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泵基本原理
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泵的基本原理
1、 泵的定义和分类
(1)、概念:泵是把原动机(常见的原动机有柴油机、汽油机等内燃机,电动机等,消防车上的消防泵的原动机是车的柴油或汽油发动机)的机械能转换成抽送液体能量的机器。原动机通过泵轴带动叶轮旋转,对液体作功,使其能量增加,从而使需要数量的液体,由吸水池经泵输送到要求的高处或要求的压力的地方。
泵吸水原理:下图所示是简单的泵装置。原动机带动叶轮旋转,将水从A处吸入泵内,排送到B处。泵中起主导作用的是叶轮,叶轮中的叶片强迫液体旋转,液体在离心力作用下向四周甩出。这种情况象转动的雨伞,雨伞上的水滴向四周甩出去的道理一样。泵内的液体甩出去后,新的液体在大气压力下进到泵内。如此连续不断地从A处向B处供水。泵在开动前,应先灌满水。如不灌满水,叶轮只能带动空气旋转,因空气的单位体积的质量很小,产生的离心力甚小,无力把泵内和排水管中的空气排出,在泵内造成真空,水也就吸不上来。泵的底阀是为灌水用的,泵出口侧的调节阀是用调节流量的。车用消防泵在开动前,可灌满水,遇到必须从自然水源吸水时,需要启动引水器,把泵室及吸水管内的空气排出,液体在大气压力下进到泵内,这样泵也可连续不断地吸水了。
(2)、泵的类型
泵可以分为叶片式泵、容积式泵和其它类型泵三大类。
⑴、叶片式泵:也叫动力式泵,这种泵是连续地给液体施加能量,如离心泵、混流泵、轴流泵等。
⑵、容积式泵:在这种泵中,通过封闭而充满液体容积的周期性变化,不连续地给液体施加能量,如活塞泵、齿轮泵、螺杆泵等。
⑶、其它类型泵:这些泵的作用原理各异,如射流泵、水锤泵、电磁泵等。
泵的详细分类见表1-1所示。
2、 叶片泵的主要过流部件和结构形式:
(1)、叶片泵的主要过流部件有吸水室、叶轮、压水室(包括导叶)。
泵吸水室位于叶轮前面,其作用是把液体引向叶轮,有直锥形、弯管形和螺旋形三种形式。
压水室位于叶轮外围,其作用是收集从叶轮流出的液体,送入排出管。压水室主要有螺旋形压水室(涡壳)、导叶和空间导叶三种形式。
叶轮是泵最重要的工作元件,是过流部件的心脏。叶轮由盖板和中间的叶片组成。根据液体从叶轮流出的方向不同,叶轮分为离心式(径流式)、混流式(斜流式)和轴流式三种型式。离心式叶轮—液体流出叶轮的方向垂直于轴线;
混流式叶轮—液体流出叶轮的方向倾斜于轴线;
泵的分类
叶片式泵
离心泵 单级(单吸、双吸、自吸、非自吸)多级(节段式、涡壳式)混流泵涡壳泵
导叶式(固定叶片、可调叶片)轴流泵 固定叶片、可调叶片
旋涡泵 单级、多级、自吸、非自吸容积式泵 往复泵 (活塞式、柱塞式)蒸汽双作用(单缸、多缸)
电动往复式—单作用、双作用(单缸、多缸)转子泵 螺杆式(单、双、三螺杆);
齿轮式(内啮合、外啮合);
环流活塞式(内环流、外环流);
滑片式;
凸轮式;
轴向柱塞式;
径向柱塞式
其它类型泵 射流泵、气体扬水泵、水锤泵、电磁泵、水轮泵等
轴流式叶轮—液体流出叶轮的方向平行于轴线。
(2)、叶片式泵的结构形式
叶片式泵的结构形式,分类如下:
a、按主轴方向
卧式:主轴水平放置;
立式:主轴垂直放置;
斜式:主轴倾斜放置。
b、按叶轮种类
离心式:装离心式叶轮;
混流式:装混流式叶轮;
轴流式:装轴流式叶轮。
c、按吸入方式
单吸:装单吸叶轮;
双吸:装双吸叶轮。
d、按级数
单级:装一个叶轮;
多级:同一根轴上装两个或两个以上的叶轮。
e、按叶片安装方法
可调叶片:叶轮叶片安放角可以调节的结构;
固定叶片:叶轮叶片安放角是固定的结构。
f、按壳体剖分方式
分段式:壳体按与主轴垂直的平面剖分;
节段式:在分段式结构形式中,每一级壳体都是分开式的;
中开式:壳体在通过轴中心线的平面上分开;
水平中开式:在中开式结构中,剖分面是水平的;
垂直中开式:在中开式结构中,剖分面是与水平在面垂直的;
斜中开式:在中开式中,剖分面是倾斜的。
g、按泵体形式
涡壳式:叶轮排出侧具有带涡室的壳体;
双涡壳式:叶轮排出侧具有双涡室的壳体;
透平式:带导叶的离心式泵;
筒袋式:内壳体外装有圆筒状的耐压壳体;
双层壳体式:指筒袋式之外的双层壳体泵。
h、按泵体的支承方式
悬架式:泵体下有泵脚,固定在底座上,轴承体悬在一端;
托架式:轴承体下部固定在底座上,泵体被轴承体托起在一端;
中心支承式:泵体两侧在通过轴心的水平面上固定在底座上。
i、特殊结构的叶片式泵
潜水电泵:驱动泵的电机与泵一起放在水中使用的泵;
贯流式泵:泵体内装有电动机等驱动装置;
屏蔽泵:泵与电动机直连(共用一根轴),电动机定子内侧装有屏蔽套,以防液体进入定子。
磁力泵:电动机带动外磁旋转,通过磁感应使和泵叶轮连在一起的内磁钢旋转,内外磁钢间有隔离套,完全杜绝液体外漏;
自吸式泵:泵再次起动时无需灌水的泵;
管道泵:泵作为管道的一部分,无需特别改变管路即可安装;
无堵塞泵:泵抽送液体中所含固体物质不会在泵内造成堵塞。
3、 泵的用途
泵是一种通用机械,种类甚多,应用极广,可以说,在国民经济各部门中,凡是有液体流动的地方,说有泵在工作。其主要应用范围是:农田排灌、石油化工、动力工业、城市给排水、采矿和船舶工业等。另外,泵在火箭燃料供给、船舶推进方面也得到应用。                     联系人:谭希平   电话13961560651