4第四章 液体输送设备好1文档格式.docx

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1.汽蚀：

当离心泵从一个低于泵体的贮槽吸入液体时，离心泵入口处产生一定的真空，如果

泵入口处的压力低于液体的饱和蒸汽压时，液体就产生气泡并很快膨胀、扩大，并随液

体在压力的较高地方又迅速凝缩、溃灭，此时泵体受到冲击而发生震动或噪声，叶轮受

到冲击而受到侵蚀。

这个现象称为汽蚀。

离心泵产生汽蚀时，流量、扬程、效率将明显降低，同时伴有噪声增大和泵的剧烈振动。

2.气缚

离心泵吸入管若有气体，启动后，气体进入泵，叶轮对气体的作用所产生的离心力，不能像对液体的作用所产生的离心力那样大，所以使叶轮中心处的真空度大大下降，液体就吸不上来，这种现象称为气缚。

三、离心泵运行

生产时经常需要将泵串联或并联起来使用。

并联：

需要加大流量又想使用原泵时采用，两泵将液体经同一管道送到使用地点。

串联：

在需要增大压头又想使用原泵时采用，对同一管路来讲，不仅增大了压头，流量也有所增加。

1.启动

①检查离心泵的各连接螺栓及地脚螺栓有无松动现象。

②检查离心泵及其管路的各连接部位有无泄漏情况。

图4-3左侧两个泵为并联

③检查润滑油油位是否正常。

右侧两个泵为串联

④手动盘车，应无摩擦或时松时紧现象，泵内应无杂音。

⑤灌泵，打开进口阀及出口阀，灌泵时应缓慢盘车，以排出叶轮及蜗壳的气体；

拧开泵壳上放气孔的丝堵，看到有水流出后再重新拧上。

⑥关闭出口阀，将进口阀开到最大流量。

1

⑦关闭压力表表阀。

⑧点动检查泵旋向。

⑨按下电源开关启动，将泵口阀门缓慢打开。

2.运行

①泵运行中，随时检查轴承温度。

②检查有无泄漏情况。

③检查有无振动和杂音。

④检查压力表压力。

3停泵

①先关闭压力表阀,关闭出口阀。

②切断电源，打开排污阀。

（四）注意事项

①每班使用前，点动离心泵，确认无异常声响。

②定时巡检一次，确认离心泵运行正常。

③严禁在泵运转时进行维修、触动转动部位。

④严禁湿手接触电源开关，严禁用湿毛巾擦拭电器部分,严禁跨越设备。

1—进口；

2—出口；

3—加油口；

4—联轴器防护罩；

5—防爆电机；

6—基座；

7—泵体

图4-4IH离心泵

图4-5离心式卫生泵

四、常见故障及处理方法

表4-1常见故障及处理方法

故障类型

故障原因

解决办法

出口压力小

1.电动机反转

2.进口阀门难以开启

1.任意对调两根火线

2.修理或更换进口阀门

无液体排出

1.没有灌泵

2.发生气缚

3.进口门关闭

4.吸入管路漏入空气

1.重新灌泵

2.排气、将吸入管路灌满液体

3.开启进口阀

4.拧紧松动的螺栓或更换密封垫

运转声音异常

1.异物进入泵壳

2.叶轮锁母脱落

3.叶轮与泵壳摩擦

4.轴承损坏

5.填料压盖与轴或轴套摩擦

1.清除异物

2.重新拧紧或更换叶轮锁母

3.调整泵盖密封垫厚度或调整轴承压盖垫片厚度

4.更换轴承

5.对称均匀地拧紧填料压盖

泵体振动

1.联轴器找正不良

2.吸液部分有空气进入

3.轴承间隙过大

4.轴弯曲

5.叶轮磨损、腐蚀后转子不平衡

6.地脚螺栓松动

1.找正联轴器

