泵是输送或加压流体的机械,主要用于输送水、油、纸浆、酸碱溶液、乳液、悬浮乳液、气体混合物和液态金属等。它们是采矿、化工、冶金等行业中常见的输送设备。下面收集出19种泵的动态工作原理和特点,以期对您选择和使用泵有所帮助。
01
齿轮泵
工作原理:齿轮泵的两个齿轮的齿相互分离,形成低压,液体被吸入,沿壳壁送到另一侧。另一侧的两个齿轮相互靠近形成高压排出液体。
优点:结构简单紧凑,体积小,重量轻,工艺性好,价格低,自吸性强,对油污不敏感,调速范围大,耐冲击负荷,维修方便,工作可靠。
缺点:径向力不平衡,流量脉动大,噪音大,效率低,零件互换性差,磨损后难以修复,不能作为变量泵使用。
02
离心泵
工作原理:离心泵工作时,液体充满泵壳,叶轮高速旋转,液体在离心力的作用下产生高速。高速液体通过泵壳逐渐扩大的通道,动压头变为静压头。
运行特性
高效节能:该泵具有高效的水力特性,工作效率高。
安装维护方便:立式管道结构,泵的进出口可以像阀门一样安装在管道的任何位置和方向,安装维护非常方便。
运行平稳,安全可靠:电机轴与水泵轴同轴直接连接,同心度高,运行平稳,安全可靠。
不锈钢轴套:轴的机械密封位置比较容易被腐蚀。直联泵轴一旦腐蚀,很容易造成机械密封失效。采取不锈钢轴套,避免腐蚀,提高轴寿命,降低运行维护成本。
轴承:配泵电机下轴延伸端的轴承采取封闭式轴承,正常使用时电机轴承免维护。
机械密封:机械密封一般采取橡胶波纹管结构作为基础部件,将传统机械密封轴上的密封由O形圈的线密封改为橡胶件的双面密封,提高了在清水介质中的密封效果。
03
多级离心泵
工作原理:多级离心泵与单级泵不同的是,它有两个以上的叶轮,可以分阶段吸水、压水,从而把水提升到很高的位置,扬程可以依据需要增减。
多级离心泵有两种类型:立式和卧式。多级离心泵的轴上装有两个以上串联的叶轮,比一般的单级离心泵能达到更高的扬程。
多级泵主要用于矿山排水、城市和工厂供水。与活塞泵、隔膜泵等往复泵相比,它能泵送更大的流量。多级离心泵效率高,能满足高扬程、大流量的需要,已广泛应用于石化、化工、电力、建筑、消防等行业。
由于其特殊性,与单级离心泵相比,多级离心泵在设计、使用和维护方面有着不同的、更高的技术要求。
04
螺杆泵
工作原理:双螺杆泵与齿轮泵非常相似。一个螺杆旋转带动另一个螺杆,液体在啮合室内被拦截,沿轴向被推动,然后被挤压到中心排出。
优势
压力和流量范围宽阔。压力约在3.4-340千克力/cm2,流量可达100cm3/分;
运送液体的种类和粘度范围宽广,选矿厂可用于输送捕收剂、絮凝剂等;因为泵内的回转部件惯性力较低,故可使用很高的转速;吸入性能好,具有自吸能力;流量均匀连续,振动小,噪音低;与其它回转泵相比,对进入的气体和污物不太敏感;结构坚实,安装保养容易。
缺点:螺丝的加工装配要求高;泵的性能对液体的粘度变化很敏感。
05
循环泵
工作原理:往复泵工作时,活塞向右移动,腔内压力降低,上阀压下,下阀顶起,液体被吸入;当活塞向左移动时,腔内压力增大,上阀上推,下阀下压,液体排出。
优势
可获得很高的排压,且流量与压力无关,吸入性能好,效率较高,其中蒸汽往复泵可达80%~95%;原则上可输送任何介质,几乎不受介质的物理或化学性质的限制;泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动。
缺点:流量不是很稳定。在差不多流量下,比离心泵大;机理复杂;资金量大;不易维护等。
06
双作用往复泵
工作原理:双作用往复泵工作时,活塞向右移动,左下吸入液体,右上排出液体。活塞向左移动,在右下方吸入液体,在左上方排出液体。活塞往复一次,吸排两次,流量更均匀。
07
活塞泵
工作原理:活塞泵又叫电动往复泵,从结构上分为单缸和多缸。活塞泵工作时,通过活塞在缸内的往复运动,使缸内容积反复变化,以吸入和排出流体。
运行特性
活塞泵适用于高压、小流量的场合,特别是流量小于100m3/h,排出压力大于9.8兆帕时,更显示出它较高的效率和良好的运行性能。
吸入性能好,能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体,可用于油田、煤层注水、注油、采油。若过流部件为不锈钢时,可输送腐蚀性液体。另外依据结构材质的不同还可以输送高温焦油、矿泥、高浓度灰浆、高粘度液体等。
活塞泵广泛应用于石油化工、机械制造、造纸、食品加工和医药生产。
