水泵的種類(lèi)與原理及選型

1、水泵的分類(lèi)、原理及選型,一、泵的類(lèi)型,1、根據(jù)泵的工作原理和結(jié)構(gòu)分：(見(jiàn)下頁(yè)) 2、根據(jù)介質(zhì)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,三、水泵的工作原理(葉片泵),1、離心泵的工作原理 水泵開(kāi)動(dòng)前，先將泵和進(jìn)水管灌滿(mǎn)水，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)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(bǔ)充了這個(gè)空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管。 離心泵是由于在葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用下，將水提相高處的，故

2、稱(chēng)離心泵。,單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)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(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(méi)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。 *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(chēng)軸流泵。 （2）揚(yáng)程低（113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。,軸流泵結(jié)構(gòu)原理圖：,3、混流泵的工作原理

3、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(guò)蝸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(jī)封壓蓋 7、機(jī)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(jié)構(gòu)原理圖：,1.輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能 輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能直接影響泵的性能、材料和結(jié)構(gòu)，是選型時(shí)需要考慮的重要因素。介質(zhì)名稱(chēng)、介質(zhì)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(jié)晶等 2.工藝參

4、數(shù)（選型重要依據(jù)） (1)流量Q:工藝裝置生產(chǎn)中，要求泵輸送的介質(zhì)量，工藝人員一般應(yīng)給出正常、最小和最大流量。 泵數(shù)據(jù)表是上往往只給出泵的正常和額定流量。選泵時(shí)，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(yáng)程H:工藝裝置所需的揚(yáng)程值，也稱(chēng)計(jì)算揚(yáng)程。一般要求泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1.05 1.1倍。 (3)進(jìn)口壓力Ps和出口壓力Pd:進(jìn)、指泵進(jìn)出接管法蘭處的壓力，進(jìn)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(jìn)口介質(zhì)溫度，一般應(yīng)給出工藝過(guò)程中泵進(jìn)口介質(zhì)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

5、態(tài)分連續(xù)操作和間歇操作兩種。,三、泵選型條件,般水泵大中型泵站臺(tái)數(shù)以48臺(tái)為宜。中小型泵站以臺(tái)為宜，小型泵站以臺(tái)為宜， 對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，一般只用一臺(tái)，因?yàn)橐慌_(tái)大泵與并聯(lián)工作的兩臺(tái)小泵相當(dāng)，（指揚(yáng)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(tái)大泵，而不用兩臺(tái)小泵，但遇有下列情況時(shí)，可考慮兩臺(tái)泵并聯(lián)工作：*流量很大，一臺(tái)泵達(dá)不到此流量。*對(duì)于需要有50%的備用率大型泵，可改兩臺(tái)較小的泵工作，兩臺(tái)備用（共三臺(tái)） *對(duì)某些大型泵，可選用70%流量要求的泵并聯(lián)操作，不用備用泵，在一臺(tái)泵檢修時(shí)，另一抬泵仍然承擔(dān)生產(chǎn)上70%的輸送。*對(duì)需24小時(shí)連續(xù)不停運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，應(yīng)備用三臺(tái)泵，運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用，一

6、臺(tái)維修。,泵的臺(tái)數(shù)和備用率,泵的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)裝置的工藝參數(shù)、輸送介質(zhì) 的物理和化學(xué)性質(zhì)、操作周期和泵的結(jié)構(gòu)特性等因素合理選擇。（見(jiàn)下頁(yè)） 離心泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸液無(wú)脈動(dòng)，流量調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此除以下情況外，應(yīng)盡可能選用離心泵。 （1）有計(jì)量要求時(shí)，選用計(jì)量泵。 （2）揚(yáng)程要求很高，流量很小無(wú)合適小流量高揚(yáng)程離心泵可選時(shí)，可選用往復(fù)泵；如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。 （3）揚(yáng)程很低，流量很大時(shí)，可選用軸流泵和混流泵。 （4）介質(zhì)黏度較大（6501000mm2/s)時(shí)，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵，如：螺桿泵或往復(fù)泵；黏度特別大時(shí)，可選用特殊設(shè)計(jì)的高黏度螺桿泵和高黏度往復(fù)泵。 （5）介質(zhì)含氣量5%，流量較小

