只能用变速调节或回流调节法。有些特殊结构的往复泵可通过调节柱塞的有效行程来改变流量。 3.额定排出压力与泵的尺寸和转速无关 P取决于泵原动机的n、轴承的承载能力、泵的强度和密封性能等。为防过载，泵起动前必须打开排出阀，且装设安全阀。 以上是共有特点。此外，往复泵还有：,1-1-2 往复泵的性能特点,4.流量不均匀，排出压力波动 为减轻之，常采用多作用往复泵或设置空气室。 5.转速不宜太快 电动往复泵转速多在200300 rmin以下，若n过高，泵阀迟滞造成的容积损失就会相对增加；泵阀撞击更为严重，引起噪声和磨损；液流和运动部件的惯性力也将随之增加，产生有害的影响。由于

6、n受限，往复泵流量不大。 6.对运送液体污染度不是很敏感，但液体含固体杂质的时，泵阀容易磨损和泄漏 ，应装吸入滤器。 7.结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多 由于上述特点，笨重(在Q相同时与其它泵相比) ，造价高，管理维护麻烦，在许多场合它已被离心泵所取代。但舱底水泵和油轮扫舱泵等在工作中容易吸入气体，需要具有较好的自吸能力，故常采用往复泵；在要求小Q、高P时，也可采用往复泵。,1-1- 往复泵的结构和管理,、往复泵的活塞和活塞环 活塞是往复泵的主要运动部件，通常以金属常见，青铜或不锈钢制成 活塞环有金属(灰铸铁、青铜、钢)和非金属(夹布胶木、塑料等)两类，可根据所输送液体的性质

7、、温度和压力选用 活塞环是重要的密封件之一，是易损件。有呈直口或斜口（45-60度）的搭口自由状态下其搭口张开，具有一定弹力，新装胶木胀圈，新换时应先将它在热水中浸泡一段时间，待其变软后取出，使开口撑开到8mm左右，冷却后放 入缸内及环槽内，检查各间隙值，合适才可装入使用。 工作过久会磨损，放入缸内时开口间隙超过规定值，则表明其弹性下降，密封性变差，应予换新。 各间隙的值如表所示。,1-1- 往复泵的结构和管理,、往复泵的缸套 缸体灰铸铁或黄铜浇铸，内镶青铜或不锈钢缸套。 泵缸缸套的圆度和圆柱度应符合要求。 胀圈装配，装入后用灯光检查，整个圆周上的漏光不应多于2处，且与开口距离不小于30度，每

8、处径向间隙弧长不大于45度。 用内径千分卡测量缸套的圆度和圆柱度，如发现磨耗超过标准，即需镗缸，并换新活塞；如缸套磨损或镗缸后，其厚度减少超过15则应换新。 泵缸及阀箱等受压部件应1.5倍安全阀排放压力试验。（安全阀动作压力=1.11.15额定排压）试验时间不小于5分钟，无泄露。 表1列出缸套磨损的极限标准。,1-1- 往复泵的结构和管理,、往复泵的填料函 作用防止空气漏入泵内，防止液体漏出泵外，起密封作用。盘根为浸油棉麻纤维、方形截面。盘根的圈数根据泵的排出压力而定。如表。 填料函是往复泵的易损件之一。(Packing) 安装松紧程度应该适当。应有少量液体滴漏，以润滑和冷却活塞杆。当软填料磨

9、损漏泄增加时，可均匀地压紧填料压盖，注意不得偏斜。如果填料磨损太多，应更换填料。新填料的宽度应按活塞杆与填料函的径向间隙选取。装填时各圈填料的切口应予错开。,1-1- 往复泵的结构和管理,、润滑设施 润滑油箱中油位应为油位镜的中部。 泵轴伸出部位设有油封。 润滑的方式有飞溅和压力润滑两中。 润滑油温度度以下 检修后注意转向防止飞溅和压力润滑失败,1-1- 往复泵的结构和管理,、安全阀 往复泵必须射安全阀。以保护泵体的安全。 安全阀设在吸排管口之间。 安全阀动作压力1.1-1.5倍的额定排除压力。 当往复泵排出阀全闭时，安全阀动作压力一般不大于额定排除压力.25MPa 出厂时已经调验好，如必要可

10、重新调验。,1-1- 往复泵的结构和管理,6、泵吸入阀和排出阀 泵阀每泵都有，吸入阀和排出阀，靠作用在阀上下压差自动启闭，是重要的密封件和易损件。 形式有盘阀、环阀、锥阀、球阀(ball valve)等 材料：橡胶、金属和橡胶,1-1- 往复泵的结构和管理,6.1、对往复泵吸入阀和排出阀的要求 总的要求是：关的严，关的轻，关的快，阻力小。 1）. 关闭严密。 不严使v降低，使泵的自吸能力变差，甚至根本无法自吸。当阀出现伤痕或磨损不均（严重漏泄），需研磨或更换阀件。密封试验，倒置后注入煤油，5min内应无渗漏。弹簧的自有高度减小5%以上时应予以换新。 2）. 泵阀的阻力要小。 提高泵的水力效率，

