容积泵

• 扬程H(风机叫全压)是指单位重量液体 经过泵后所获得的机械能增加值，又 称能头单位是m。其数学表达式可写 为：H = E2 - E1
（为什么泵用扬程，风机用全压表示？）
• 原动机功率：由于原动机轴和泵轴之 间的传动存在有机械损失，所以，原 动机功率（一般指原动机的输出功率） 通常要比轴功率大些。 • 轴功率 ：由原动机或传动装置传动泵 轴上的功率。用N表示，单位Kw
• 转速：泵轴旋转的速度，即单位时间 泵的旋转数，以n表示，单位为r/min
• 比转速：作为性能参数的比转速是按 照泵最高效率点对应的基本性能参数 计算得出的，对于几何相似的泵，不 论其尺寸大小，转速高低，其比转速 均是一定的，因此，比转速也是泵分 类的一种准则。 （泵是怎样确定的？）
泵汽蚀的原理
• 此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这 一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。 如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前 180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口 相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气 口隔绝；当叶轮继续旋转时， 小腔由大变小，使气体被压缩； 当小腔与排气口相通时，气体 便被排出泵外。综上所述，水 环泵是靠泵腔容积的变化来实 现吸气、压缩和排气的，因此 它属于变容式真空泵。
以活塞泵为例，说明：当 活塞1在泵缸内自最左位置 向右移动时，工作室4的容 积逐渐增大，工作室内的 压力降低，吸水池中液体 在压力差作用下顶开吸水 阀6，液体进入工作室填补 活塞右移
让出的空间，直至活塞移到最右位置为止， 完成往复式泵的吸入过程。然后活塞开始向 左方移动，工作室中液体在活塞挤压下，获 得能量，压力升高，并压紧吸水阀6，顶开 压水阀7，液体由压出管路输出，这过程为 压出过程。当活塞不断地作上述往复运动时， 往复泵的吸入，压出过程就连续不断地交替 进行。由于往复泵在每个工作周期（活塞往 复一次）内排出液体量是不变的，故又称为 定排量泵
真空泵运用
• 水环式真空泵在工业中是用来抽吸或压缩空 气和其它无腐蚀性，不溶于水，不含有固体 颗粒的气体，以便在密闭容器中形成真空和 压力。但吸入气体允许混有少量液体它被广 泛运用于机械、石油化工、制药、食品、制 糖工业及电子领域。
电厂常用容积泵介绍
一、往复式泵:为活塞 泵，柱塞泵，隔膜 泵三种，他们分别 是由活塞，柱塞， 隔膜在泵缸内作周 期性的往复运动， 改变液体所占据的 容积，实现对液体 图 1-7 往复泵示意图 做功，同时周期性 地吸入和压出液体. 1、活塞 2、泵缸 3、工作室 4、吸水阀 5、压水阀
往复式泵的工作过程
水环式真空泵
一、结构 由泵壳,转子，轴承等组成． 二、原理 水环式真空泵的原理：在泵体中装有适量 的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方 向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心 力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状 的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部 分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上 部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶 片在水环内有一定的插入深度）。
2、电磁泵
电磁泵采用片式平面定子线圈绕组，通电后形成 平面旋转磁场，该旋转磁场通过平面气隙，在转子 中形成感生电磁场，此电磁场与定子旋转磁场相互 作用，迫使转子旋转。 使用这样的电机加工生产出来的电磁供暖设备， 不但彻底根除了煤、油、气各式锅炉燃烧所带来的 环境污染，替代了各式锅炉房，有利环保，省去了 中间繁杂的运输煤、油、气等原材料。热转换率高， 创造热效率100%。
• 有效汽蚀余量[NPSH]a： 就是指吸入口装置系统给予泵吸入 口处单位重量液体具有超过汽化压头的 富裕能量。 如果泵吸入口具有足够大的吸入压头， 那么即使泵内的压力降较大，也不会发 生汽蚀。
• 必需汽蚀余量[NPSH]r： 泵在某一转速，流量下运行时，从 泵进口处到叶片进口压力最低(Pmin) 处会产生一定的压降。如果由于这一 压降Pmin=Pv, 那么泵就会发生汽蚀。 考虑到这一压降，为使泵内不发生汽 蚀，要求泵进口必需具有超过汽化压 头的能量，这叫做必需汽蚀余量。该 值通常由泵制造厂规定。单位为m
其控制原理分析
2为缸体回转轴心，3为 液压泵斜盘。斜盘操纵 臂4和变量柱塞8在复位 弹簧5的作用下停留在 原位，这时斜盘倾角γ 最大，液压泵全排量供油。 当系统压力略高于顺序阀1的设定压力时，打开 顺序阀1，同时使换向阀7换向，系统压力油 进入柱塞缸6，变量柱塞8克服复位弹簧5的作 用力，改变斜盘倾角γ，液压泵实现变量供油。
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二、容积损失 容积损失：由于液体从泵的压出侧 通过叶轮与机壳的间隙漏回到吸入口所 造成的 三、机械损失 由于泵的轴承，轴封装置以及轮盘 外表面与周围流体之间的摩擦损失，要 求原动机施加于泵转轴的输入功率必须 大于指示功率。
