往复泵演示稿2讲解

1、二、往复泵的流量往复泵的流量 往复泵的理论流量往复泵的理论流量 Qt Qt = 60 K Ae S n m3/h K K 泵的作用数：单作用取泵的作用数：单作用取1 1；双作用取；双作用取2 2 A Ae e 活塞平均有效工作面积活塞平均有效工作面积 Ae= /4（D2 d2） 1.1.往复泵实际流量往复泵实际流量Q比理论流量比理论流量 Qt 低的原因：低的原因： 主要有三个方面因素；主要有三个方面因素；溶气溶气、汽化、空气漏入汽化、空气漏入；阀运动迟阀运动迟 滞滞；漏泄漏泄 QQt ; Qt = Q + Q损 损; 容积损失（容积效率） v=Q/Qt 一般一般v=0.80 0.98（清水）或

2、（清水）或v=0.60 0.80（热水、石油等）（热水、石油等） 2. 往复泵的瞬时流量往复泵的瞬时流量q q = A v m3/s v 活塞运动速度活塞运动速度 3.3.往复泵流量不均匀度往复泵流量不均匀度 见图见图 活塞的运动速度活塞的运动速度 d/dt =曲柄回转角速度曲柄回转角速度 =r/L 0.25 v =dx/dt = d/ dtr(1cos) = rsin 由于： =r/L 0.25 故故 q = A rsin 当当=90时，时，sin = 1 这时这时 qMax = A r； 当当=0时，时，sint = 0 这时这时 qMin = 0 可见活塞的运动速度是按正弦规律变化的，运

3、动速度的可见活塞的运动速度是按正弦规律变化的，运动速度的 不均匀，导致流量的不均匀不均匀，导致流量的不均匀(受惯性力影响较大受惯性力影响较大)。图图 往复泵流量不均匀度往复泵流量不均匀度（用脉动率（用脉动率 Q 衡量）衡量） Q =(qMaxqMin)/ q m 各种往复泵各种往复泵Q Q 的理论值的理论值 见表见表1-1 1-1 或图或图 三作用泵的均匀性最好，三作用泵的均匀性最好， 单作用泵的均匀性最差单作用泵的均匀性最差 三、往复泵的特点三、往复泵的特点 1. 有较强自吸能力有较强自吸能力 泵依靠自身进行抽出泵内及吸入管泵依靠自身进行抽出泵内及吸入管 路中的空气，低于泵中心的自由液面下吸

4、上液体的能力。路中的空气，低于泵中心的自由液面下吸上液体的能力。 容积式泵和喷射泵都有自吸能力，离心泵一般几乎没有容积式泵和喷射泵都有自吸能力，离心泵一般几乎没有 自吸能力。自吸能力的大小与泵的工作原理及其技术状自吸能力。自吸能力的大小与泵的工作原理及其技术状 态（工作腔室的密封状态有关。为避免干摩擦，缩短启态（工作腔室的密封状态有关。为避免干摩擦，缩短启 动时间，可安装吸入底阀）动时间，可安装吸入底阀）。 2. 理论流量与工作压力无关，仅取决于几何尺寸，作用理论流量与工作压力无关，仅取决于几何尺寸，作用 次数次数 往复泵的流量调节，不能采用改变排出阀开度的往复泵的流量调节，不能采用改变排出阀

5、开度的 办法。办法。 3.可产生很高的压力可产生很高的压力 往复泵的额定排出压力与几何尺往复泵的额定排出压力与几何尺 寸和转速无关，仅取决于排出管路的强度与负载。寸和转速无关，仅取决于排出管路的强度与负载。理理 论上排出压力可以无限高，其条件是：论上排出压力可以无限高，其条件是： a）足够大的功率，足够高的结构、管路强度足够大的功率，足够高的结构、管路强度; b) 足够好的密封性能足够好的密封性能。 往复泵出口处须往复泵出口处须设安全阀设安全阀。 4.供液不均匀供液不均匀 流量的波动会使惯性水头损失加剧。流量的波动会使惯性水头损失加剧。 5.转速不能太快转速不能太快 转速越高，管路损失越大。转

