泵的分類、工作原理及設計選型.

1、泵的分類、工作原理及選型泵的分類、工作原理及選型一、泵的分類一、泵的分類1、根據泵的工作原理和結構分：(見下頁)2、根據介質分： 清水泵、污水（污物）泵、油泵、耐腐蝕泵、襯氟泵、排污泵等；3、從使用安裝方式分：管道泵、液下泵、潛水泵等。二、泵的適用范圍和特性比較表二、泵的適用范圍和特性比較表指標指標葉片泵葉片泵容積泵容積泵離心泵離心泵軸流泵軸流泵旋渦泵旋渦泵往復泵往復泵轉子泵轉子泵流流量量均勻性均勻性均勻不均勻比較均勻穩(wěn)定性穩(wěn)定性不恒定,隨管路情況變化而變化恒定范圍范圍m3/h1.6300001502450000.41006001600揚揚程程特點特點對應一定流量,只能對應一定揚程對應一定流量

2、可以達到不同揚程,由管路系統(tǒng)確定范圍范圍102600m220m8150m0.2100MPa0.250MPa效效率率特點特點在設計點最高,偏離愈遠,效率愈低揚程高時效率降低很少揚程高時效率降低很大范圍范圍(最高點最高點)0.50.80.70.90.250.50.70.850.60.8結構特點結構特點結構簡單,造價低,體積小,重量輕,安裝檢修方便結構復雜,振動大,體積大,造價高同葉片泵適用范圍適用范圍粘度較低的各種介質(水)特別適用于大流量,低揚程,粘度較低的介質特別適用于小流量,較高壓力的低粘度清潔介質適用于高壓力,小流量的清潔介質(含懸浮液或要求完全無泄漏可用隔膜泵)適用于中低壓力,中小流量,

3、 尤其適用于粘度高的介質三、水泵的工作原理三、水泵的工作原理(葉片泵葉片泵) 1、離心泵的工作原理 水泵開動前，先將泵和進水管灌滿水，水泵運轉后，在葉輪高速旋轉而產生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩向四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空，水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補充了這個空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經蝸殼而進入出水管。 離心泵是由于在葉輪的高速旋轉所產生的離心力的作用下，將水提相高處的，故稱離心泵。單級雙吸離心泵結構原理圖：單級雙吸離心泵結構原理圖： 2、軸流泵的工作原理 軸流泵與離心泵的工作原理不同，它主要是利用葉輪的高速旋轉所產生的推力提水。軸流泵葉片旋轉時對水所產生的升力

4、，可把水從下方推到上方。 軸流泵的葉片一般浸沒在被吸水源的水池中。由于葉輪高速旋轉，在葉片產生的升力作用下，連續(xù)不斷的將水向上推壓，使水沿出水管流出。葉輪不斷的旋轉，水也就被連續(xù)壓送到高處。 *軸流泵的一般特點 （1）水在軸流泵的流經方向是沿葉輪的軸相吸入、軸相流出，因此稱軸流泵。 （2）揚程低（113米）、流量大、效益高，適于平原、湖區(qū)、河網區(qū)排灌。 （3）起動前不需灌水，操作簡單。 軸流泵結構原理圖：軸流泵結構原理圖： 3、混流泵的工作原理 由于混流泵的葉輪形狀介于離心泵葉輪和軸流泵葉輪之間，因此，混流泵的工作原理既有離心力又有升力，靠兩者的綜合作用，水則以與軸組成一定角度流出葉輪，通過蝸

5、殼室和管路把水提向高處。1、前泵蓋 2、泵體 3、葉輪螺母 4、葉輪 5、后泵蓋 6、機封壓蓋 7、機械密封組合 8、軸套 9、前軸承壓蓋 10、托架 11、泵軸 12、軸承盒 13、后軸承壓蓋 混流泵結構原理圖：混流泵結構原理圖： 1.輸送介質的物理化學性能輸送介質的物理化學性能直接影響泵的性能、材料和結構，是選型時需要考慮的重要因素。介質名稱、介質特性（腐蝕性、磨蝕性、毒性等）、固體顆粒含量及顆粒大小、密度、黏度、汽化壓力、氣體含量、是否結晶等2.工藝參數（選型重要依據）(1)流量Q:工藝裝置生產中，要求泵輸送的介質量，工藝人員一般應給出正常、最小和最大流量。泵數據表是上往往只給出泵的正常

