《泵与泵站》课件03-a(第3章 其他泵 与 风 机 )
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3章 其他泵与风机
3.1 射流泵 3.3 往复泵 3.5 水环式真空泵 3.6 离心式和轴流式风机
3.2 气升泵 3.4 螺旋泵
§3.1 射流泵
射流 泵的 构造
§3.1 射流泵
射流 泵的 工作 原理
§3.1 射流泵 射流泵与供给它工作动力的管路系统和工作泵（离心泵、往复泵等）组成射流泵装 置。
§3.6 离心式风机
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，因而无需冷却装置，各级叶轮的直径大小也大致相同。
离心 式风 机的 工作 原理
结构示意图
工作流量：
Q1
Q2
0.0045m 3
/
s
§3.1 射流泵
射流泵装置的设计
⑤ 射流泵尺寸计算
1）喷嘴断面积： 2）喷嘴直径d1 3）混合管直径d2
F1
Q1 2gH1
4）喷嘴至混合管间距：l=16~30mm
射流
5）混合管形式及长度：圆柱型，L2=（6~7）d2
泵的
7）扩散管圆锥角：θ=8° ~10°
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。
其他型真空泵
往复式真空泵
出水面后，断流时无危险；
（4）可以抽升污泥或其它含颗粒液体；
射流
（5）可以与离心泵联合串联工作从大口井或深
泵的
井中取水。
特点
缺点:效率较低。
§3.1 射流泵
在给排水工程中的应用：
（1）用作离心泵的抽气引水装置。
（2）在水厂中利用射流泵来抽吸液氯和矾液，俗称“水老鼠”。（加药）
（3）在地下水除铁曝气的充氧工艺中，利用射流泵作为带气、充气装置。这种水、气射流泵一般称为 加气阀。
损失小，吸水井可以避免不必要的静水压 （3）由于不必设置集水井以及封闭管道，泵站设施简单，减少土建费用。 （4）不需要设帘格，可以直接提升杂粒、木块、碎布等污物。 （5）结构简单、制造容易，机械磨损小，维修简单。 （6）螺旋泵是缓慢地提升活性污泥，对绒絮破坏较少。 螺旋 泵的 特点
§3.4 螺旋泵
L4LD 系列 L10WDA 系列
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。
§3.6 离心式风机
3R5WD 系列 L6LD 系列
3. 不能用闸阀调节，保持开闸运行
4. 给排水泵站中应用时必须有调节流量的设施
往复
5. 具有自吸能力
泵的 性能
6. 出水不均匀
特点
§3.4 螺旋泵
螺旋 泵的 工作 原理
§3.4 螺旋泵
螺旋 泵装 置
§3.4 螺旋泵
优点： （1）提升流量大，省电。 （2）只要叶片接触到水面就可把水提升上来，并可按进水位的高度，自行调节出水量，水头
射流 泵的 分类
射流泵与工作泵或输送压力水的管路并联。这种装置是把小流量的 高压水，变为大流量的低压水。
§3.1 射流泵 射流泵与供给它工作动力的管路系统和工作泵（离心泵、往复泵等）组成射流泵装 置。
射流 泵的 分类
射流泵与工作泵串并联装置，射流泵给工作泵加压。
§3.1 射流泵 射流泵与供给它工作动力的管路系统和工作泵（离心泵、往复泵等）组成射流泵装 置。
ηn ——工作泵效率
§3.1 射流泵
装置性能方程 装置性能方程反映了射流泵、工作泵和管路系统的综合性能。在完成初步设计，选定了
射流泵装置后，必须对装置的工作参数进行计算。以便确定它的使用范围，校核装置在设计 与非设计条件下装置能否正常工作。
射流 泵的 设计
装置 形式
Ⅰ
H SQ 2
装置性能参数S 计算表 计算公式
其他型真空泵
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。
工作蒸汽
压出口
混合室
气体吸入口
W 系列水力喷射器
CP 型系列喷射泵
缺点: （1）扬程低，一般不超过6～8m （2）出水量直接与进水水位有关，故不适用于水位变化较大的场合。 （3）螺旋泵必须斜装，占地较大些。
螺旋 泵的 特点
其他型泵
计量泵：又称比例泵。计量泵的传动装置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。
§3.5 水环式真空泵
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
水环
受泵体内水温的限制。
式真