08
液压活塞泵
工作原理:液压活塞泵或固体泵,液压动力组驱动液压缸,液压缸推动输送缸,将输送缸内的物料输出到管道。
一般分为单柱塞和双柱塞。柱塞泵的大概原理很简单。这种泵利用相对较大的水流动量,将相对较小的水量抽到高处。
液压活塞泵广泛应用于污水处理、固体废物处理、矿山冶金、疏浚、石油化工、电厂、水泥工业等领域。
09
污泥泵
工作原理:常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式。泵的曲轴由动力机带动旋转,曲轴通过十字头带动活塞或柱塞在泵缸内往复运动。在吸入阀和排出阀的交替作用下,实现对洗涤液的加压和循环。
泥浆泵是指在钻井过程中向井眼输送泥浆或水等冲洗液的机械,是钻井设备的重点组成部分。
在常见的正循环钻井中,地面冲洗介质——清水、泥浆或聚合物冲洗液在一定压力下,通过高压软管、水龙头和钻柱中心孔,直接送到钻头底部,使钻头冷却,清除切屑,并输送到地面。
10
气动隔膜泵
工作原理:气动隔膜泵工作时为了防止柱塞与腐蚀性液体直接接触,用隔膜将缸腔与液体隔开,本质上也是往复泵的原理。气动隔膜泵有四种材料:工程塑料、铝合金、铸铁和不锈钢。
气动隔膜泵的性能特点:以压缩空气体为动力源,可用于各种腐蚀性液体。依据不同的液体介质,可以采取不同的材料来满足不同用户的需求。另外:
泵不会过热:以压缩空气体为动力,排气时是膨胀吸热过程。气动泵工作时,温度降低,无有害气体排出。
无火花:气动隔膜泵不用电作动力,接地后防止静电火花。
能通过含有颗粒的液体:由于是容积式工作,入口是球阀,所以不容易被堵塞。
对物料的剪切力极低:工作时怎么吸进去怎么吐出来,所以对物料的搅拌微乎其微,适用于不稳定物质的输送。
流量可调,出料口可安装节流阀调节流量。
它有自吸功能。
它可以无危险的运行空。
你可以去潜水。
可输送的流体范围极广,从低粘度到高粘度,从腐蚀性到粘稠性。
没有复杂的控制系统,没有电缆,保险丝等。
体积小,重量轻,便于移动。
不需要润滑,维护简单方便,不会因滴漏污染工作环境。
泵能始终保持高效率,不会因磨损而降低。
能量利用率100%,出口关闭,泵会自动停止,设备会移动、磨损、过载、发热。
没有动密封,易于维护,避免泄漏。工作时没有死点。
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轴流式管道泵
工作原理:轴流泵的叶轮设计为轴流式,转速高。如果电机功率、叶轮直径、管道直径足够大,流量也可以很大。
轴流式管道泵的性能特点
管道泵结构紧凑,机泵一体化,体积小,其立式结构具有安装占地面积小,运行平稳,安装无需调整。泵进出口设计成规格差不多法兰,且位于同一中心线,可象阀门一样直接安装在管路上,且中心低,便于管道布置,安装方便。泵与电机同轴,轴向尺寸短,使泵运行更加平稳,噪音低。取消传统轴封方式,避免了输送介质的外泄,因此具有完全无泄漏的显著特点。
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自吸泵
工作原理:泵启动前,先将泵壳注满水(或泵壳本身有水)。启动后,叶轮高速旋转,使叶轮通道中的水流向蜗壳。此时入口形成true 空,打开入口检查门,吸入管内的空气体进入泵内,通过叶轮通道到达外缘。
自吸泵的性能特点
自吸泵属自吸式离心泵,具有结构紧凑、操作方便、运行平稳、维护容易、效率高、寿命长,并有较强的自吸能力等优点。管路不需安装底阀,工作前只需保证泵体内储有定量引液即可。不同液体可采取不同材质自吸泵。
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涡动泵
工作原理:旋涡泵叶片槽内的液体被离心力甩向流道,一次加压;流道内的液体被甩出槽外形成低压,再次进入槽内,再次被加压;很多时候,沟槽流过沟槽,以获得更高的压头。
旋涡泵的优点
W型单级直连旋涡泵是供吸送清水或物理化学性质类似于水的液体之用,使用液温不超过60℃,常用于锅炉给水的配套,在造船、轻纺、化工、冶金、机械制造、水产养殖、固定消防稳压、热交换机组、农业远程喷灌等部门等都有广泛的应用。旋涡泵体积小、重量轻的特点在船舶装置中具有极大的优越性。具有自吸能力或借助于简单装置来实现自吸。具有陡降的扬程特性曲线,因此,对系统中的压力波动不敏感。某些旋涡泵可实现汽液混输。这对于抽送含有气体的易挥发的液体和汽化压力很高的高温液体具有重点的意义。旋涡泵结构简单、铸造和加工工艺都容易实现,某些旋涡泵零件还可以使用非金属材料,如塑料、尼龙模压叶轮等。
