离心泵的类型与选用
离心泵类型
1 - 泵体; 2 - 泵盖;
3 - 叶轮; 4 - 轴;
5 - 密封环;
6 - 叶轮螺母;
7 - 止动垫圈;
8 - 轴盖;
9 - 填料压盖;
10 - 填料环;
11 - 填料;
12 - 悬架轴承部件
清水泵 ( IS,D,Sh 型 )
广泛用于工矿企业, 城市给排水和各种水利工程, 也可用于
输送各种不含固体颗粒的, 物理化学性质类似于水的介质 。
单级单吸式离心清水泵, 系列代号为, IS”,结构简图如下,
化工生产中常用清水泵, 耐腐蚀泵, 油泵, 杂
质泵, 液下泵, 屏蔽泵等 。
离心泵的类型与选用
清水泵
DFW 型卧式离心泵
IS,IR 型单级单吸离心泵
ISG 型管道离心泵
离心泵的类型与选用
若需要的扬程较高, 则可选 D 系列多级离心泵
1-吸入段; 2-中段; 3-压出段; 4-轴; 5-叶轮;
6-导叶; 7-轴承部
1
2 3
4
5
6
7
离心泵的类型与选用
D 系列多级离心泵
TSWA 型卧式多级泵
TSWA型卧式多级泵
T —— 透平式
S —— 单吸泵
W —— 介质温度低于 80℃
A —— 第一次更新
DL 型立式多级泵
离心泵的类型与选用
离心泵的类型与选用
1-泵体; 2-泵盖; 3-叶轮; 4-泵轴; 5-密封环; 6-轴套;
7-轴承; 8-连轴器
若需要的流量很大, 则可选用 Sh 双吸式离心泵
离心泵的类型与选用
S 型单级双吸离心泵
KSY 双吸中开式离心泵
S,SA,SH 型单级双
吸中开式离心泵
离心泵的类型与选用
CQ 型磁力驱动泵 IH 型化工泵
耐腐蚀泵 ( F 型 ),输送腐蚀性化工流体必须选用耐腐蚀泵 。
耐腐蚀泵所有与流体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作 。
不同材料耐腐蚀性能不一样, 选用时应多加注意 。 离心耐腐
蚀泵有多种系列, 其中常用的系列代号为 F。 需要特别注意
耐腐蚀泵的密封性能, 以防腐蚀液外泄 。 操作时还不宜使耐
腐蚀泵在高速运转或出口阀关闭的情况下空转, 以避免泵内
介质发热加速泵的腐蚀 。
离心泵的类型与选用
耐腐蚀泵 ( F 型 )
离心泵的类型与选用
油泵 ( Y 型 ),油泵用于输送石油
及油类产品, 油泵系列代号为 Y,
双吸式为 YS。 因油类液体具有易燃,
易爆的特点, 因此对此类泵密封性
能要求较高 。 输送 200℃ 以上的热
油时, 还需设冷却装臵 。 一般轴承
和轴封装臵带有冷却水夹套 。
杂质泵 ( P 型 ),离心杂质泵有多种
系列, 常分为污水泵, 无堵塞泵,
渣浆泵, 泥浆泵等 。 这类泵的主要
结构特点是叶轮上叶片数目少, 叶
片间流道宽, 有的型号泵壳内还衬
有耐磨材料 。
DFAY 型卧式输油泵
ZW 型自吸式排污
离心泵的类型与选用
液下泵:液下泵是一种立式离心泵, 整
个泵体浸入在被输送的液体贮槽内, 通
过一根长轴, 由安放在液面上的电机带
动 。 由于泵体浸没在液体中, 因此轴封
要求不高, 可用于输送化工过程中各种
腐蚀性液体 。
WQ 型潜水排污泵
YW 型液下式排污泵
离心泵的类型与选用
屏蔽泵:屏蔽泵是一种无泄漏泵 。 其结构特点是叶轮直接固
定在电机的轴上, 并臵于同一密封壳体内 。 可用于输送易燃
易爆, 剧毒或贵重等严禁泄漏的液体 。
DFM 型屏蔽泵 DFPW 型屏蔽泵
离心泵的类型与选用
屏蔽泵
离心泵的类型与选用
离心泵的选用
? 流体输送机械的选用原则是先选型号, 再选规格 。
? 具体选用离心泵时, 首先应根据所输送液体的性质和操作
条件, 确定泵的类型, 而后根据管路系统及输送流量 V、
所需压头 HL 确定泵的型号 。
? 所选的泵提供流量 V 和压头 H 的能力应比管路系统所要求
的稍大 。
注意:所选泵应在高效区范围工作 。 工程实践中, 总是在可
靠性前提下, 综合造价, 操作费用, 使用寿命等多方
面因素作出最佳选择 。
往复泵
往复泵的工作原理
结构:由泵缸, 活塞, 活塞杆, 吸入和排出单向阀 ( 活门 )
构成, 有电动和汽动两种驱动形式 。
原理:活塞往复运动, 在泵缸中造成容积的变化并形成负压
和正压, 完成一次吸入和排出 。
泵缸
活塞, 活塞杆
排出口
吸入口
往复泵的输出流量
解决方法,
( 1) 采用双动泵或多缸并联
( 2) 在往复泵的压出口与吸入口处设臵空气室, 利用气体
的可压缩性来缓冲瞬间流量增大或减小 。
( a ) 单动泵的流量曲线
V
??
