新型流体输送机械讲诉.docx
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新型流体输送机械讲诉
新型流体输送机械综述
XXX
一前言
在化工生产过程中，流体输送是最常见的，甚至是不可缺少的单元操作。
流体输送机械就是向流体作功以提高流体机械能的装置，因此流体输送机械后即可获得能量，以用于克服流体输送沿程中的机械能损失，提高位能以及提高液体压强（或减压等）。
作为化工机械的重要组成，流体输送机械得到了很大重视，得以迅速发展。
本文就近十年来新型流量计的发展做出了归纳总结。
二摘要
流体输送机械（fluidtransportationmachinery）主要有两类：
输送液体的机械和输送气体的机械。
液体输送机械种类：
通称为泵。
泵根据泵的工作原理划分为:
①叶片式泵，包括离心泵、轴流泵和旋涡泵等，由这类泵产生的压头随输送流量而变化;
②容积式泵。
包括往复泵、齿轮泵和螺杆泵等，这类泵的输送流量与出口压力几乎无关;
③流体作用泵。
包括以高速射流为动力的喷射泵，以高压气体（通常为压缩空气）为动力的酸蛋（因最初用来输送酸的容器，且呈蛋形而得名）和空气升液器。
气体输送机械
常根据进出口气体的压力差，即出口压力的表压（通常以101325Pa为基准）或压缩比（出口气体的绝对压力与进口气体的绝对压力之比）来分类，分为通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。
流体输送机械在这几个种类上分别有所发展，后续将详细介绍。
Abstract：
Intheprocessofchemicalproduction,oftenneedtobefluidmaterialfromonedevicetoanothertransportequipment;transportfromonelocationtoanother.Whenthefluidfromlowenergytransferorientationmustbeusedforconveyingmachinery,materialsaddedexternalmovingalongthepathtoovercomeresistanceandprovidethenecessarythetransportationprocessofenergy.Forthemechanicaldeviceforconveyingfluidmaterialtoprovideenergycalledtransportmachinery,dividedintoliquidconveyingmachineryandgasconveyingmachinery.Nowpeoplepaymoreandmoreattentiontoenvironmentalprotection,increasinglystringentenvironmentalregulations,environmentalawarenesshasbeencontinuouslystrengthened.Themechanicaldesignpersonnelinthedesignofavarietyofenvironmentalprotectionmachineryandenergysavinghasbecomeanimportantfactortonowconsider.Fluiddeliveryrequirementsgraduallyincrease,manyoccasionsneedfluidconveyingmachinecapableofbearinghighstrengthandcorrosionresistance,therearealotofpipelinetransportationincomplexsituations,Theseoccasionstraditionalfluidconveyingmachinerybecomelimitationisverybig.Improvedfluidconveyingmachineryarisesatthehistoricmomentinthispaper,wemainlyintroducethefluidconveyingmachineryclassificationandcharacteristicsofusinghigh-techscienceandtechnologyinnovationandnewmaterials,andseveralnewtypeoffluidconveyingmachineryprinciple,characteristics,advantagesandthethingofneedingtoimprove.
三关键词
新型流体输送机械泵离心泵
Keywords:
Fluidconveyingmachinerypump
四正文
4.1泵的发展：
4.1.1叶片式泵的发展：
4.1.1.1离心泵的发展：
离心泵的基本构造是由叶轮、泵体、泵盖、挡圈、泵轴、轴承、密封环、填料函和轴向力平衡装置组成。
离心泵的种类有很多，从结构来分，有单级单吸悬臂式、单级双吸式以及多级式离心泵等；从输送的介质来分，有离心油泵、离心水泵、耐腐蚀泵等；从输送介质的温度来分，又有低温离心泵和高温离心泵等。
