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文檔簡介
1、泵是輸送液體并提高液體壓力的機器。2、泵分為化工用泵、水泵。3、主要差異:特殊材料和設計,防止腐蝕和適應化工工藝,包括結構、軸封、材料及檢修難度。4、化工用泵的要求(1)適應化工工藝要求運行可靠。(2)耐腐蝕,耐磨損。(3)滿足無泄漏要求。(4)耐高溫或耐低溫并能有效連續工作。(一)、離心泵的裝置及工作原理1、為了使離心泵能正常工作,離心泵必須配備一定的管路和管件,這種配備有一定管路系統的離心泵稱為離心泵裝置。圖1—1所示為離心泵的一般裝置示意圖,主要有底閥、吸入管路、出口閥、出口管線等。
離心泵在工作時,依靠高速旋轉的葉輪,液體在慣性離心力作用下獲得了能量以提高了壓強。離心泵在工作前,泵體和進口管線必須罐滿液體介質,防止氣蝕現象發生。當葉輪快速轉動時,葉片促使介質很快旋轉,旋轉著的介質在離心力的作用下從葉輪中飛出,泵內的水被拋出后,葉輪的中心部分形成真空區域。一面不斷地吸入液體,一面又不斷地給予吸入的液體一定的能量,將液體排出。離心泵便如此連續不斷地工作。1、所謂的氣蝕是指:離心泵啟動時,若泵內存在空氣,由于空氣的密度很低,旋轉后產生的離心力很小,因而葉輪中心區所形成的低壓不足以將液位低于泵進口的液體吸入泵內,不能輸送流體的現象。2、離心泵啟動前一定要向泵殼內充滿液體以后,方可啟動,否則將造成泵體發熱,震動,出液量減少,對水泵造成損壞(簡稱“氣蝕”)造成設備事故!離心泵的種類很多,分類方法常見的有以下幾種方式1、按葉輪吸入方式分:(1)單吸式離心泵;如圖1-2所示我站穩前泵、穩后泵、循環水泵等都是此類泵。
揚程范圍為10—140m,流量范圍是90—28600m3/h。按軸的安裝位置不同,分臥式和立式兩種結構。圖12—3為臥式S型單級雙吸離心泵結構。這種泵實際上相當于兩個B型泵葉輪組合而成,液體從葉輪左、右兩側進入葉輪,流量大。轉子為兩端支承,泵殼為水平副分的蝸殼形。兩個呈半螺旋形的吸液室與泵殼一起為中開式結構,共用一根吸液管,吸、排液管均布在下半個泵殼的兩側,檢查泵時,不必拆動與泵相連接的管路。由于泵殼和吸液室均為蝸殼形,為了在灌泵時能將泵內氣體排出,在泵殼和吸液室的最高點處分別開有螺孔,灌泵完畢用螺栓封住。泵的軸封裝置多采用填料密封,填料函中設置水封圈,用細管將壓液室內的液體引入其中以冷卻并潤滑填料。軸向力自身平衡,不必設置軸向力平衡裝置。在相同流量下雙吸泵比單吸泵的抗汽蝕性能要好。(1)單級離心泵泵中只有一個葉輪,單級離心泵是一種應用廣泛的泵。由于液體在泵內只有一次增能,所以揚程較低。如圖1—2所示為單級單吸離心泵。(2)多級離心泵具有兩個或兩個以上葉輪的離心泵稱為多級離心泵。級數越多壓力越高。圖1—4所示為一臺分段式離心水泵,這種泵的葉輪一般為單吸式。(1)、低壓泵:揚程≤20m;(2)、中壓泵:揚程≥
20-100m;(3)、高壓泵:揚程≥100m;泵可分為:(1)清水泵;(2)泥漿泵;(3)酸泵;(4)堿泵;(5)油泵;(6)砂泵;(7)低溫泵;(8)高溫泵;(9)屏蔽泵等。1、離心泵的型號表1-1離心泵基本類型代號型號泵的名稱型號泵的名稱ISB或BAD或DADLYYGFPISO3國際標準型單級單吸離心水泵單級單吸懸臂式離心清水泵多級分段式離心泵多級立式管形離心泵離心式油泵離心式管道油泵耐腐蝕泵屏蔽式離心泵S或shDSKDKDSZFYWWX單級雙吸式離心水泵多級分段式首級為雙吸葉輪多級中開式離心泵多級中開式首級為雙吸葉輪自吸式離心泵耐腐蝕液下式離心泵一般旋渦泵旋渦離心泵
離心泵的品種很多,各種類型泵的結構雖然不同,但主要零部件基本相同。主要零部件有泵殼、泵蓋、泵體、葉輪、密封環、泵軸、機封或填料函、聯軸器、軸承等。圖1-5B型泵1-葉輪背帽2-葉輪背帽止回墊3-葉輪外口環4-葉輪內口環5-密封填料6-密封填料壓蓋7-支撐軸承壓蓋8-支撐軸承9-托架10-止推軸承11-油封12-泵軸13-葉輪鍵14-擋油環B型泵此泵用于輸送溫度不超過80℃的清水及與水相近的清潔液體,揚程范圍為8—125m,流量范圍為4.5—362m3/h。B型泵結構簡單,工作可靠,易于加工制和維護保養,是在IS型泵之前應用最廣泛的一種離心泵。
B型泵有前開門式和后開門式兩種。前開門式為葉輪前面為泵蓋,后面為泵殼;而后開門式與前開門式相反,葉輪前面為泵殼,后面為泵蓋。圖1—5所示為B型泵的前開門式結構,泵的進口在泵蓋上,出口在泵殼上,泵殼是螺旋形蝸殼,泵軸的一端支承在泵體內的軸承上,另一端伸出稱為懸臂端,葉輪裝在懸臂端。葉輪上開有平衡孔,用來平衡部分軸向力,未平衡的軸向力由軸承承受。軸承用潤滑脂潤滑,多為球軸承。軸封裝置采用填料密封,泵內的壓力水可直接由開在泵殼上的孔送到水封環,起水封作用。圖l—6所示為IS型泵的結構
