泵的分類、結構、原理及應用

泵的分類、結構、原理及應用泵的分類、結構、原理及應用學院（系）:專業(yè):姓名：學號:指導教師:摘要隨著科技的進步，人們逐漸利用機器代替了人力勞動，解放了人的雙手。從工業(yè)革命以來，各種機械被發(fā)明并投入使用。泵的發(fā)明來自于升水機，是最古老的機械。概括的講泵是輸送液體或使液體增壓的機械，在人類的生產生活中得到了廣泛的應用。為了適應生產生活中各方面的應用，現(xiàn)如今泵的種類繁多，在使用的方法方向上也有很大不同。那么到底什么是泵，泵是如何工作的，它的結構又是怎樣需要我們一一探索。通過泵的工作原理，驅動方法，結構，用途，輸送液體等方面，對泵進行系統(tǒng)的分類并介紹各種泵的結構以及用途。讓人們更快更好的了解各種泵在生產生活中的應用。關鍵詞液體輸送機械工作原理升水機Classification,structure,principleandapplicationofpumpAbstractWiththeprogressofscienceandtechnology,peoplegraduallyusethemachineinsteadofhumanlabor,theliberationofthepeople'shands.Sincetheindustrialrevolution,allkindsofmachineryhavebeeninventedandputintouse.Theinventionofmachinepumpfromthewater,isthemostancientmachinery.Generallyspeaking,thepumpisamachinewhichisusedtotransporttheliquidorboostthepressureoftheliquid.Ithasbeenwidelyusedintheproductionandlifeofhuman.Inordertoadapttotheapplicationofvariousaspectsofproductionandlife,nowawidevarietyofpumps,inthedirectionoftheuseofthemethodisalsoverydifferent.Sointheendwhatisthepump,pumpishowtowork,andhowit'sstructureandhowweneedtoexploreoneone.Throughtheworkingprincipleofthepump,drivingmethod,structure,use,transportliquidandsoon,theclassificationofthepumpsystemandintroducethestructureanduseofvariouspumps.Letpeoplefasterandbetterunderstandingofvariouspumpsintheproductionandlifeoftheapplication.KeywordsliquidtransportmachineryPremiummachine泵的分類、結構、原理及應用各種升水機械，是地球上最古老的機械。人們將液體升到一定的高度來使用，是從古至今都需要的，所以人們發(fā)明了這種機械來使用，而這只是一個開端。人們將水從地下抽取出來，并升到一定高度，來灌溉他們的土地；人們吃的水通常是從井里汲起來的。而人們用來升水的頭一種設備便是戽斗，他是靠人們用手做搖擺運動而將水升到某一高度。為了增加擺動的幅度和改進著力的方法，戽斗可以掛在一個裝在特別支架可擺動的橫桿上。大家都知道的“阿基米達夫螺旋機”也屬于升水機械中的一種。隨著工業(yè)革命的進程，升水機也發(fā)生了變化。