2.紧固螺栓或更换密封垫

3.更换或调整轴承

4.校直泵轴

5.更换叶轮

5.紧固螺栓

轴承过热

1.中心线偏移

2.缺油或油中杂质过多

3.轴承损坏

4.泵体轴承孔磨损，轴承外圈产生转动，有摩擦热产生

5.轴承压盖压得过紧，轴承内没有间隙

1.找正

2.清洗轴承，更换润滑油

3.更换轴承

4.更换泵体或修复轴承孔

5.增加垫片厚度

填料密封泄漏过大

1、填料没有装够应有的圈数

2、填料的装填方法不正确

3、填料压盖没有压紧

1、加充填料

2、重新装填料

3、拧紧压盖螺母

机械密封泄漏过大

1.弹簧压力不足

2.密封面划伤

3.密封元件材质选用不当

1.调整或更换弹簧

2.研磨密封面

3.更换耐蚀性能更好的材质

密封垫泄漏

1.紧固螺栓没有拧紧

2.密封垫断裂

3.密封面有径向划痕

1.适当拧紧紧固螺栓

2.更换密封垫

3.修复密封面或予以更换

电流过大

1.填料压盖太紧

2.泵轴向窜量过大，叶轮与泵入口密封环发生摩擦

3.中心线偏移

4.零件卡住

1.调整填料压盖的松紧度

2.调整轴向窜量

3.找正中心线

4.检查修理

第二节其它几种常见的泵

一、旋涡泵

1.旋涡泵的构造

旋涡泵的主要由叶轮和与叶轮呈同

心

圆的泵壳组成。

叶轮是个圆盘，周边铣有

凹槽，呈辐射状排列，叶轮与泵体间有截

面积不变的环形通道，通道的一端与吸入

口相连，另一端与压出口相连。

吸入口与

压出口在泵的上方两侧，其间有一隔板，用

以分隔吸入口与压出口。

隔板与叶轮之间的

间隙很小，一般为0.15～0.3mm。

2.旋涡泵的工作原理

旋涡泵的工作原理和离心泵相似，图4-6旋涡泵示意图

也是基于离心力的作用。

当叶轮高速旋转时，液体在离心力的作用下，自叶轮外缘甩出，但由于流道不大，又呈螺旋状卷回叶轮外缘，这样连续下去，液体在流道内就形成了旋涡运动，故名旋涡泵。

液体每经过一次由叶片甩出，能量就增加一次。

这样，液体由吸入口至排出口经过多次的叶轮凹槽和流道之间反复运动，而获得了较高的静压能，单个叶轮就起到类似多级离心泵的作用。

所以在同样转速和叶轮大小的情况下，旋涡泵的扬程比离心泵高得多。

3.旋涡泵的性能特点（与离心泵相比）

⑴扬程较高，流量较小。

在同样大小的叶轮和转速下，其扬程比离心泵高2～4倍，可达100m左右，而流量通常＜20m3/h。

适用于小流量高扬程的场合。

⑵结构较简单。

其结构简单、紧凑，加工制造较容易。

叶轮、泵壳等都可用耐腐蚀材料（如用耐酸不锈钢、工程塑料、玻璃钢等）制作，做成耐腐蚀泵。

⑶效率较低。

液体在泵内能量损失较多，故其效率一般不超过45%。

⑷不宜输送粘度较大的液体或含有固体的悬浮液。

二、往复泵

1.往复泵的构造和工作原理

往复泵由泵体（包括液缸）、活塞（或柱塞）、吸入阀和排出阀等构成。

活塞在液缸内做往复运动。

如图4-7所示，活塞右移时，泵内形成负压，排出阀被下压而关闭，吸入阀被泵外液体推开，液体经吸入图4-7单作用泵

阀进入泵内；

活塞左移时，泵内液体向下压，关闭吸入阀，向上

顶开排出阀，液体经排出阀排

出泵外。

为稳定流量常用双作用

泵或差动泵。

活塞移动的距离称

为冲程，活塞一往一复称为一次

循环。

图4-8双作用泵图4-9差动泵

