潛水泵 排污泵 離心泵 等水泵基本構造、基本原理

&水泵的分類
　　按工作原理分：
　　&1.容積式泵
　　靠工作部件的運動造成工作容積周期性地增大和縮小而吸排液體，并靠工作部件的擠壓而直接使液體的壓力能增加。
　　根據運動部件運動方式的不同又分為：往復泵和回轉泵兩類。
　　根據運動部件結構不同，有：活塞泵和柱塞泵;有齒輪泵、螺桿泵、葉片泵和水環泵。
　　&2.葉輪式泵
　　葉輪式泵是靠葉輪帶動液體高速回轉而把機械能傳遞給所輸送的液體。
　　根據泵的葉輪和流道結構特點的不同可分為：
　　1）離心泵
　　2）軸流泵
　　3）混流泵
　　4）旋渦泵。
　　&3.噴射式泵
　　是靠工作流體產生的高速射流引射流體，然后再通過動量交換而使被引射流體的能量增加。
　　&4.泵的其它分類
　　泵還可以按泵軸位置分為:
　　1)立式泵
　　2)臥式泵
　　按吸口數目分為:
　　1)單吸泵 (single suction pump)
　　2)雙吸泵 (double suction pump)
　　按驅動泵的原動機來分:
　　1)電動泵
　　2)汽輪機泵
　　3)柴油機泵

　　[其他詳細拓展]
　　泵
　　pump
　　水泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。
　　廣義上的泵是輸送流體或使其增壓的機械，包括某些輸送氣體的機械。泵把原動機的機械能或其他能源的能量傳給液體，使液體的能量增加。
　　水的提升對于人類生活和生產都十分重要。古代已有各種提水器具，如埃及的鏈泵（前17世紀）、中國的桔槔（前17世紀）、轆轤（前11世紀）、水車（公元1世紀） ，以及公元前3世紀古希臘阿基米德發明的螺旋桿等。公元前200年左右，古希臘工匠克特西比烏斯發明了最原始的活塞泵滅火泵。早在1588年就有了關于4葉片滑片泵的記載， 以后陸續出現了其他各種回轉泵 。1689年，法國的D.帕潘發明了4葉片葉輪的蝸殼離心泵。1818年 ，美國出現了具有徑向直葉片 、半開式雙吸葉輪和蝸殼的離心泵。1840～1850年，美國的H.R.沃辛頓發明了泵缸和蒸汽缸對置的蒸汽直接作用的活塞泵，標志著現代活塞泵的形成。1851～1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼發明，使發展高揚程離心泵成為可能。隨后，各種泵相繼問世。隨著各種先進技術的應用，泵的效率逐步提高，性能范圍和應用也日漸擴大。
　　泵的種類繁多，按工作原理可分為：①動力式泵，又叫葉輪式泵或葉片式泵，依靠旋轉的葉輪對液體的動力作用，把能量連續地傳遞給液體，使液體的動能（為主）和壓力能增加，隨后通過壓出室將動能轉換為壓力能，又可分為離心泵、軸流泵、部分流泵和旋渦泵等。②容積式泵，依靠包容液體的密封工作空間容積的周期性變化，把能量周期性地傳遞給液體，使液體的壓力增加至將液體強行排出，根據工作元件的運動形式又可分為往復泵和回轉泵。③其他類型的泵，以其他形式傳遞能量。如射流泵依靠高速噴射的工作流體將需輸送的流體吸入泵后混合，進行動量交換以傳遞能量；水錘泵利用制動時流動中的部分水被升到一定高度傳遞能量 ；電磁泵是使通電的液態金屬在電磁力作用下產生流動而實現輸送。另外，泵也可按輸送液體的性質、驅動方法、結構、用途等進行分類。
　　水的提升對于人類生活和生產都十分重要。古代就已有各種提水器具，例如埃及的鏈泵(公元前17世紀)，中國的桔槔(公元前17世紀)、轆轤(公元前11世紀)和水車(公元1世紀)。比較著名的還有公元前三世紀，阿基米德發明的螺旋桿，可以平穩連續地將水提至幾米高處，其原理仍為現代螺桿泵所利用。
　　公元前200年左右，古希臘工匠克特西比烏斯發明的滅火泵是一種最原始的活塞泵，已具備典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出現了蒸汽機之后才得到迅速發展。
