离心泵、自吸泵、蠕动泵、计量泵等常用泵的选型

离心泵、自吸泵、蠕动泵、计量泵等常用泵的选型泵的分类及形式叶片式泵离心泵容积式泵泵往复泵——柱塞泵、隔膜泵等转子泵——齿轮泵、螺杆泵等旋涡泵混流泵轴流泵单吸泵、双吸泵单级泵、多级泵涡壳泵、节段泵立式泵、卧式泵屏蔽泵、磁力驱动泵其他类型泵——射流泵、水锤泵等叶片式泵：通过叶轮中叶片传递功率。容积式泵：通过改变液体体积引起压力变化而达到输送的目的。泵的分类及形式离心泵----------------------叶片式泵自吸泵----------------------叶片式泵蠕动泵----------------------容积式泵计量泵----------------------容积式泵凸轮泵----------------------容积式泵真空泵----------------------视具体形式而定离心泵自吸泵凸轮泵真空泵软管泵计量泵离心泵主要零部件叶轮泵的心脏，由前盖板、后盖板、叶片、轮毂组成；叶轮外径与扬程有密切的关系；叶轮出口宽度与流量有密切的关系。泵体作用：收集从叶轮出口流出的液体；将液体的速度能（动能）大部分转换为压能；将液体导向到排出管路中。泵盖：与泵体共同构成泵腔，泵腔是承压场所。轴封泵的密封有静密封和动密封，动密封主要指轴封，轴封主要是机械密封和填料密封离心泵主要零部件轴作用：传递扭矩（能量）、支撑叶轮。泵与电机同轴，也可单独分成不同的轴。共轴是指电机轴伸延长，叶轮直接安装压轴的延伸部件上，轴的支撑仍由电机上轴承完成。轴承作用：支撑转子部分（包括轴、叶轮、轴套等一切随电机轴旋转的零件）的重量和液体对叶轮产生径向力和轴向力。轴承：分滚动轴承和滑动轴承。过流部件与介质接触的零部件。离心泵工艺参数１流量Q（m3/s、m3/h）单位时间内泵所输送液体的数量工程中可选1.1-1.15倍的泵额定流量２扬程H（m、MPa）指单位重量的液体通过泵所增加的能量工程中可选1.05-1.1倍的泵额定扬程３转速n（rpm）泵转子每分钟转过的圈数。离心泵剖面图叶轮泵体泵盖轴封轴电机离心泵工艺参数４效率η泵有效功率与轴功率的比值。是衡量消耗的能量究竟发挥了多大效果的一个百分数。５汽蚀余量NPSH（m）为保证泵不汽蚀，泵叶轮进口处单位重量的液体所必须具有的超过汽化压力的富余能量６功率有效功率——单位时间内液体从泵中获取的能量轴功率——单位时间内原动机传给泵的功率配套功率——与泵匹配的原动机的功率离心泵性能曲线特点HNH-QN-Qη-QQη通过出口节流或调速调节流量出口阀关阀启动需自灌输送低粘度的介质，流量和扬程范围广离心泵的相似理论相似条件几何相似、运动相似、动力相似相似定律Q2/Q1=(n2/n1)*(D2/D1)2H2/H1=(n2/n1)2*(D2/D1)2P2/P1=(n2/n1)3*(D2/D1)5*(ρ2/ρ1)Q:流量H:扬程n:转速D:叶轮直径ρ:介质密度离心泵比例定律和切割定律比例定律同一台泵，当叶轮直径不变，改变转速则：Q2/Q1=(n2/n1)H2/H1=(n2/n1)2P2/P1=(n2/n1)3切割定律同一台泵，当转速不变，叶轮外径切割时则：Q2/Q1=(D2/D1)H2/H1=(D2/D1)2P2/P1=(D2/D1)3离心泵比例定律和切割定律比转数ns=3.65*n*(Q)0.5/(H)0.75n---泵的转速r/minQ---流量m3/sH---扬程m叶轮外圆允许切割量比转数ns≤6060~120120~200200~300300~350≥350允许切割量20%15%11%9%7%0%效率下降每切割10%下降1%每切割4%下降1%离心泵所需电机功率P估算泵轴功率Pa计算:Pa=H*Q*ρ/（102*η）KWH---泵的额定扬程，mQ---泵的额定流量，m3/sρ---介质密度，kg/m3η---泵额定工况下效率，一般取65~80%离心泵所需电机功率P估算P=K*Pa/ηtKWK---离心泵功率余量系数ηt---泵传动装置效率泵的轴功率Pa/KW电动机汽轮机《151.251.115Pa《551.151.1551.101.1直连传动平皮带传动三角皮带传动齿轮传动蜗杆传动1.00.950.920.9~0.970.7~0.9离心泵的汽蚀汽蚀现象液体在一定温度下，由于泵内的压力小于该温度下液体的饱和蒸汽压（汽化压力），而产生汽泡，并随液体进入高压区，汽泡破裂，产生水力冲击。