泵按結(jié)構(gòu)的分類及工作原理 泵的分類 水泵的標(biāo)準(zhǔn)所牽涉的產(chǎn)品種類也非常多,有離心泵、計量泵、螺桿泵、往復(fù)泵、水輪泵、潛水泵、油泵、清水泵、試壓泵、旋渦泵、低溫泵、真空泵、羅茨泵、分子泵、齒輪泵、泥漿泵、耐腐蝕泵、深井泵、水環(huán)泵、混流泵、軸流泵、鍋爐給水泵、液下泵、注水泵、化工流程泵、不堵式泵、無泄漏泵、塑料泵、消防泵等等,還有很多。其名稱有些是按泵的常規(guī)分類方法劃分的如葉片泵、容積泵等,有些則是按用途劃分的如污水泵、衛(wèi)生泵等,有些名稱則比較隨意如擴(kuò)散泵、液氮泵等。只要有此類產(chǎn)品的生產(chǎn),有制定標(biāo)準(zhǔn)的需求,通過一定的申請、批準(zhǔn)手續(xù)就可能產(chǎn)生一個新的標(biāo)準(zhǔn),但有時內(nèi)容也有相當(dāng)?shù)慕徊?、重?fù)。就國內(nèi)和國外的標(biāo)準(zhǔn)而言,則國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量多于國外的標(biāo)準(zhǔn)。總的來說,像離心泵這樣應(yīng)用廣泛,產(chǎn)品生產(chǎn)歷史長久的泵類標(biāo)準(zhǔn)比較多(離心泵相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的總數(shù)達(dá)到100多個),而像無泄漏泵這種迅速發(fā)展起來的新型泵類標(biāo)準(zhǔn)則比較少?,F(xiàn)著重介紹泵按結(jié)構(gòu)的分類及工作原理 (一)容積式 分類 往復(fù)式 回轉(zhuǎn)式 基本原理 借活塞在汽缸內(nèi)的往復(fù)作用使缸內(nèi)容積反復(fù)變化,以吸入和排出流體 機(jī)殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)動部件旋轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的工作容積發(fā)生變化,借以吸入和排出流體 ,如:活塞泵 齒輪泵,螺桿泵 (二)葉片式 葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是可旋轉(zhuǎn)、帶葉片的葉輪和固定的機(jī)殼。通過葉輪旋轉(zhuǎn)對流體作功,從而使流體獲得能量。 根據(jù)流體的流動情況,可將它們再分為下列數(shù)種: 分類 離心式 軸流式 混流式 貫流式 基本原理 葉輪高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量 旋轉(zhuǎn)葉片的擠壓推進(jìn)力使流體獲得能量,升高其壓能和動能 離心式和軸流式的混合體 原理同離心式 ,如:中央空調(diào)用離心風(fēng)機(jī) 中央空調(diào)或冷庫用軸流式送水泵 混流送水泵 家用空調(diào)室內(nèi)風(fēng)機(jī) 泵與風(fēng)機(jī)的工作原理 一、 離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理 葉輪高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量,即流體通過葉輪后,壓能和動能都得到提高,從而能夠被輸送到高處或遠(yuǎn)處。葉輪裝在一個螺旋形的外殼內(nèi),當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時,流體軸向流入,然后轉(zhuǎn)90度進(jìn)入葉輪流道并徑向流出。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn),在葉輪入口處不斷形成真空,從而使流體連續(xù)不斷地被泵吸入和排出。 二.軸流式泵與風(fēng)機(jī)工作原理 旋轉(zhuǎn)葉片的擠壓推進(jìn)力使流體獲得能量,升高其壓能和動能,葉輪安裝在圓筒形(風(fēng)機(jī)為圓錐形)泵殼內(nèi),當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時,流體軸向流入,在葉片葉道內(nèi)獲得能量后,沿軸向流出。軸流式泵與風(fēng)機(jī)適用于大流量、低壓力,制冷系統(tǒng)中常用作循環(huán)水泵及送引風(fēng)機(jī)。 