2 ? 3 ?0
(b) 双动泵的流量曲线
V
??
2 ? 3 ?0 4 ?
( c ) 三动泵的流量曲线
V
??
2 ? 3 ?0 4 ?
单动往复泵流量不连续, 流量曲线与活塞排液冲程的速度变
化规律相一致, 是半周正弦曲线 。
后果:引起流体的惯性阻力损
失, 增加能量消耗, 诱发管路
系统的机械振动 。
往复泵的输出流量
式中,A —— 活塞面积 m2
S —— 活塞的冲程 m( 活塞在两端点间移动的距离 )
n —— 活塞往复的频率 1/min
a —— 活塞杆的截面积 m2
往复泵的理论平均流量 V( m3/s)
60
AS nV? ?
? ?2
60
SnAaV ? ??
单缸单动泵
单缸双动泵
活门不能及时启闭和活塞环密封不严等原因造成容积损失 。
VV V? ??
小型泵 ( V? = 0.1~ 30 m3/h), 0.85~ 0.90
中型泵 ( V? = 30~ 300 m3/h), 0.90~ 0.95
大型泵 ( V? ≥300 m3/h), 0.95~ 0.99
?V —— 容积效率 实际平均流量 V
往复泵的流量调节
往复泵流量由活塞扫过的体积决定, 特性曲线为
由于容积损失, 平均流量 V 在
压头较高时会随压头的升高略
微减小 。
结合管路特性曲线, 可确定往
复泵的工作点 ( 1点 ) 。
V ? ? 常数
V
H
H '
0
a '
a
1
1 '
管路特性曲线往复泵的流量与管路特性曲线无
关, 所提供的压头完全取决于管
路情况 ( 具有这种特性的泵称为
正位移泵 ) 。
在泵出口安装调节阀不能调节流量, 压头且随阀门开启度减
小而增大 。 若出口阀完全关闭则会使泵的压头剧增, 一旦超
过泵的机械强度或发动机的功率限制, 设备将受到损坏 。
往复泵的流量调节
(1) 旁路流程:泵的总流量不变, 部分液体经旁路回到泵的
进口, 减小主管路系统流量 。 这种调节不经济, 只适用
于变化幅度小的经常性调节 。
(2) 变速电机:改变活塞行程或改变驱动机构转速 。 带有变
速装臵的电动往复泵采用改变转速来调节流量是一种较
经济且常用的方法 。
往复泵的流量调节
3S2 系列高压往复泵
XPB-90B型高压旋喷注浆泵
型式:三缸单作用柱塞式
柱塞直径,45mm
柱塞行程,120mm
工作压力,<45MPa
流量,46-103</min
吸入管直径,2"
排除管直径,16-25mm
电机功率,90KW
电机型号:调速 YCT 335-4C
外形尺寸,3050X1800X1150mm
其它化工用泵
计量泵( Metering pump):又称比例泵。计量泵的传动装臵
是通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动。偏心
轮的偏心距可调,以此来改变柱塞往复的行程,从而达到调
节和控制泵的流量的目的。计量泵一般用于要求输液量十分
准确或几种液体要求按一定配比输送的场合。
YJH 系列隔膜计量泵
1、电机 2、蜗轮蜗杆
3、凸轮 4、推杆
5、膜片 6、调节手轮
7、排出阀 8、吸入阀
9、泵头
其它化工用泵
JJM 系列计量泵
J 系列计量泵
JKM 系列计量泵
(液压驱动)
其它化工用泵
隔膜泵:用弹性金属薄片或耐腐蚀性橡皮制成的隔膜将活柱
与被输送液体隔开,与活柱相通的一侧则充满油或水。
当活柱往复运动时,迫使隔膜交替向两侧弯曲,将液体吸入
和排出。
2
1
5
4
3
QBY 型气动隔膜泵
隔膜泵因其独特的结构,适宜输送腐蚀性液体或悬浮液。
其它化工用泵
齿轮泵:旋转类正位移泵。两齿轮在泵吸入口脱离啮合,形
成低压区,液体被吸入并随齿轮的转动被强行压向排出端。
在排出端两齿轮又相互啮合形成高压区将液体挤压出去。
