1、LIUTI LIXUE BENG YU FENGJILIUTI LIXUE BENG YU FENGJI1第二部分第二部分 泵與風機泵與風機12 12 其他常用泵與風機其他常用泵與風機2【知識點】本章主要介紹常用水泵和風機，即往復泵、管道泵、水環式真空泵、旋渦泵、潛水泵、深井泵和貫流式風機的結構、適用場合、工作原理及性能特點。【能力目標【能力目標】理解：理解：往復式泵的構造、工作原理及性能。熟悉：熟悉：貫流式風機的特點和適用范圍。了解：了解：管道泵、水環式真空泵、潛水泵、深井泵的構造及特點。 12 其他常用泵與風機其他常用泵與風機312.1 12.1 往復泵往復泵1 112.2 12.2 管道

2、泵管道泵2 212.3 12.3 水環式真空泵水環式真空泵3 312.4 12.4 旋渦泵旋渦泵4 412 其他常用泵與風機其他常用泵與風機412.5 12.5 潛水泵潛水泵5 512.6 12.6 深井泵深井泵6 612.7 12.7 貫流式風機貫流式風機7 712 其他常用泵與風機其他常用泵與風機512.1 往復泵往復泵往復泵是最早發明的提升液體的機械。目前由于離心泵具有顯著的優點，往復泵的應用范圍已逐漸縮小。但由于往復泵在揚程劇烈變化時仍能維持幾乎不變的流量的特點，故往復泵在一些特殊場合仍然使用。往復泵特別適用于小流量、高揚程的情況下輸送粘性較大的液體。往復泵屬于容積式泵，主要結構包括泵

3、缸、活塞或柱塞、連桿、吸水閥和壓水閥等。圖12.1是雙作用活塞式往復泵的工作原理圖。 12.1 往復泵往復泵6當活塞1與連桿2受原動機驅動作往復運動時，左右兩工作室3的容積交替發生變化。左工作室容積受壓縮時，其中液體推開壓力閥6被排向排水管7；與此同時，右工作室膨脹而形成真空，于是打開右吸水閥5從進水管4吸水。然后活塞向右運動，兩工作室交替進行上述相似的工作，完成吸水、排水的輸水過程。 圖圖12.1 12.1 雙作用活塞式往復泵工作參數雙作用活塞式往復泵工作參數1-1-活塞；活塞；2-2-連桿；連桿；3-3-泵缸或工作室；泵缸或工作室；4-4-進水管；進水管；5-5-吸水閥；吸水閥；6-6-壓

4、水閥；壓水閥；7-7-排水管排水管12.1 往復泵往復泵7活塞式往復泵的理論流量與活塞面積A、活塞行程S及活塞在單位時間內往復次數n有關。單作用往復泵的理論流量可按下式計算： 雙作用泵的理論流量是單作用泵的二倍。圖12.2 往復泵的性能曲線往復泵的吸水性能應當考慮流量實際上的非恒定性帶來的附加損失。所以它的安裝高度較離心泵為低。往復泵的實際流量由于液體的漏損和吸水閥與壓水閥動作的滯后而有所減少，通常用容積效率乘以理論流量得出。值大約在85%99%之間。ASnQT（式（式12.112.1）12.1 往復泵往復泵8理論上來說，往復泵的揚程與流量無關，也就是說，這種泵可以達到任意大的揚程，他的（QT

5、-HT）曲線是一條垂直于橫坐標Q軸的直線（圖12.2中的虛線）。實際上由于受泵的部件機械強度和原動機功率的限制，泵的揚程不可能無限增大。同時在 較高的增壓下，漏損會加大， 以致實際Q-H曲線向左略有偏 移。應當指出往復泵的流量是 不均勻的，因為活塞在一個行 程中的位移速度總是從零到最 大再減少到零，然后重復，如 此往復循環。而圖12.2中Q-H 曲線是按平均流量繪制的。圖圖12.2 12.2 往復泵的性能曲線往復泵的性能曲線12.1 往復泵往復泵9往復泵在一定的往復次數工作時，理論流量為定值，理論軸功率，HT只與NT有關，故HT-NT是一條通過原點的直線。實際的H-N曲線因高壓頭下流量有所減少