　　1840～1850年，美國沃辛頓發明泵缸和蒸汽缸對置的，蒸汽直接作用的活塞泵，標志著現代活塞泵的形成。19世紀是活塞泵發展的高潮時期，當時已用于水壓機等多種機械中。然而隨著需水量的劇增，從20世紀20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐漸被高速的離心泵和回轉泵所代替。但是在高壓小流量領域往復泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵獨具優點，應用日益增多。
　　回轉泵的出現與工業上對液體輸送的要求日益多樣化有關。早在1588年就有了關于四葉片滑片泵的記載，以后陸續出現了其他各種回轉泵，但直到19世紀回轉泵仍存在泄漏大、磨損大和效率低等缺點。20世紀初，人們解決了轉子潤滑和密封等問題，并采用高速電動機驅動，適合較高壓力、中小流量和各種粘性液體的回轉泵才得到迅速發展。回轉泵的類型和適宜輸送的液體種類之多為其他各類泵所不及。
　　利用離心力輸水的想法最早出現在列奧納多·達芬奇所作的草圖中。1689年，法國物理學家帕潘發明了四葉片葉輪的蝸殼離心泵。但更接近于現代離心泵的，則是1818年在美國出現的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的所謂馬薩諸塞泵。1851～1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼被發明，使得發展高揚程離心泵成為可能。
　　盡管早在1754年，瑞士數學家歐拉就提出了葉輪式水力機械的基本方程式，奠定了離心泵設計的理論基礎，但直到19世紀末，高速電動機的發明使離心泵獲得理想動力源之后，它的優越性才得以充分發揮。在英國的雷諾和德國的普夫萊德雷爾等許多學者的理論研究和實踐的基礎上，離心泵的效率大大提高，它的性能范圍和使用領域也日益擴大，已成為現代應用最廣、產量最大的泵。
　　泵通常按工作原理分容積式泵、動力式泵和其他類型泵，如射流泵、水錘泵、電磁泵、氣體升液泵。泵除按工作原理分類外，還可按其他方法分類和命名。例如，按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等；按結構可分為單級泵和多級泵；按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等；按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等。
　　容積式泵是依靠工作元件在泵缸內作往復或回轉運動，使工作容積交替地增大和縮小，以實現液體的吸入和排出。工作元件作往復運動的容積式泵稱為往復泵，作回轉運動的稱為回轉泵。前者的吸入和排出過程在同一泵缸內交替進行，并由吸入閥和排出閥加以控制；后者則是通過齒輪、螺桿、葉形轉子或滑片等工作元件的旋轉作用，迫使液體從吸入側轉移到排出側。
　　容積式泵在一定轉速或往復次數下的流量是一定的,幾乎不隨壓力而改變；往復泵的流量和壓力有較大脈動，需要采取相應的消減脈動措施；回轉泵一般無脈動或只有小的脈動；具有自吸能力，泵啟動后即能抽除管路中的空氣吸入液體；啟動泵時必須將排出管路閥門完全打開；往復泵適用于高壓力和小流量；回轉泵適用于中小流量和較高壓力；往復泵適宜輸送清潔的液體或氣液混合物。總的來說，容積泵的效率高于動力式泵。
　　動力式泵靠快速旋轉的葉輪對液體的作用力，將機械能傳遞給液體,使其動能和壓力能增加，然后再通過泵缸，將大部分動能轉換為壓力能而實現輸送。動力式泵又稱葉輪式泵或葉片式泵。離心泵是最常見的動力式泵。
　　動力式泵在一定轉速下產生的揚程有一限定值,揚程隨流量而改變；工作穩定，輸送連續，流量和壓力無脈動；一般無自吸能力，需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空后才能開始工作 ；適用性能范圍廣；適宜輸送粘度很小的清潔液體，特殊設計的泵可輸送泥漿、污水等或水輸固體物。動力式泵主要用于給水、排水、灌溉、流程液體輸送、電站蓄能、液壓傳動和船舶噴射推進等。