齿轮泵可产生较高的扬程,但流量小。适用于输送高粘度液
体或糊状物料,但不宜输送含固体颗粒的悬浮液。
KCB 型齿轮油泵
其它化工用泵
螺杆泵:按螺杆的数目,有单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵
以及五螺杆泵。螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似,是借助转
动的螺杆与泵壳上的内螺纹、或螺杆与螺杆相互啮合将液体
沿轴向推进,最终由排出口排出。
螺杆泵压头高、效率高、无噪音、适用于输送高粘度液体。
其它化工用泵
蠕动泵(软管泵),
其它化工用泵
旋涡泵:一种特殊类型的离心泵。叶轮为一圆盘,四周由凹
槽构成的叶片成辐射状排列,叶片数目可多达几十片。叶轮
旋转过程中泵内液体随之旋转的同时,又在径向环隙的作用
下多次进入叶片反复作旋转运动,从而获得较高能量。
1
2
3
其它化工用泵
旋涡泵的压头随流量增大而下降很快,只有输送小流量才可
获得高压头。旋涡泵的轴功率随流量增大而下降,流量为零
时,轴功率最大。为此,启动泵时应将出口阀全开。
0
V
H
,N
eN
eH
eH V
?
eN V
?
V? ?
旋涡泵的效率一般较低( 20%~50%)。但因其结构简单,加
工容易,可采用耐腐材料制造,适用于高压头、小流量,不
含固体颗料且粘度不大的液体。
气体输送机械
共性:气体和液体同为流体,输送机械工作原理基本相似。
特性:气体密度远较液体小且可压缩。
(1) 一定质量流量下气体体积流量大,输送机械的体积较大;
(2) 气体输送管路的常用流速要比液体大得多 (一般约 10倍 )。
而通常流体流动阻力正比于流速的平方,因此输送相同
的质量流量,气体输送要求提供的压头相应也更高;
(3) 由于气体的可压缩性,在输送机械内部气体压强变化时,
其体积和温度随之而变。气体输送机械结构设计更为复
杂,选用上必须考虑的影响因素也更多。
输送机械 出口压强(表压) 压缩比
通风机( Fan) ? 15 kPa 1 ~ 1.5
鼓风机( Blower) 15 kPa ~ 0.3 MPa < 4
压缩机( Compressor) > 0.3MPa > 4
真空泵( Vacuum pump) 大气压 减压抽吸
通风机( Fan)
工业上常用通风机按其结构形式有轴流式和离心式两类。
轴流式通风机排风量大而风压很小,一般仅用于通风换气,
而不用于气体输送。
离心式通风机的应用十分广泛,按其产生风压可分为,
低压离心通风机:出口风压小于 1.0 kPa( 表压 )
中压离心通风机:出口风压 1.0~ 3.0 k Pa( 表压 )
高压离心通风机:出口风压 3.0~ 15.0 k Pa( 表压 )
离心通风机 ( Centrifugal Fan )
1-机壳
2-叶轮
3-吸入口
4-排出口
结构和工作原理:与离心泵基本相同, 主要由蜗壳形机壳和
叶轮组成 。 差异在于离心通风机为多叶片叶轮, 且因输送流
体体积大 ( 密度小 ), 叶轮直径一般较大而叶片较短 。
叶片有平直, 前弯和后弯几种形式 。 平直叶片一般用于低压
通风机;前弯叶片的通风机送风量大, 但效率低;高效通风
机的叶片通常是后弯叶片 。 蜗壳的气体通道截面有矩形和圆
形两种, 一般低, 中压通风机多为矩形 。
离心通风机 ( Centrifugal Fan )
离心通风机的特性曲线
主要性能参数,
风量 V,气体通过体积流量 ( 按
通风机进口状态计 ) 。
风压 HT( 也称全风压 ),单位体
积气体所获得的能量 (N/m2) 。
轴功率和效率,N,?
H T
H p
?
N
V
N
~ V
H T ~
V
H p
~
V
??