多级离心泵油封的技术改造：
提高多级离心泵油封的使用寿命，避免多级离心泵油封烧坏，对延长设备运转周期、降低维修成本有重要的作用。
把原装的折流盘改为骨架油封，效果显著，大大减少了检修工作量同时稳定了生产。
油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。
它的特点：
结构比较简单，容易制造，一般有三部分组成：
油密封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧;密封体按照不同部位又分为底部、腰骨架油封构造图部、刃口和密封唇等。
密封性能好，使用寿命较长；拆卸容易，检修方便；重量轻，耗材少，价格便宜。
底座改进设计及研究：
传统的泵底座一直沿用刚度较大的整体铸件加工而成。
缺点：
需投入较大成本;铸造过程用时较长;铸造底座用材较多，同时铸造底座外观厚大笨重，影响整体产品外观。
铸造底座优点在于铸件刚性较好，加工和安装使用后尺寸稳定性较好。
现在的底座采用整体焊接结构，由型钢焊接，其中包括槽钢、角钢、钢板以及钢筋进行对接焊结构，材料采用Q235B材质，后期通过喷漆进行表面防腐处理。
市场常见泵：
1.ISG型立式管道离心泵
主要用途：
ISG型立式管道离心泵，供输送清水及物理化学性质类似于清水的其他液体之用，适用于工业和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压、远距离输送、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配套，使用温度T<80℃。
2.ISW型卧式管道离心泵
此外，还有：
IS型卧式单级单吸清水离心泵GDL型立式多级管道离心泵
ZX型卧式自吸离心泵CDLF型轻型不锈钢立式多级离心泵
ISGB型便拆立式管道离心泵SG型管道离心泵
磁力泵：
磁力泵由泵、磁力传动器、电动机三部分组成。
关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。
当电动机带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触传递，将动密封转化为静密封。
由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题，消除了炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患，有力地保证了职工的身心健康和安全生产。
磁力驱动泵（简称磁力泵）是将永磁联轴的工作原理应用于离心泵的新产品，设计合理，工艺先进，具有全密封，无泄漏，耐腐蚀等特点。
磁力泵是属于水泵领域的一个分支，磁力泵是一种将永磁联轴的工作原理应用于离心泵的新产品。
水泵原理：
水泵是输送液体或使液体增压的机械。
它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
磁力泵主要应用于电脑水冷系统，太阳能喷泉，桌面喷泉，工艺品，咖啡机，饮水机，无土栽培，洗牙器，热水器加压，热水循环，游泳池水循环过滤，洗脚冲浪按摩盆，冲浪按摩浴缸，汽车冷却循环系统，加油器，加湿器，空调机，医疗器械，冷却系统，卫浴产品等。
CQF型工程塑料磁力泵：
产品概述：
CQF型工程塑料磁力泵（简称磁力泵）是将永磁联轴器的工作原理应用于离心泵的新产品，设计合理，工艺先进、具有全密封、无泄漏、耐腐蚀等特点，其性能达到国外同类产品的先进水平。
产品特点：
磁力泵以静密封取代动密封，使泵的过流部件处于完全密封状态，彻底解决了其他泵机械密封无法避免的跑、冒、滴之弊病。
磁力泵选用耐腐蚀、钢玉陶瓷、增强聚丙稀等作为制造材料，因此它具有良好的抗腐蚀性能，并可以使被输送介质免受污染。
产品用途：
CQF型工程塑料磁力泵结构紧凑、外形美观、体积小、噪音低、运行可靠、使用维修方便。
可广泛应用于化工、制药、石油、电镀、食品、电影照相洗印、科研机构、国防工业等单位抽送酸、碱液、油类、稀有贵重液、毒液、挥发性液体，以及循环水设备配套、过滤机配套。
特别是漏、易燃、易爆液体的抽送，选用此泵则更为理想。
市场常见磁力泵：
1.CQB型磁力驱动离心泵：
产品概述：
CQB型磁力驱动离心泵（简称磁力泵），通常由电动机，磁力偶合器和耐腐蚀离心泵组成。
其主要特点是利用磁力偶合器传递动力，完全无泄漏，当电动机带动磁力偶合器的外磁钢旋转时，磁力线穿过问隙和隔离套，作用于内磁钢上，使泵转子与电动机同步旋转，无机械接触地传递扭矩。
在泵轴的动力输入端，由于液体被封闭在静止的隔离套内，没有动密封因而完全无泄漏。
CQB型磁力驱动离心泵是磁力泵全国联合设计组开发的新型完全无泄漏耐腐蚀泵，其技术经济指标与国外同类产品八十年代末的水平相当。
CQB型磁力驱动离心泵型式及基本参数符合JB／T7742—1995《小型磁力驱动离心泵型式与基本参数》标准和《小型磁力驱动离心泵三个标准的补充规定》。
产品特点：
CQB型磁力驱动离心泵过流部份采用全不锈钢材料,对有机酸,有机化合物,碱,中性溶液和种气体都有良好的耐蚀性,双螺旋糟碳石墨轴承和硬质合金轴套的磨,具有较强的耐磨性,保证了产品的寿命,是无泄漏输送腐蚀性介质的理想泵.