7、且黏度37.4mm2/s時(shí)，可選用旋渦泵。如允許流量有脈動(dòng)，可選用往復(fù)泵。 （6）對(duì)啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場(chǎng)合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如：自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、自吸式容積泵。,四、泵類(lèi)型的選擇,圖1：泵類(lèi)型選擇框圖 （根據(jù)框圖可以初步確定符合裝置參數(shù)和介質(zhì)要求的泵類(lèi)型）,Q 600m3/h,H20m,含氣量 5%,黏度 37.4mPa.s,H150m,Q10m3/h,容積式泵,超出 范圍,計(jì)量泵,n2300,混流泵軸流泵,離心泵,否,有,旋渦泵,無(wú),n=1450r/min n2=3.65nQ1/2/H3/4,是,否,是,是,否,否,否,否,否,否,是,是,是,是,是,泵的系列是指泵廠生產(chǎn)

8、的同一類(lèi)結(jié)構(gòu)和用途的泵，如：IS型清水泵，Y型油泵，ZA型化工流程泵，SJA型化工流程泵等。當(dāng)泵的類(lèi)型確定后，就可以根據(jù)工藝參數(shù)和介質(zhì)特性來(lái)選擇泵系列和材料。 如確定選用離心泵后，可以進(jìn)一步考慮如下項(xiàng)目： （1）根據(jù)介質(zhì)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(zhì)泵等。介質(zhì)為劇毒、貴重或有放射性等不允許泄露物質(zhì)時(shí)，應(yīng)考慮選用無(wú)泄漏泵（如：屏蔽泵、磁力泵）或帶有泄漏收集和泄漏報(bào)警裝置的雙端面機(jī)械密封。如介質(zhì)為液化烴等易揮發(fā)液體應(yīng)選用低汽蝕余量蹦，如：筒型泵。 （2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件選擇臥式泵、立式泵（含液下泵管道泵）。 （3）根據(jù)流量大小選用單吸泵、雙吸泵、或小流量離心泵。

9、（4）根據(jù)揚(yáng)程高低選用單級(jí)泵、多級(jí)泵，或高速離心泵等。 以上各項(xiàng)確定后可根據(jù)各類(lèi)泵中不同系列泵的特點(diǎn)及生產(chǎn)廠的條件，選擇合適的泵系列及生產(chǎn)廠。,五、泵系列和材料的選擇,泵的類(lèi)型、系列和材料選定后就可以根據(jù)泵廠提供的樣本及有關(guān)資料確定泵的型號(hào)。 1.容積式泵型號(hào)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(shí)，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(xiàn)的最大壓力值。 （2）查容積泵樣本或技術(shù)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?？赏ㄟ^(guò)旁路調(diào)節(jié)和改變行程等方法達(dá)到工藝要求的流量。壓力P指容積式泵允許

10、的注意大出口壓力。 （3）選型依據(jù) 符合以下條件者即為初步確定的泵型號(hào)。 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(shí)采用上述兩方法，最終使NPSHrNPSHa 安全余量S。 當(dāng)符合以上條件泵不止一種時(shí)，應(yīng)綜合考慮選擇效率高、價(jià)格低廉和可靠性高的泵。,六、泵型號(hào)的確定,2.離心泵型號(hào)的確定 （1）額定流量和揚(yáng)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(shí)，取正常流量的1. 1 1.5倍。額定揚(yáng)程一般取裝置

11、所需揚(yáng)程的1.05 1.1倍。對(duì)黏度20mm2/s或含固體顆粒的介質(zhì)，需換算成輸送清水時(shí)的額定流量和揚(yáng)程，再進(jìn)行以下工作。 （2）查系列型圖譜 按額定流量和揚(yáng)程查出初步選擇的泵型號(hào)，可能為1種，也可能為2種以上。 （3）校核 按性能曲線(xiàn)校核泵的額定工作點(diǎn)是否落在泵的高效工作區(qū)內(nèi)；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(dāng)不滿(mǎn)足時(shí)，應(yīng)采取有效措施加以實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)符合以上條件者有2種以上規(guī)格時(shí)，要選擇綜合指標(biāo)高者為最終選定的泵型號(hào)。具體可比較以下參數(shù)：效率（泵效率高者為優(yōu)）、重量（泵重量輕者為優(yōu)）和價(jià)格（泵價(jià)格低者為優(yōu)）。,七、原動(dòng)機(jī)功率的確定,1.泵的軸功率Pa計(jì)算 (

