流體輸送設(shè)備-離心泵（生物制藥設(shè)備課件）

任務(wù)二制藥車間管道管件

（一）制藥用管道的材質(zhì)1.金屬材料美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)UNS編碼3040Cr18Ni9S30400304L00Cr19Ni10S304033160Cr17Ni12Mo2S31600316L00Cr17Ni14Mo2S316030Cr18Ni12Mo2Ti不銹鋼牌號(hào)對(duì)照表

合金冶煉時(shí)加入適量鉻、鉬、鈦、銅、鈷、鎳、鈮、錳等元素，可得不銹鋼。一、管道和管件

（一）制藥用管道的材質(zhì)1.金屬材料美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)UNS編碼3040Cr18Ni9S30400304L00Cr19Ni10S304033160Cr17Ni12Mo2S31600316L00Cr17Ni14Mo2S316030Cr18Ni12Mo2Ti不銹鋼牌號(hào)對(duì)照表

合金冶煉時(shí)加入適量鉻、鉬、鈦、銅、鈷、鎳、鈮、錳等元素，可得不銹鋼。一、管道和管件2.非金屬材料

用于制造制藥設(shè)備的非金屬材料可分為有機(jī)合成高分子材料和陶瓷材料塑料陶瓷玻璃植物纖維（二）管道和管件1.常用管道表示鋼管外徑是壁厚是內(nèi)徑是316L或316Ti不銹鋼管2.管件

大小頭、三通、彎頭、法蘭、閥門、卡箍等，其中閥門有蝶閥、球閥、止回閥、隔膜閥、換向閥、取樣閥、呼吸式調(diào)節(jié)閥

氣動(dòng)隔膜閥用途較廣，可防止藥液被微生物污染。

彈性膜，當(dāng)將汽缸中氣體放出時(shí)，隔膜向回收縮，工作室空間增大，液體經(jīng)進(jìn)口活門向出口活門流出，當(dāng)向汽缸中充氣時(shí)，氣室內(nèi)壓力增大，隔膜向工作室凸出，工作室空間減小直至全封閉，流體被截止。任務(wù)三離心泵一、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理臥式離心泵立式離心泵（一）離心泵的結(jié)構(gòu)1.泵殼

泵殼設(shè)計(jì)成蝸殼形，其內(nèi)有一逐漸擴(kuò)大的流道。在輸送流體過程中，泵殼起著匯聚流體、動(dòng)能轉(zhuǎn)化、減少能量損失的作用。2.葉輪開式半閉式全閉式

開式、半閉式葉輪不易堵塞，常用于固含量高的懸浮液或漿液的輸送，但其工作效率低。全閉式葉輪的后蓋板與泵殼之間的縫隙內(nèi)，液體的壓力較入口側(cè)為高，使葉輪遭受到向入口端推移的軸向推力。為了減弱軸向推力，可在后蓋板上鉆幾個(gè)小孔，稱為平衡孔，讓一部分高壓液體漏到低壓區(qū)以降低葉輪兩側(cè)的壓力差。全閉式葉輪適合于輸送清潔性液體，泵的工作效率較高。葉輪的性能和應(yīng)用3.軸封（1）填料密封

填料密封又稱為壓蓋密封，所用材料俗稱盤根。主要材料是石墨纖維、碳素纖維、芳綸纖維、聚四氟乙烯纖維等。聚四氟乙烯纖維石墨纖維碳素纖維芳綸纖維（2）機(jī)械密封

在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力作用下，在輔助密封的配合下，垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)，防止流體泄漏的裝置。主要部件：動(dòng)環(huán)和靜環(huán)、密封圈、彈簧、推環(huán)、彈箕座及鍵或各種螺釘。分體式集裝式（二）工作原理

當(dāng)啟動(dòng)離心泵后，泵軸帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，泵殼內(nèi)流體從葉輪獲得能量并隨之旋轉(zhuǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在離心力作用下作徑向運(yùn)動(dòng)，從葉輪中心高速移動(dòng)到泵殼。流體進(jìn)入泵殼后由于流道增大，其速度減小，大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，使匯聚到泵殼的流體形成高壓液流從泵出口排出。1.工作原理

當(dāng)泵內(nèi)流體被葉輪甩向泵殼時(shí)，在葉輪中心區(qū)域形成低壓區(qū)，達(dá)到一定的真空度，進(jìn)口閥處的流體在大氣壓力推動(dòng)下，經(jīng)吸入管吸入泵內(nèi)。葉輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，流體就會(huì)被不斷地吸入并排出，達(dá)到流體輸送的目的。2.氣縛現(xiàn)象

如果泵殼內(nèi)有空氣，因空氣密度小，所產(chǎn)生的離心力小，在吸入口處所形成的真空度不高，不能將液體吸入泵內(nèi)，導(dǎo)致離心泵空轉(zhuǎn)不能輸送液體。這種現(xiàn)象稱為離心泵的“氣縛”現(xiàn)象。