汽蚀的危害产生强烈振动（汽蚀共振现象）过流部件剥蚀泵性能下降汽蚀曲线汽蚀余量NPSH（净正入口压头）NPSHa：装置汽蚀余量由泵装置确认的汽蚀余量，也称有效汽蚀余量或可用汽蚀余量。NPSHr：泵的必需汽蚀余量泵自身测试出的汽蚀余量NPSHa需大于NPSHr（差值为安全裕量S，S1m）才能保正不发生汽蚀NPSHNPSHa-QNPSHr-QQ汽蚀界限NPSHa计算P1---泵吸入口压力，PaPv---液体在该温度下的饱和蒸汽压，PaHv1---吸入管道阻力损失，m自吸泵主要零部件自吸泵的原理所谓自吸泵，就是在启动前不需灌水（安装后第一次启动仍然需灌水），经过短时间运转，靠泵本身的作用，即可以把水吸上来，投入正常工作。气液混合式自吸泵的工作过程：由于自吸泵泵体的特殊结构，水泵停转后，泵体内存有一定量的水，泵再次启动后由于叶轮旋转作用，吸入管路的空气和水充分混合，并被排到气水分离室，气水分离室上部的气体溢出，下部的水返回叶轮，重新和吸入管路的剩余空气混合，直到把泵及吸入管内的气体全部排出，完成自吸，并正常抽水。自吸泵与离心泵的区别除了自吸泵无需考虑汽蚀裕量之外，其他工艺参数均与离心泵类似。自吸高度工业级自吸泵最高可达11m，卫生级自吸泵最高4m（具体须与供应商联系）蠕动泵主要原理蠕动泵又称为软管泵就象用手指夹挤一根充满流体的软管，随着手指向前滑动管内流体向前移动。蠕动泵也是这个原理只是由滚轮取代了手指。通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体。就象用两根手指夹挤软管一样,随着手指的移动,管内形成负压,液体随之流动.蠕动泵就是在两个转辊子之间的一段泵管形成“枕”形流体。蠕动泵优点安装容易，易于操作适合输送磨蚀性，腐蚀性，高粘度及剪切敏感性流体适合输送含气泡，高固含量流体可安全的干运行（软管中没有流体）完全避免双向污染（流体仅同软管接触）计量精确，可用于定量添加物料没有密封圈，阀门，隔膜，同物料接触的转子，定子和活塞等，无泄露，堵塞和磨损备件少，唯一的消耗部件：新软管=新泵蠕动泵缺点初期采购成本高流量有限（目前最大流量80m3/Hr)脉冲较大（但可选配PD来有效的降低脉冲）软管材料有限需要润滑油来进行润滑和冷却对背压比较敏感-高背压会导致回流（因此在选型时需根据最高压力来确定垫片数量）软管的损坏无法预知CIP型泵非常昂贵，但可以通过旁通来实现蠕动泵性能曲线p-Q---排出压力—实际流量曲线p-N---排出压力—轴功率曲线QT---理论流量Note：同样适用于容积式泵蠕动泵工作特点理论流量QT与管道特性无关，只取决于泵本身，而提供的压力只取决于管道特性，与泵本身无关。当排出压力提高时，泵内泄漏损失加大，因此泵的实际流量随压力的升高而略有下降泵的轴功率随排出压力的升高而增大，泵的效率也随之提高。但超过额定值后，由于内泄漏量的增大，效率会有所下降。随着液体黏度增大和含气量的增加，泵的流量下降，效率下降。