《城市軌道交通車站消防與給排水系統(tǒng)維護(hù)》 課件 03-1 水泵

水泵一、泵的起源及發(fā)展歷程1、泵泵-----輸送液體或使液體增壓的機(jī)械。它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體2、泵的起源水的提升對(duì)于人類生活和生產(chǎn)都十分重要。古代就已有各種提水器具，例如中國(guó)的桔槔(公元前17世紀(jì))、轆轤(公元前11世紀(jì))和水車(公元1世紀(jì))。比較著名的還有公元前三世紀(jì)，阿基米德發(fā)明的螺旋桿，可以平穩(wěn)連續(xù)地將水提至幾米高處，其原理仍為現(xiàn)代螺桿泵所利用。公元前200年左右，古希臘工匠克特西比烏斯發(fā)明的滅火泵是一種最原始的活塞泵，已具備典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出現(xiàn)了蒸汽機(jī)之后才得到迅速發(fā)展。

泵的起源

1840～1850年，美國(guó)沃辛頓發(fā)明泵缸和蒸汽缸對(duì)置的，蒸汽直接作用的活塞泵，標(biāo)志著現(xiàn)代活塞泵的形成20世紀(jì)20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐漸被高速的離心泵和回轉(zhuǎn)泵所代替.盡管早在1754年，瑞士數(shù)學(xué)家歐拉就提出了葉輪式水力機(jī)械的基本方程式，奠定了離心泵設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，但直到19世紀(jì)末，高速電動(dòng)機(jī)的發(fā)明使離心泵獲得理想動(dòng)力源之后，它的優(yōu)越性才得以充分發(fā)揮。.早在1588年就有了關(guān)于四葉片滑片泵的記載，以后陸續(xù)出現(xiàn)了其他各種回轉(zhuǎn)泵，回轉(zhuǎn)泵的類型和適宜輸送的液體種類之多為其他各類泵所不及。1689年，法國(guó)物理學(xué)家帕潘發(fā)明了四葉片葉輪的蝸殼離心泵。但更接近于現(xiàn)代離心泵的，則是1818年在美國(guó)出現(xiàn)的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的所謂馬薩諸塞泵。3、泵的發(fā)展

二、泵的分類泵通常按工作原理分容積式泵、葉片式泵和其他類型泵泵葉片式容積式其他類型離心式軸流式混流式漩渦泵回轉(zhuǎn)式往復(fù)式射流式真空泵水擊式柱塞式活塞式隔膜式齒輪式

螺桿式滑片式泵的其他分類方式

按結(jié)構(gòu)單級(jí)泵多級(jí)泵單吸泵雙吸泵端吸泵軸封泵屏蔽泵微型泵長(zhǎng)軸泵中開泵高速泵自吸泵按組裝前置泵立式泵臥式泵管道泵潛水泵液下泵插桶泵按啟動(dòng)電動(dòng)泵氣動(dòng)泵磁力泵電磁泵

手動(dòng)泵汽動(dòng)泵三、泵的工作原理1、容積式泵的工作原理容積式泵是靠工作部件的運(yùn)動(dòng)造成工作容積周期性地增大和縮小而吸排液體，并靠工作部件的擠壓而直接使液體的壓力能增加，容積式泵在一定轉(zhuǎn)速或往復(fù)次數(shù)下的流量是一定的，幾乎不隨壓力而改變。根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方式的不同又分為：往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵兩類。往復(fù)泵的流量和壓力有較大脈動(dòng)，需要采取相應(yīng)的消減脈動(dòng)措施，往復(fù)泵適用于高壓力和小流量，適宜輸送清潔的液體或氣液混合物；回轉(zhuǎn)泵一般無脈動(dòng)或只有小的脈動(dòng)，具有自吸能力，啟動(dòng)泵時(shí)必須將排出管路閥門完全打開，泵啟動(dòng)后即能抽除管路中的空氣吸入液體，回轉(zhuǎn)泵適用于中小流量和較高壓力。總的來說，容積泵的效率高于動(dòng)力式泵。活塞泵（1）往復(fù)式活塞泵活塞泵的工作原理是：依靠轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械，使活塞在泵缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)行，從而改變泵缸的容積，并配合兩個(gè)逆止閥組件的作用從而達(dá)到吸入和排出液體的目的?；钊眠m用于高壓、小流量的場(chǎng)合，特別是流量小于100米3/小時(shí)。它吸入性能好，能抽吸各種不同介質(zhì)、不同粘度的液體。低中速活塞泵速度低，可用人力操作和畜力拖動(dòng)，適用于農(nóng)村給水和小型灌溉。柱塞泵（2）往復(fù)式柱塞泵往復(fù)式柱塞泵的工作原理是：依靠轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械，使柱塞在泵缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)行，從而改變泵缸的容積，并配合兩個(gè)逆止閥組件的作用從而達(dá)到吸入和排出液體的目的。隔膜泵（3）往復(fù)式隔膜泵當(dāng)活塞向上移動(dòng)時(shí)，隔膜片逐漸凹進(jìn)，泵腔內(nèi)體積逐漸增大，壓力逐漸降低，低于入口管壓力時(shí)入口閥打開，介質(zhì)流入泵腔，活塞達(dá)到內(nèi)止點(diǎn)時(shí)，介質(zhì)充滿泵腔，入口閥關(guān)閉。當(dāng)活塞向下移動(dòng)，膜片逐漸鼓起，泵腔內(nèi)體積逐漸變小，壓力逐漸增大，出口閥打開，介質(zhì)逐漸排出泵腔，活塞達(dá)到外止點(diǎn)時(shí)，出口閥因重力和彈簧力作用而關(guān)閉，排出過程結(jié)束，泵又開始新的吸入過程。這樣就能不斷吸入和排出液體。隔膜閥從結(jié)構(gòu)上克服了活塞泵活塞密封元件易磨損的缺點(diǎn)。它綜合了活塞泵壓力高、堅(jiān)固耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，并突出了自身的自動(dòng)化程度、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行成本等技術(shù)指標(biāo)明顯優(yōu)于其他往復(fù)泵的優(yōu)點(diǎn)，成為輸送高磨蝕固-液兩相介質(zhì)的新一代往復(fù)泵。汽動(dòng)往復(fù)泵（4）回轉(zhuǎn)式齒輪泵齒輪泵工作時(shí)，主動(dòng)輪隨電動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)從動(dòng)輪跟著旋轉(zhuǎn)。當(dāng)吸入室一側(cè)的嚙合齒逐漸分開時(shí)，吸入室容積增大，壓力降低，便將吸人管中的液體吸入泵內(nèi)；吸入液體分兩路在齒槽內(nèi)被齒輪推送到排出室。液體進(jìn)入排出室后，由于兩個(gè)齒輪的輪齒不斷嚙合，便液體受擠壓而從排出室進(jìn)入排出管中。主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪不停地旋轉(zhuǎn)，泵就能連續(xù)不斷地吸入和排出液體。