6、和額定流量。選泵時，要求額定流量不小于裝置的最大流量或取正常流量的1.11.15倍。(2)揚程H:工藝裝置所需的揚程值，也稱計算揚程。一般要求泵的額定揚程為裝置所需揚程的1.05 1.1倍。(3)進口壓力Ps和出口壓力Pd:進、指泵進出接管法蘭處的壓力，進出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封的要求。(4)溫度T:泵進口介質溫度，一般應給出工藝過程中泵進口介質的正常、最低和最高溫度。(5)裝置汽蝕余量NPSHa:有效汽蝕余量(6)操作狀態(tài):操作狀態(tài)分連續(xù)操作和間歇操作兩種。三、泵選型條件三、泵選型條件 般水泵大中型泵站臺數以48臺為宜。中小型泵站以臺為宜，小型泵站以臺為宜， 對正常運轉的泵，一般

7、只用一臺，因為一臺大泵與并聯工作的兩臺小泵相當，（指揚程、流量相同），大泵效率高于小泵，故從節(jié)能角度講寧可選一臺大泵，而不用兩臺小泵，但遇有下列情況時，可考慮兩臺泵并聯工作： *流量很大，一臺泵達不到此流量。 *對于需要有50%的備用率大型泵，可改兩臺較小的泵工作，兩臺備用（共三臺） *對某些大型泵，可選用70%流量要求的泵并聯操作，不用備用泵，在一臺泵檢修時，另一抬泵仍然承擔生產上70%的輸送。 *對需24小時連續(xù)不停運轉的泵，應備用三臺泵，運轉，一臺備用，一臺 維修。 泵的臺數和備用率泵的臺數和備用率泵的類型應根據裝置的工藝參數、輸送介質 的物理和化學性質、操作周期和泵的結構特性等因素合理

8、選擇。（見下頁）離心泵具有結構簡單，輸液無脈動，流量調節(jié)簡單等優(yōu)點，因此除以下情況外，應盡可能選用離心泵。（1）有計量要求時，選用計量泵。（2）揚程要求很高，流量很小無合適小流量高揚程離心泵可選時，可選用往復泵；如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵。（3）揚程很低，流量很大時，可選用軸流泵和混流泵。（4）介質黏度較大（6501000mm2/s)時，可考慮選用轉子泵，如：螺桿泵或往復泵；黏度特別大時，可選用特殊設計的高黏度螺桿泵和高黏度往復泵。（5）介質含氣量5%，流量較小且黏度37.4mm2/s時，可選用旋渦泵。如允許流量有脈動，可選用往復泵。（6）對啟動頻繁或灌泵不便的場合，應選用具有自吸性能的泵

9、，如：自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、自吸式容積泵。四、泵類型的選擇四、泵類型的選擇 圖1：泵類型選擇框圖 （根據框圖可以初步確定符合裝置參數和介質要求的泵類型）計量要求計量要求黏度黏度 650mPa.sQ600m3/hH20m含氣量含氣量 5%黏度黏度 37.4mPa.sH150mQ10m3/h 容積容積式泵式泵 超出超出 范圍范圍 計量計量泵泵n2300混流泵混流泵軸流泵軸流泵 離心離心泵泵否否有有 旋渦旋渦泵泵無無n=1450r/minn2=3.65nQ1/2/H3/4是是否否是是是是否否否否否否否否否否否否是是是是是是是是是是泵的系列是指泵廠生產的同一類結構和用途的泵，如：IS型清水泵，Y

10、型油泵，ZA型化工流程泵，SJA型化工流程泵等。當泵的類型確定后，就可以根據工藝參數和介質特性來選擇泵系列和材料。如確定選用離心泵后，可以進一步考慮如下項目：（1）根據介質特性決定選用哪種特性泵，如：清水泵、耐腐蝕泵，或化工流程泵和雜質泵等。介質為劇毒、貴重或有放射性等不允許泄露物質時，應考慮選用無泄漏泵（如：屏蔽泵、磁力泵）或帶有泄漏收集和泄漏報警裝置的雙端面機械密封。如介質為液化烴等易揮發(fā)液體應選用低汽蝕余量蹦，如：筒型泵。（2）根據現場安裝條件選擇臥式泵、立式泵（含液下泵管道泵）。（3）根據流量大小選用單吸泵、雙吸泵、或小流量離心泵。（4）根據揚程高低選用單級泵、多級泵，或高速離心泵等。