12、1)葉片式泵 KW (2)容積式泵 KW 2.原動(dòng)機(jī)的配用功率 KW 3.根據(jù)爆炸區(qū)域、防爆等級(jí)、電源和供氣情況等選擇合適的原動(dòng)機(jī)。,H泵的額定揚(yáng)程,m Q泵的額定流量,m3/s 介質(zhì)密度,kg/m3 泵額定工況下的效率 Pa泵額定工況下的軸功 率,KW Pd泵出口壓力,MPa Ps泵入口壓力,MPa t泵傳動(dòng)裝置效率 K原動(dòng)機(jī)效率裕量系數(shù),軸封是防止泵軸與殼體處泄露而設(shè)置的密封裝置。常用的軸封型式有：填料密封、機(jī)械密封和動(dòng)力密封。 往復(fù)泵的軸封通常是填料密封。當(dāng)輸送不允許泄漏介質(zhì)時(shí)，可采用隔膜式往復(fù)泵。旋轉(zhuǎn)式泵（含葉片式泵、轉(zhuǎn)子泵等）的軸封主要有填料密封、機(jī)械密封和動(dòng)力密封。 1.填料密封:

13、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維護(hù)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(zhì)，如水；一般不適用于石油及化工介質(zhì)，特別是不能用在貴重、易爆和有毒介質(zhì)中。 2.機(jī)械密封:（也稱(chēng)端面密封）密封效果好，泄漏量很小，壽命長(zhǎng)，但價(jià)格貴，加工安裝維護(hù)保養(yǎng)比一般密封要求高。 機(jī)械密封適用于輸送石油及化工介質(zhì)，可用于各種不同粘度、強(qiáng)腐蝕性和含顆粒的介質(zhì)。 3.動(dòng)力密封:分為背葉片密封和副葉輪密封兩類(lèi)。泵工作時(shí)靠背葉片（或副葉輪）的離心力作用使洲風(fēng)處的介質(zhì)壓力下降至常壓或負(fù)壓狀態(tài)，使泵在使用過(guò)程中不泄漏。停車(chē)時(shí)離心力消失，靠背葉片（或副葉輪）的密封作用失效，這時(shí)靠停車(chē)密封裝置起到密封作用。 與背葉片（或副葉

14、輪）配套的停車(chē)密封裝置中較多采用填料密封。 動(dòng)力密封性能可靠，價(jià)格便宜，維護(hù)方便，適用于輸送含有固體顆粒較多的介質(zhì)。缺點(diǎn)：功率損失較機(jī)械密封大，切其停車(chē)密封裝置的壽命較短。,八、軸封形式的確定,泵用聯(lián)軸器一般選用撓性聯(lián)軸器，目的是傳遞功率，補(bǔ)償泵軸與電機(jī)軸的相對(duì)位移，減低對(duì)聯(lián)軸器安裝的精確對(duì)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(dòng)等。 泵常用聯(lián)軸器有： 1.爪型彈性聯(lián)軸器 2.彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 3.膜片聯(lián)軸器 4.液力偶合器,九、聯(lián)軸器及其選用,又稱(chēng)彈性塊聯(lián)軸器，其特點(diǎn)：體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，價(jià)格廉價(jià)，常用于小功率及不太重要的場(chǎng)合。,1.爪型彈性聯(lián)軸器,彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸

15、器以柱銷(xiāo)與兩半聯(lián)軸器的凸緣相聯(lián)，柱銷(xiāo)的一端以圓錐面和螺母與半聯(lián)軸器凸緣上的錐形銷(xiāo)孔形成固定裝配，另一端帶有彈性套，裝在另一半聯(lián)軸器凸緣的柱孔銷(xiāo)中。彈性套用橡膠制成。 彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，更換容易，尺寸小，重量輕，傳動(dòng)扭矩大，廣泛應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)泵中。,2.彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,膜片聯(lián)軸器是采用一組厚度很薄的金屬?gòu)椈善瞥筛鞣N形狀，用螺栓分別與兩半聯(lián)軸器聯(lián)接。 膜片聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要潤(rùn)滑和維護(hù)，抗高溫，抗不對(duì)中性能好，可靠性高，傳動(dòng)扭距大，但價(jià)格較高。水泵行業(yè)推薦的膜片聯(lián)軸器為JM1J型接中間軸整體式膜片聯(lián)軸器。,3.膜片聯(lián)軸器,4.液力偶合器:,液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝

16、置，又稱(chēng)液力聯(lián)軸器。液力耦合器其結(jié)構(gòu)主要由殼體、泵輪、渦輪三個(gè)部分組成，如圖所示。 液力耦合器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能通過(guò)泵輪傳給液壓油，液壓油在循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中又將動(dòng)能傳給渦輪輸出。 液力耦合器啟動(dòng)平穩(wěn)，有過(guò)載保護(hù)及無(wú)級(jí)調(diào)速等功能，缺點(diǎn)是存在一定的功率損耗，價(jià)格較貴。一般均用于大功率或工況需經(jīng)常改變的大泵。,原則 （1）滿(mǎn)足工藝參數(shù)原則 流量 ,揚(yáng)程 ,溫度 ,壓力 ,裝置汽蝕余量 （2）滿(mǎn)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(zhǎng)纖維類(lèi)液體 ,高溫、高壓類(lèi)液體 , 黏性液體 （3）滿(mǎn)足泵現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境條件的原則 安裝位置 ,環(huán)境條件 ,電網(wǎng)條件 ,危險(xiǎn)區(qū)的劃分,三、水泵選型

17、,1 、首先應(yīng)根據(jù)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(shí)應(yīng)以最大流量為依據(jù)；在沒(méi)有給出最大流量時(shí)，通常應(yīng)以額定流量的1.1倍作為依據(jù)。 3、水泵揚(yáng)程的確定 水泵的揚(yáng)程指總揚(yáng)程，即:實(shí)際揚(yáng)程+損失揚(yáng)程。 所需實(shí)際揚(yáng)程:通過(guò)各種方法實(shí)地測(cè)量出來(lái)。 所需損失揚(yáng)程:通過(guò)以下步驟確定： （1）根據(jù)前述計(jì)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(jù)水泵的口徑選定水泵進(jìn)、出管直徑。 （2）水泵型號(hào)的確定 當(dāng)所需的流量和揚(yáng)程確定之后，即可根據(jù)水泵性能表選定水泵的型號(hào)。在查水泵性能表時(shí)，先查找出與所需流量和揚(yáng)程相接近的水泵，然

18、后再確定型號(hào)。 *選泵用的揚(yáng)程值應(yīng)注意到最低吸入液面和最高送液高度，同時(shí)留有余量；一般選泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1.051.1倍。,4.確定流量和揚(yáng)程后，利用有關(guān)技術(shù)圖表，確定水泵型號(hào)和規(guī)格： 1) 使用水泵性能規(guī)格表選泵型 水泵廠在產(chǎn)品目錄中都提供了這種表格，表中每一個(gè)型號(hào)的性能都有三行數(shù)據(jù)，究竟以哪一行為準(zhǔn)呢？一般設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程應(yīng)與性能表列出的中間一行的數(shù)值相一致，或是相接近，而又必須落在上、下兩行的范圍內(nèi)，因?yàn)檫@個(gè)范圍是水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的高效率區(qū)域，這個(gè)型號(hào)的水泵就認(rèn)為是符合實(shí)際需要的，水泵算是選定了。,2) 使用水泵選型表選泵型 根據(jù)確定的設(shè)計(jì)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)流量，在選型表中，橫表頭查找出與設(shè)計(jì)揚(yáng)程相符合或相接近的揚(yáng)程數(shù)值；再在縱表頭找出與設(shè)計(jì)流量相一致或相接近的流量數(shù)值，縱橫相交于小方塊，它標(biāo)出了水泵的型號(hào)，初步選出泵型。但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種泵型都滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，此時(shí)，可把這兩種泵型作方案比較，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，然后選定其中一個(gè)合適的泵型。這種選擇水泵的方法比較簡(jiǎn)便而又快捷。 3) 使用水泵性能綜合