空泵
的特
点
其他型真空泵
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
（4）在排水工程中，作为污泥消化池中搅拌和混合污泥用泵。
（5）与离心泵联合工作以增加离心泵装置的吸水高度。
射流 泵的
（6）在土方工程施工中，用于井点降低基坑的地下水位等。
应用
§3.2 气升泵
气升泵又名空气扬水机。它是以压 缩空气为动力来升水、升液或提 升矿浆的一种气举装置。
气升 泵的 构造 及工 作原 理
§3.1 射流泵
射流泵装置的设计【例3-1】
① 确定射流泵工作压力 和出口压力
已知：Q2=5L/s， H2=7m ，H1=33m
② 选择Leabharlann Baidu优参数
压力比：
查表3-1，得到最优参数α=1.12，m=0.23
射流 泵的 设计
③ 计算工作液体压力和吸入H流2 量。校0.核27它们能否满足设计要求 H1 H2
SⅠ
1 h K 2
1
q 2
Se
1
2
gf
2 0
q 2
SS
1 2 gf02
S B
Ⅱ
S SⅠ
Ⅱ 1q 2
射流泵装置的设计
§3.1 射流泵
① 确定射流泵工作压力 和出口压力
② 选择最优参数
③ 计算工作液体压力和吸入流量。校核它们能否满足设计要求
④ 计算汽蚀流量比
射流
泵的
⑤ 射流泵尺寸计算
设计
射流 泵的 分类
工作泵与两台（或多台）串联的射流泵并联。
§3.1 射流泵
基本方程式 射流泵基本方程与叶片泵基本方程相似，是研究射流泵的压力、流量和几何尺寸之间的
关系。它反映了泵内能量变化及各主要部件（如喷嘴、喉管等）对性能的影响。
射流 泵的
12
0 0
0
设计
式中：β ——压力比
pC p0
射流泵压力 工作压力
KCB 型齿轮油泵
其其他他型型泵的泵
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。
蠕动泵（软管泵）：
§3.2 气升泵
气升 泵装 置总 图
§3.3 往复泵
往复 泵的 工作 原理
§3.3 往复泵
排出口 泵缸 活塞、活塞杆 往复 泵的 工作 原理
吸入口
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。
§3.3 往复泵
1. 高扬程、小流量，扬程与流量无关
2. 必须开闸启动
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。
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
其其他他型型泵的泵
JJM 系列计量泵
J 系列计量泵
JKM 系列计量泵 （液压驱动）
其其他他型型泵的泵
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。
多级低速离心鼓风机
§3.6 离心式风机
流量 压头（总压） 功率 效率 转速 离心 式风 机的 性能 参数
其他型风机
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。
隔膜泵因其独特的结构，适宜输送腐蚀性液体或悬浮液。
3
2 4
1 5
QBY 型气动隔膜泵
其其他他型型泵的泵 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。
设计
8）扩散管长度：
9）收缩圆锥角：θ＜40 °
10）喷嘴长度 11）射流泵效率：
L3
d3
d2
2tgn
2
L1
d4 d1 1tan缩
gQ2 H 2
gQ1H1 H2
§3.1 射流泵
优点：
（1）构造简单、尺寸小、重量轻、价格便宜；
（2）便于就地加工，安装容易，维修简单；
（3）无运动部件，启闭方便，当吸水口完全露
—1 —喷嘴流量系数，0.95~0.975
α ——流量比
h0 、q0——性能系数，QQ与S0面积吸工比入作m流流和容量量重比γ有关
§3.1 射流泵 最优参数方程
使射流泵装置效率为最高的压力比β、流量比α和面积比m，称为最优参数。（表3-1）
射流
Pu P
'n
泵的
设计
式中：P ——输入功率
Pu ——有效功率 η’ ——射流泵效率
其其他他型型泵的泵
§3.5 水环式真空泵
由圆形的泵壳和带有辐射状叶片的叶轮（ 星状叶轮）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，右侧，当气室由小变大时、 形成真空吸入气体；左侧，当气室由大到小时， 气体被压缩排出。 水环 式真 空泵 的工 作原 理