11、以上各項確定后可根據各類泵中不同系列泵的特點及生產廠的條件，選擇合適的泵系列及生產廠。五、泵系列和材料的選擇五、泵系列和材料的選擇 泵的類型、系列和材料選定后就可以根據泵廠提供的樣本及有關資料確定泵的型號。1.容積式泵型號的確定（1）工藝要求的額定流量Q和額定出口壓力P的確定額定流量Q一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值時，取正常流量的1. 1 1.5倍。額定出口壓力P指泵出口可能出現的最大壓力值。（2）查容積泵樣本或技術資料給出的流量Q和壓力P流量Q指容積式泵輸出的最大流量。可通過旁路調節(jié)和改變行程等方法達到工藝要求的流量。壓力P指容積式泵允許的注意大出口壓力。（3）選型依據符合以下條件者

12、即為初步確定的泵型號。流量Q Q，且Q愈接近Q愈合理；壓力P P，且P愈接近P愈合理；（4）校核泵的汽蝕余量NPSHr裝置汽蝕余量NPSHa，如不合乎此要求，需降低泵的安裝高度，以提高NPSHa值；或向泵廠家提出要求，以降低NPSHr值；或同時采用上述兩方法，最終使NPSHrNPSHa 安全余量S。當符合以上條件泵不止一種時，應綜合考慮選擇效率高、價格低廉和可靠性高的泵。六、泵型號的確定六、泵型號的確定 2.離心泵型號的確定（1）額定流量和揚程的確定額定流量一般直接采用最大流量，如缺少最大流量值時，取正常流量的1. 1 1.5倍。額定揚程一般取裝置所需揚程的1.05 1.1倍。對黏度20mm2

13、/s或含固體顆粒的介質，需換算成輸送清水時的額定流量和揚程，再進行以下工作。（2）查系列型圖譜按額定流量和揚程查出初步選擇的泵型號，可能為1種，也可能為2種以上。（3）校核按性能曲線校核泵的額定工作點是否落在泵的高效工作區(qū)內；校核泵的裝置汽蝕余量NPSHa-必需汽蝕余量NPSHr是否符合要求。當不滿足時，應采取有效措施加以實現。當符合以上條件者有2種以上規(guī)格時，要選擇綜合指標高者為最終選定的泵型號。具體可比較以下參數：效率（泵效率高者為優(yōu)）、重量（泵重量輕者為優(yōu)）和價格（泵價格低者為優(yōu)）。七、原動機功率的確定七、原動機功率的確定 1.泵的軸功率Pa計算(1)葉片式泵 KW(2)容積式泵 KW2

14、.原動機的配用功率 KW3.根據爆炸區(qū)域、防爆等級、電源和供氣情況等選擇合適的原動機。102)(105QPPPSdatPaKP102HQPaH泵的額定揚程,mQ泵的額定流量,m3/s介質密度,kg/m3泵額定工況下的效率Pa泵額定工況下的軸功 率,KWPd泵出口壓力,MPaPs泵入口壓力,MPat泵傳動裝置效率K原動機效率裕量系數軸封是防止泵軸與殼體處泄露而設置的密封裝置。常用的軸封型式有：填料密封、機械密封和動力密封。往復泵的軸封通常是填料密封。當輸送不允許泄漏介質時，可采用隔膜式往復泵。旋轉式泵（含葉片式泵、轉子泵等）的軸封主要有填料密封、機械密封和動力密封。1.填料密封:結構簡單、價格便

15、宜、維護方便，但泄漏量大、功耗損失大。因此填料密封用于輸送一般介質，如水；一般不適用于石油及化工介質，特別是不能用在貴重、易爆和有毒介質中。2.機械密封:（也稱端面密封）密封效果好，泄漏量很小，壽命長，但價格貴，加工安裝維護保養(yǎng)比一般密封要求高。機械密封適用于輸送石油及化工介質，可用于各種不同粘度、強腐蝕性和含顆粒的介質。3.動力密封:分為背葉片密封和副葉輪密封兩類。泵工作時靠背葉片（或副葉輪）的離心力作用使洲風處的介質壓力下降至常壓或負壓狀態(tài)，使泵在使用過程中不泄漏。停車時離心力消失，靠背葉片（或副葉輪）的密封作用失效，這時靠停車密封裝置起到密封作用。與背葉片（或副葉輪）配套的停車密封裝置中