　　其他類型的泵是指以另外的方式傳遞能量的一類泵。例如射流泵是依靠高速噴射出的工作流體 ，將需要輸送的流體吸入泵內，并通過兩種流體混合進行動量交換來傳遞能量；水錘泵是利用流動中的水被突然制動時產生的能量，使其中的一部分水壓升到一定高度；電磁泵是使通電的液態金屬在電磁力作用下 ，產生流動而實現輸送；氣體升液泵通過導管將壓縮空氣或其他壓縮氣體送至液體的最底層處，使之形成較液體輕的氣液混合流體，再借管外液體的壓力將混合流體壓升上來。
　　泵的性能參數主要有流量和揚程，此外還有軸功率、轉速和必需汽蝕裕量。流量是指單位時間內通過泵出口輸出的液體量，一般采用體積流量；揚程是單位重量輸送液體從泵入口至出口的能量增量 ，對于容積式泵，能量增量主要體現在壓力能增加上，所以通常以壓力增量代替揚程來表示。泵的效率不是一個獨立性能參數，它可以由別的性能參數例如流量、揚程和軸功率按公式計算求得。反之，已知流量、揚程和效率，也可求出軸功率。
　　泵的各個性能參數之間存在著一定的相互依賴變化關系，可以通過對泵進行試驗，分別測得和算出參數值，并畫成曲線來表示，這些曲線稱為泵的特性曲線。每一臺泵都有特定的特性曲線，由泵制造廠提供。通常在工廠給出的特性曲線上還標明推薦使用的性能區段，稱為該泵的工作范圍。
　　泵的實際工作點由泵的曲線與泵的裝置特性曲線的交點來確定。選擇和使用泵，應使泵的工作點落在工作范圍內，以保證運轉經濟性和安全。此外，同一臺泵輸送粘度不同的液體時，其特性曲線也會改變。通常，泵制造廠所給的特性曲線大多是指輸送清潔冷水時的特性曲線。對于動力式泵，隨著液體粘度增大，揚程和效率降低，軸功率增大，所以工業上有時將粘度大的液體加熱使粘性變小，以提高輸送效率。
　　特點和應用 動力式泵和容積式泵除了原理上有所不同以外，在工作特性和應用上也有較大的差異。
　　動力式泵的主要特點是：①一定的泵在一定轉速下所產生的揚程有一限定值。工作點流量和軸功率取決于與泵連接的裝置系統的情況(位差、壓力差和管路損失)。揚程隨流量而改變（圖2）。②工作穩定，輸送連續,流量和壓力無脈動。③一般無自吸能力,需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空后才能開始工作。④離心泵在排出管路閥門關閉狀態下啟動，旋渦泵和軸流泵在閥門全開狀態下啟動，以減少啟動功率。⑤離心泵適合于用高速電動機和汽輪機等直接驅動,結構簡單,制造成本低，維修方便。⑥適用性能范圍廣，離心泵的流量可以從幾到幾十萬米3/時，揚程可以從數米到數千米；軸流泵一般適用于大流量和低揚程（20米以下）。離心泵和軸流泵的效率一般在80％以下，高的可達90％。⑦適宜輸送粘度很小的清潔液體（例如清水），特殊設計的泵可輸送泥漿、污水等或水輸固體物。動力式泵主要用于給水、排水、灌溉、流程液體輸送、電站蓄能、液壓傳動和船舶噴射推進等。
　　容積式泵的主要特點是：①一定的泵在一定轉速或往復次數下的流量是一定的，幾乎不隨壓力而變。工作點壓力和軸功率取決于與泵連接的裝置系統的情況，因此當泵在排出管路不通（相當于系統阻力無限大）的情況下運轉時，其壓力和軸功率會增大到使泵或原動機破壞，所以必須設置安全閥來保護泵（蒸汽直接作用或壓縮空氣驅動的泵例外）。②往復泵的流量和壓力有較大脈動，需要采取相應的消減脈動措施；回轉泵一般無脈動或只有小的脈動。③具有自吸能力，泵啟動后即能抽除管路中的空氣吸入液體。④啟動泵時必須將排出管路閥門完全打開。⑤往復泵是低速機械，尺寸大，制造和安裝費用也大；回轉泵轉速較高，可達3000轉／分。⑥往復泵適用于高壓力(有高達350兆帕的)和小流量（100米3／時以下）；回轉泵適用于中小流量（400米3／時以下）和較高壓力（35兆帕以下）。總的來說，容積泵的效率高于動力式泵，而且效率曲線的高效區較寬。往復泵的效率一般為70～85％，高的可達90％以上。⑦往復泵適宜輸送清潔的液體或氣液混合物，有的泵如隔膜泵可輸送泥漿、污水等，主要用于給水、提供高壓液源和計量輸送等。回轉泵適宜輸送有潤滑性的清潔的液體和液氣混合物，特別是粘度大的液體，主要用于油品、食品液體的輸送和液壓傳動方面。