3.1 射流泵 3.3 往复泵 3.5 水环式真空泵 3.6 离心式和轴流式风机
3.2 气升泵 3.4 螺旋泵
§3.1 射流泵
射流 泵的 构造
§3.1 射流泵
射流 泵的 工作 原理
§3.1 射流泵 射流泵与供给它工作动力的管路系统和工作泵（离心泵、往复泵等）组成射流泵装 置。
§3.6 离心式风机
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，因而无需冷却装置，各级叶轮的直径大小也大致相同。
离心 式风 机的 工作 原理
结构示意图
工作流量：
Q1
Q2
0.0045m 3
/
s
§3.1 射流泵
射流泵装置的设计
⑤ 射流泵尺寸计算
1）喷嘴断面积： 2）喷嘴直径d1 3）混合管直径d2
F1
Q1 2gH1
4）喷嘴至混合管间距：l=16~30mm
射流
5）混合管形式及长度：圆柱型，L2=（6~7）d2
泵的
7）扩散管圆锥角：θ=8° ~10°
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。
其他型真空泵
往复式真空泵
出水面后，断流时无危险；
（4）可以抽升污泥或其它含颗粒液体；
射流
（5）可以与离心泵联合串联工作从大口井或深
泵的
井中取水。
特点
缺点:效率较低。
§3.1 射流泵
在给排水工程中的应用：
（1）用作离心泵的抽气引水装置。
（2）在水厂中利用射流泵来抽吸液氯和矾液，俗称“水老鼠”。（加药）
（3）在地下水除铁曝气的充氧工艺中，利用射流泵作为带气、充气装置。这种水、气射流泵一般称为 加气阀。
损失小，吸水井可以避免不必要的静水压 （3）由于不必设置集水井以及封闭管道，泵站设施简单，减少土建费用。 （4）不需要设帘格，可以直接提升杂粒、木块、碎布等污物。 （5）结构简单、制造容易，机械磨损小，维修简单。 （6）螺旋泵是缓慢地提升活性污泥，对绒絮破坏较少。 螺旋 泵的 特点
§3.4 螺旋泵
L4LD 系列 L10WDA 系列
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。
§3.6 离心式风机
3R5WD 系列 L6LD 系列
3. 不能用闸阀调节，保持开闸运行
4. 给排水泵站中应用时必须有调节流量的设施
往复
5. 具有自吸能力
泵的 性能
6. 出水不均匀
特点
§3.4 螺旋泵
螺旋 泵的 工作 原理
§3.4 螺旋泵
螺旋 泵装 置
§3.4 螺旋泵
优点： （1）提升流量大，省电。 （2）只要叶片接触到水面就可把水提升上来，并可按进水位的高度，自行调节出水量，水头
射流 泵的 分类
射流泵与工作泵或输送压力水的管路并联。这种装置是把小流量的 高压水，变为大流量的低压水。
§3.1 射流泵 射流泵与供给它工作动力的管路系统和工作泵（离心泵、往复泵等）组成射流泵装 置。
射流 泵的 分类
射流泵与工作泵串并联装置，射流泵给工作泵加压。
§3.1 射流泵 射流泵与供给它工作动力的管路系统和工作泵（离心泵、往复泵等）组成射流泵装 置。
ηn ——工作泵效率
§3.1 射流泵
装置性能方程 装置性能方程反映了射流泵、工作泵和管路系统的综合性能。在完成初步设计，选定了
射流泵装置后，必须对装置的工作参数进行计算。以便确定它的使用范围，校核装置在设计 与非设计条件下装置能否正常工作。
射流 泵的 设计
装置 形式
Ⅰ
H SQ 2
装置性能参数S 计算表 计算公式
其他型真空泵
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。
工作蒸汽
压出口
混合室
气体吸入口
W 系列水力喷射器
CP 型系列喷射泵
缺点: （1）扬程低，一般不超过6～8m （2）出水量直接与进水水位有关，故不适用于水位变化较大的场合。 （3）螺旋泵必须斜装，占地较大些。
螺旋 泵的 特点
其他型泵
计量泵：又称比例泵。计量泵的传动装置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。
§3.5 水环式真空泵
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
水环
受泵体内水温的限制。
式真
空泵
的特
点
其他型真空泵
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