~
V
空气直接由大气吸入时 u1 ?0,且( z2-z1)可忽略,则,
测定通风机特性曲线的依据
以通风机进口, 出口为 1,2 截面列柏努利方程,
? ? ? ? ? ?222121 21 2T uuHg ppzz ?? ??? ? ??
? ? 2221 2T p kuH H Hpp ??? ? ? ?
离心通风机 ( Centrifugal Fan )
全风压 ( 压头 ) 由静风压 Hp 和动风压 HK 两项组成 。 风压与
气体的密度成正比 。
通风机特性曲线中的两条曲线分别代表全风压, 静风压与风
量的关系 ( HT—V, Hp—V) 。
性能表上风压的空气条件为 20℃, 0.1MPa。 若实际输送气体
与上述条件不同时, 应加以换算,
1, 2
T T TH H H
?
??
????
轴功率与风压、风量和效率的关系为
当所输送的气体条件与上述试验条
件不同时, 应换算为
?
VHN T?
1,2NN
???
离心通风机 ( Centrifugal Fan )
9-19D 高压离心通风机 G\Y4-73 型锅炉
离心通、引风机
DKT-2系列低噪声离心通风机 B30 防爆轴流通风机
高温离心通风机
鼓风机 ( Blower)
罗茨鼓风机(容积式风机、正位移类型)
工作原理:与齿轮泵相似 。
结构:由机壳和腰形转子组成 。
两转子之间, 转子与机壳之间间隙
很小, 无过多泄漏 。
改变两转子的旋转方向, 则吸入与
排出口互换 。
工业上常用的鼓风机主要有旋转式和离心式两种类型 。
特点:风量与转速成正比而与出口压强无关, 故出口阀不可
完全关闭, 流量用旁路调节 。 应安装稳压气罐和安全阀 。 工
作温度不能超过 85℃, 以防转子因热膨胀而卡住 。
罗茨鼓风机的出口压强一般不超过 80 kPa( 表压 ) 。 出口压
强过高, 泄漏量增加, 效率降低 。
罗茨鼓风机
L6LD 系列 L10WDA 系列
L4LD 系列 3R5WD 系列
离心鼓风机 (透平鼓风机 Turboblower )
工作原理:与离心泵相同。
单级风机的风压较低,风压较高的离心鼓风机采用多级,其
结构也与多级离心泵类似。
离心鼓风机的送气量大,但出口压强仍不高,一般不超过 0.3
MPa(表压),即压缩比不大,因而无需冷却装臵,各级叶
轮的直径大小也大致相同。
结构示意图 多级低速离心鼓风机
离心鼓风机 (透平鼓风机 Turboblower )
压缩机( Compressor)
工业上使用的压缩机主要有往复式和离心式两种类型。
往复式压缩机 ( Reciprocating Compressor)
结构:主要部件有气缸、活塞、吸入和压出活门。
工作原理:与往复泵相似,依靠活塞往复运动和活门的交替
动作将气体吸入和压出。
气体在压缩过程中体积缩小、密度增大、温度升高。
往复式压缩机 ( Reciprocating Compressor)
p 1
p 2
V a V b V cV d
A
B
C
D
p
V
( a )
( b )
( c )
( d )
单动往复压
缩机活塞运
行位臵及对
应的气体 P-
V 状态变化

工作循环分析,
余隙的存在不仅减少气体吸入量而且增加压缩机能量损耗。
ac
a
VV
V
??? ac
bc
VV
VV
?
??
0?
余隙系数 容积系数
? ? ? ? ? ?1 1121
0 2 1 2 11 1 1
kac b c
kk
c a c a c a
ppVV V V p p p p
V V V V V V
? ? ?? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ?
?0 随余隙系数 e 和压缩比 p1/p2 增大而下降并有可能达到 0
压缩机( Compressor)
根据稳流体系热力学第一定律,多变压缩过程理论上在一个
工作循环中活塞对气体所做的功为
式中 T1 为吸气温度。
压缩功与压缩气体温升都随压缩比增加而增加。实际压缩比
一般不超过 8。
高终压 (0.5~ 1.0MPa) 压缩机都为多级。气体经上一级压缩
后,通过中间冷却器和油水分离器进入下一级气缸再压缩。
各级压缩比只占总压缩比的一部分,对于 n 级压缩,取各级
压缩比相等则其仅为总压缩比 ( p1/p2) 的 n 次方根。
多级压缩可避免单级压缩比过高而引起的排出气体超温、容
积系数低的问题,而且由于级间冷却使气体体积减小并使压
缩过程接近于等温过程,因此还可减少功耗。
? ? ? ? 11 21 11 k kcb kWp VV ppk ???? ? ???? ? ? 121 21 k kppTT ??