旋涡泵的缺点
效率较低,最高不超过55%,大多数旋涡泵的效率在20-40%,因此妨碍了其向大功率方向发展。旋涡泵的汽蚀性能较差。旋涡泵不能用来抽送粘性较大的介质。因随着液体粘性的增加,泵的扬程和效率会急剧降低,介质的粘度限制在114 厘沲之内。旋涡泵叶轮和泵体之间的径向间隙和轴向间隙的要求较严给加工和装配工艺带来一定困难。抽送的介质只限于纯净的液体。当液体中含有固体颗粒时,就会因磨损引起轴向和径向的间隙增大而降低泵的性能或导致旋涡泵不能工作。
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水环泵
工作原理:水环泵叶片的叶轮偏心安装在圆柱形泵壳内。一定量的水被注入泵中。叶轮转动时,水被甩到泵壳上形成水环,水环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心,右半轮毂与水环之间的进气空空间4逐渐扩大,形成真空,使气体通过进气管进入泵内的进气空空间。然后气体进入左半部,由于轮毂之间的容积逐渐被压缩,压力增大,于是气体通过排气空室和排气管排到泵外。
水环式true 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。故用小的结构尺寸,可以获得大的排气量,占地面积也小。压缩气体大概上是等温的,即压缩气体过程温度变化很小。由于泵腔内没有金属磨擦表面,无须对泵内进行润滑,而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。吸气均匀,工作平稳可靠,操作简单,维修方便。
水环泵的缺点[/k0/]
效率低,一般在30%左右,较好的可达50%。真空度低,这不仅是因为受到结构上的限制,更重点的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液,极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液,可达130Pa。
简而言之,由于水环泵中的气体压缩是等温的,所以可以将易燃易爆气体抽出。由于没有排气阀和摩擦面,可以抽出含尘气体、可凝性气体和气水混合物。由于这些突出的特点,尽管它的效率很低,却得到了广泛的应用。
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罗茨泵空
工作原理:罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机类似。由于转子的不断转动,泵送的气体从进气口被吸入转子与泵壳之间的空空间,然后通过出气口排出。因为吸气后v0空是完全封闭的,泵腔内的气体不会压缩膨胀。但当转子顶部转动排气口边缘,v0空与排气侧相通时,由于排气侧气压较高,部分气体在空之间冲回v0,使气压突然升高。当转子继续旋转时,气体从泵中排出。
罗茨泵具有以下特点。
在较宽的压强范围内有较大的抽速;起动快,能立即工作;对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感;转子不必润滑,泵腔内无油;振动小,转子动平衡条件较好,没有排气阀;驱动功率小,机械摩擦损失小;结构紧凑,占地面积小;运转维护费用低。
因此,罗茨泵广泛应用于冶金、石油化工、造纸、食品和电子行业。
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旋转叶片泵
工作原理:旋片泵的旋片将转子、泵腔和两个端盖围成的月牙形空室分为A、B、c三部分,当转子按箭头方向转动时,与吸入口相通的空室的容积逐渐增大,处于吸入过程中。但是空室与排气口相通的容积在逐渐减小,处于排气过程中。中间的B空的体积也在逐渐减小,处于压缩的过程中。
由于A between 空内的体积逐渐增大(即膨胀),气体压力降低,泵入口处的外部气体压力大于A between 空内的压力,所以气体被吸出。当a between 空与吸气口隔绝时,即转到b between 空的位置时,气体开始被压缩,体积逐渐减小,最后与排气口相通。