齒輪泵的特點(diǎn)是：體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低，工作可靠，自吸性能較好，對(duì)油液污染不敏感，維護(hù)方便等。其缺點(diǎn)是：流量和壓力脈動(dòng)較大，噪聲大，排量不可變等。（5）回轉(zhuǎn)式滑片泵滑片泵工作原理：當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，在吸入側(cè)的基元容積不斷增大，將液體吸入基元容積。當(dāng)基元容積達(dá)最大值時(shí)，基元容積與吸入口脫離而與排出口連通。轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，基元容積逐漸變小，將液體排出。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，滑片在槽內(nèi)往復(fù)一次，各基元容積變大、變小一次，完成一次吸入、排出過程滑片泵的主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)較緊湊，外形尺寸不大，流量較均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，脈動(dòng)和噪聲小，效率比一般齒輪泵高。但是滑片泵的結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，制造精度要求高，而零件容易磨損。葉片式泵，它靠快速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)液體的作用力，將機(jī)械能傳遞給液體,使其動(dòng)能和壓力能增加，然后再通過泵缸，將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能而實(shí)現(xiàn)輸送。葉片式泵又稱動(dòng)力式泵或葉片式泵。2、葉片式泵的工作原理動(dòng)力式泵在一定轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的揚(yáng)程有一限定值，揚(yáng)程隨流量而改變；工作穩(wěn)定，輸送連續(xù)，流量和壓力無脈動(dòng)；一般無自吸能力，需要將泵先灌滿液體或?qū)⒐苈烦槌烧婵蘸蟛拍荛_始工作；適用性能范圍廣；適宜輸送粘度很小的清潔液體，特殊設(shè)計(jì)的泵可輸送泥漿、污水等或水輸固體物。動(dòng)力式泵主要用于給水、排水、灌溉、流程液體輸送、電站蓄能、液壓傳動(dòng)和船舶噴射推進(jìn)等。離心泵工作原理：依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，液體在慣性離心力作用下從出水口甩出,使吸水口出現(xiàn)真空，依靠大氣壓將低處的水抽到高處。（1）葉片式離心泵優(yōu)點(diǎn)：流量范圍很大，流量和壓力平穩(wěn)無波動(dòng)；轉(zhuǎn)速較高，可以與電動(dòng)機(jī)汽輪機(jī)直接相連，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，操作方便可靠，調(diào)節(jié)和維修容易。缺點(diǎn)：液體粘度對(duì)泵的性能影響較大，當(dāng)液體粘度增加時(shí)，泵的流量、揚(yáng)程、吸程和效率都會(huì)顯著地降低。離心泵在小流量高揚(yáng)程的情況下應(yīng)用受到一定的限制．因?yàn)樾×髁侩x心泵泵體流道很窄，制造困難，同時(shí)效率也很低。工作原理：利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力提水。軸流泵葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)水所產(chǎn)生的升力，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(zhuǎn)，在葉片產(chǎn)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(zhuǎn)，水也就被連續(xù)壓送到高處。（2）葉片式軸流泵軸流泵的一般特點(diǎn)：

①水在軸流泵的流經(jīng)方向是沿葉輪的軸相吸入、軸相流出，因此稱軸流泵。

②揚(yáng)程低（1～13米）、流量大、效益高，適于平原、湖區(qū)、河網(wǎng)區(qū)排灌。

③起動(dòng)前不需灌水，操作簡(jiǎn)單。（3）葉片式混流泵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?jī)烧叩木C合作用，水則以與軸組成一定角度流出葉輪，通過蝸殼室和管路把水提向高處。混流泵的一般特點(diǎn)：（1）混流泵與離心泵相比，揚(yáng)程較低，流量較大，與軸流泵相比，揚(yáng)程較高，流量較低。適用于平原、湖區(qū)排灌。（2）水沿混流泵的流經(jīng)方向與葉輪軸成一定角度而吸入和