但它是按國際標準規定的性能和尺寸設計的,是一種節能新產品,目前已替代B型泵。IS型泵用于輸送清水和性質與水相似的液體,溫度不超過80℃,流量范圍為6.3—400m3/h,揚程范圍為5—125m,轉速為2900r/min或1450r/min。圖l—6所示為IS型泵的結構。它為后開門結構,主要由泵殼、泵蓋、葉輪、軸、密封環、軸套及泵體等組成。泵通過加長彈性聯軸器與電動機相連接,自進口方向看葉輪逆時針旋轉。與B型泵比較,IS型泵的效率和吸程有較大提高,噪聲低、振動小。拆下加長聯軸器的中間連接件,即可取下泵的轉子,故檢修方便。
圖1—3為臥式S型單級雙吸離心泵結構。這種泵實際上相當于兩個B型泵葉輪組合而成,液體從葉輪左、右兩側進入葉輪,流量大。轉子為兩端支承,泵殼為水平剖分的蝸殼形。兩個呈半螺旋形的吸液室與泵殼一起為中開式結構,共用一根吸液管,吸、排液管均布在下半個泵殼的兩側,檢查泵時,不必拆動與泵相連接的管路。由于泵殼和吸液室均為蝸殼形,為了在灌泵時能將泵內氣體排出,在泵殼和吸液室的最高點處分別開有螺孔,灌泵完畢用螺栓封住。泵的軸封裝置多采用填料密封,填料函中設置水封圈,用細管將壓液室內的液體引入其中以冷卻并潤滑填料。軸向力自身平衡,不必設置軸向力平衡裝置。在相同流量下雙吸泵比單吸泵的抗汽蝕性能要好。
人們把若干個葉輪安裝在同一個泵軸上,每個葉輪與其外周的液體導流裝置形成一個獨立的工作室,這個工作室與葉輪組成的系統可以認為是一個單級離心泵,每個工作室前后串聯,就構成了多級泵。與多個單級離心泵串聯相比,多級泵具有效率高、占地面積小、操作費用低、便于維修等優點。該泵流量范圍為5—720m3/h,揚程最高達2800m。多級離心泵除了具有單級離心泵的優點之外,它最大的優點就是揚程高。多級離心泵的用途十分廣泛,例如,化肥生產中,用多級泵將氨水打入碳化塔,由氨水吸收加壓氮氫混合氣中的二氧化碳,生產出碳酸氫銨;鍋爐的給水;山區的深井提灌等。化工廠常用的屏蔽泵,屬于單級懸臂式離心泵,其結構圖如圖1-7所示;屏蔽泵又稱無填料泵,這種泵用于輸送易燃、易爆、有毒、有放射性及貴重液體,也可選作高壓設備的循環用泵。其結構特點使泵的葉輪與電機的轉子在同一根軸上,裝在同一格密封的殼體內,沒有聯軸器和封裝置,從根本上消除了液體外漏。為了防止輸送液體昱電氣部分接觸,電機的定子和轉子分別用金屬薄壁圓筒(屏蔽套)于液體隔離。屏蔽套的材料應能耐腐蝕,并具有非磁性和高電阻率,以減少電動機因屏蔽套存在而產生額外功率消耗。為了不干擾電機的磁場,這種金屬薄臂圓筒采用奧氏體系非磁性材料(1Gr18Ni9Ti)制成。由于有屏蔽套,增加了電機轉子和定子的間隙,使電機效率下降,因此,要求屏蔽套的壁要很薄,一般為0.3—0.8mm.
屏蔽泵具有結構簡單緊湊,零件少,占地少,操作可靠,長期不要檢修等優點。缺點是效率低,比一般離心泵低26%—50%。(一)、離心泵轉子轉子是指離心泵的轉動部分,它包括葉輪、泵軸、軸套、軸承等零;如圖1—9所示。
圖1—9葉輪是離心泵的做功零件,依靠它高速旋轉對液體做功而實現液體的輸送,是離心泵重要零件一。葉輪一般由輪毅、葉片和蓋板三部分組成。葉輪的蓋板有前蓋板和后蓋板之分,葉輪口側的蓋板稱為前蓋板,另一側的蓋板稱為后蓋板。按結構形式,葉輪可分為以下三種。(1)閉式葉輪葉輪的兩側均有蓋板,蓋板間有4—6個葉片,如圖1—10(a)所示。閉式葉輪效率較高,應用最廣,適用于輸送不含固體顆粒及纖維的清潔液體。閉式葉輪有單吸和雙吸兩種類型。雙吸葉輪如圖1—11所示,適用于大流量泵,其抗汽蝕性能較好。如圖1—10(b)。這種葉輪結構簡單,制造容易,但效率低,適用輸送含較多固體懸浮物或帶纖維體。(3)半開式葉輪這種葉輪只有后蓋板,如圖1—10(c)所示。它適用于輸送易于沉淀或含固體懸浮物的液體,其效率介于開式和閉式葉輪之間。離心泵葉輪的葉片有圓柱形葉片和組曲葉片兩種。圓柱形葉片是指整個葉片沿寬度方向均與葉輪軸線平行,圖1-10所示的葉輪葉片均為圓柱形葉片。葉輪的材料,主要是根據所輸送液體的化學性質、雜質及在離心力作用下的強度來確定。清水離心泵葉輪用鑄鐵或鑄鋼制造,輸送具有較強腐蝕性的液體時,可用青銅、不銹鋼、陶瓷、耐酸硅鐵及塑料等制造。葉輪的制造方法有翻砂鑄造、精密鑄造、焊接、模壓等,其尺寸、形狀和制造精度對泵的性能影響很大。離心泵的泵軸的主要作用是傳遞動力,支承葉輪保持在工作位置正常運轉。它一端通過聯軸器與電動機軸相連,另一端支承著葉輪作旋轉運動,軸上裝有軸承、軸向密封等零部件。泵軸屬階梯軸類零件,一般情況下為一整體。但在防腐泵中,由于不銹鋼的價格較高,有時采用組合件。接觸介質的部分用不銹鋼,安裝軸承及聯軸器的部分用優質碳素結構鋼,不銹鋼與碳鋼之間可以采用承插連接或過盈配合連接。由于泵軸用于傳遞動力,且高速旋轉,在輸送清水等無腐蝕性介質的泵中,一般用45#鋼制造,并且進行調質處理。在輸送鹽溶液等弱腐蝕性介質的泵中,泵軸材料用40Cr,且調質處理。在防腐蝕泵中,即輸送酸、堿等強腐蝕性介質的泵中,泵軸材質一般為1Crl8Ni9或1Crl8Ni9Ti等不銹鋼。圖1—12