往复式压缩机的选用
根据所输送气体性质确定压缩机的类型(如空气压缩机、氨
气压缩机、氢气压缩机等),再根据生产能力和排出压强选
择合适的型号。
注意:一般标出的排气量是以 20℃, 101.33 kPa 状态下的气
体体积表示的。
往复式压缩机的排气是
脉动的,可在出口处安
装贮气罐,既可使气体
平稳输出,又可使压缩
机气缸带出的油沫和水
分离。
1
1
1
2
2 2
3
3
3
压缩机( Compressor)
离心式压缩机
离心式压缩机又称透平压缩机,其主要结构和工作原理与离
心鼓风机相似,但压缩机有更多的叶轮级数,通常在 10级以
上,因此可产生很高的风压。
由于压缩比较高,气体体积收缩大,温升也高,所以压缩机
也常分成几段,每段又包括若干级,叶轮直径逐级减小,且
在各段之间设有中间冷却器。
离心式压缩机流量大,供气均匀,体积小,维护方便,且机
体内无润滑油污染气体。
离心式压缩机在现代大型合成氨工业和石油化工企业中有很
多应用,其压强可达几十 MPa,流量可达几十万 m3/h。
压缩机( Compressor)
旋片式压缩机
螺杆式压缩机
可连续输出流量超过 400 m3/min,压
力高达 1 MPa。
和叶片式压缩机相比,此类压缩机能
输送出连续的无脉动的压缩空气。
涡旋式压缩机
20 世纪 90 年代开发的高科技压缩机,结
构简单,只有四个运行部件。压缩机工作
腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰
形工作腔,当动涡卷作平动运动时,使镰
形工作腔由大变小而到压缩和排出空气。
特点:效率高、可靠性好,是最节能压缩机。低噪声、长寿
命,被誉为“环保型压缩机”。
由于涡旋式压缩机主要运动件涡卷付,只有磨合没有磨损,
因而寿命更长,被誉为免维修压缩机。
真空泵 ( Vacuum Pump)
水环真空泵
水环真空泵属湿式真空泵,
结构简单。由于旋转部分没
有机械摩擦,使用寿命长,
操作可靠。适用于抽吸夹带
有液体的气体。但效率低,
一般为 30%~50%,所能造
成的真空度还受泵体内水温
的限制。
由圆形的泵壳和带有辐射状叶片的叶轮组
成。叶轮偏心安装。泵内充有一定量的水,当叶轮旋转时,
水在离心力作用下形成水环,将叶片间的空隙分隔为大小不
等的气室,当气室由小变大时、形成真空吸入气体;当气室
由大到小时,气体被压缩排出。
真空泵 ( Vacuum Pump)
旋片真空泵 由泵壳、带有两个旋片的偏心转子和排
气阀片组成。泵工作时,旋片始终将泵腔分为吸气、排气
两个工作室,转子每转一周,完成两次吸、排气过程。
特点:干式真空泵,适用于抽除干燥或含有少量可凝性蒸汽
的气体。不适宜抽除含尘和对润滑油起化学反应的气体。
可达较高的真空度,如能有效控制管路与泵等接口处的空气
漏入,且采用高质量的真空油,真空度可达 99.99%以上。
真空泵 ( Vacuum Pump)
往复式真空泵
工作原理与往复式压缩机相同,只是因抽吸气体压强很小,
结构上要求排出和吸入阀门更加轻巧灵活,易于启动。
达到较高真空度时,泵的压缩比很高,如 95%的真空度,压
缩比约为 20左右,为减少余隙的不利影响,真空泵气缸设有
一连通活塞左、右两端的平衡气道。在排气终了时让平衡气
道短时间连通,使余隙中的残留气体从活塞的一侧流至另一
侧,从而减少余隙的影响。
往复式真空泵属干式真空泵,不适宜抽吸含有较多可凝性蒸
汽的气体。
真空泵 ( Vacuum Pump)
喷射真空泵 利用工作流体通过喷嘴高速射流时产生真空将
气体吸入,在泵体内与工作流体混合后排出。工作流体可以
是蒸汽或液体;
结构简单,无运动部件,但效率低,工作流体消耗大。单级
可达 90% 的真空度,多级喷射泵可获得更高的真空度。
气体吸入口
混合室
压出口
工作蒸汽
W 系列水力喷射器 CP 型系列喷射泵