11、有助于使泵的允许吸上真空度增大。这就要求阀的质量和阀的 比载荷都不宜过大 。,1-1- 往复泵的结构和管理,泵阀前后的能量损失主要是压力头损失（位置能和速度能损失很小）。 其中 叫阀的比载荷HV ，可以理解为单位阀盘面积上的重力和弹力 其中 叫惯性载荷，与阀的弹簧质量及加速度成正比。 阀刚开启时由于加速度JV大，故阀的开启阻力大，但阀开启后，阀的阻力取决于阀的比载荷,1-1- 往复泵的结构和管理,3）. 关闭时撞击要轻 要平稳无声，否则加剧阀的磨损，须限制阀落到阀座上时的速度V，V与阀的hmax和n的乘积成正比。 试验得出泵阀无声工作的条件是： hmaxn 600650 当n较高时，可提高到7

12、00750；对有橡胶密封面的阀；允许提高到8001000。,1-1- 往复泵的结构和管理,升程h与阀隙流量qv、阀隙流速Cv成正比。 为了防止泵阀阻力过大一般允许泵阀升程随阀隙流量自动调整。但超速时会限制阀的升程h 。 通过阀的流量越大或阀的比载荷越小，则阀的最大升程hmax也越大,1-1- 往复泵的结构和管理,4）. 启闭迅速及时。 泵的转速越高，流量越大，则阀的升程越大。关阀的滞后越严重。最终会降低泵的自吸能力和容积效率。,1-1- 往复泵的结构和管理,综上所述： 1）提高转速，使阀的h加大，使关闭滞后和落座敲击加重，严重时还会使阀撞击升程限制器造成损坏，故除惯性水头外，泵阀是限制往复泵n

13、提高的另一个主要原因。 2）减轻泵阀比载荷Hv，虽可减小阀阻，提高水利效率，但会使hmax加大，并使关闭滞后和敲击加剧，容积效率降低。 Hv一般取23m，最大46m。低压泵Hv可选得小些，以免h过低；高速泵则应选大一些，以减小hmax ，吸入阀的Hv常比排出阀小，以利提高允许吸上真空度。,1-1- 往复泵的结构和管理,7、空气室 7.1、空气室的作用 往复泵由于活塞的变速运动，造成吸、排液体时Q和吸、排P波动。 1)不适合于要求流量均匀的场合， 2)恶化了原动机的工作条件， 3)引起管路振动，降低了装置和仪表的工作可靠性。 4)吸排压力的剧烈波动还可能造成活塞和液流的暂时脱离，引起液击；而且使

14、泵的吸入性能变差，限制了泵转速的提高。 装设空气室是往复泵减小Q和P波动的常见措施。 空气室是一个充有空气的容器，装在泵的吸入或排出口附近，分别称为吸入空气室和排出空气室。,1-1- 往复泵的结构和管理,7.2、空气室的工作原理 装空气室后，空气室和泵之间的Q仍然不均匀，但空气室之外的吸排管路Q比较均匀。减少了液流的惯性水头，使泵的p波动大为减轻。,点击观看泵的空气室动画,1-1- 往复泵的结构和管理,工作过程空气室中的气体体积是变化的，因此，空气室Pch也是变化的，管路中的Q不可能绝对均匀。只要空气室中气体体积足够大,流量脉动或压力脉动率就可降低到允许范围。 我国规定船用双缸四作用电动往复泵

15、排出空气室容积应大于液缸行程容积的4倍。只要气体体积足够大即可达到，流量脉动 率0.5%4%或压力脉动率 1%5% 船用往复泵常装设排出空气室。吸入端一般无需装设吸入空气室。只要压力波动不致使吸入真空度超过允许吸上真空度。,1-1- 往复泵的结构和管理,7.3、空气室的安装和管理 空气室安装时应尽量靠近泵的排出(或吸入)口，以缩短泵和空气室之间仍作不稳定流动的液段长度。 图14 (a) 所示的三通连接，其效果较差。 图14 (b) 排出空气室的正确连接 。,1-1- 往复泵的结构和管理,排出空气室 空气在液体中的溶解量随压力的提高而增加，室内气体会因逐渐溶入液体而减少，从而使空气室的稳压作用降低，压力波动增大。应通过使泵吸入气体的方法向排出空气室补气。或使用专用补气接头。有的往复泵在泵阀箱中层壳体上装有这种用途的补气阀(截止止回阀),1-1- 往复泵的结构和管理,吸入空气室 图14 （c) 在工作过程中溶解在液体中的气体就会不断逸出，使空气室中气体逐渐增多。为防止空气室内的液面一旦低于进泵的吸入短管的吸口时，使泵吸入大量气体而导致吸入间断，故常在该吸入短管下端钻出许多小孔，或做成斜切口，在吸入空气室液面降低时，少量气体就可以不断地随吸入液体吸出。吸入空气室的下端离进泵短管的管口不能太近，否则，液体就可能从吸入管直接流进泵缸，从而使空气室失去作用。,1-1- 往复泵的结构和管理,