16、較多采用填料密封。動力密封性能可靠，價格便宜，維護方便，適用于輸送含有固體顆粒較多的介質。缺點：功率損失較機械密封大，切其停車密封裝置的壽命較短。八、軸封形式的確定八、軸封形式的確定 泵用聯軸器一般選用撓性聯軸器，目的是傳遞功率，補償泵軸與電機軸的相對位移，減低對聯軸器安裝的精確對中要求，緩和沖擊，改變軸系的自振頻率和避免發(fā)生危害性振動等。泵常用聯軸器有：1.爪型彈性聯軸器2.彈性柱銷聯軸器3.膜片聯軸器4.液力偶合器九、聯軸器及其選用九、聯軸器及其選用 又稱彈性塊聯軸器，其特點：體積小，重量輕，結構簡單，安裝方便，價格廉價，常用于小功率及不太重要的場合。1.1.爪型彈性聯軸器爪型彈性聯軸器彈

17、性柱銷聯軸器以柱銷與兩半聯軸器的凸緣相聯，柱銷的一端以圓錐面和螺母與半聯軸器凸緣上的錐形銷孔形成固定裝配，另一端帶有彈性套，裝在另一半聯軸器凸緣的柱孔銷中。彈性套用橡膠制成。 彈性套柱銷聯軸器的特點：結構簡單，安裝方便，更換容易，尺寸小，重量輕，傳動扭矩大，廣泛應用于各種旋轉泵中。2.彈性柱銷聯軸器彈性柱銷聯軸器膜片聯軸器是采用一組厚度很薄的金屬彈簧片，制成各種形狀，用螺栓分別與兩半聯軸器聯接。膜片聯軸器結構簡單，不需要潤滑和維護，抗高溫，抗不對中性能好，可靠性高，傳動扭距大，但價格較高。水泵行業(yè)推薦的膜片聯軸器為JM1J型接中間軸整體式膜片聯軸器。3.膜片聯軸器膜片聯軸器4.液力偶合器液力偶

18、合器:液力耦合器是一種液力傳動裝置，又稱液力聯軸器。液力耦合器其結構主要由殼體、泵輪、渦輪三個部分組成，如圖所示。液力耦合器工作時，電動機的動能通過泵輪傳給液壓油，液壓油在循環(huán)流動的過程中又將動能傳給渦輪輸出。 液力耦合器啟動平穩(wěn)，有過載保護及無級調速等功能，缺點是存在一定的功率損耗，價格較貴。一般均用于大功率或工況需經常改變的大泵。 謝謝謝謝!原則 （1）滿足工藝參數原則 流量 ,揚程 ,溫度 ,壓力 ,裝置汽蝕余量 （2）滿足被輸送液體性能原則 腐蝕性液體 ,不允許泄露性的液體 ,含有長纖維類液體 ,高溫、高壓類液體 , 黏性液體 （3）滿足泵現場使用環(huán)境條件的原則 安裝位置 ,環(huán)境條件

19、,電網條件 ,危險區(qū)的劃分 三、水泵選型三、水泵選型1 、首先應根據使用環(huán)境條件和工藝要求，采用不同的泵型。 2、水泵流量的確定 工藝要求給出泵的額定、最小、最大三種流量，則選泵時應以最大流量為依據；在沒有給出最大流量時，通常應以額定流量的1.1 倍作為依據。 3、水泵揚程的確定 水泵的揚程指總揚程，即:實際揚程+損失揚程。 所需實際揚程:通過各種方法實地測量出來。 所需損失揚程:通過以下步驟確定： （1）根據前述計算出的所需流量，查水泵性能表，選定所需水泵的口徑，并根據水泵的口徑選定水泵進、出管直徑。 （2）水泵型號的確定 當所需的流量和揚程確定之后，即可根據水泵性能表選定水泵的型號。在查水泵性能表時，先查找出與所需流量和揚程相接近的水泵，然后再確定型號。 *選泵用的揚程值應注意到最低吸入液面和最高送液高度，同時留有余量；一般選泵的額定揚程為裝置所需揚程的1.051.1倍。4.確定流量和揚程后，利用有關技術圖表，確定水泵型號和規(guī)格： n1) 使用水泵