6、速过高转速越高，管路损失越大。转速过高 ，泵阀迟滞造成的容积损失会相对增加，而泵阀的撞，泵阀迟滞造成的容积损失会相对增加，而泵阀的撞 击 所 引 起 的 噪 音 和 磨 损 也 将 加 剧 。 一 般 在击 所 引 起 的 噪 音 和 磨 损 也 将 加 剧 。 一 般 在 200300r/min 6.不宜输送含颗粒的液体不宜输送含颗粒的液体 7.结构较复杂，易损件结构较复杂，易损件（涨圈、泵阀、填料等）（涨圈、泵阀、填料等）多多 1-2 泵的正常工作条件泵的正常工作条件 一、泵的正常吸入条件 1. 必须建立足够低的吸入压力必须建立足够低的吸入压力； = psr(zs+vs2 /2 g +hs

7、)g 2.泵吸口处的真空度不得大于允许吸上真空度，泵内最泵内最 低吸入压力必须大于所输送液体在其温度下所对应的饱低吸入压力必须大于所输送液体在其温度下所对应的饱 和压力和压力pv （以吸入过程不发生汽蚀为条件）（以吸入过程不发生汽蚀为条件） ps pv 吸入液面吸入液面压力压力的影响的影响 吸高吸高的影响的影响zs0称为流注吸高称为流注吸高 吸入管吸入管流速流速和和管路阻力管路阻力的影响的影响 被输送液体被输送液体温度温度的影响的影响 被输送液体被输送液体密度密度的影响的影响 惯性水头惯性水头的影响的影响 注：注：1.往复泵最低吸入压力在吸入之初的活塞面处往复泵最低吸入压力在吸入之初的活塞面处

8、 2.往复泵发生往复泵发生“气穴现象气穴现象”会引起严重的液击会引起严重的液击 说明说明、 和和“气蚀气蚀” 说明说明 1.泵必须能产生足够大的排出压力泵必须能产生足够大的排出压力 =pdr(zd+hd)g 2.排出压力不得超过额定排出压力排出压力不得超过额定排出压力*注意不能堵塞，设安全阀。注意不能堵塞，设安全阀。 基本原则是：基本原则是： 1.为保证正常排出工作，泵的转速不能太高，管道不能太长（因为为保证正常排出工作，泵的转速不能太高，管道不能太长（因为 惯性水头在刚开始排出时对压力影响最大），以避免排出压力波动。惯性水头在刚开始排出时对压力影响最大），以避免排出压力波动。 也可采用多作用

9、泵和设置排出空气室的办法。也可采用多作用泵和设置排出空气室的办法。 2.排出压力排出压力pd取决于系统装置的负载，为保证正常排出工作，取决于系统装置的负载，为保证正常排出工作，pd 泵的许可工作压力，必须防止管道、滤器堵塞，确认管道上的阀门泵的许可工作压力，必须防止管道、滤器堵塞，确认管道上的阀门 在全开位置。在全开位置。 1.往复泵自身的改善往复泵自身的改善: 采用双作用、差动式采用双作用、差动式图图 多缸、改曲柄连杆式为凸轮机构。多缸、改曲柄连杆式为凸轮机构。 2.往复泵设置空气室往复泵设置空气室 往复泵定型后可采用在吸往复泵定型后可采用在吸 入阀前的管路上安装吸入空气室；在排出阀后入阀前

10、的管路上安装吸入空气室；在排出阀后 的管路上安装排出空气室。的管路上安装排出空气室。图图 一、往复泵的空气室一、往复泵的空气室 1.空气室的作用：空气室的作用：使吸排空气室前后的液体流使吸排空气室前后的液体流 动大体稳定（为减轻因流量不均匀引起的惯性动大体稳定（为减轻因流量不均匀引起的惯性 力影响）。力影响）。 2.空气室的工作原理：空气室的工作原理： 空气室是利用空气的可空气室是利用空气的可 压缩性原理工作。起压缩性原理工作。起“”与与“”的作用的作用。 图图 3.空气室的安装和管理空气室的安装和管理 设计设计 空气室要有足够的容积；空气室要有足够的容积； 安装安装 应尽量靠近吸排阀，使液体