人們運用氣缸內運動的活塞，來實現(xiàn)這一目的。到十九世紀初葉，往復泵才達到了很完善的地步，很長一段時間內它都是使用在大城市的供水上。到現(xiàn)在，往復泵仍有很廣泛的應用。約在1700年人們發(fā)明了離心泵，更快的推動了泵的發(fā)展?，F(xiàn)如今，泵產品的應用僅次于電動機?？梢哉f只要是需要讓液體流動的地方就有泵的存在，泵在國民經濟中起著十分重要的作用。因為使用的空間位置，場合，液體，壓力的不同，泵名目繁多，應用廣泛。泵的定義什么是泵，通常把用來抽吸液體、輸送液體、和是液體增壓里的機器統(tǒng)稱為泵。從能量觀點來說，泵是一種轉換能量的機器。它把原動機的機械能轉化為被輸送液體的能量，使液體的流速和壓力增加。泵一般是用來將液體從地勢較低的地方抽吸上來，沿管路輸送到地勢較高的地方去。例如，我們日常見到的，用泵把河流、池塘中的水抽上來往農田里灌溉；又如把地下井里的水抽吸上來并送到水塔上去等等。由于液體經過泵后壓力可以提高，所以泵的作用也可以用來將液體從壓力較低的容器中抽吸出來，并以克服沿途的阻力輸送到壓力較高的容器中或其他需要的地方總的來說泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體，也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體【1】【1】王立文,高殿榮,侯桂慶,&郭明杰.(2005).新型錐形螺旋葉片泵的工作原理分析.液壓與氣動(08),76-78.泵的分類為了適應生產生活的需要，泵的種類極多。所以我們很難對泵進行系統(tǒng)的分類。而且由于現(xiàn)階段泵的種類有多少很難確認并且很多泵的工作原理十分復雜，難以分類，在這里我們先從幾個方面對泵進行一個簡單的分類。并輔以簡單的分類標準。輸送滴狀液體的泵很多，知道現(xiàn)在還沒有任何一個大家所公認的分類方法。曾經有人想把泵按照輸入它們的能量的種類來分類，但是并不成功。這種方法不能夠將泵統(tǒng)一起來。在葉斯曼(И.Г.Есьман)所著的《泵》中這樣寫道，比較妥當?shù)姆诸惙ǎ瑧撌前凑找后w通過泵是傳給液體能量的形式來分類；這種能量可能是位能（z），也可能是壓力能（pγ）或者動能（v22g）【2【2】葉斯曼(И.Г.Есьман).泵.石油工業(yè)出版社.1956只改變位能的機械最簡單的升水器氣體空氣舉阿基米達夫螺旋機水車凸緣機戽斗機氣舉空氣舉只靠變液體壓力來改變液體能量的機械活塞泵和活柱泵以他種液體，氣體或蒸汽作為排擠物的泵水力沖擊器液體升液器漢福雷泵轉子泵脈沖泵自吸式的活塞式的刮板式的回轉式的直接作用式的無曲柄式的曲柄連桿式的上述的分類是我通過查閱許多資料整發(fā)現(xiàn)的一種很嚴謹?shù)姆诸惙绞?，其實個人是很難理解其中的一些內容。事實上泵以長期存在并廣泛的應用在生產生活中。其種類很難進行分類，所以在下面的分類的過程中，忽略了有些罕見類型的泵，故意的刪減了以上一些過時的，沒有實際價值的某些類型。泵可以按人們應用的基礎、制造材料、輸送介質，甚至按空間方位來分，然而這樣的分類在視野上都有局限性，而且事實上導致互相重疊。我通過書本及網絡發(fā)現(xiàn)，所存的泵大致都可以分成兩大類：（1）動態(tài)泵，按此，能量連續(xù)地施加，以增加泵內的液體的速度，其值大于因泵產生壓力增量而在出口出現(xiàn)的連續(xù)速度降。（2）容積泵，按此，能量通過力的作用，周期性地向1個或1個以上的移動式有效附件的界面、液體—相當于容積施加，導致壓力直接上升，達到輸送液體閥門或管件直接排除管線所需的壓力。在這里我就不更加細致的介紹了大家可以看圖1和圖2。泵除了上述的分類，一般生產生活上人們多按工作原理分為容積式泵、動力式泵和其他類型泵三類。除按工作原理分類外，還可按其他方法分類和命名【3】趙樹人.