　　離心泵的工作原理
　　葉輪安裝在泵殼內，并緊固在泵軸3上，泵軸由電機直接帶動。泵殼中央有一液體吸入4與吸入管5連接。液體經底閥6和吸入管進入泵內。泵殼上的液體排出口8與排出管9連接。
　　在泵啟動前，泵殼內灌滿被輸送的液體；啟動后，啟動后，葉輪由軸帶動高速轉動，葉片間的液體也必須隨著轉動。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將部分動能轉變為靜壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續壓入葉輪中。可見，只要葉輪不斷地轉動，液體便會不斷地被吸入和排出。
編輯本段污水泵結構
　　葉輪、壓水室、是污水泵的兩大核心部件。葉輪的結構分為四大類：葉片式（開式、閉式）、旋流式、流道式、（包括單流道和雙流道）螺旋離心式四種。其性能的優劣，也就代表泵性能的優劣，污水泵的抗堵塞性能，效率的高低，以及汽蝕性能，抗磨蝕性能主要是由葉泵和壓水室兩大部件來保證。
編輯本段泵主要運用的領域
　　從泵的性能范圍看，巨型泵的流量每小時可達幾十萬立方米以上，而微型泵的流量每小時則在幾十毫升以下；泵的壓力可從常壓到高達19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被輸送液體的溫度最低達-200攝氏度以下，最高可達800攝氏度以上。泵輸送液體的種類繁多，諸如輸送水（清水、污水等）、油液、酸堿液、懸浮液、和液態金屬等。
　　在化工和石油部門的生產中，原料、半成品和成品大多是液體，而將原料制成半成品和成品，需要經過復雜的工藝過程，泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學反應的壓力流量的作用，此外，在很多裝置中還用泵來調節溫度。
　　在農業生產中，泵是主要的排灌機械。我國農村幅原廣闊，每年農村都需要大量的泵，一般來說農用泵占泵總產量一半以上。
　　在礦業和冶金工業中，泵也是使用最多的設備。礦井需要用泵排水，在選礦、冶煉和軋制過程中，需用泵來供水先等。
　　在電力部門，核電站需要核主泵、二級泵、三級泵、熱電廠需要大量的鍋爐給水泵、冷凝水泵、循環水泵和灰渣泵等。
　　在國防建設中，飛機襟翼、尾舵和起落架的調節、軍艦和坦克炮塔的轉動、潛艇的沉浮等都需要用泵。高壓和有放射性的液體，有的還要求泵無任何泄漏等。
　　在船舶制造工業中，每艘遠洋輪上所用的泵一般在百臺以上，其類型也是各式各樣的。其它如城市的給排水、蒸汽機車的用水、機床中的潤滑和冷卻、紡織工業中輸送漂液和染料、造紙工業中輸送紙漿，以及食品工業中輸送牛奶和糖類食品等，都需要有大量的泵。
　　總之，無論是飛機、火箭、坦克、潛艇、還是鉆井、采礦、火車、船舶，或者是日常的生活，到處都需要用泵，到處都有泵在運行。正是這樣，所以把泵列為通用機械，它是機械工業中的一類生要產品。
　　設計院在設計裝置設備時，要確定泵的用途和性能并選擇泵型。這種選擇首先得從選擇泵的種類和形式開始，那么以什么原則來選泵呢？依據又是什么？
　　一 、了解泵選型原則
　　1、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數的要求。
　　2、必須滿足介質特性的要求。
　　對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質的泵，要求軸封可靠或采用無泄漏泵，如磁力驅動泵、隔膜泵、屏蔽泵
　　對輸送腐蝕性介質的泵，要求對流部件采用耐腐蝕性材料，如AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑料磁力驅動泵。