• 效率：轴功率和有效功率之差是泵内产 生的损失功率，其大小用泵的效率来衡 量。有效功率和轴功率之比称为泵的效 率，亦称泵的总效率。用η表示。 η=N e/N*100% • 内效率： 泵的有效功率和内功率之比 为泵的内效率。用ηi表示，即： ηi=N e/Ni*100%
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• 如果系统压力再度增高，变量柱塞缸6 内的压力也再增高，使γ角接近0(有一 部分泄漏，γ角不能为0)，液压泵即保 持一定压力，但不对系统供油，这就是 液压泵在压力状态下的卸载(因为N＝ p×Q，当Q→0时，N→0)。在系统压 力降低后，变量柱塞8立即恢复原始状 态。图中换向阀7主要是为系统大量用 油时，提高变量柱塞8复位的响应速度 而设计的。这种控制为恒压变量控制
• 内功率： 泵叶轮在单位时间内传递给被输送 液体的能量称为泵的内功率，用N i表示。 • 有效功率：通过泵的液体在单位时间内从泵中 获得的能量成为泵的有效功率。由于这部分能 量被流出泵的液体所携带，故又称为输出功率， 用N e表示。
泵的损失
由原动机提供给泵轴的输入功率大 于液体或气体所获得的有效功率，这是 因为在能量传递过程中流动损失，容积 损失（泄漏损失）和机械损失的存在， 不可避免地总要消耗掉一部分功率的缘 故。 一、流动损失 流动损失：由于流体在泵的整个流道内 流动时的水力摩擦阻力，产生旋涡和冲 击所造成的
必需汽蚀余量也可以这样理解: 为了防止泵内汽蚀，泵运行时在 泵进口附近的管路截面上单位重量液体 所必需具有的超过汽化压头的富裕能头 值，
为使泵不发生汽蚀的条件: 必需使[NPSH]a>[NPSH]r
泵的分类
一、通过叶轮旋转，将能量传递给流体 ――叶片式泵 • 离心泵 1、单级 2、多级 • 轴流泵 1、单级 2、多级 • 混流泵 • 旋流泵 二、通过工作室容积的周期变化，将能 量传递给流体――容积式泵
• 顶轴、EH油系统――变量柱塞泵 • 润滑油输送系统――齿轮油泵
• 磨煤机油站――齿轮泵
三、泵的性能参数及特性
• 流量
• 用容积表示: 指单位时间内泵从出口排出 并进入管路的液体体积。用Qv，表示，单 位是L/s，m3/s ，等等. • 用质量表示：指单位时间内泵从出口排出 并进入管路的液体质量。用Qm表示，单位 是千克每秒，等等 • 它们之间关系：Qm＝Qv*密度
水环泵和其它类型的机械真空泵相比
优点：
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结构简单，制造精度要求不高，容易加工。 结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联， 无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的 排气量，占地面积也小。 压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变 化很小。 由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润 滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可 直接由水封来完成。 吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。
二、电厂常用容积泵的介绍
除灰除渣： • 真空皮带脱水机用的泵――水环式真空泵 • 输送灰浆泵――柱塞泵 • 捞渣机用的泵――变量柱塞泵
燃料： • 卸船机上运动部件的润滑――齿轮泵 化学： • 加药用的泵――计量泵
• 燃油泵房有一个输送泵――齿轮泵
集控单元
• 真空系统――水环式真空泵 • 发电机密封油系统――螺杆泵、真空泵
其原理分析
• 变量柱塞泵的变量是通过改变泵腔工作容积来实现的，改 变斜盘法线对缸体回转轴心的夹角γ，即改变各柱塞腔的 工作容积，当γ角最大时，柱塞腔的工作容积最大，实现 全排量供油，当γ角为0时， 柱塞腔的工作容积为0，这时 液压泵不供油。如果γ角为负 值，则液压泵反向供油。改变 γ角的方式有多种，每种方式 都有各自的控制特点。
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泵在运转时,在叶轮进口处叶片头部 的某一部位是液流压力最低位置，当该 部位的液体局部压力下降到等于或低于 当时温度下的汽化压力时，液流经过该 处就要发生汽化，产生汽泡。这些汽泡 随着液体进入泵内至压力较高的部位时， 在汽泡周围较高压力液流的作用下，汽 泡受到压缩就会迅速破裂，产生巨大的 属于内向爆炸性质的冷凝冲击。
变量柱塞泵
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本公司顶轴油泵和EH油泵均为高压 压力补偿式变量柱塞泵。当系统用油量 增加时，系统油压将下降，如果油压下 降至压力补偿器设定值时，压力补偿器 会调整柱塞的行程将系统压力和流量提 高。同样的，当系统用油量减少时，压 力补偿器将减小柱塞行程使泵的排量减 少。
变量柱塞泵工作原理
• 变量柱塞泵: 通过柱塞在缸体往复运动完成吸油排油 升压的过程。变量柱塞泵是在转速不变的情 况下，通过改变斜盘与传动轴的夹角使柱塞 的轴向移动距离发生变化，从而改变排量， 同时电机负载也会随着斜盘的斜度而改变， 达到省电的目的。
容积泵专题
主要介绍内容
一、泵的作用 二、电厂常用容积泵的介绍
三、泵的性能参数及特性
四、 泵分类 五、 常用容积泵的原理介绍
一、泵的作用
• 泵：通常用来输送液体的机械设备 • 作用：把原动机的机械能或其他能 源的能量传递给流体，以实现流体 的输送，即流体获得机械能后，除 用以克服输送过程中的通道流动阻 力外，还可以实现从低压区输送到 高压区，或从低位区输送到高位区。
往复泵
1、活塞式泵