（4）在排水工程中，作为污泥消化池中搅拌和混合污泥用泵。
（5）与离心泵联合工作以增加离心泵装置的吸水高度。
射流 泵的
（6）在土方工程施工中，用于井点降低基坑的地下水位等。
应用
§3.2 气升泵
气升泵又名空气扬水机。它是以压 缩空气为动力来升水、升液或提 升矿浆的一种气举装置。
气升 泵的 构造 及工 作原 理
§3.1 射流泵
射流泵装置的设计【例3-1】
① 确定射流泵工作压力 和出口压力
已知：Q2=5L/s， H2=7m ，H1=33m
② 选择Leabharlann Baidu优参数
压力比：
查表3-1，得到最优参数α=1.12，m=0.23
射流 泵的 设计
③ 计算工作液体压力和吸入H流2 量。校0.核27它们能否满足设计要求 H1 H2
SⅠ
1 h K 2
1
q 2
Se
1
2
gf
2 0
q 2
SS
1 2 gf02
S B
Ⅱ
S SⅠ
Ⅱ 1q 2
射流泵装置的设计
§3.1 射流泵
① 确定射流泵工作压力 和出口压力
② 选择最优参数
③ 计算工作液体压力和吸入流量。校核它们能否满足设计要求
④ 计算汽蚀流量比
射流
泵的
⑤ 射流泵尺寸计算
设计
射流 泵的 分类
工作泵与两台（或多台）串联的射流泵并联。
§3.1 射流泵
基本方程式 射流泵基本方程与叶片泵基本方程相似，是研究射流泵的压力、流量和几何尺寸之间的
关系。它反映了泵内能量变化及各主要部件（如喷嘴、喉管等）对性能的影响。
射流 泵的
12
0 0
0
设计
式中：β ——压力比
pC p0
射流泵压力 工作压力
KCB 型齿轮油泵
其其他他型型泵的泵
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。
蠕动泵（软管泵）：
§3.2 气升泵
气升 泵装 置总 图
§3.3 往复泵
往复 泵的 工作 原理
§3.3 往复泵
排出口 泵缸 活塞、活塞杆 往复 泵的 工作 原理
吸入口
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。
§3.3 往复泵
1. 高扬程、小流量，扬程与流量无关
2. 必须开闸启动
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。
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
其其他他型型泵的泵
JJM 系列计量泵
J 系列计量泵
JKM 系列计量泵 （液压驱动）
其其他他型型泵的泵
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。
多级低速离心鼓风机
§3.6 离心式风机
流量 压头（总压） 功率 效率 转速 离心 式风 机的 性能 参数
其他型风机
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。
隔膜泵因其独特的结构，适宜输送腐蚀性液体或悬浮液。
3
2 4
1 5
QBY 型气动隔膜泵
其其他他型型泵的泵 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。
设计
8）扩散管长度：
9）收缩圆锥角：θ＜40 °
10）喷嘴长度 11）射流泵效率：
L3
d3
d2
2tgn
2
L1
d4 d1 1tan缩
gQ2 H 2
gQ1H1 H2
§3.1 射流泵
优点：
（1）构造简单、尺寸小、重量轻、价格便宜；
（2）便于就地加工，安装容易，维修简单；
（3）无运动部件，启闭方便，当吸水口完全露
—1 —喷嘴流量系数，0.95~0.975
α ——流量比
h0 、q0——性能系数，QQ与S0面积吸工比入作m流流和容量量重比γ有关
§3.1 射流泵 最优参数方程
使射流泵装置效率为最高的压力比β、流量比α和面积比m，称为最优参数。（表3-1）
射流
Pu P
'n
泵的
设计
式中：P ——输入功率
Pu ——有效功率 η’ ——射流泵效率
其其他他型型泵的泵
§3.5 水环式真空泵
由圆形的泵壳和带有辐射状叶片的叶轮（ 星状叶轮）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，右侧，当气室由小变大时、 形成真空吸入气体；左侧，当气室由大到小时， 气体被压缩排出。 水环 式真 空泵 的工 作原 理