6、而稍微向下彎曲。效率曲線一般隨H值的增加而下降，此外當H很小時，由于有效功率很小，以致效率下降很快圖12.3是以飽和蒸汽為動力的蒸汽活塞泵的結構簡圖。圖的右方是往復作用的柱塞泵，左方是蒸汽機的配汽滑閥與汽缸。來自鍋爐的飽和蒸汽通過左右移動的滑閥依次進入汽缸的兩方推動活塞。活塞的往復作用油活塞桿帶動柱塞工作。12.1 往復泵往復泵10這種泵的流量是滑閥控制每分鐘活塞往復次數來進行調節。我國生產的2QS系列蒸汽活塞泵的流量范圍為0.5120 m3/h。能輸送溫度低于105的介質。如2QS-53/17型蒸汽活塞泵是一種雙缸清水泵，活塞每分鐘往復次數可在2858次之間調節，相應的流量為2553 m3/

7、h。揚程可達170 m，允許吸上真空高度為4 m。圖圖12.3 12.3 蒸汽活塞泵結構簡圖蒸汽活塞泵結構簡圖1-1-蒸汽閥；蒸汽閥；2-2-蒸汽滑閥；蒸汽滑閥；3-3-蒸汽缸；蒸汽缸；4-4-滑閥牽動臂；滑閥牽動臂；5-5-水泵；水泵；6-6-柱塞；柱塞；7-7-底座底座12.1 往復泵往復泵11往復泵的性能特點：往復泵的性能特點：(1) 高揚程，小流量的容積式水泵。(2) 必須開閘啟動。(3) 不能用閘閥來調節流量。(4) 在給水排水泵站中，如果采用往復泵時，則必須有調節流量的設施。(5) 具有自吸能力。 (6) 出水不均勻。往復泵的應用：往復泵的應用：在某些工業部門的鍋爐給水方面、在輸送

8、持殊液體方面，在要求自吸能力高的場合下適用。 12.1 往復泵往復泵1212.2 管道泵管道泵管道泵一般直接裝在管道上，小型管道泵常用于水壓不足的水管上增加水壓，也可用于其他水循環系統。圖12.4是SG型管道泵，SG型管道泵是 為管道增壓輸送,解決管道壓力過低而 研制的新型泵,比目前應用臥式離心泵 具有很大的優越性。由于采用先進機 械密封,電機主軸直接安裝葉輪,故有效 率高、耗電省、結構緊湊、體積小、 重量輕、安裝方便等特點,并可根據揚 程與流量需要并串聯使用。12.2 管道泵管道泵圖圖12.4 SG12.4 SG型管道泵型管道泵13 圖12.5是ISG型單級管道泵，適用于工業和城市給排水，高

9、樓建筑水塔增壓供水，消防增壓 ，管道增壓，遠距離送水，采暖制冷循環等場合。該系列泵具有運行平穩、可靠、噪聲低、使用范圍廣等優點，是一種理想的單級單吸離心式管道循環增壓泵。 圖圖12.5 ISG12.5 ISG型單級管道泵型單級管道泵12.2 管道泵管道泵14 ISW型臥式管道離心泵如圖12.6所示； 是ISG、IRG、IHG、YG型立式管道離心泵圖12.7所示，該系列泵都是根據國際ISO2858標準， 并采用最新水力模型，同時參照有關國際標準研制設計而成的SG型系列管道泵的替代產品。其所采用的技術標準、性能參數、試驗方法等都采用IS型離心泵有關的ISO國際標準，具有與IS型離心泵基本相同的性能

10、參數。 圖圖12.6 ISW12.6 ISW型臥式管道離心泵型臥式管道離心泵圖圖12.7 ISG12.7 ISG、IRGIRG、IHGIHG、YGYG型型立式管道離心泵立式管道離心泵12.2 管道泵管道泵1512.3 水環式真空泵水環式真空泵真空泵根據工作原理不同可分為水環式、刮板式、射流式等不同形式。本節介紹水環式真空泵。圖12.8為水環式真空泵的構造簡圖。 圖圖12.8 12.8 水環式真空泵水環式真空泵1-1-葉輪；葉輪；2-2-泵殼；泵殼；3-3-水環；水環；4-4-進氣腔；進氣腔；5-5-排氣腔排氣腔12.3 水環式真空泵水環式真空泵16在圓型泵殼內偏心的安裝一個有12個葉片的轉子，