軸套的作用是保護泵軸,使填料與泵軸的摩擦轉變為填料與軸套的摩擦,所以軸套是離心泵的易磨損件。軸套表面一般也可以進行滲碳、滲氮、鍍鉻、噴涂等處理方法,表面粗糙造度要求一般要達到Ra3.2μm—Ra0.8μm。可以降低摩擦系數,提高使用壽命。圖1—13
軸承起支承轉子重量和承受力的作用。離心泵上多使用滾動軸承,其外圈與軸承座孔采用基軸制,內圈與轉軸采用基孔制,配合類別國家標準有推薦值,可按具體情況選用。軸承一般用潤滑脂和潤滑油潤滑。圖1—14
蝸殼與導輪的作用,一是匯集葉輪出口處的液體,引入到下一級葉輪入口或泵的出口;二是將葉輪出口的高速液體的部分動能轉變為靜壓能。一般單級和中開式多級泵常設置蝸殼,分段式多級泵則采用導輪。
蝸殼是指葉輪出口到下一級葉輪入口或到泵的出口管之間截面積逐漸增大的螺旋形流道,如圖1—15所示。其流道逐漸擴大,出口為擴散管狀。液體從葉輪流出后,其流速可以平緩地降低,使很大一部分動能轉變為靜壓能。
蝸殼的優點是制造方便,高效區寬,車削葉輪后泵的效率變化較小。缺點是蝸殼形狀不對稱,在使用單蝸殼時作用在轉子徑向的壓力不均勻,易使軸彎曲,所以在多級泵中只是首段和尾段采用蝸殼而在中段采用導輪裝置。蝸殼的材質一般為鑄鐵。防腐泵的蝸殼為不銹鋼或其他防腐材料,例如塑料玻璃鋼等。多級泵由于壓力較大,對材質強度要求較高,其蝸殼一般用鑄鋼制造。
導輪是一個固定不動的圓盤,正面有包在葉輪外緣的正向導葉,這些導葉構成了一條條擴散形流道,背面有將液體引向下一級葉輪人口的反向導葉,其結構如圖1—16所示。液體從葉輪甩出后,平緩地進入導輪,沿著正向導葉繼續向外流動,速度逐漸降低,動能大部分轉變為靜壓能。液體經導輪背面的反向導葉被引入下一級葉輪導輪上的導葉數一般為4—8片,導葉的入口角一般為8°一16°,葉輪與導葉間的徑向單側間隙約為lmm。若間隙過大,效率會降低;間隙過小,則會引起振動和噪聲。與蝸殼相比,采用導輪的分段式多級離心泵的泵殼容易制造,轉能的效率也較高。但安裝檢修較蝸殼困難。另外,當工況偏離設計工況時,液體流出葉輪時的運動軌跡與導葉形狀不一致,使其產生較大的沖擊損失。由于導輪的幾何形狀較為復雜,所以一般用鑄鐵鑄造而成。
從葉輪流出的高壓液體通過旋轉的葉輪與固定的泵殼之間的間隙又回到葉輪的吸入口,稱為內泄漏,如圖1—17所示。為了減少內泄漏,保護泵殼,在與葉輪入口處相對應的殼體上裝有可拆換的密封環。密封環的結構形式有三種,如圖1—18所示。圖1—18(a)為平環式,結構簡單,制造方便。但密封效果差;圖l—18(b)為直角式的密封環,液體泄漏時通過一個90°的通道,密封效果比平環式好,應用廣泛;
圖1—18(c)為迷宮式密封環,密封效果好,但結構復雜,制造困難,一般離心泵中很少采用。密封環內孔與葉輪外圓處的徑向間隙一般在0.1—0.2mm之間。密封環磨損后,使徑向間隙增大,泵的排液量減少,效率降低,當密封間隙超過規定值時應及時更換。密封環應采用耐磨材料制造,常用的材料有鑄鐵、青銅等。
從葉輪流出的高壓液體,經過葉輪背面,沿著泵軸和泵殼的間隙流向泵外,稱為外泄漏。在旋轉的泵軸和靜止的泵殼之間的密封裝置稱為軸封裝置。它可以防止和減少外泄漏,提高泵的效率,同時還可以防止空氣吸入泵內,保證泵的正常運行。特別在輸送易燃、易爆和有毒液體時,軸封裝置的密封可靠性是保證離心泵安全運行的重要條件。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。
填料密封指依靠填料和軸(軸套)的外圓表面接觸來實現密封的裝置。它由填料箱(又稱填料函)、填料、液封環、填料壓蓋和雙頭螺栓等組成,如圖1—19所示。液封環安裝時必須對準填料函上的入液口,通過液封管與泵的出液管相通,引入壓力液體形成液封,并冷卻潤滑填料。填料密封是通過填料壓蓋壓緊填料,使填料發生變形,并和軸(或軸套)的外圓表面接觸,防止液體外流和空氣吸入泵內。填料密封的密封性可用調節填料壓蓋的松緊程度加以控制。填料壓蓋過緊,密封性好,但使軸和填料間的摩擦增大,加快了軸的磨損,增加了功率消耗,嚴重時造成發熱、冒煙,甚至將填料燒毀。填料壓蓋過松,密封性差,泄漏量增加,這是不允許的。合理的松緊度應該使液體從填料函中滴狀漏出,每分鐘控制在15—20滴左右。對有毒、易燃、腐蝕及貴中葉體,由于要求泄漏量較小或不準泄漏,可以通過另一臺泵將清水或其他無害液體打到液封環中進行密封,以保證有害液體不漏出泵外。也可采用機械密封裝置。低壓離心泵輸送溫度小于40℃時,常用石墨填料或黃油滲透的棉織填料;輸送溫度小于250℃、壓力小于1.8MPa的液體時,用石墨浸透的石棉填料;輸送溫度小于400℃、允許工作壓力為2.5MPa的石油產品時,用金屬箔包石棉芯子填料。