11、先流入空气室，应尽量靠近吸排阀，使液体先流入空气室， 再从空气室流入排出管或泵的吸口；再从空气室流入排出管或泵的吸口；图图1 图图2 管理管理 运行前应充有适当的空气量、运行中排出空运行前应充有适当的空气量、运行中排出空 气室的空气可能逐渐减少，应通过补气阀气室的空气可能逐渐减少，应通过补气阀补充补充、吸入、吸入 空气室的空气可能逐渐增多，应通过放气阀空气室的空气可能逐渐增多，应通过放气阀放出放出 二、往二、往 复复 泵泵 的的 泵泵 阀阀 泵阀：泵阀：往复泵中沟通或隔绝泵缸和吸排管路的自动阀。 阀门在往复泵上起的作用非常大，是主要零件，其性能对阀门在往复泵上起的作用非常大，是主要零件，其性能

12、对 泵的性能和效率有决定性的影响，因此对阀门的选择和设计必泵的性能和效率有决定性的影响，因此对阀门的选择和设计必 须给予足够的重视。须给予足够的重视。 1.1. 吸排阀的结构类型吸排阀的结构类型 盘阀、锥阀、球阀、环盘阀、锥阀、球阀、环( (片片) )阀等。阀等。图示图示 2.2.自动启闭原理自动启闭原理 阀借助阀盘上下的压差克服弹簧张力自动开启，阀借助阀盘上下的压差克服弹簧张力自动开启， 在压差消失时借弹簧和重力自动关闭，并可在相反的在压差消失时借弹簧和重力自动关闭，并可在相反的 压力差下关紧。压力差下关紧。 3.3.泵阀的阻力和运动规律泵阀的阻力和运动规律 （1 1）泵阀的阻力）泵阀的阻力

13、 阀的阻力阀的阻力p2 - p1 /g （液体流经阀的水头损失）（液体流经阀的水头损失）图示图示 p2 - p1 /g Hv 阀的比载荷阀的比载荷 Hv= （Gvs+Rs） / g A v G Gvs vs- -阀和弹簧在液体中的重力； 阀和弹簧在液体中的重力；R Rs s - -阀的弹簧力；阀的弹簧力；A A v v- -阀盘的面积阀盘的面积 结论：结论：阀的阻力主要取决于阀的阀的阻力主要取决于阀的比载荷比载荷 ，比载荷越，比载荷越 大，阀的最大升程大，阀的最大升程 h h 就越小就越小 （2 2）泵阀的运动规律）泵阀的运动规律 图示图示 泵阀的最大升程泵阀的最大升程hmax理论上出现在活塞

14、行程的中点（即活塞瞬理论上出现在活塞行程的中点（即活塞瞬 时速度最大时），但实际上却要滞后一些。由于泵阀运动的滞后，时速度最大时），但实际上却要滞后一些。由于泵阀运动的滞后， 在活塞抵达行程的终点时，泵阀并未来得及完全关闭，而要在曲在活塞抵达行程的终点时，泵阀并未来得及完全关闭，而要在曲 柄再转过几角后才能关闭，即称为泵阀的关闭滞后角，（其实际柄再转过几角后才能关闭，即称为泵阀的关闭滞后角，（其实际 值比理论值要大些）。值比理论值要大些）。 在泵缸尺寸既定的情况下：在泵缸尺寸既定的情况下： 曲轴转速越高，阀隙的流量就越大，阀最大升程曲轴转速越高，阀隙的流量就越大，阀最大升程hmax 也就越大也

