按工作原理分: 1.容积式
泵 靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体,并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能 增加。 根据运动部件运动方式的不同又分为:往复泵和回转泵两类。 根据运动部件结构不同,有:活塞泵 和柱塞泵;有齿轮泵、
螺杆泵、叶片泵和水环泵。 2.叶轮式泵 叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。 根据泵的叶轮和流道结构特点的不同可分为: 1)
离心泵 2)轴流泵 3)混流泵 4)旋涡泵。 3.喷射式泵 是靠工作流体产生的高速射流引射流体, 然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。 4.泵的其它分类 泵还可以按泵轴位置分为: 1) 立式泵 2)卧式泵 按吸口数目分为: 1)单吸泵 (single suction pump) 2)双吸泵 (double suction pump) 按驱动泵的原动机来分: 1)电动泵 2)汽轮机泵 3)柴油机泵 [其他详细拓展] 泵 pump 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。泵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。 广义上的泵是输送流体或使其增压的机械,包括某些输送气体的机械。泵把原 动机的机械能或其他能源的能量传给液体,使液体的能量增加。 水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古 代已有各种提水器具,如埃及的链泵(前17世纪)、中国的桔槔(前17世纪)、辘轳(前11世纪)、水车( 公元1世纪) ,以及公元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等。公元前200年左右,古希腊工匠克特西比乌斯发明了最原 始的活塞泵灭火泵。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载, 以后陆续出现了其他各种回转泵 。1689年,法国的D.帕潘发明了4叶片叶轮的蜗壳离心泵。1818年 ,美国出现了具有径向直叶片 、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。1840~1850年,美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸 汽直接作用的活塞泵,标志着现代活塞泵的形成。1851~1875年,带有导叶的多级离心泵相继发明,使发 展高扬程离心泵成为可能。随后,各种泵相继问世。随着各种先进技术的应用,泵的效率逐步提高,性能范围和应 用也日渐扩大。 泵的种类繁多,按工作原理可分为:①动力式泵,又叫叶轮式泵或叶片式泵,依靠旋转的叶轮 对液体的动力作用,把能量连续地传递给液体,使液体的动能(为主)和压力能增加,随后通过压出室将动能转换 为压力能,又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。②容积式泵,依靠包容液体的密封工作空间容积的周 期性变化,把能量周期性地传递给液体,使液体的压力增加至将液体强行排出,根据工作元件的运动形式又可分为 往复泵和回转泵。③其他类型的泵,以其他形式传递能量。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入 泵后混合,进行动量交换以传递能量;水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量 ;电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。另外,泵也可按输送液体的性质、驱动方法、 结构、用途等进行分类。 水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具,例如埃及的链 泵(公元前17世纪),中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。比较 著名的还有公元前三世纪,阿基米德发明的螺旋杆,可以平稳连续地将水提至几米高处,其原理仍为现代螺杆泵所 利用。 公元前200年左右,古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵,已具备典型活塞 泵的主要元件,但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。 1840~1850年,美国沃辛顿发明 泵缸和蒸汽缸对置的,蒸汽直接作用的活塞泵,标志着现代活塞泵的形成。19世纪是活塞泵发展的高潮时期,当 时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增,从20世纪20年代起,低速的、流量受到很大限制的活 塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。但是在高压小流量领域往复泵仍占有主要地位,尤其是隔膜泵、柱塞泵 独具优点,应用日益增多。 回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。早在1588年就有了 关于四叶片滑片泵的记载,以后陆续出现了其他各种回转泵,但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率 低等缺点。20世纪初,人们解决了转子润滑和密封等问题,并采用高速电动机驱动,适合较高压力、中小流量和 各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。 利用 离心力输水的想法最早出现在列奥纳多·达芬奇所作的草图中。1689年,法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮 的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的,则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳 的所谓马萨诸塞泵。1851~1875年,带有导叶的多级离心泵相继被发明,使得发展高扬程离心泵成为可能 。 尽管早在1754年,瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式,奠定了离心泵设计的理论基 础,但直到19世纪末,高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后,它的优越性才得以充分发挥。在英国的 雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上,离心泵的效率大大提高,它的性能范围和使用 领域也日益扩大,已成为现代应用最广、产量最大的泵。 泵通常按工作原理分容积式泵、动力式泵和其他类型 泵,如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液泵。泵除按工作原理分类外,还可按其他方法分类和命名。例如,按驱 动方法可分为电动泵和水轮泵等;按结构可分为单级泵和多级泵;按用途可分为锅炉给
水泵和计量泵等;按输送液体的性质可分为水泵、