2.往复泵的安装

往复泵一般用于要求排出压力高而排液量较小的场合。

往复泵（通常是柱塞泵）可做为计量泵，通过传动调节机构而改变柱塞的冲程，从而调节排液量。

多缸计量泵是用一台电机驱动两个以上的液缸，不仅能使每个液缸流量固定，还能使几种液体按比例输送。

（图4-10）为往复泵管路安装图。

为防止停泵时物料倒冲，一般在排出截止阀之前安装止逆阀（停泵后应及时关闭截止阀，以免止逆阀长期受力）；

并在排出管上设安全阀，防止因超压发生事故。

往复泵流量调节可采用回流支路的方法，使部分液体回流至吸入管。

图4-10往复泵管路安装

三、齿轮泵

图4-11齿轮泵示意

1.齿轮泵的构造和工作原理

如图4-11，齿轮泵主要由泵体和紧密啮合的一对齿轮（其中一个是主动轮）组成，齿轮的外缘与外壳的间隙很小。

齿轮转动时进口侧两轮的啮合齿相互拨开，形成局部负压而吸入液体。

进入后，液体分成两路，在齿轮与泵壳的空隙中被齿轮推着前进，压送到出口，形成高压排出。

齿轮泵内都设有安全阀，如图4-11所示它由弹簧顶着，当排出压强过高时，高压液体可自动打开安全阀返回吸入口。

（图4-12）为齿轮泵管路安装图。

齿轮泵启动时其出口阀门应先开启，依靠旁路阀门调节流量。

齿轮泵的允许吸上高度较小，因此一般装液面之下为宜。

图4-12齿轮泵管路安装

2.齿轮泵的特点

⑴结构简单、紧凑、体积小，操作可靠，管理使用方便，可与电动机直接相连。

⑵流量与往复泵一样仅与转子转速有关，几乎不随压强而改变，且较往复泵更均匀。

⑶产生的液压较高而流量较小。

⑷没有活门，故适宜输送粘度大液体（如:

油类）。

⑸由于缝隙较小，不宜输送含有固体的悬浮液。

四、螺杆泵

图4-13双螺杆泵示意图

1.螺杆泵的构造和工作原理

（图4-13）螺杆泵主要由泵壳与一个或一个以上螺杆所构成。

螺杆在具有内螺旋的泵壳中转动，将液体沿轴向推进，最后挤压至排出口而排出。

2.螺杆泵的特点

⑴无噪音、无震动，流量均匀，效率比齿轮泵高。

⑵螺杆转速高时出口压强可达17.5MPa。

⑶泵壳内衬硬橡胶，可输送悬浮液。

⑷适用于在高压下输送粘稠液体。

五、蠕动泵图

图4-14蠕动泵示意图

1.蠕动泵构造和工作原理

（图4-14）蠕动泵主要由一个中心主动滚轮外接若干个等距离从动滚轮和若干条贴在压

板弧面上的硅胶管所组成。

为达到精确输送的目的，现多采用步进电机为动力。

步进电机驱

使主动滚轮转动，由于摩擦力的作用主动滚轮又带动各从动滚轮陆续从硅胶管上面滚压而过，把硅胶管内的流体一股一股地挤出泵外。

2.蠕动泵的特点

⑴体积小、重量轻，使用方便，无噪声。

⑵可定时定量，正反双向输送液体和气体。

⑶流量精确恒定，连续可调，可按比例自动配液。

⑷流体在硅胶管内输送，可较好地防止污染。

六、喷射泵

图4-15喷射泵示意图

1.喷射泵的构造和工作原理

喷射泵的泵体内无活动部分，（如图4-15），其构造包括：

喷射流体管、喷嘴（喉部）、吸入流体管、吸入口和排出口，可用耐腐蚀材料制作或衬以抗腐蚀材料。

输送液体用的喷射泵通常以自来水或水蒸汽作为喷射流体，当它经喷嘴（喉部）高速喷出时，由于形成了局部负压（如用水蒸汽，由于伴随着相变可形成较大的体积变化，因而产生更大的负压），就可以把需要输送的流体吸入并带出喷射泵。