产品用途：
CQB型磁力驱动离心泵适用于石油、化工、制药、冶炼、电镀、环保、食品、影视洗印、水处理、国防等行业，是输送易燃、易爆、挥发、有毒、稀有贵重液体和各种腐蚀性液体的理想设备。
适用于输送吸入压力不大于0.2MPa，最大工作压力1.6MPa，温度不超过100℃，密度不大于1600kg/m3，粘度不大于30×10-6m2／S的不含硬颗粒和纤维的液体。
2.CQB-F型氟塑料磁力泵
3.ZCQ型自吸式磁力泵
MP型微型磁力驱动循环泵、CQB-G型高温磁力驱动离心泵
CQR型管道式磁力泵、ZBF型自吸式塑料磁力泵
CWB型旋涡磁力驱动泵、CQB-GB型高温保温磁力驱动离心泵
4.1.1.2轴流泵的发展：
轴流泵靠旋转叶轮的叶片对液体产生的作用力使液体沿轴线方向输送。
轴流泵叶轮装有2~7个叶片，在圆管形泵壳内旋转。
叶轮上部的泵壳上装有固定导叶，用以消除液体的旋转运动，使之变为轴向运动，并把旋转运动的动能转变为压力能。
轴流泵通常是单级式，少数制成双级式。
流量范围很大，为180~360万立方米/时;扬程一般在20米以下。
轴流泵一般为立式，叶轮浸没在水下面，也有卧式或斜式轴流泵。
小型轴流泵的叶轮安装位置高出水面时，需要用真空泵排气引水启动。
轴流泵的叶片分固定式和可调式两种结构。
大型轴流泵的使用工况（主要指流量）在运行中常需要作较大的变动，调节叶片的安装角可使泵在不同工况下保持在高效率区运行。
小型泵的叶片安装角一般是固定的。
轴流泵属于动力式泵中比转数最高的一种，比转数为500~1600。
泵的流量-扬程、流量-轴功率特性曲线在小流量区较陡，故应避免在这一不稳定的小流量区运行。
轴流泵在零流量时的轴功率最大，因此泵在启动前必须先打开排出管路上的阀，以减小启动功率。
轴流泵主要适用于低扬程、大流量的场合，如灌溉、排涝、船坞排水、运河船闸的水位调节，或用作电厂大型循环水泵。
扬程较高的轴流泵（必要时制成双级）可供浅水船舶的喷水推进之用。
工作原理：
设将此机翼悬挂在流体中，流体以一定的速度流过时，翼面发生负压，翼背发生正压，其正、负压力的大小与翼形及迎角（翼背与液流方向之倾角）以及流体速度的大小有关。
如果流体不动，而机翼以相等速度在流体中运动时，则翼背和翼面受到与前相同的正压和负压，即翼面（机翼上面）为负翼背为正压。
在此压力作用下机翼将获得升力。
如果将机翼形的桨叶固定在转轴上，形成螺旋桨，并使之不能沿轴向移动，则当转轴高速旋转时，翼面（螺旋桨下侧）因负压而有吸流作用，翼背因正压而有排流作用，如此一吸一排造成了液体（或气体）的流动。
这就是轴流泵的工作原理。
4.1.1.3旋涡泵的发展：
旋涡泵就是靠旋转叶轮对液体的作用力，在液体运动方向上给液体以冲量来传递动能以实现输送液体。
旋涡泵是一种高压泵，清水泵。
工作原理：
旋涡泵（也称涡流泵）是一种叶片泵。
主要由叶轮、泵体和泵盖组成。
叶轮是一个圆盘，圆周上的叶片呈放射状均匀排列。
泵体和叶轮间形成环形流道，吸入口和排出口均在叶轮的外圆周处。
吸入口与排出口之间有隔板，由此将吸入口和排出口隔离开。
我们将泵内的液体分为两部分:
叶片间的液体和流道内的液体。
当叶轮旋转时，在离心力的作用下，叶轮内液体的圆周速度大于流道内液体的圆周速度，故形成图1所示的"环形流动"。
又由于自吸入口至排出口液体跟着叶轮前进，这两种运动的合成结果，就使液体产生与叶轮转向相同的"纵向旋涡"。
因而得到旋涡泵之名。
需要特别指出的是，液体质点在泵体流道内的圆周速度小于叶轮的圆周速度。
在纵向旋涡过程中，液体质点多次进入叶轮叶片间，通过叶轮叶片把能量传递给流道内的液体质点。
液体质点每经过一次叶片，就获得一次能量。
这也是相同叶轮外径情况下，旋涡泵比其它叶片泵扬程高的原因。
并不是所有液体质点都通过叶轮,随着流量的增加，"环形流动"减弱。
当流量为零时，"环形流动"最强，扬程最高。
由于流道内液体是通过液体撞击而传递能量。
同时也造成较大撞击损失，因此旋涡泵的效率比较低。
用途：
旋涡泵体积小、重量轻的特点在船舶装置中具有极大的优越性。
具有自吸能力或借助于简单装置来实现自吸；具有陡降的扬程特性曲线，因此，对系统中的压力波动不敏感；某些旋涡泵可实现汽液混输。
这对于抽送含有气体的易挥发的液体和汽化压力很高的高温液体具有重要的意义；旋涡泵结构简单、铸造和加工工艺都容易实现，某些旋涡泵零件还可以使用非金属材料，如塑料、尼龙模压叶轮等。
旋涡泵的缺点：
1效率较低，最高不超过55%，大多数旋涡泵的效率在20-40%，因此妨碍了它向大功率方向发展。
2旋涡泵的汽蚀性能较差。
3旋涡泵不能用来抽送粘性较大的介质。
因随着液体粘性的增加，泵的扬程和效率会急剧降低，介质的粘度限制在114厘沲之内。
4旋涡泵叶轮和泵体之间的径向间隙和轴向间隙的要求较严给加工和装配工艺带来一定困难。