二、離心泵的性能參數(shù)和特性曲線（一）離心泵性能參數(shù)1.流量Q單位時(shí)間內(nèi)排送出管路系統(tǒng)的流體體積稱為流量，以Q表示，單位為m3/s，或者m3/h。2.揚(yáng)程H離心泵對(duì)單位重量（1N）流體所提供的有效能量稱為揚(yáng)程，用H表示，單位為m。3.軸功率N離心泵的軸功率是指泵軸所需要的功率。如用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)離心泵，它就是電動(dòng)機(jī)傳給泵軸的功率，用N表示。單位是w或者kw。4.有效功率離心泵的有效功率是指液體從葉輪獲得的能量，用表示。5.效率離心泵有效利用軸功率的程度稱為效率，無因次。軸功率、有效功率、效率三者相互之間的關(guān)系（二）離心泵的特性曲線揚(yáng)程與流量的關(guān)系，流量越大揚(yáng)程越小

離心泵軸功率與流量的關(guān)系，流量越大軸功率越大

離心泵效率與流量的關(guān)系，流量增大效率也增大。（三）影響離心泵特性曲線的因素1.液體性質(zhì)的影響離心泵的能量及揚(yáng)程與液體密度無關(guān)，效率也不隨密度變化而變化。泵的軸功率與液體的密度有關(guān).

黏度增大泵內(nèi)能量損失增大，導(dǎo)致?lián)P程、流量下降，軸功率增大，泵的特性曲線發(fā)生改變。2.離心泵葉輪外徑的影響當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，揚(yáng)程、流量與葉輪外徑之間的關(guān)系為稱為離心泵的切割定律。3.轉(zhuǎn)速對(duì)離心泵特性曲線的影響

當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速?gòu)谋桓淖兊綍r(shí)，離心泵的性能參數(shù)與轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系可用比例定律來描述三、離心泵的安裝高度1.離心泵的氣蝕現(xiàn)象

由于泵內(nèi)真空度太高，流體發(fā)生大量汽化，氣泡破裂后引起泵結(jié)構(gòu)件材料受到破壞的過程，稱為氣蝕現(xiàn)象。

為防止氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生，離心泵低壓區(qū)的絕對(duì)壓強(qiáng)必須大于液體的飽和蒸汽壓，并超過一定的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值稱為離心泵的氣蝕余量。用表示，單位是m.(1)氣蝕余量(2)允許吸上真空度離心泵入口處允許達(dá)到的最低絕對(duì)壓強(qiáng)，或者最高真空度。2.離心泵的允許安裝高度

用表示離心泵的允許安裝高度，根據(jù)柏努利方程式可得允許安裝高度的計(jì)算公式吸入管路的阻力損失，單位是m儲(chǔ)液槽上方的壓強(qiáng)，單位是

在安裝過程中，實(shí)際安裝高度要比計(jì)算值小0.5～1m，否則有發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的危險(xiǎn)。四、離心泵的類型和選用（一）離心泵的類型1.清水泵IS用于輸送清水的泵叫清水泵。清水泵單吸泵葉輪的一面吸入流體。雙吸泵葉輪的兩面吸入流體。揚(yáng)程范圍流量范圍多級(jí)離心泵

離心泵的軸上串聯(lián)了多個(gè)葉輪，液體在幾個(gè)葉輪中反復(fù)多次接受能量，因而能達(dá)到較高的壓頭揚(yáng)程范圍流量范圍2.耐腐蝕型泵

泵與液體接觸部分由耐腐蝕材料制造成，采用機(jī)械密封裝置，其密封性好。代號(hào)為

“F”。3.油泵

輸送石油產(chǎn)品的離心泵叫油泵，其系列代號(hào)為“Y”，油泵密封性能好，具有冷卻裝置。

4.雜質(zhì)泵

雜質(zhì)泵用于輸送懸浮液或漿液等，其系列代號(hào)為“P”。可分為污水泵和泥漿泵兩大類型。

5.衛(wèi)生級(jí)泵

衛(wèi)生級(jí)泵主要用于食品和藥品的輸送，與食品或藥品直接接觸的部分由316L不銹鋼材料制成。離心泵的選擇步驟為：1.根據(jù)被輸送液體的理化性質(zhì)和操作條件，確定類型。2.根據(jù)管路系統(tǒng)對(duì)流量和揚(yáng)程提出的要求，從泵的樣本產(chǎn)品目錄或者系列特性曲線選出合適的型號(hào)。3.選好型號(hào)后，要列出泵的有關(guān)性能參數(shù)和轉(zhuǎn)速。4.若被輸送液體的密度大于水的密度，則要核算泵的軸功率是否符合要求。（二）離心泵的選用五、離心泵的操作規(guī)程1.啟動(dòng)離心泵前必須給泵殼內(nèi)灌滿被