15、就越大 间隙的周长或阀的比载荷越大，则间隙的周长或阀的比载荷越大，则hmax就越小就越小 其它条件相同时，流量系数其它条件相同时，流量系数大的阀升程较小大的阀升程较小 最大升程最大升程hmax越大，则阀的关闭滞后角越大，则阀的关闭滞后角2也就越大。也就越大。 也即泵阀关闭的滞后现象也就越加严重。也即泵阀关闭的滞后现象也就越加严重。 4.对吸排阀性能的要求对吸排阀性能的要求 对泵阀的要求除了要有足够的强度和刚度，并希对泵阀的要求除了要有足够的强度和刚度，并希 望结构简单、工艺性好和检修方便以外望结构简单、工艺性好和检修方便以外 关闭严密；关闭严密； 阀与阀座的接触面必须进行密封试验，即将二阀与阀

16、座的接触面必须进行密封试验，即将二 者倒置后注入煤油，者倒置后注入煤油，5 5分钟内应无渗漏。分钟内应无渗漏。 启闭迅速、启闭迅速、 及时；及时； 关闭时撞击要轻，工作平稳无声；关闭时撞击要轻，工作平稳无声； 吸排阀工作无声的条件吸排阀工作无声的条件 hmax n 600 650 hmax 阀的最大升程，mm; n 泵的转速，r/min. 限制限制hmax，提早到达，提早到达hmax（或减少（或减少hmax）就可限制）就可限制 阀的上升速度，也就保证了阀的无声工作。阀的上升速度，也就保证了阀的无声工作。 根据往复泵的转速可估算吸排阀的最大升程根据往复泵的转速可估算吸排阀的最大升程。 泵阀的阻力

17、要小泵阀的阻力要小要求阀的质量和阀的比载荷都不宜过大要求阀的质量和阀的比载荷都不宜过大 讨论：讨论： 提高泵的转速：提高泵的转速：流量提高，但使阀的升程加大，关闭流量提高，但使阀的升程加大，关闭 滞后和落座敲击加重，会使阀撞击升程限制器，造成滞后和落座敲击加重，会使阀撞击升程限制器，造成 损坏。因此，除惯性水头外，泵阀是限制往复泵转速损坏。因此，除惯性水头外，泵阀是限制往复泵转速 提高的另一个主要原因。提高的另一个主要原因。 减轻泵阀比载荷减轻泵阀比载荷Hv： ：虽然可减小阀的阻力，但会使 虽然可减小阀的阻力，但会使h hmax max 加大，并使关闭滞后和敲击加剧。加大，并使关闭滞后和敲击加

18、剧。 Hv一般取一般取23m，最大，最大46m。低压泵。低压泵Hv可选得小可选得小 些，以免机械效率过低；高速泵则应选大一些，以减些，以免机械效率过低；高速泵则应选大一些，以减 小小hmax ，使阀关闭及时、减轻撞击；此外，吸入阀的，使阀关闭及时、减轻撞击；此外，吸入阀的 hmax值常比排出阀小，以利于提高泵的允许吸上真空度。值常比排出阀小，以利于提高泵的允许吸上真空度。 1-4 1-4 电动往复泵的实例和管理电动往复泵的实例和管理 一、电动往复泵的典型结构一、电动往复泵的典型结构 以国产以国产CDW25-0.35型型 双缸四作用电动泵双缸四作用电动泵为例为例 25-额定流量；额定流量；0.3

19、5-额定排出压力（额定排出压力（Mpa） 图示 结构特点：结构特点： 防滴式交流电动机；防滴式交流电动机； 两个曲拐互成两个曲拐互成90 90 0 0； 活塞杆的出轴处用软填料密封；活塞杆的出轴处用软填料密封； 泵阀的阀箱为三层结构（上层通排出管路，中层通泵缸，泵阀的阀箱为三层结构（上层通排出管路，中层通泵缸， 下层通吸入管路）；下层通吸入管路）； 随机装有润滑油泵（齿轮泵，润滑油用国产随机装有润滑油泵（齿轮泵，润滑油用国产4040号）；号）； 安全阀的启阀压力设定为额定排出压力的安全阀的启阀压力设定为额定排出压力的1.11.11.151.15倍。为倍。为 了安全起见，安全阀的排放压力不得大于