5抽送的介质只限于纯净的液体。
当液体中含有固体颗粒时，就会因磨损引起轴向和径向的间隙增大而降低泵的性能或导致旋涡泵不能工作。
市场常见涡旋泵：
1.W型单级直联旋涡泵
产品概述：
W型单级直连旋涡泵是供吸送清水和物理化学性质类似于水的液体之用，使用液温不得超过80℃，常用于锅炉给水配套，在造船、轻纺、化工、冶金、机械制造、水产养殖、固定消防稳压：
热交换机组、农业远程喷灌等部门都有广泛应用。
产品用途：
W型单级直连旋涡泵结构紧凑、外形美观、体积小、噪音低、运行可靠、使用维修方便。
可广泛应用于化工、制药、石油、电镀、食品、电影照相洗印、科研机构、国防工业等单位抽送酸、碱液、油类、稀有贵重液、毒液、挥发性液体，以及循环水设备配套、过滤机配套。
特别是易漏、易燃、易爆液体的抽送，选用此泵则更为理想。
2.W型单级悬臂式旋涡泵CWB型磁力旋涡泵
4.1.2容积式泵的发展：
4.1.2.1往复泵的发展：
往复泵（reciprocatingpump）依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵。
往复泵按往复元件不同分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵3种类型。
工作原理：
活塞自左向右移动时，泵缸内形成负压，则贮槽内液体经吸入阀进入泵缸内。
当活塞自右向左移动时，缸内液体受挤压，压力]增大，由排出阀排出。
活塞往复一次，各吸入和排出一次液体，称为一个工作循环;这种泵称为单动泵。
若活塞往返一次，各吸入和排出两次液体，称为双动泵。
活塞由一端移至另一端，称为一个冲程。
往复泵装置简图
往复泵优点
（1）可获得很高的排压，且流量与压力无关，吸入性能好，效率较高，其中蒸汽往复泵可达80%~95%;
（2）原则上可输送任何介质，几乎不受介质的物理或化学性质的限制;
（3）泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动。
其他的泵都不具有往复泵的上述突出优点，但它们的结构比较简单，使用操作比较方便，而且还有体积小、重量轻、流量均匀，并能系列化批量生产的优点。
往复泵缺点：
流量不是很稳定。
同流量下比离心泵庞大;机构复杂;资金用量大;不易维修等。
十大应用：
企业单位废水排放；城市污水处理厂排放系统；地铁、地下室、人防系排污泵统排水站；医院、宾馆、高层建筑污水排放；排污泵刻用于住宅区的污水排水站；市政工程，建筑工地中稀泥浆的排放；自来水厂的给水装置；养殖场污水排放及农村农田灌溉；勘探矿山及水处理设备配套；排污泵可以代替肩挑人担，吸送河泥。
市场常见往复泵：
1.WB型电动往复泵WBR型高温往复泵
4.1.2.2齿轮泵gearpump的发展：
结构及原理：
最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。
来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。
在术语上讲，齿轮泵也叫正排量装置，即像一个缸筒内的活塞，当一个齿进入另一个齿的流体空间时，液体就被机械性地挤排出来。
因为液体是不可压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样，液体就被排除了。
由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量，泵每转一转，排出的量是一样的。
随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。
泵的流量直接与泵的转速有关。
实际上，在泵内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到100%，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙配合，故不能使流体100%地从出口排出，所以少量的流体损失是必然的。
然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料来说，仍可以达到93%～98%的效率。
对于粘度或密度在工艺中有变化的流体，这种泵不会受到太多影响。
如果有一个阻尼器，比如在排出口侧放一个滤网或一个限制器，泵则会推动流体通过它们。
如果这个阻尼器在工作中变化，亦即如果滤网变脏、堵塞了，或限制器的背压升高了，则泵仍将保持恒定的流量，直至达到装置中最弱的部件的机械极限（通常装有一个扭矩限制器）。
4.1.2.3螺杆泵的发展：
螺杆泵是容积式转子泵,它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。
螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双、三和五螺杆泵。
螺杆泵的特点是流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠;而其突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感，可输送高粘度介质。
螺杆泵是依靠泵体与螺杆所形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵（见泵）。
螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵等。
图为双螺杆泵。
当主动螺杆转动时，带动与其啮合的从动螺杆一起转动，吸入腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐增大，压力降低。
液体在压差作用下进入啮合空间容积。
当容积增至最大而形成一个密封腔时，液体就在一个个密封腔内连续地沿轴向移动，直至排出腔一端。
这时排出腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐缩小，而将液体排出。
螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，只是在结构上用螺杆取代了齿轮。
表为各种螺杆泵的特点和应用范围。
螺杆泵的流量和压力脉冲很小，噪声和振动小，有自吸能力，但螺杆加工较困难。
泵有单吸式和双吸式两种结构,但单螺杆泵仅有单吸式。
泵必须配带安全阀（单螺杆泵不必配带），以防止由于某种原因如排出管堵塞使泵的出口压力超过容许值而损坏泵或原动机。
螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点，在污水处理厂中，广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。
螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。
如果在设计选型方面考虑不周，会给以后的使用、管理、维修带来麻烦，所以选用一台按生产实际需要，合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行，又可降低修理成本。
市场常见螺杆泵：
1.G型单螺杆泵I-1B型浓浆泵
4.1.3流体作用泵的发展：
4.1.3.1喷射泵的发展：
喷射泵是一种流体动力泵。
流体动力泵没有机械传动和机械工作构件，它借助另一种工作流体的能量做动力源来输送低能量液体，用来抽吸易燃易爆的物料时具有良好安全性。
喷射式真空泵是利用通过喷嘴的高速射流来抽除容器中的气体以获得真空的设备，又称射流真空泵。
在化工生产中，常以产生真空为目的。
工业用的喷射泵，又称射流泵和喷射器。
利用高压工作流体的喷射作用来输送流体的泵。
由喷嘴、混合室和扩大管等构成。
为使操作平稳起见，在喉管处设置一真空室（也称吸入室）;为了使两种流体能够充分混合，在真空室后面有一混合室。
操作时，工作流体以很高的速度由喷嘴喷出，在真空室形成低压，使被输送液体吸入真空室，然后进入混合室。
在混合室中高能量的工作流体和低能量的被输送液体充分混合，使能量相互交换，速度也逐渐一致，从喉管进入扩散室，速度放慢，静压力回升，达到输送液体的目的。
喷射泵的工作流体可以是气体（空气或蒸汽）和液体。
常见的有水蒸气喷射泵、空气喷射泵和水喷射泵。
还有一种用油做介质的喷射泵，即油扩散泵和油增压泵，是用来获得高真空或超高真空的主要设备。
（1）水蒸气喷射泵
水蒸气喷射泵是以水蒸气为工作介质，能直接对大气排气的一种射流真空泵。
这种泵起动快，占地面积小，工作压力范围宽，抽气量大，能抽除含有灰尘、腐蚀性和易燃易爆气体。
若能利用剩余或废弃的蒸汽就较经济。
这种泵的缺点是土建投资高（安装高度有的需要10m以上）和冷却水耗量大。
单级水蒸气喷射泵的压缩比一般不超过10。
（2）空气喷射泵
空气喷射泵是利用压缩空气或常压空气作为工作介质。
靠气流在喷嘴出口处产生低压来抽吸空气或其他气体，然后把它压缩排出。
根据工作介质是高压空气还是常压空气，分为一般空气喷射泵和大气喷射泵。
空气喷射泵的工作介质耗量大，必须具备容量大的空气压缩机。
一般空气喷射泵大多数是单级的。
（3）水喷射泵
当要求的真空度不太高时，可以用一定压力的水作为工作流体的水喷射泵来产生真空。
水喷射的速度常在15-30m/s左右。
它属于粗真空设备。
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