当压缩气体超过排气压力时,排气阀被压缩气体推开,气体通过油箱内的油层排放到大气中。通过泵的连续运转,达到连续泵送的目的。如果排出的气体通过气道转移到另一级(低真空级),由低真空级抽走,再由低真空级压缩后排入大气,即形成两级泵。此时,总压缩比由两个阶段承担,从而增加了极限true 空度。
旋片泵的性能特点:旋片泵是一种油封式机械泵,属于低空泵。它可以单独使用,作为其他高空泵或超高/[/]泵。广泛应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油和医药等生产和科研部门。另外:
体积小、重量轻、噪音低;设有气镇阀,可抽除少量水蒸气;设有自动防返油止回阀,启动方便;进气口连续畅通大气运转不得超过一分钟;不适用于抽除对金属有腐蚀的,对泵油起化学反应的,含有颗粒尘埃的气体,以及含氧过高的,有爆炸性的,有毒的气体。
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气-气增压泵
工作原理:气气增压泵以压缩空气体为动力,将压力升高后的低压气体连续输出,最终输出压力可提高到动力源压力的两倍甚至几十倍,是一种无污染的气体增压装置。
依据输出压力和结构,分为低压泵和高压泵。
低压泵主要用于在现场气源压力不足或不稳定,不能保证气动装置最低使用压力的情况下,维持气动装置的正常运行,满足设备的局部高压用气需求。
高压泵主要用于对不常见的压缩空气体进行增压,如将氮气、氦气、氩气增压至几十兆帕,装入高压储气罐。
气-气增压泵的性能特点
工作压力范围大,选用不同型号的泵可获得不同的压力区域,调节输入气压输出气压相应得到调整。可达到极高的压力,气体90Mpa流量范围广,对所有型号泵仅0.1Kg气压就能平稳工作,此时获得最小的流量,调节进气量后可得到不同的流量。易于控制,从简单的手动控制到完全的自动控制均可满足要求。自动重新启动,无论何种原因造成保压回路压力下降,将自动重新启动,补充泄漏压力,保持回路压力恒定。操作安全,采取气体驱动,无电弧及火花,可在危险场合使用。最大节能可达70%,因为保持保压不消耗任何能量。
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气液增压泵
工作原理:气液增压泵由单向阀控制的高压柱塞连续排出,增压泵出口压力与空气驱压力有关。当驱动部分和液体输出部分之间的压力平衡时,增压泵将停止运行,不再消耗空气体。当输出压力下降或空气动驱动压力增加时,增压泵将自动开始运行,直到再次达到压力平衡。
采取单个气控不平衡配气阀实现泵的自动往复运动,泵体的气动部分采取铝合金材料。受液部分依据介质不同选用碳钢或不锈钢,泵的所有密封件均为进口优质产品,保证了气液增压泵的性能。
气液增压泵的性能特点
输出压力高:液泵最大可达640MPa,气泵最大可至200MPa使用范围广:工作介质可为液压油.水及大部分化学腐蚀性液体,而且可靠性高,免维护寿命长。输出流量范围广:对所有型号泵仅需较小驱动气压就能平稳工作,此时获得较小流量,调节驱动进气量后可获得不同流量。应用灵活:选用不同型号的泵,可获得不同的压力区域。易于调节:在泵的压力范围内,调节调节阀从而调节进气压力,输出液压相应相应得到无极调整。自动保压:无论何种原因造成保压回路压力下降,将自动启动,补充泄漏压力,保持回路压力恒定。操作安全:采取气体驱动,无电弧及火花,可在危险场所使用。
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蒸汽喷射泵
工作原理:蒸汽喷射泵工作时,蒸汽进入喷嘴,然后高速喷出,产生低压。气体在混合室中被吸入混合,动能在扩管后转化为压力能。如果吸入的气体来源一个容器,而该容器是减压的,则可以称之为喷射泵。
蒸汽喷射泵的性能特点
该泵无机械运动部分,不受摩擦、润滑、振动等条件限制,因此可制成抽气能力很大的泵。只要泵的结构材料选择适当,对于排除具有腐蚀性气体、含有机械杂质的气体以及水蒸等场合极为有利。结构简单、重量轻,占地面积小。工作蒸汽压力为4~9×105Pa,在一般的冶金、化工、医药等企业中都具备这个的水蒸汽源。
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来源:科技智能制造
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