20、额定排出压力加了安全起见，安全阀的排放压力不得大于额定排出压力加 0.25 0.25 MPaMPa。 往 复 泵 的 水 压 试 验： 需要做水压试验的零件需要做水压试验的零件：泵缸、泵盖、安全阀阀体、泵缸、泵盖、安全阀阀体、 阀箱。阀箱。 试验压力要求：试验压力要求：安全阀排放压力的安全阀排放压力的1.5倍。倍。 试验时间要求：试验时间要求：不少于不少于5min,且不应有漏泄。且不应有漏泄。 二、电动往复泵的管理要点二、电动往复泵的管理要点 1. 1.基本操作：基本操作：检查、起动、运行、停车检查、起动、运行、停车 （1 1）启动：）启动： （2 2）运行管理）运行管理 仪表读数仪表读数(

21、(压力、温度压力、温度) )正常正常 一看一看 滑油位滑油位足够足够 密封密封无漏泄无漏泄 二听二听 噪音噪音 异响异响 电机电机 三摸三摸 轴承轴承 摩擦件摩擦件 四处理四处理 （过热、异响、漏泄或工作失常）（过热、异响、漏泄或工作失常） （3 3）停机：）停机： 切断电源，关闭吸排阀切断电源，关闭吸排阀 2.2.维护保养：维护保养： 活塞胀圈的选配与安装；圆度和圆柱度的检查测量；活塞胀圈的选配与安装；圆度和圆柱度的检查测量； 泵阀的检查研磨；填料的安装。泵阀的检查研磨；填料的安装。（具体要求见（具体要求见P P18 18） ） 三、电动往复泵主要故障分析三、电动往复泵主要故障分析 1 1、

22、泵起动后不能供液、泵起动后不能供液 查查吸入工作条件吸入工作条件排出工作条件排出工作条件 2 2、泵发生异响、泵发生异响 查查运动部件或考虑是否发生运动部件或考虑是否发生“液击液击” d/dt =曲柄回转角速度曲柄回转角速度 =r/L 0.25 v =dx/dt = d / dt r (1cos) = rsin 由于： =r/L 0.25 故故 q = A rsin 液击：液击：液击在液压传动系统中称为液力冲击，液击在液压传动系统中称为液力冲击， 即液体在压力管中作不稳定流动时所产生的一即液体在压力管中作不稳定流动时所产生的一 种特殊而复杂的物理现象。种特殊而复杂的物理现象。 其定义为：其定义

23、为：在压力管道中，由于液体流速的急在压力管道中，由于液体流速的急 剧变化（如管道上阀门急剧关闭或开启，或管剧变化（如管道上阀门急剧关闭或开启，或管 道上工作的泵突然停止等），所引起的液体压道上工作的泵突然停止等），所引起的液体压 力的急剧变化（升高或降低），称为水击（或力的急剧变化（升高或降低），称为水击（或 液击、水锤）。液击、水锤）。 破坏性：破坏性：使管道发生破裂；在液压传动系统中，使管道发生破裂；在液压传动系统中， 还会破坏液压元件，使元件发生误动作，致使还会破坏液压元件，使元件发生误动作，致使 损坏机器。损坏机器。 汽蚀汽蚀 这一术语指的是泵内产生的这样一种条件，这一术语指的是泵内产生的这样一种条件， 即由于局部压降的结果，生成了充满水蒸汽的汽即由于局部压降的结果，生成了充满水蒸汽的汽 泡；当汽泡流经泵而进入更高的压力区时，这些泡；当汽泡流经泵而进入更高的压力区时，这些 汽泡重新凝结，产生高度真空区，四周液体向真汽泡重新凝结，产生高度真空区，四周液体向真 空区冲击而产生的破坏。空区冲击而产生的破坏。 破坏性：破坏性：使液体流量下降，甚至中断；产生噪音使液体流量下降，甚至中断；产生噪音 和振动；产生点蚀和腐