11、泵體內注有一定量的水（一般水深接近于泵的軸線）。當轉子旋轉時，由于離心力的作用使圓型泵殼的水甩向四周而形成一個旋轉水環2，水環的上表面基本上與泵殼形成月牙形空間，當葉輪沿箭頭方向旋轉時，右半泵體與水環間的進氣空間4逐漸擴大，壓強下降而形成真空，氣體就經進氣口被吸入進氣空間4，隨后氣體進入左邊半泵體。由于泵殼與水環之間的空間逐漸減小，壓強升高，而使氣體壓縮后由排出孔5排出。這樣，葉輪不斷地旋轉，真空泵就源源不斷地進行吸氣、排氣。12.3 水環式真空泵水環式真空泵17水環式真空泵在工作時，應不斷補充水，以保證水環的形成和帶走摩擦產生的熱量。但是充水不宜過多，否則將會影響真空泵的容積效率，減少吸氣量

12、。目前國產的水環式真空泵有兩大類：一類為SZ型，另一類為SZB型。這兩種型號的真空泵都可以抽吸無腐蝕、不溶于水、不含固體顆粒的氣體，氣體溫度在-2040之間，最大真空度為85%。SZ型為大型真空泵，適用于礦山、化工、輕工業、食品工業等用于真空蒸發、真空除氣、真空過濾、真空濃縮、真空風罐等。SZB型為小型真空泵，該泵用于抽吸空氣或不含固體顆粒的無腐蝕性氣體，適用于抽氣引水和抽真空用。12.3 水環式真空泵水環式真空泵1812.4 旋渦泵旋渦泵旋渦泵性能特點是小流量、高揚程和低效率，但具有只需在第一次運行前充液的自吸式優點。目前，大都用于小型鍋爐給水和輸送無腐蝕性、無固體雜質的液體。圖12.9a是

13、旋渦泵的葉輪。葉輪圓盤外周兩側加工成許多凹槽，凹槽之間銑成葉片4。在圖12.9b中可以看出泵殼的吸入口與排出口之間，設有隔離壁1，隔離壁與葉輪間的縫隙很小，這就使泵內分隔為吸水腔2與壓水腔3。吸水腔與壓水腔外側，繞葉輪周邊有混合室，見圖12.9c。12.4 旋渦泵旋渦泵19葉輪旋轉時帶動來自吸入口的液體前進，同時液體在葉片間的流道內借離心力加壓后到達混合室，液體在混合室內部分的轉換為壓力能，然后又被葉輪帶動向前重新進入葉片流道內加壓。所以流體被多次增壓，直到壓水腔的末端引向排出口。流體在泵內流動情況見圖12.9d。圖圖12.9 12.9 旋渦泵的結構與工作原理旋渦泵的結構與工作原理（a a）葉

14、輪；（）葉輪；（b b）泵內結構示意圖；（）泵內結構示意圖；（c c）混合室；（）混合室；（d d）流體在泵內的運動）流體在泵內的運動1-1-隔離壁；隔離壁；2-2-吸水腔；吸水腔；3-3-壓水腔；壓水腔；4-4-葉片葉片12.4 旋渦泵旋渦泵20我國生產的W系列旋渦泵可以輸送-2080的液體，流量范圍為0.3616.9m3/h，揚程最高可達132m。表12.1是1W2.4-10.5型旋渦泵的性能表。該泵輸送清水或物理化學性質類似清水的液體。流量（m3/h） 揚程（m）轉數（r/min）軸功率（kW）效率（% ）2.410529002.428表表12.1 1W2.4-10.512.1 1W2.

15、4-10.5型旋渦泵的性能表型旋渦泵的性能表12.4 旋渦泵旋渦泵2112.5 潛水泵潛水泵潛水泵是一種水泵與電機一體、可浸沒在水中運行的泵。由于結構的改進、性能的完善(如中低揚程、大流量、高效率泵的出現)，城市給水排水工程中的潛水泵應用越來越廣泛。根據葉輪的構造潛水泵可分為潛水離心泵、潛水軸流泵和潛水混流泵；按用途可分為潛水給水泵、潛水排水泵和潛水深井泵。潛水軸流泵結構示意圖如圖12.10所示。由于潛水泵在水中工作，因此結構上必須要有很好的密封裝置，防止電機的定子、轉子腔進入非絕緣介質，以保證電機的絕緣強度。按定轉子腔充人絕緣介質的不同，潛水電動機分為干式、濕式兩類。干式潛水電動機定轉子腔內