填料密封的密封性能差,不適用于高溫、高壓、高轉速、強腐蝕等惡劣的工作條件。機械密封裝置具有密封性能好,尺寸緊湊,使用壽命長,功率消耗小等優點,近年來在化工生產中得到了廣泛的使用。
(1)結構及工作原理依靠靜環與動環的端面相互貼合,并作相對轉動而構成的密封裝置,稱為機械密封,又稱端面密封。其結構如圖1—20所示。緊定螺釘1,將彈簧座2固定在軸上,彈簧座2、彈簧3、推環4、動環6和動環密封圈5均隨軸轉動,6靜環7、靜環密封圈8裝在壓蓋上,并由防轉銷9固定,靜止不動。動環、靜環、動環密封圈和彈簧是機械密封的主要元件。而動環隨軸轉動并與靜環緊密貼合是保證機械密封達到良好效果的關鍵。機械密封中一般有四個可能泄漏點A、B、C、D和E。密封點A在動環與靜環的接觸面上,它主要靠泵內液體壓力及彈簧力將動環壓貼在靜環上,防止A點泄漏;但兩環的接觸面A上總會有少量液體泄漏,它可以形成液膜,一方面可以阻止泄漏,另一方面又可起潤滑作用;為保證兩環的端面貼合良好,兩端面必須平直光潔。密封點B在靜環與靜環座之間,屬于靜密封點;用有彈性的O形(或V形)密封圈壓于靜環和靜環座之間,靠彈簧力使彈性密封圈變形而密封。密封點C在動環與軸之間,此處也屬靜密封,考慮到動環可以沿軸向竄動,可采用具有彈性和自緊性的V形密封圈來密封。密封點D在靜環座與殼體之間,也是靜密封,可用密封圈或墊片作為密封元件。密封E點有軸套,在軸套與軸之間,也是靜密封,可用密封圈或墊片作為密封元件。機械密封的結構形式很多,主要是根據摩擦副的對數、彈簧、介質和端面上作用的比壓情況以及介質的泄漏方向等因素來劃分。①內裝式與外裝式內裝式是彈簧置于被密封介質之內(見圖1—20、圖1—21),外裝式則是彈簧置于被密封介質的外部,如圖1-22所示。圖1—20非平衡型單端面機械密封圖1—21非平衡型雙端面機械密封
l一緊定螺釘;2一彈簧座;3彈簧;4推環;1一靜密封圈;2靜環;3動環;4一動環密封圈;
5一動環密封圈;6一動環;7靜環;5一推環;6一彈簧;7緊定螺釘;8彈簧座;
8靜環密封圈;9防轉銷9一防轉銷
內裝式可使泵軸長度減小,但彈簧直接與介質接觸,外裝式正好相反。在常用的外裝式結構中,動環與靜環接觸端面上所受介質作用·力和彈簧力的方向相反,當介質壓力有波動或升高時,若彈簧力余量不大,就會出現密封不穩定;而當介質壓力降低時,又因彈簧力不變,使端面上受力過大,特別是在低壓啟動時,由于摩擦副尚未形成液膜,端面上受力過大容易磨傷密封面。所以外裝式適用于介質易結晶、有腐蝕性、較黏稠和壓力較低的場合。內裝式的端面比壓隨介質壓力的升高而升高,密封可靠,應用較廣。
非平衡型與平衡型在端面密封中,介質施加于密封端面上的載荷情況,可用載荷系數久表示,如圖1—23所示。載荷系數K為介質壓力的作用面積與密封端面面積之比,
單端面與雙端面機械密封動環與靜環組成摩擦副,有一對摩擦副的稱為單端面機械密封,如圖1—20所示,有兩個摩擦副的稱為雙端面機械密封,如圖l—21所示。與單端面密封相比,雙端面密封有更好的可靠性,適用范圍更廣,可以完全防止被密封介質的外泄漏,但結構較復雜,造價高。正確合理地選擇機械密封裝置中的各零件材料,是保證密封效果,延長使用壽命的重要條件。材料必須滿足設備運轉中的工作條件,具有較高的強度、剛度、耐蝕性、耐磨性和良好的加工性。在一對摩擦副中,不用同一材料制造動環和靜環,以免運轉時發生咬合現象。通常是動環材質硬,靜環材質軟,即硬—軟配對。常用的金屬材料有鑄鐵、碳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、青銅、碳化鎢等,非金屬材料有石墨浸漬巴氏合金、石墨浸漬樹脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。輔助密封圈一般用各種橡膠、聚四氟乙烯、軟聚氯乙烯塑料等。彈簧常用材料有磷青銅、彈簧鋼及不銹鋼。由于機械密封本身的工作特點,動靜環的端面在工作中相互摩擦,不斷產生摩擦熱,使端面溫度升高,嚴重時會使摩擦副間的液膜汽化,造成干摩擦,使摩擦副嚴重磨損,溫度升高還使輔助密封圈老化,失去彈性,動靜環產生變形。