2.喷射泵的特点

⑴构造简单，几乎不用维修。

⑵效率很低，约为10～25%。

⑶用于液体加热、气体吸收等场合。

⑷在喷射流体和吸入流体压强变化不大时，调好两流体的流量后锁定阀门，前面再各装一个阀门作为开关，可实现酸、碱等液体的定浓度输送。

七、磁力驱动泵

图4-16磁力泵示意图

1.磁力驱动泵的构造和工作原理

（如图4-16）全封闭磁力驱动耐酸泵的外磁钢与躯动轴相联结为驱动件内磁钢与叶轮相联结为从动件，驱动轴转动时，通过磁力偶合作用带动泵内的叶轮同步转动。

其实质就是一台特殊的离心泵。

2.磁力驱动泵的特点

⑴无泄漏，无污染。

⑵运转平稳，低噪声，维修方便。

⑶故适用于输送剧毒、易燃、易爆、易污染、以及其它贵重、高纯度的液体。

八、轴流泵（旋桨泵）

图4-17轴流泵示意图

轴流泵是依靠高速旋转的螺旋桨沿轴向推进液体。

（如图4-17所示）其泵轴上的螺旋桨（叶轮）装于肘管内，轴承填料装在机壳壁内它特别适合低压输送液体。

九、管道泵

图4-18管道泵示意图

管道泵属于离心泵，可直接安装在管道当中，不用底座，安装方便。

因为没有填料箱，所以不会泄漏，还具有体积小、重量轻、节电、效率高等优点。

（图4-18所示）是一种能耐受酸、碱、盐、氧化剂等强腐蚀介质的管道泵，可耐高温150℃。

第三节管道及组成件

一、管路的组成

在工业生产中，管路是有管子、管件、阀门、支吊架及其他附件构成的。

管路通过和设备连接，构成一个密闭系统，达到输送各种流体介质的目的。

1.管子

（1）铸铁管：

铸铁管常用于地下的给水管、煤

气管及下水管等。

由于质脆、不耐压和可能因砂眼造成

泄漏，它不能用来输送蒸汽及具有一定压强的爆炸性或

有毒的气体。

铸铁管之间的联接方式有承插式（图4-19）图4-19承插式连接

和法兰式（图4-20）。

承插式多用于地下或不常检修的地方，法兰式多用于大管径、密封要求较高的场合。

（2）无缝钢管：

无缝钢管材质均匀，具有较高的强度，可用于输送蒸汽、物料及具有一定压力的易燃或有毒的物料等。

其材质通常为不锈钢、碳钢、优质碳钢、耐热铬纲等。

无缝钢管的规格用“外径×

壁厚”表示。

（3）焊接钢管：

常见的焊接钢管和镀锌焊接钢管图4-20法兰式连接

多用于输送水、煤气、压缩空气、蒸汽等流体。

焊接钢管分为普通管（可耐表压达1MPa）及加厚管（可耐表压达6MPa）。

这类焊接钢管常用螺纹连接。

（4）有色金属管：

铜管、铅管、铝管等也常由于它们优良的传热性能或具有一定的耐腐蚀能力而被较多地采用。

（5）非金属管：

常用的有聚乙烯管、聚氯乙烯管、聚丙烯管、工程塑料管等塑料管及各种橡胶管等。

聚乙烯管由高压或低压聚乙烯挤出成形，有耐腐蚀、耐溶剂、无毒、质轻等优点。

聚氯乙烯管分为硬管和软管，可用于低压输送60℃以下的料液，但由于普通聚氯乙烯塑料所含的增塑剂等对人体有害，如其有可能污染药物及其盛放容器，应改用无毒的聚丙烯管、工程塑料管等。

制药生产也可能用到陶瓷管和玻璃管等。

2.管件

管路施工时常需将各段管子连接起来，另外尚需变换方向、改变管径、增加分支管路等。

管件与管子间的连接方式有：

承插式连接、焊接、螺纹连接和卡子连接。

不经常拆卸的管间连接可以采用焊接，焊接的优点是：

①紧密性好；

②投资少。

但对需拆卸的管路、物料对焊缝有腐蚀及不准动火的管路则采用其它各种连接以便拆卸。

常用的管件有：

法兰、活接头、管接头、弯头、三通、四通、异径管等。

图4-21活接头

（1）活接头：

（图4-21）通常用于小直径（直径相同）管路，以螺纹方式与管子连接，连接时管子不必旋转。

（2）法兰:

在需要连接的两管端部分别焊上法兰盘（盘周边有可以穿过紧固螺栓的孔均布），即制成两个法兰。

在两个法兰之间装好密封用的垫片后，可用紧固螺栓将两个法兰连接起来。

垫片可根据流体性质、温度、压力等选用橡胶、石棉板、聚四氟乙烯等。

法兰的优点是：

①装卸方便；

②密封可靠；

③适用性好（对温度、压力和管径）。

（图4-22常见的管件）

（3）阀门

图4-22各类管件

3.阀门由阀体、启闭机构、阀盖三大部分组成。

阀门的作用

①启闭作用:

切断或沟通管内的流动。

②调节作用：

调节管内流体流量、流速。

③节流作用：

使流体通过阀门后产生很大的压力降。

④其他作用：

a.自动启闭b.维持一定压力c.阻汽排水。

常用的阀门有球阀、旋塞、截止阀、闸阀等。

①球阀：

（图4-23）以一个中间开孔的球体作阀芯，图4-23球阀

靠旋转球体控制阀的启闭。

其特点：

①结构简单；

②体积小；

③开关迅速；

④流体阻力小。

它可用于含有悬浮物的液体管路，不宜用于需较精密调节流量。

②旋塞（考克）：

（图4-24），利用一个中间开孔的锥体作阀芯，靠旋转锥体控制阀的启闭。

与球阀相同其开满和闭紧之间约为90º

，其特点与球阀相似。

③截止阀:

（图4-25），利用装在阀杆底部的阀盘（旋转阀杆时可随之一起升降）与阀座内的阀体相配合来控制阀的启闭。

①容易调节流量；

②制造维修方便。

适用于蒸汽等介质；

不用适于粘度较大、含有沉淀颗粒的介质；

因阻力较大，也不用适于高真空系统。

④闸阀:

（图4-26），在阀杆底部装有与介质流动方

向垂直的阀板，旋转阀杆时可随着一起升降，利用其升

降来控制阀的启闭。

闸阀的特点：

①流体阻力小；

②密

封性能好；

③具有一定的流量调节性能。

适于制成大口

径的阀门，通常被用在液体管路中。

图4-24旋塞阀

⑤止逆阀（止回阀）：

（图4-27）升降式止逆阀，当液体顺向（图中箭头所示）流动时液体将阀盘顶起而通过，当液体逆向流动时阀盘因自身重量落到阀体的阀座上将流道关闭。

图4-25截止阀图4-26闸阀图4-27止逆阀

⑥其他常用阀门

除上述五种阀门外，制药企业还经常用到隔膜阀、疏水阀、减压阀、节流阀、安全阀等。

隔膜阀：

用一个隔膜把阀体内腔与阀盖内腔及驱动部件隔开，避免污染输送的液体。

疏水阀：

能自动排出凝结水、空气及其它不凝结气体，并阻水蒸汽泄漏的阀门。

减压阀：

借助气源（或水源）自身的动力将其压力降低，以获得稳定的气源（或水源）。

节流阀：

启闭件多为圆锥流线型，通过它改变通道截面积而达到调节流量和压力。

安全阀：

正常情况处于常闭状态，管路或装置中介质压力超过规定值时自动打开排放。

⑦阀门实体样例

旋塞阀减压阀止回阀

对开式固定球阀（大口径）

附录1流体输送常用仪表原理简介

（1）转子流量计

（如图4-28），转子流量计的外壳是一个略微呈上粗下细的玻璃管，管壁上有刻度格。

玻璃管垂直放置，流体由下口进，上口出。

管内有一个密度比流体略大的转子（也称浮子），转子顶部有一个凸台，凸台上刻有斜槽，凸台下面为圆柱体，再往下为一个圆锥体。

当转子悬于某一高度时，其所受合力为零：

转子上下压力差＝转子所受重力＋转子所受浮力

转子在管内所悬位置较高时，转子与管壁之间环隙面积较大，这时流体的流量也较大；

反之，转子在管内所悬位置较低时，环隙面积较小，这时流体的流量也较小。

在出厂前标定管壁刻度所代表的流量就可以使用了。

转子顶部凸台上的斜槽，受流体作用有切向力，使得转子低速旋转，使转子避免因接触管壁造成测量误差。

（2）弹簧管压强计

弹簧管压强计俗

称压力表，它广泛用

于设备及管道内压强

的测量。

其结构如（图

4-29所示），在金属外

壳里装有一个约3/4

圆周的环形金属弹簧

管，弹簧管的截面为

椭圆形，椭圆的长轴

与环管面垂直，短轴

与环管面平行。

环管

自由端是封闭的，通图4-28转子流量计图4-29弹簧管压强计

过连杆、扇形齿轮、齿轮与指针相连接；

固定端通过底座与被测容器或管道相连通。

当环管内的压强大于管外大气压强时，管内压力的合力使环管自由端向外伸展。

伸展变形经连杆与齿轮系统的放大，驱使指针顺时针转动。

环管内压强越大，自由端向外伸展变形越大，指针转动角度越大。

它测量出的压强数据为“表压”，范围很大，可达0～1000MPa。

它也可用来测量真空度，当环管内的压强小于管外大气压强时，管内压力的合力使环管自由端向里弯曲，指针逆时针转动。

环管内压强越小，自由端向里弯曲变形越大，指针转动角度越大。

测得的数据为“真空度”。

思考题：

1.说明离心泵的构造和工作原理，离心泵常用哪些性能指标?

2.说明离心泵的汽蚀现象。

离心泵的吸上高度决定于哪些因素?

3.旋涡泵与离心泵相比在性能上有何特点?

4.试述往复泵和齿轮泵的工作原理和特点。

5.试述蠕动泵的构造、工作原理和特点。

6.试述螺杆泵的构造、工作原理和特点。

7.画离心泵管路布置图和喷射泵示意图。

8.药厂常用的管子、管件、阀件各主要有哪几种?

什么叫法兰?

有何优点?