三. 貫流式風(fēng)機(jī)的工作原理 由于空氣調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展,要求有一種小風(fēng)量、低噪聲、壓頭適當(dāng)和在安裝上便于與建筑物相配合的小型風(fēng)機(jī)。貫流式風(fēng)機(jī)就是適應(yīng)這種要求的新型風(fēng)機(jī)。 貫流式風(fēng)機(jī)的主要特點(diǎn)如下: (一)葉輪一般是多葉式前向葉型,但兩個端面是封閉的。 (二)葉輪的寬度b沒有限制,當(dāng)寬度加大時.流量也增加。 (三)貫流式風(fēng)機(jī)不像離心式風(fēng)機(jī)是在機(jī)殼側(cè)板上開口使氣流軸向進(jìn)入鳳機(jī),而是將機(jī)殼部分地敞開使氣流直接徑向進(jìn)入風(fēng)機(jī)。氣流橫穿葉片兩次。某些貫流式風(fēng)機(jī)在葉輪內(nèi)緣加設(shè)不動的導(dǎo)流葉片,以改善氣流狀態(tài)。 (四)在性能上,貫流式風(fēng)機(jī)的全壓系數(shù)較大. 性能曲線是駝蜂型的,效率較低,一般約為30%一50%。 (五)進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口都是矩形的,易與建筑物相配合。貫流式風(fēng)機(jī)至今還存在許多問題有待解決。特別是各部分的幾何形狀對其性能有重大影響。不完善的結(jié)構(gòu)甚至完全不能工作,但小型的貫流式風(fēng)機(jī)的使用范圍正在穩(wěn)步擴(kuò)大。 四、 其他常用泵 1、往復(fù)泵的工作原理 利用偏心軸的轉(zhuǎn)動通過連桿裝置帶動活塞的運(yùn)動,將軸的圓周轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動?;钊粩嗤鶑?fù)運(yùn)動,泵的吸水與壓水過程就連續(xù)不斷地交替進(jìn)行。 2、水環(huán)式真空泵的工作原理 水環(huán)式真空泵葉片的葉輪偏心地裝在圓柱形泵殼內(nèi)。泵內(nèi)注入一定量的水。葉輪旋轉(zhuǎn)時,將水甩至泵殼形成一個水環(huán),環(huán)的內(nèi)表面與葉輪輪轂相切。由于泵殼與葉輪不同心,右半輪轂與水環(huán)間的進(jìn)氣空間4逐漸擴(kuò)大,從而形成真空,使氣體經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入泵內(nèi)進(jìn)氣空間。隨后氣體進(jìn)入左半部,由于轂環(huán)之間容積被逐漸壓縮而增高了壓強(qiáng),于是氣體經(jīng)排氣空間及排氣管被排至泵外。 3、羅茨真空泵工作原理 羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn),被抽氣體從進(jìn)氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間v0內(nèi),再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態(tài),所以,在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。 但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣,v0空間與排氣側(cè)相通時,由于排氣側(cè)氣體壓強(qiáng)較高,則有一部分氣體返沖到空間v0中去,使氣體壓強(qiáng)突然增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,氣體排出泵外。 一般來說,羅茨泵具有以下特點(diǎn): 在較寬的壓強(qiáng)范圍內(nèi)有較大的抽速; ●起動快,能立即工作; ●對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感; ●轉(zhuǎn)子不必潤滑,泵腔內(nèi)無油; ●振動小,轉(zhuǎn)子動平衡條件較好,沒有排氣閥; ●驅(qū)動功率小,機(jī)械摩擦損失??; ●結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小; ●運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用低。 