為了消除這些不良影響,保證機械密封的正常工作,延長使用壽命,故要求對不同工作條件采取適當的冷卻措施,以將摩擦熱及時帶走。常用的冷卻措施有沖洗法和冷卻法。a、沖洗法利用密封液體或其他低溫液體沖洗密封端面,帶走摩擦熱并防止雜質顆粒積聚。在被輸送液體溫度不高,雜質含量較少的情況下,由泵的出口將液體引入密封腔沖洗密封端面,然后再流回泵體內,使密封腔內液體不斷更新,帶走摩擦熱。當被輸送液體溫度較高或含有較多雜質時,可在沖洗回路中裝冷卻器或過濾器,也可以從外部引入壓力相當的常溫密封液。常用的沖洗冷卻機械密封裝置的結構如圖l—24所示。b、冷卻法分為直接冷卻和間接冷卻。直接冷卻是用低溫冷卻水直接與摩擦副內徑接觸,冷卻效果好。缺點是冷卻水硬度高時,水垢堆積在軸上會使密封失效。并且要有防止冷卻水向大氣一側泄漏的措施,因此,使用受到限制。間接冷卻常采用靜環背部引入冷卻水結構,如圖1—25所示。也可采用密封腔外加冷卻顯著,話用于輸送高溫液體。圖1--24沖洗冷卻機械密封裝置圖1—25靜環背部引入冷卻水圖1—26密封腔外加冷卻水套屏蔽泵的工作原理屏蔽泵的特點屏蔽泵的分類、結構屏蔽泵的使用屏蔽泵的日常巡檢屏蔽泵的常見故障診斷屏蔽泵的工作原理與離心泵相同,由葉輪旋轉產生離心力,使葉輪中的液體脫離葉輪,使速度能頭變壓力能頭,起到輸送介質的作用。屏蔽泵工作的關鍵就是利用電機定子與轉子間的作用特點,轉子和葉輪用一根軸連接起來,并用一層很薄的屏蔽套將定子和轉子的線圈與輸送介質隔開,從而使動密封轉化為靜密封。并由于壓差的作用流到定子與轉子間的介質形成循環,對電機和軸承冷卻,使軸承潤滑,所以屏蔽泵無須外部潤滑。
屏蔽泵的主要結構特點是沒有軸封結構,泵的密封采用泵和電機制成一個整體來實現。具體特點如下:1.處理的液體完全沒有泄漏。適用于處理腐蝕性強的液體,揮發性高且有爆炸、著火危險的液體,有毒、有害的液體。2.不會從外界吸入空氣或其他東西。氣密性好,可以用于真空系統。3.不需要潤滑油和密封液。由于屏蔽泵不需要潤滑油(脂)和軸封部分的密封液,處理液體不會被污染,適用于要求高純度的流程。4.結構簡單、零件少。與一般流程泵比較,屏蔽泵沒有聯軸節、軸封等結構,故零件大大減少。5.結構緊湊、占地小。因屏蔽泵的泵與電機為一體,故結構非常緊湊,安裝面積小,另外小型屏蔽泵,還可以不設置基礎,直接安裝在管道上。6.檢修容易。屏蔽泵的維修工作主要是更換軸承、軸套,沒有聯軸節,拆裝不用找正,拆卸檢查容易。7.噪音小。內有冷卻系統,無須安裝電機冷卻風扇,故噪音小。1.屏蔽套的存在,增加了定子和轉子的間隙,使電機效率下降。2.屏蔽套的選材,除考慮耐蝕以外,還要考慮其非磁性和高電阻率,以減小電機因屏蔽套的存在而產生的額外功率損失。3.由于介質在電機內流動,轉子運動將與介質產生摩擦阻力。基本型
基本型是實際應用最多的形式,用于輸送不易液化,溫度不高與規定的電機入口最高溫度,不含顆粒和熔點較低的介質。循環路線:泵排出口→循環管→電機端蓋→后軸承與后軸套間隙→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→前軸承與前軸套間隙→葉輪平衡孔→葉輪入口循環路線:泵端蓋小孔→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→后軸承與后軸套間隙→軸通孔→葉輪入口泵端蓋小孔→前軸承與前軸套間隙→泵端蓋與葉輪間隙→葉輪入口逆向循環型
逆循環型適用于輸送易氣化液體。其特點是潤滑冷卻的路徑與基本型相反,故稱為逆循環型。這種泵本身無需排氣閥,其逆循環管路可將電機循環液排到進液罐的氣相區,從而保證泵和電機腔內無氣體存在,確保軸承的潤滑和電機的冷卻,這種結構適合輸送低溫液化氣體,如LPG、LNG等密度較小的易氣化液體。循環路線:泵端蓋小孔→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→后軸承與后軸套間隙→電機端蓋泵端蓋小孔→前軸承與前軸套間隙→泵端蓋與葉輪間隙→葉輪入口高溫分離型
高溫分離型適用于輸送導熱油、熱水等高溫液體。這里所說的高溫液體通常是指高于允許電機入口液體最高溫度、而低于350℃(特殊設計可達450℃)的情況,高溫分離型結構全部帶有連結體(又稱熱屏)、熱交換器和冷卻夾套,雖然輸送的液體溫度高于規定的電機入口液體最高溫度,但由于連結體的熱屏作用和熱交換器的冷卻作用,使得進入電機腔內的液體溫度低于規定的電機入口液體的最高溫度。這種屏蔽電泵電機的冷卻和軸承的潤滑,是由安裝在轉子后部的副葉輪強制循環實現的。