16、充入純凈氣體，如空氣、氮氣。濕式潛水電動機定轉子腔內充入高純度的水或油，如去離子水、蒸餾水、變壓器油。12.5 潛水泵潛水泵22潛水泵有多種安裝方式，可 供用戶選擇。如潛水軸流泵 的安裝方式有：懸吊式、落 地式、井筒掛式(如圖12.10 所示)、臥式等。潛水泵的主要特點可概括為： (1) 設置了足夠的檢漏、測 溫元件，利于水泵監控和保 證安全運行。 圖圖12.10 QZ12.10 QZ型高壓潛水軸流泵結構圖型高壓潛水軸流泵結構圖12.5 潛水泵潛水泵23(2) 機電一體，簡化了安裝工序。如井筒懸掛式潛水泵，只需把水泵吊入豎井中，水泵會自行就位、找中，泵和基礎間不需作任何機械固定，安裝快速、方便

17、。(3) 潛入水下運行，降低了環境噪聲。(4) 潛入水下運行，泵站的地下及地面的土建工程大為簡化，使土建工程造價大幅度降低。(5) 潛入水下運行，使水位漲落較大的沿江、湖泊興建泵站的防洪問題，變得非常簡單。12.5 潛水泵潛水泵2412.6 深井泵深井泵深井泵是用來抽送深井地下水的。圖12.11（a）為RJC型深井泵的安裝圖，圖12.11（b）為SG型泵結構示意圖。由圖12.11（b）可知，這類泵實際上是一種立式單吸分段多級離心泵。葉輪(21)可以有226個，它們固定在同一轉動軸17上。泵殼由上導流殼19、中導流殼20和下導流殼23三段組成。葉輪位于導流殼內。導流殼除了起連接件作用外，主要作用

18、是把水導入葉輪。吸水口下端連有濾水網24，以防止砂石進入水泵。水泵運行時，水經濾水網、下導流殼進入第一級葉輪，出水經中導流殼進入第二級葉輪，如此經逐級加壓，最后通向揚水管，并經泵座上的出水管流入壓水管。傳動軸通過揚水管中心并由支架軸承14作徑向支承。12.6 深井泵深井泵25 整個軸系由許多個(個數按需要確定)短軸通過聯軸器12聯成一個整體，聯軸器通常采用螺紋連接。傳動裝置部分由泵座、軸承箱、皮帶輪、逆止機構、上傳動軸、調整螺母等組成，泵轉動部分的重量和軸向推力全部由電動機的止推軸承承受。 工藝設計時要注意到，深井泵至少要有23個葉輪浸在動水位以下；濾水網距井底不小于2m；要為靜水位以上的支架

19、軸承(一般為橡膠軸承)設置預潤滑水；不允許直接啟動；不允許反轉。深井泵型號意義：如400SG5501711可作如下的識別。 12.6 深井泵深井泵26圖圖12.11 12.11 深井泵深井泵（a a）深井泵安裝圖；（）深井泵安裝圖；（b b）深井泵結構圖）深井泵結構圖1-1-電機軸；電機軸；2 2調整螺母；調整螺母；3-3-鍵；鍵；4-4-電機；電機；5-5-擋水圈；擋水圈；6-6-壓蓋；壓蓋；7-7-填料盒；填料盒；8-8-填料；填料；9-9-軸承；軸承；10-10-預潤絲堵預潤絲堵11-11-泵座；泵座；12-12-聯軸器；聯軸器；13-13-傳動軸；傳動軸；14-14-支架軸承；支架軸承

20、；15-15-泵座；泵座；16-16-短法蘭管；短法蘭管；17-17-葉輪軸；葉輪軸；18-18-上軸承；上軸承；19-19-上導流殼；上導流殼；20-20-中導流殼；中導流殼；21-21-葉輪；葉輪；22-22-下軸承；下軸承；23-23-下導流殼；下導流殼；24-24-濾水網濾水網12.6 深井泵深井泵2712.7 貫流式風機貫流式風機近年來由于空氣調節技術的發展，要求有小風量、低噪聲、壓頭適當和在安裝上便于與建筑物相配合的小型風機。貫流式風機就是適應這種要求的新型風機。貫流式風機的主要特點如下：（如圖12.12所示）圖圖12.12 12.12 貫流式風機示意圖貫流式風機示意圖（a)a)貫流式風機葉輪結構示意圖；（貫流式風機葉輪結構示意圖；（b b）貫流式風機中的氣流）貫流式風機中的氣流1 1葉片；葉片；2 2封閉端面封閉端面12.7 貫流式風機貫流式風機28(1) 葉輪一般是多葉式前向葉型，但兩個端面是封閉的；(2) 葉輪的寬度沒有限制，當寬度加大時，流量增加；(3) 貫流式風機不像離心式風機是在機殼側板上開口使氣流軸向進入風機，