泵的基本原理
1、 泵的定義和分類
(1)、概念:泵是把原動機(常見的原動機有柴油機、汽油機等內(nèi)燃機,電動機等,消防車上的消防泵的原動機是車的柴油或汽油發(fā)動機)的機械能轉(zhuǎn)換成抽送液體能量的機器。原動機通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn),對液體作功,使其能量增加,從而使需要數(shù)量的液體,由吸水池經(jīng)泵輸送到要求的高處或要求的壓力的地方。
泵吸水原理:下圖所示是簡單的泵裝置。原動機帶動葉輪旋轉(zhuǎn),將水從A處吸入泵內(nèi),排送到B處。泵中起主導(dǎo)作用的是葉輪,葉輪中的葉片強迫液體旋轉(zhuǎn),液體在離心力作用下向四周甩出。這種情況象轉(zhuǎn)動的雨傘,雨傘上的水滴向四周甩出去的道理一樣。泵內(nèi)的液體甩出去后,新的液體在大氣壓力下進到泵內(nèi)。如此連續(xù)不斷地從A處向B處供水。泵在開動前,應(yīng)先灌滿水。如不灌滿水,葉輪只能帶動空氣旋轉(zhuǎn),因空氣的單位體積的質(zhì)量很小,產(chǎn)生的離心力甚小,無力把泵內(nèi)和排水管中的空氣排出,在泵內(nèi)造成真空,水也就吸不上來。泵的底閥是為灌水用的,泵出口側(cè)的調(diào)節(jié)閥是用調(diào)節(jié)流量的。車用消防泵在開動前,可灌滿水,遇到必須從自然水源吸水時,需要啟動引水器,把泵室及吸水管內(nèi)的空氣排出,液體在大氣壓力下進到泵內(nèi),這樣泵也可連續(xù)不斷地吸水了。
(2)、泵的類型
泵可以分為葉片式泵、容積式泵和其它類型泵三大類。
⑴、葉片式泵:也叫動力式泵,這種泵是連續(xù)地給液體施加能量,如離心泵、混流泵、軸流泵等。
⑵、容積式泵:在這種泵中,通過封閉而充滿液體容積的周期性變化,不連續(xù)地給液體施加能量,如活塞泵、齒輪泵、螺桿泵等。
⑶、其它類型泵:這些泵的作用原理各異,如射流泵、水錘泵、電磁泵等。
泵的詳細分類見表1-1所示。
2、 葉片泵的主要過流部件和結(jié)構(gòu)形式:
(1)、葉片泵的主要過流部件有吸水室、葉輪、壓水室(包括導(dǎo)葉)。
泵吸水室位于葉輪前面,其作用是把液體引向葉輪,有直錐形、彎管形和螺旋形三種形式。
壓水室位于葉輪外圍,其作用是收集從葉輪流出的液體,送入排出管。壓水室主要有螺旋形壓水室(渦殼)、導(dǎo)葉和空間導(dǎo)葉三種形式。
葉輪是泵最重要的工作元件,是過流部件的心臟。葉輪由蓋板和中間的葉片組成。根據(jù)液體從葉輪流出的方向不同,葉輪分為離心式(徑流式)、混流式(斜流式)和軸流式三種型式。離心式葉輪—液體流出葉輪的方向垂直于軸線;
混流式葉輪—液體流出葉輪的方向傾斜于軸線;
泵的分類
葉片式泵
離心泵 單級(單吸、雙吸、自吸、非自吸)多級(節(jié)段式、渦殼式)混流泵渦殼泵
導(dǎo)葉式(固定葉片、可調(diào)葉片)軸流泵 固定葉片、可調(diào)葉片
旋渦泵 單級、多級、自吸、非自吸容積式泵 往復(fù)泵 (活塞式、柱塞式)蒸汽雙作用(單缸、多缸)
電動往復(fù)式—單作用、雙作用(單缸、多缸)轉(zhuǎn)子泵 螺桿式(單、雙、三螺桿);
齒輪式(內(nèi)嚙合、外嚙合);
環(huán)流活塞式(內(nèi)環(huán)流、外環(huán)流);
滑片式;
凸輪式;
軸向柱塞式;
徑向柱塞式
其它類型泵 射流泵、氣體揚水泵、水錘泵、電磁泵、水輪泵等
軸流式葉輪—液體流出葉輪的方向平行于軸線。
(2)、葉片式泵的結(jié)構(gòu)形式
葉片式泵的結(jié)構(gòu)形式,分類如下:
a、按主軸方向
臥式:主軸水平放置;
立式:主軸垂直放置;
斜式:主軸傾斜放置。
b、按葉輪種類
離心式:裝離心式葉輪;
混流式:裝混流式葉輪;
軸流式:裝軸流式葉輪。
c、按吸入方式
單吸:裝單吸葉輪;
雙吸:裝雙吸葉輪。
d、按級數(shù)
單級:裝一個葉輪;
多級:同一根軸上裝兩個或兩個以上的葉輪。
e、按葉片安裝方法
可調(diào)葉片:葉輪葉片安放角可以調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu);
固定葉片:葉輪葉片安放角是固定的結(jié)構(gòu)。
f、按殼體剖分方式
分段式:殼體按與主軸垂直的平面剖分;
節(jié)段式:在分段式結(jié)構(gòu)形式中,每一級殼體都是分開式的;
中開式:殼體在通過軸中心線的平面上分開;
水平中開式:在中開式結(jié)構(gòu)中,剖分面是水平的;
垂直中開式:在中開式結(jié)構(gòu)中,剖分面是與水平在面垂直的;
斜中開式:在中開式中,剖分面是傾斜的。
g、按泵體形式
渦殼式:葉輪排出側(cè)具有帶渦室的殼體;
雙渦殼式:葉輪排出側(cè)具有雙渦室的殼體;
透平式:帶導(dǎo)葉的離心式泵;
筒袋式:內(nèi)殼體外裝有圓筒狀的耐壓殼體;
雙層殼體式:指筒袋式之外的雙層殼體泵。
h、按泵體的支承方式
懸架式:泵體下有泵腳,固定在底座上,軸承體懸在一端;
托架式:軸承體下部固定在底座上,泵體被軸承體托起在一端;
中心支承式:泵體兩側(cè)在通過軸心的水平面上固定在底座上。
i、特殊結(jié)構(gòu)的葉片式泵
潛水電泵:驅(qū)動泵的電機與泵一起放在水中使用的泵;
貫流式泵:泵體內(nèi)裝有電動機等驅(qū)動裝置;
屏蔽泵:泵與電動機直連(共用一根軸),電動機定子內(nèi)側(cè)裝有屏蔽套,以防液體進入定子。
磁力泵:電動機帶動外磁旋轉(zhuǎn),通過磁感應(yīng)使和泵葉輪連在一起的內(nèi)磁鋼旋轉(zhuǎn),內(nèi)外磁鋼間有隔離套,完全杜絕液體外漏;
自吸式泵:泵再次起動時無需灌水的泵;
管道泵:泵作為管道的一部分,無需特別改變管路即可安裝;
無堵塞泵:泵抽送液體中所含固體物質(zhì)不會在泵內(nèi)造成堵塞。
3、 泵的用途
泵是一種通用機械,種類甚多,應(yīng)用極廣,可以說,在國民經(jīng)濟各部門中,凡是有液體流動的地方,說有泵在工作。其主要應(yīng)用范圍是:農(nóng)田排灌、石油化工、動力工業(yè)、城市給排水、采礦和船舶工業(yè)等。另外,泵在火箭燃料供給、船舶推進方面也得到應(yīng)用。