循環路線:付葉輪→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→前軸承與前軸套間隙→換熱管→電機端蓋→軸端中心孔付葉輪→后軸承與后軸套間隙→軸端中心孔自吸型自吸型屏蔽電泵適用于從地下容器中抽提液體,結構分內外循環兩種形式,其特點是通過內泵體的的排氣作用,在吸入管路內未充滿液體時,通過泵體自動排氣功能而實現揚液,吸入高度可達5m。循環路線:泵排出口→循環管→電機端蓋→后軸承與后軸套間隙→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→前軸承與前軸套間隙→葉輪平衡孔→葉輪入口循環路線:泵排出口→循環管→電機端蓋→后軸承與后軸套間隙→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→前軸承與前軸套間隙→葉輪平衡孔→葉輪入口泥漿密封型
泥漿密封型適用于輸送含有少量柔軟顆粒的液體,其特點是電機循環液為后部注液罐的清潔母液或溶劑,電機腔和泵腔內液體由安裝在連結體部位的機械密封隔開。一般通過空氣或氮氣加壓使注液罐內壓力高于泵入口壓力,以防止顆粒進入電機腔。循環路線:付葉輪→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→前軸承與前軸套間隙→換熱管→電機端蓋→軸端中心孔付葉輪→后軸承與后軸套間隙→軸端中心孔氣封泥漿型氣封泥漿型適用于輸送高粘度、易聚合液體或高濃度、大顆粒泥漿的液體,其特點是在泵和電機之間設有機械密封和氣封腔,將泵和電機液體隔開,不會產生輸送液磨損軸承現象。反沖洗液可以是清潔母液或溶劑,封入的氣體一般是氮氣或空氣。氣封泥漿型要求泥漿含量在30%以下,粒度在0.2mm以下。循環路線:付葉輪→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→前軸承與前軸套間隙→換熱器→電機端蓋→軸端中心孔付葉輪→后軸承與后軸套間隙→軸端中心孔超耐熱型工作原理與內循環基本型完全相同,電機由于采用了特殊的超高溫絕緣材料,大幅度提高了電機的耐熱性能,使電機不必冷卻即可用于輸送高溫液體,這種結構可以節省大量能源。循環路線:付葉輪→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→前軸承與前軸套間隙→循環管→電機端蓋→軸端中心孔付葉輪→后軸承與后軸套間隙→軸端中心孔多級型多級型屏蔽電泵是裝有復數葉輪的高揚程用泵,其結構特點是葉輪采用“背靠背”式分布,最大限度的平衡軸向推力。另外,葉輪和導葉由于采用精密鑄造,蓋板的壁后僅為2mm,并且導葉與導葉之間、以及葉輪與泵蓋、泵體以及軸承座之間采用螺紋連接,使多級屏蔽電泵結構緊湊,外形尺寸小,重量輕。循環路線:泵端蓋小孔→前軸承與前軸套間隙→定子屏蔽套與轉子屏蔽套間隙→后軸承與后軸套間隙→循環管→葉輪入口1.使用要求嚴禁無液運轉3秒以上不得持續斷流運轉:大連帝國30秒上海日機裝60秒不允許逆運轉超過1分鐘軸承監測器指示紅區,不允許運轉徹底清除裝置內的固體異物并排氣后,方可運轉2.運轉啟動
1.打開泵入口閥灌泵,通過方凈視鏡,確認充滿液體。
2.打開放空閥,排凈氣體。
3.關閉放空閥,打開壓力表閥,檢查出口閥是否關閉。
4.有冷卻水的打開冷卻水閥門。
5.啟動電機開關,緩慢打開出口閥,觀察電流、壓力是否達到規定值。
6.全面檢查泵的運轉情況,發現問題及時處理。停車
1.關閉出口閥門
2.按下停止鍵切斷電源
3.關閉入口閥門,壓力表閥,有冷卻水的關閉冷卻水閥門。
4.若長期停用,需將泵內物料放凈,并用水清洗機泵。※使用高溫液體時,不能立即停止冷卻水系統,應在30分鐘左右后,待電機完全冷卻,方可停冷卻水。若電機未完全冷卻就關閉冷卻水,重新啟動時,會造成軸承損壞。※長期停止,要排出泵內的使用液及冷卻系統用液。切換
1.作好開車前的準備工作
2.按開泵程序啟動備用泵
3.開備用泵出口閥的同時,關閉原運轉泵的出口閥
4.備用泵運轉正常后,按停泵程序停原運行泵緊急停車與快速開車
1.緊急停車關閉出口閥,停電源開關
2.快速開車開入口閥,開壓力表閥,啟動電機,開出口閥,檢查泵運轉情況。
出口壓力表指針有無異常電流值是否正常有無異常的聲音和振動檢查軸監器是否進紅區泵各部溫度是否正常冷卻水系統有無異常有無液體泄漏1.電機電流增加的原因
1.1液體負荷增加:a.液體比重大、粘度高;
b.流量增加;
c.腐蝕、異物粘附引起的泵內部流體阻力增大。
1.2機械損耗增加:a.軸承異常(磨損、異物粘附、腐蝕);
b.轉子、定子接觸;
c.葉輪與殼體接觸。
1.3絕緣不良2.泵振動大的原因:2.1軸承磨損;2.2泵殼接觸到葉輪(誘導輪);2.3地腳螺栓松動;2.4發生氣蝕;2.5運轉流量過大或過小;2.6旋轉方向不對;2.7與配管系統發生共振;2.8運轉系統(轉子、葉輪)動平衡失調。3.泵運轉噪音大(聲音異常)