(2007).河南省泵業(yè)發(fā)展與技術推廣應用研究.(Doctoraldissertation,河南農業(yè)大學).3】。如，按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等；按結構可分為單級泵和多級泵；按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等；按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等【4】馮金龍,&王金武.(2007).【3】趙樹人.(2007).河南省泵業(yè)發(fā)展與技術推廣應用研究.(Doctoraldissertation,河南農業(yè)大學).【4】馮金龍,&王金武.(2007).液體施肥裝置施肥機理的試驗研究.中國農業(yè)工程學會2007年學術年會.【5】陳楚成.(2005).泵類產品技術發(fā)展狀況.化工設備與管道(4),59-60.泵的工作原理滴狀液體的能量，正如從水力學上所知道的一樣，對于某一固定水平面來說可以由位能、壓能以及動能等形式來表示。單位重量液體的能量稱為比能；比能我們常常稱之為壓頭，壓力壓頭和速度壓頭。液體以某一水平面為準的總比能e,或者總壓頭，便是上面所說的三種壓頭的總和，即：e式中z—所研究的液體指點在所選定的縱坐標軸上（水平面以上）的高度；p—該指點的水壓力；γ—指點單位體積的重量（重度）；pγ—壓力v—指點的速度；g—重力加速度；v22g滴狀液體指點能量的增壓在意義上等于它的總壓頭的增加。液體能量的增加，在水力學上的意義等于將液體升舉一個相應的壓頭增量的高度。泵的構造部件構成泵的主要部件有葉輪、泵體、主軸、軸承、填料箱及聯(lián)軸器等。這些部件組合起來構成各種形式的泵。圖3.1、3.1、3.3所示分別為臥式單級雙吸蝸殼泵、立式單級透平型軸流泵及立式單級單吸蝸殼泵的斷面圖。這里我們只細致的介紹動力式泵。動力式（又叫葉輪式或葉片式泵）葉片泵是一種流體機械，因此其工作方式的特征是在連續(xù)流動過程的影響下獲得壓力。在徑流式結構中（圖1），裝有葉片的葉輪把機械功傳遞給葉輪流道中的液體，并通過離心力把液體排出葉輪。液體一旦離開了葉輪流道，能量傳遞也就結束。能量傳遞造成輸送介質的壓力升高和速度增大。葉輪中壓力升高的原因是離心力的作用的結果【6】赫爾姆特·舒爾茨.泵原理、計算與結構.【6】赫爾姆特·舒爾茨.泵原理、計算與結構.北京：機械工業(yè)出版社，1991.12對葉片泵的揚程和流量所提出的要求極為不同，因此葉片泵必須始終力圖根據最佳的經濟觀點來設計，從而導致了極其不同的結構形式。低揚程時可以采用單級泵，這種泵的揚程小于20m，稱為低壓泵。揚程達到50m左右時稱為中壓泵，而揚程高于50m時則稱為高壓泵。上述分檔數(shù)值只能當做近似值來參考。關于揚程并沒有給定嚴格的界限。揚程很高時，通常要求多級結構（圖2），其中，幾個同樣的葉輪和導輪（即幾個級）一個一個地連接起來，輸送介質依次地在其中流過。這樣，所能達到的最終壓力就等于每級壓力的總和。除了揚程之外，級數(shù)在較大程度上也可以通過泵的轉速和體積流量的大小來確定，因此，在相同的揚程下可能給出極為不同的級數(shù)。為了在低揚程大流量的工況下能使水的流道達到所要求的長度，必須把葉片始終向葉輪的吸入口出延伸，由此可得與水輪機中弗蘭西斯式轉輪形狀相當?shù)娜~輪。這種結構形式的特征性原件就是空間彎曲葉片，即葉輪的扭曲葉片（圖16.4），而在較高揚程下的則多采用簡單彎曲葉片、即所謂圓柱葉片（圖15.4）。在保持低揚程不變的情況下，進一步增大體積流量將迫使采用幾個葉輪并聯(lián)的多流式結構。這種結構是把兩個單獨的葉輪結合成一個兩側進水的輪副（雙吸葉輪），而幾個雙吸葉輪又能排列在一根泵軸上（圖3）。