油泵和泥浆泵等。 容积式泵是依靠工作元件在泵缸内作往复或回转运动,使工作容积交替地增大和缩小,以实现液 体的吸入和排出。工作元件作往复运动的容积式泵称为往复泵,作回转运动的称为回转泵。前者的吸入和排出过程 在同一泵缸内交替进行,并由吸入阀和排出阀加以控制;后者则是通过齿轮、螺杆、叶形转子或滑片等工作元件的 旋转作用,迫使液体从吸入侧转移到排出侧。 容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的,几乎不随压 力而改变;往复泵的流量和压力有较大脉动,需要采取相应的消减脉动措施;回转泵一般无脉动或只有小的脉动; 具有自吸能力,泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体;启动泵时必须将排出管路阀门完全打开;往复泵适用于 高压力和小流量;回转泵适用于中小流量和较高压力;往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物。总的来说,容积 泵的效率高于动力式泵。 动力式泵靠快速旋转的叶轮对液体的作用力,将机械能传递给液体,使其动能和压力 能增加,然后再通过泵缸,将大部分动能转换为压力能而实现输送。动力式泵又称叶轮式泵或叶片式泵。离心泵是 最常见的动力式泵。 动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值,扬程随流量而改变;工作稳定,输送连续 ,流量和压力无脉动;一般无自吸能力,需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作 ;适用性能范围广;适宜输送粘度很小的清洁液体,特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主 要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。 其他类型的泵是指以另外 的方式传递能量的一类泵。例如射流泵是依靠高速喷射出的工作流体 ,将需要输送的流体吸入泵内,并通过两种流体混合进行动量交换来传递能量;水锤泵是利用流动中的水被突然制 动时产生的能量,使其中的一部分水压升到一定高度;电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下 ,产生流动而实现输送;气体升液泵通过导管将压缩空气或其他压缩气体送至液体的最底层处,使之形成较液体轻 的气液混合流体,再借管外液体的压力将混合流体压升上来。 泵的性能参数主要有流量和扬程,此外还有轴功 率、转速和必需汽蚀裕量。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量,一般采用体积流量;扬程是单位重量输 送液体从泵入口至出口的能量增量 ,对于容积式泵,能量增量主要体现在压力能增加上,所以通常以压力增量代替扬程来表示。泵的效率不是一个独 立性能参数,它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之,已知流量、扬程和效率,也 可求出轴功率。 泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系,可以通过对泵进行试验,分别测得和 算出参数值,并画成曲线来表示,这些曲线称为泵的特性曲线。每一台泵都有特定的特性曲线,由泵制造厂提供。 通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区段,称为该泵的工作范围。 泵的实际工作点由泵的曲线 与泵的装置特性曲线的交点来确定。选择和使用泵,应使泵的工作点落在工作范围内,以保证运转经济性和安全。 此外,同一台泵输送粘度不同的液体时,其特性曲线也会改变。通常,泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁 冷水时的特性曲线。对于动力式泵,随着液体粘度增大,扬程和效率降低,轴功率增大,所以工业上有时将粘度大 的液体加热使粘性变小,以提高输送效率。 特点和应用 动力式泵和容积式泵除了原理上有所不同以外,在工作特性和应用上也有较大的差异。 动力式泵的主要特点是:①一定的泵在一定转速下所产生的扬程有一限定值。工作点流量和轴功率取决于与泵 连接的装置系统的情况(位差、压力差和管路损失)。扬程随流量而改变(图2)。②工作稳定,输送连续,流量 和压力无脉动。③一般无自吸能力,需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作。④离心泵在排出管路 阀门关闭状态下启动,旋涡泵和轴流泵在阀门全开状态下启动,以减少启动功率。⑤离心泵适合于用高速电动机和 汽轮机等直接驱动,结构简单,制造成本低,维修方便。⑥适用性能范围广,离心泵的流量可以从几 到几十万米3/时,扬程可以从数米到数千米;轴流泵一般适用于大流量和低扬程(20米以下)。离心泵和轴流泵的效率一般在 80%以下,高的可达90%。⑦适宜输送粘度很小的清洁液体(例如清水),特殊设计的泵可输送泥浆、污水等 或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷 射推进等。 容积式泵的主要特点是:①一定的泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的,几乎不随压力而变。工作点压 力和轴功率取决于与泵连接的装置系统的情况,因此当泵在排出管路不通(相当于系统阻力无限大)的情况下运转 时,其压力和轴功率会增大到使泵或原动机破坏,所以必须设置安全阀来保护泵(蒸汽直接作用或压缩空气驱动的 泵例外)。②往复泵的流量和压力有较大脉动,需要采取相应的消减脉动措施;回转泵一般无脉动或只有小的脉动 。③具有自吸能力,泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体。④启动泵时必须将排出管路阀门完全打开。⑤往复 泵是低速机械,尺寸大,制造和安装费用也大;回转泵转速较高,可达3000转/分。⑥往复泵适用于高压力( 有高达350兆帕的)和小流量(100米3/时以下);回转泵适用于中小流量(400米3/时以下)和较高 压力(35兆帕以下)。总的来说,容积泵的效率高于动力式泵,而且效率曲线的高效区较宽。往复泵的效率一般 为70~85%,高的可达90%以上。⑦往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物,有的泵如隔膜泵可输送泥浆 、污水等,主要用于给水、提供高压液源和计量输送等。回转泵适宜输送有润滑性的清洁的液体和液气混合物,特 别是粘度大的液体,主要用于油品、食品液体的输送和液压传动方面。 离心泵的工作原理 叶轮安装在泵壳内,并紧固在泵轴3上,泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液体吸入 4与吸入管5连接。液体经底阀6和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。 在泵启动前, 泵壳内灌满被输送的液体;启动后,启动后,叶轮由轴带动高速转动,叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的 作用下,液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量,以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中,液体由于流道的 逐渐扩大而减速,又将部分动能转变为静压能,最后以较高的压力流入排出管道,送至需要场所。液体由叶轮中心 流向外缘时,在叶轮中心形成了一定的真空,由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力,液体便被连续压入叶 轮中。可见,只要叶轮不断地转动,液体便会不断地被吸入和排出。