3.1排氣不充分;3.2旋轉方向不對;3.3運轉流量過大或過小;3.4氣蝕的聲音;3.5混入異物(一般入口都設粗濾器);3.6泵殼內的水雜聲(特別對開式葉輪);3.7環流管內的流體聲;3.8泵殼接觸到葉輪(誘導輪);3.9內部螺栓等松動。4.泵達不到規定流量的原因
4.1電機逆向運轉;4.2發生氣蝕;4.3液體粘度/比重過大;4.4葉輪磨損、腐蝕或堵塞;4.5吸入側混入或殘存空氣;4.6吸入管堵塞。5.軸監器指示進紅區的原因
5.1軸承、軸套腐蝕或磨損;5.2定子屏蔽套、轉子屏蔽套磨損;5.3軸監器探頭本身磨損。如何判斷泵發生氣蝕?打開泵出口閥,流量增加至一定程度時,突然發生響聲和振動,此時繼續開大閥門,流量無明顯增加,說明泵內有氣蝕。對屏蔽泵,避免發生氣蝕的最有效方法:葉輪前加誘導輪。反轉的危害
屏蔽泵絕對不能逆運轉1分鐘以上,這不僅影響到規定的揚程、流量,而且會使泵產生氣蝕,失去自動平衡機能;以及產生異常的軸向力,由此導致軸承的異常磨損,螺栓松動以及泵的損傷等事故,一定要充分重視。反轉的確認旋轉方向檢測器斷流時揚程計量泵概述計量泵它是一種流量可調節的容積式泵。大多數是往復式的。泵的流量可以按流程的需要進行停車或不停車的無級調節和控制,并能正確實現計量作用。在泵的使用范圍內一般為泵的最大流量的30-100%的計量精度可達0.5%-2%。計量泵一般可分為柱塞計量泵和隔膜計量泵兩大類。計量泵工作原理:
1、傳動端采用傳統的蝸輪蝸桿減速傳動,以曲柄連桿機構將圓周運動轉變成十字頭的直線往復運動。行程調節采用帶斜槽的滑軸的直線位移,改變偏心輪的旋轉半徑達到柱塞的行程長度調節。2、柱塞計量泵的柱塞密封采用填料密封,進出口閥采用雙層球閥或單層蘑菇閥。3、隔膜計量泵的柱塞密封采用活塞環形式,液壓腔設有新型的放氣安全閥、限位補償閥、多向軋制聚四氟乙烯膜片,可配隔膜破裂報警裝置。4、隔膜泵是唯一一種非動密封及柱塞不接觸介質的泵。流體通過一個液力驅動機構與介質隔開。這樣可以長期工作,減少停車維修時間。5、液力驅動隔膜的ALP薄膜泵具有抗過載和耐真空性(汽蝕性)。例如,如果泵內壓力超過許用壓力,液力端的限壓閥自動地打開調節泵內壓力,使泵受到安全保護J型系列計量泵結構說明J系列計量泵共分五種機座:微(JW)、小(JX)、中(JZ)、大(JD)、特大(JT),泵由傳動機構、泵缸頭、托架、聯軸器等主要部分組成。微、小機座的傳動機構采用凸輪式,中、大、特大機座的傳動機構采用N型軸式,五種機座的泵缸頭均有柱塞式或隔膜式,如果在調節裝置上有電控或氣控裝置,可實現流量自動控制。電動機通過蝸桿蝸輪帶動偏心軸旋轉,經過弓形架使十字頭、柱塞作直線往復運動,調節手輪可改變調節螺桿與偏心軸之間的距離,兩者之間的距離越小泵行程越大,反之則越小。電動機通過渦輪蝸桿帶動偏心塊、經過連桿使十子頭、柱塞作直線往復運動、調節手輪經N軸可調節偏心塊偏心距,偏心距越大泵行程越大,反之則泵行程越小。1泵缸頭是液體的輸送部分,其結構有柱塞式、保溫式和隔膜式三種。根據輸送介質的要求泵缸頭可選用不同的材料,一般按3類材質制造。2柱塞式缸頭{如下圖}3泵缸頭中裝有不銹鋼制成的雙層吸入與排出閥。柱塞的密封是根據要求來選用結構和材料的。有方形、V形等結構;由填充四氟、石棉浸四氟等多種材料。密封性能可靠。使用壽命長。4隔膜式泵缸頭{如下圖}5隔膜式泵缸頭除有柱塞式泵缸頭的結構外,還裝有隔膜、補油閥組等。隔膜可使泵缸后部隔膜腔的油與輸送的液體分開。確保輸送的液體決不泄漏。6柱塞的往復運動使隔膜腔里的油壓發生變化,推動隔膜作往復運動來改變泵缸內的溶積。使吸入閥和排出閥交替動作,進行液體輸送。7隔膜腔里的油量,需要保持不變,因此采用強制補油閥組或自動補油閥組。8補油閥組中按有補償閥和安全閥。9補償閥能及時的補充因柱塞填料泄漏、改變行程等10原因引起的隔膜腔里的不足油量,使隔膜腔的油量保持正常,以便保證泵的計量精度。補償閥上部的閥球可以放出隔膜腔及油箱的空氣。11自動補油閥組中的補償閥是靠隔膜腔中因油量不足所產生的附加瞬時真空造成的閥上閥下壓力差使閥進行動作來補油的。12強制補油閥組中補償是靠一補油泵內的油壓來強迫閥進行動作而補油的。單缸或同參數多缸串聯JZQM-3X250/13①②③④⑤⑥①機座號:微機座(JW)、小機座(JX)、中機座(JZ)、大機座(JD)、特大機座(JT)②流量調節形式:手動-空白;氣控-Q;電控-D③缸頭形式:柱塞式-空白;隔膜式-M;柱塞保溫式-B④缸數:單缸-空白;雙缸-2X;三缸-3X⑤流量:升/小時⑥壓力:MPa不同參數多缸串聯3J-D250/50·Z160/20·Z250/13①②③④⑤③④⑤③④⑤①缸數:雙缸-2;三缸-3②機座號:多缸不同機座-J;多缸同機座-JW、JX、JZ、JD、JT③機座號:多缸不同機座-W、X、Z、D、T;多缸同機座-空白④流量:升/小時⑤壓力:MPa注:不同機座多缸串聯必須將單缸中電動機功率大的由第一缸依次排列1泵應安裝在為它專備的混凝土的基礎上,找正后用地腳螺栓固定,混凝土基礎應高于地面50-100毫米以上。