多流式泵可以作為冷凝裝置的冷卻水泵之用。揚程較低時，要再增大單個葉輪的流量就必須采用半軸流的結構形式，其中軸向流入的液體只經過少量的偏轉就轉為徑向。這種結構形式習慣上也可稱為“螺旋泵”【7】國內習稱混流泵—譯注7】（圖4）。現(xiàn)在，這種結構常常要用來取代多流式結構，并成為徑流泵到軸流泵（螺槳式泵，圖5【7】國內習稱混流泵—譯注泵的應用泵是一種通用機械，種類甚多，應用廣泛，涉及國民經濟各部門，起著十分重要的作用。城市給排水、農田灌溉、消防、食品行業(yè)、石油化工、動力工業(yè)、采礦、能源發(fā)展、船舶工業(yè)等等方面。除此之外，泵在核能發(fā)電、船舶的噴水推進、火箭的燃料供給等方面亦得到重要應用【8】柴立平.泵選用手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2009.18】。另外，泵還可以用來長距離水力輸送如煤、魚等固體或動物等。泵抽送的常見介質有水、油、酸、堿、懸浮液等液體。現(xiàn)在還可以輸送超低溫的液態(tài)氣體和高溫熔融金屬。【8】柴立平.泵選用手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2009.1詳細應用請參照表1-1表1-1各種用途使用泵的類型應用部門主要用途概要泵型農業(yè)灌溉排水水田或旱田灌溉土壤改良或排水低揚程離心泵深井潛水電泵混流泵小型潛水泵軸流泵潛水軸流泵噴灌泵（自吸）潛水混流泵自來水工程飲水送水配水增壓引原水到凈水廠從凈水廠送水到配水池從配水池分配水到需要端在配水管路途中給水增壓雙吸離心泵立式混流泵立式離心泵潛水混流泵污水處理排水中繼污水處理排放污水、雨水把污水提升到高處而后自然下流輸送污水污物立式（臥式）污水泵可調葉片混流泵混流泵、軸流泵污水潛水泵火電廠鍋爐給水冷凝水循環(huán)水除灰向鍋爐給水抽吸冷凝器內凝結水想冷凝器輸送冷卻循環(huán)水水力抽送鍋爐灰渣高溫高壓多級離心泵高抗汽蝕性能臥式（立式）離心泵立式混流泵、軸流泵渣漿泵、灰渣泵礦山鐵礦坑內排水水力采煤水力輸煤鋼鐵除磷排除坑內涌水從噴嘴噴射高壓水粉碎煤層水力箱送煤?；虼至Ｃ河酶邏核ボ堉其摬谋砻骥[皮潛水泵臥式多級離心泵高壓往復泵高揚程渣漿泵石油工業(yè)鉆井控油注水輸油煉油帶出鉆屑冷卻鉆頭從井內抽油向水井注水增加油層壓力集散油輸送和長距離管道輸送在煉油廠各裝置流程中輸送各種油活塞式泥漿泵離心泥漿泵活塞式稠油泵轉子式稠油泵潛油電泵高壓多級離心泵高壓柱塞泵單吸單級離心油泵多級中開式油泵雙吸油泵化學工業(yè)化工流程高溫液體低溫液體熔融金屬在化工裝置中輸送液體輸送400℃以上的熱媒鹽高溫介質輸送-10℃以下的液態(tài)氧單級耐腐蝕離心泵液下泵高溫泵低溫泵船舶工業(yè)鍋爐給水抽凝結水抽送循環(huán)水貨油清倉平衡推進向鍋爐給水抽吸冷凝器凝結水輸送冷凝器用循環(huán)水裝油、卸油、清船平衡船體和噴水推進汽輪機驅動中開式多級泵立式臥式（第一級雙吸）泵立式單吸（兩級）離心泵軸流泵和導葉式混流泵建筑施工排水疏?；炷僚懦┕ぶ杏克逵賶核突炷?、向攪拌機供水工程用潛水泵、自吸泵污水泵微型離心泵、柱塞泵建筑設備鍋爐工水樓房供水排放污水溫水循環(huán)冷房（冷卻、循環(huán)、噴霧）向鍋爐供水向高樓供水賓館、餐廳等排污水污物供熱水或暖房用水將冷凍機冷凝器出來的溫水打到冷卻塔進行循環(huán)使水在冷凍機蒸發(fā)器和空調器盤管間循環(huán)小型立式（臥式）多級離心泵旋渦泵立式多級泵小型潛水泵、自吸泵、微型泵污水潛水泵管道泵屏蔽泵雙吸泵輕工紙漿藥液陶瓷泥漿輸送各種濃度紙漿輸送黑液輸送陶瓷料漿無堵塞離心泵耐腐蝕離心泵隔膜柱塞泵食品飲料酵母均質輸送飲料、乳品輸送酵母細化果茶、乳品、豆制品不銹鋼離心泵轉子泵、齒輪泵高壓柱塞式均質泵參考文獻王立