因此,羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用。 4、旋片式真空泵工作原理 旋片式真空泵(簡稱旋片泵)是一種油封式機(jī)械真空泵。其工作壓強(qiáng)范圍為101325~1.33×10-2(Pa)屬于低真空泵。它可以單獨(dú)使用,也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。它已廣泛地應(yīng)用于冶金、機(jī)械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫(yī)藥等生產(chǎn)和科研部門。 旋片泵主要由泵體、轉(zhuǎn)子、旋片、端蓋、彈簧等組成。在旋片泵的腔內(nèi)偏心地安裝一個轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子外圓與泵腔內(nèi)表面相切(二者有很小的間隙),轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有帶彈簧的二個旋片。旋轉(zhuǎn)時,靠離心力和彈簧的張力使旋片頂端與泵腔的內(nèi)壁保持接觸,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動旋片沿泵腔內(nèi)壁滑動。 兩個旋片把轉(zhuǎn)子、泵腔和兩個端蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、B、C三部分。當(dāng)轉(zhuǎn)子按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時,與吸氣口相通的空間A 的容積是逐漸增大的,正處于吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的,正處于排氣過程。居中的空間B的容積也是逐漸減小的,正處于壓縮過程。由于空間A的容積是逐漸增大(即膨脹),氣體壓強(qiáng)降低,泵的入口處外部氣體壓強(qiáng)大于空間A內(nèi)的壓強(qiáng),因此將氣體吸入。當(dāng)空間A與吸氣口隔絕時,即轉(zhuǎn)至空間B的位置,氣體開始被壓縮,容積逐漸縮小,最后與排氣口相通。當(dāng)被壓縮氣體超過排氣壓強(qiáng)時,排氣閥被壓縮氣體推開,氣體穿過油箱內(nèi)的油層排至大氣中。由泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到連續(xù)抽氣的目的。如果排出的氣體通過氣道而轉(zhuǎn)入另一級(低真空級),由低真空級抽走,再經(jīng)低真空級壓縮后排至大氣中,即組成了雙級泵。這時總的壓縮比由兩級來負(fù)擔(dān),因而提高了極限真空度。 5、齒輪泵工作原理 齒輪泵具有一對互相嚙合的齒輪,如圖所示,齒輪主動輪固定在主動軸上,軸的一端伸出殼外由原動機(jī)驅(qū)動,另一個齒輪從動輪裝在另一個軸上,齒輪旋轉(zhuǎn)時,液體沿吸油管進(jìn)入到吸入空間,沿上下殼壁被兩個齒輪分別擠壓到排出空間匯合(齒與齒嚙合前),然后進(jìn)入壓油管排出。 6、螺桿泵工作原理 螺桿泵乃是一種利用螺桿相互嚙合來吸入和排出液體的回轉(zhuǎn)式泵。螺桿泵的轉(zhuǎn)子由主動螺桿(可以是一根,也可有兩根或三根)和從動螺桿組成。主動螺桿與從動螺桿做相反方向轉(zhuǎn)動,螺紋相互嚙合,流體從吸入口進(jìn)入,被螺旋軸向前推進(jìn)增壓至排出口。此泵適用于高壓力、小流量。制冷系統(tǒng)中常用作輸送軸承潤滑油及調(diào)速器用油的油泵。 7.噴射泵工作原理 將高壓的工作流體,由壓力管送入工作噴嘴,經(jīng)噴嘴后壓能變成高速動能,將噴嘴外圍的液體(或氣體)帶走。此時因噴嘴出口形成高速使擴(kuò)散室的喉部吸入室造成真空,從而使被抽吸流體不斷進(jìn)入與工作流體混合,然后通過擴(kuò)散室將壓力稍升高輸送出去。由于工作流體連續(xù)噴射,吸入室繼續(xù)保持真空,于是得以不斷地抽吸和排出流體。工作流體可以為高壓蒸汽,也可為高壓水,前者稱為蒸汽噴射泵,后者稱為射水抽氣器。這種泵在制冷系統(tǒng)中較為少見。 |
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