蠕动泵所需电机功率P估算泵轴功率Pa计算:Pa=（pd-ps）*105*Q/（102*η）KWpd---泵的出口压力，Mpaps---泵的进口压力，MpaQ---泵的流量，m3/sη---泵额定工况下效率，一般取65~85%计量泵的特点属于往复型容积泵流量几乎不随压力增减而变化进出口均有单向止回阀停/开车均可全量程精确调节流量通常采用耐腐材料制造适合长期连续使用计量泵P-Q曲线0Bar7Bar流量(L/hr)计量泵离心泵低衰减计量泵典型运用过程工艺管路离心泵(L/min)计量泵(L/hr)计量泵的基本结构入口单向止回阀出口单向止回阀柱塞工艺物料计量泵吸入冲程入口单向阀打开出口单向阀关闭介质吸入液力腔内计量泵排出冲程入口单向阀关闭出口单向阀打开介质从液力腔排出计量泵液力端类型柱塞泵机械隔膜泵液压隔膜泵柱塞泵头入口单向止回阀出口单向止回阀柱塞填料排放口填料润滑注入口柱塞泵头柱塞与工艺物料直接接触物料不同,柱塞材质要求不同适合高温应用，可高达10000C适合高出入口压力应用较好的NPSHr性能，能适用于高粘度物料存在微量泄漏机械隔膜泵头入口单向止回阀出口单向止回阀柱塞工艺物料隔膜机械隔膜泵头柱塞直连隔膜驱动物料可处理各种化学物料避免了柱塞泵固有的泄漏缺陷结构简单，低维护率较好的性价比适合于低出口压力应用液压隔膜泵头入口单向止回阀出口单向止回阀柱塞工艺物料隔膜液压油液压隔膜泵头柱塞通过液压油推动隔膜驱动物料隔膜受力均匀,寿命较长可通过内置安全阀释压保护零泄漏应用范围最广低维护率两种泵头隔膜受力比较机械隔膜泵头工艺物料侧柱塞10BAR工艺物料侧100BAR液压隔膜泵头隔膜隔膜常压100BAR计量泵驱动形式三种基本形式：•电机驱动•电磁驱动•空气或天然气驱动凸轮泵的优点流量平稳，脉冲小适合于输送高粘度流体(可达200,000cps)可在较高的温度下运行金属的凸轮泵可干运行（短时间）泵头结构紧凑可选不同类型和方向的出入口安装容易可CIP，可选择SIP转子之间不接触可逆向运行（但此时单向阀不起作用）卫生级–符合3A,ASMEBPE标准凸轮泵的缺点转子容易受到破坏安装不方便需要轴封复杂的轴承结构需要2根传动轴-因此磨损会加倍需要2组机械密封结构输送低粘度物料效率不高（会打滑）仅在高速低粘度的工况下可进行灌装密封件失效会导致泄露泵体同流体接触，有双向污染的倾向不适合输送磨蚀性流体备件昂贵减速机的震动可能会导致转子的相互摩擦凸轮泵的工作原理转子翼在泵壳内的圆周流道中旋转。当转子未啮合时，持续旋转会在吸入端口形成部分真空，使液体吸入泵内。两转子将转子室分隔成几个小空间，并按一定次序运转。液体通过转子顺着容积流动的方向被输送至出料口，当转子在排放端口重新啮合时形成压力，液体从而被排出。泵输出与速度成正比，并且流向可逆转。凸轮泵的结构图凸轮泵的工艺参数凸轮泵与蠕动泵，计量泵同属于容积式泵，其工艺参数及曲线等同于蠕动泵及计量泵。凸轮泵需额外考虑黏度的影响。黏度对于泵的性能影响很大凸轮泵的工艺参数真空泵的分类液环真空泵往复式真空泵旋片式真空泵定片式真空泵滑阀式真空泵余摆线真空泵干式真空泵罗茨真空泵分子真空泵牵引分子泵复合式真空泵水喷射真空泵气体喷射泵蒸汽喷射泵扩散泵液环真空泵属于粗真空泵（较低的真空度）。通常用于抽吸不含固体颗粒，不溶于水，无腐蚀性的气体，若改变结构材料，也可抽吸腐蚀性的气体优点是：液环泵大部分是铸件，加工要求也不高，成本较低缺点是：体积较大，重量大，效率低，能耗高液环真空泵原理在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时，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。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下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）。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叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部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。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。往复式真空泵往复式真空泵