2吸入與排出管路均不應有急轉彎,盡可能減少轉折。3吸入與排出管徑應不小于吸入與排出口直徑,吸入管路應盡量縮短。4排出管路上應安裝壓力表。5吸入管路末端須有過濾裝置。6排出管路有安全閥或安全溢流閥。7電器控制設備根據使用情況應盡量安裝在泵工作地點附近,并應裝設與輸送介質相應的控制開關保護設備,以保證安全。8被輸送液體的吸入液面最好高于泵的中心高,采用隔膜泵應倒灌1.5米以上。9吸入、排出管道及閥門等的重量,不得由泵的吸入、排出法蘭承擔。啟動前的準備1新安裝泵內外表面應用煤油清洗干凈,檢查清洗所有潤滑油孔。2安裝的管路應清洗干凈,檢查各連接處是否有堵塞或漏氣的地方。檢查各連接部位不許松動。3根據泵使用環境溫度,傳動機構箱體內應加入20號、30號、40號機械油或其它適應環境溫度的潤滑油、至油標二分之一處為止。(排出壓力為10.0Mpa以上的計量泵應加入100#機械油)。4啟動前向隔膜腔、管路及補油閥組的油箱內加入變壓器油或開關油,(將泵行程調至50%處)不應將泵行程調至100%,否則會出現瞬間壓力增大,導致隔膜片破裂。5用手轉動聯軸器,使泵運轉兩個往復以上,檢查有否影響運轉的障礙。6開車時排出、吸入管路的閥門應全開。7做好啟動準備后,可檢查電路,啟動電機。8補油系統閥組在出廠前已基本調好。若工況有變化,可適當予以調節。安全閥應調在工作壓力的1.25-1.45倍時跳開,不應過高過低。自動補償不需人工調節。9根據使用要求,可從出廠的流量標定曲線或用戶按實際工作的流量標定曲線查出對應的相對行程長度進行調節流量。10開機前泵的行程必須處在零位。停泵應按下列順序:切斷電源,必要時關閉吸入管閥門,關閉排出管路閥門。在有冰凍情況時停泵,應放凈泵及管路內的液體,以免凍壞。若長期停泵,應將泵內液體全部放出,拆洗零件,涂防銹油。1、要注意壓力表,電流表等儀表的讀數,壓力增加要檢查排出管路是否堵塞或閥門沒有全開。電流增高不正常要檢查泵本身及電器設備是否有問題。2、要注意各傳動部件有無異常響聲及泵閥的工作情況。3、檢查柱塞處的漏損及溫升,漏損不應超過規定。如果漏損太多或溫升過高應調節填料壓蓋。4各運動付及軸承的溫升不應太高,潤滑油溫度不應超過60度。5各連接處不應漏油、漏液。6經常檢查潤滑情況,潤滑油要及時更換,新泵每半月換一次,2個月后每半年更換一次。7隔膜腔的油要定期更換,新泵每周更換一次,使用1-2個月后每半月更換一次,使用3個月以上的每半年更換一次。8泵除因某些原因須臨時更換一些零件外,運轉4000小時后應更換易損件,運轉8000-16000小時后應進行拆洗并全面檢查。序號故障原因排除方法1電動機不能啟動電源無電電源一相或多相斷電檢查電源供電情況檢查保險絲及接觸器接點是否良好2不排液或排液不足1.吸入管堵塞或吸入管路閥門未打開2.吸入管路漏氣3.吸入管太長,急轉彎多4.吸入閥或排出閥面損壞或落入外來物使閥面密封不嚴5.隔膜腔內殘存空氣6.補油閥組或隔膜等處漏氣或漏油7.安全閥補償閥動作不正常8.補油系統的油里有雜質,閥被墊上,密封不嚴9.柱塞填料處泄漏嚴重10.電機轉數不足或不穩定11.吸入液面太低檢查吸入管、過濾器,打開閥門將漏氣部位封嚴加粗吸入管,減少急轉彎檢查閥的密封性,必要時更換閥、閥座重新灌油,排出氣體找出泄漏部位封嚴重新調節換干凈油調節填料壓蓋或更換新填料穩定電機轉速11.調整吸入液面高度序號故障原因排除方法3泵的壓力達不到性能參數吸入、排出閥損壞柱塞填料處漏損嚴重隔膜處或排出管線頭密封不嚴更換新閥調節填料壓蓋或更換新填料換出漏氣部位封嚴4計量精度降低與序號2中4-11條相同柱塞零點偏移與序號2中4-11相同重新調整柱塞零點5零件過熱傳動機構中油箱內的油量過多或不足,油有雜質各運動付潤滑情況不好填料壓的過緊1、更換新油,使油量適宜2、檢查清洗各油孔3、調整填料壓蓋6泵內有沖擊響聲各運動付間隙磨損嚴重閥升程太高調節或更換零件調節升程高度避免閥的滯后1將蝸輪、軸套、偏心軸下端的軸承、偏心軸中間的軸承裝在偏心軸上后,一起裝在箱體內,再將下端的軸承蓋裝在箱體下。2將滑套座(小機座)或套,標尺(微機座)裝在箱體上。3將弓形架。十字頭裝在一起后,同時裝入箱體及滑套內。4
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