　　對輸送含固體顆粒介質的泵，要求對流部件采用耐磨材料，必要時軸封用采用清潔液體沖洗。
　　3、機械方面可靠性高、噪聲低、振動小。
　　4、經濟上要綜合考慮到設備費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。
　　5、離心泵具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡單、輸液無脈動、性能平穩、容易操作和維修方便等特點。
　　因此除以下情況外，應盡可能選用離心泵：
　　a、有計量要求時，選用計量泵。
　　b、揚程要求很高，流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選用時，可選用往復泵，如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵。
　　c、揚程很低,流量很大時,可選用軸流泵和混流泵。
　　d、介質粘度較大(大于650~1000mm2/s)時，可考慮選用轉子泵或往復泵(齒輪泵、螺桿泵)。
　　e、介質含氣量75%，流量較小且粘度小于37.4mm2/s時，可選用旋渦泵。
　　f、對啟動頻繁或灌泵不便的場合，應選用具有自吸性能的泵，如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(電動)隔膜泵。
　　二、知道泵選型的基本依據
　　泵選型依據，應根據工藝流程，給排水要求，從五個方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚程、液體性質、管路布置以及操作運轉條件等。
　　1、流量是選泵的重要性能數據之一，它直接關系到整個裝置的的生產能力和輸送能力。如設計院工藝設計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時，以最大流量為依據，兼顧正常流量，在沒有最大流量時，通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量。
　　2、裝置系統所需的揚程是選泵的又一重要性能數據，一般要用放大5%—10%余量后揚程來選型。
　　3、液體性質，包括液體介質名稱，物理性質，化學性質和其它性質，物理性質有溫度c密度d，粘度u，介質中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統的揚程，有效氣蝕余量計算和合適泵的類型：化學性質，主要指液體介質的化學腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據。
　　4、 裝置系統的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向，吸如側最低液面，排出側最高液面等一些數據和管道規格及其長度、材料、管件規格、數量等，以便進行系梳揚程計算和汽蝕余量的校核。
　　5、 操作條件的內容很多，如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側壓力PS（絕對）、排出側容器壓力PZ、海拔高度、環境溫度操作是間隙的還是連續的、泵的位置是固定的還是可移的。
　　三、選泵的具體操作
　　根據泵選型原則和選型基本條件，具體操作如下：
　　1、根據裝置的布置、地形條件、水位條件、運轉條件，確定選擇臥式、立式和其它型式(管道式、潛水式、液下式、無堵塞式、自吸式、齒輪式等)的泵。
　　2、根據液體介質性質，確定清水泵，熱水泵還是油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質泵，或者采用無堵塞泵。安裝在爆炸區域的泵，應根據爆炸區域等級，采用相應的防爆電動機。
　　3、根據流量大小，確定選單吸泵還是雙吸泵；根據揚程高低，選單級泵還是多級泵，高轉速泵還是低轉速泵(空調泵)、多級泵效率比單級泵低，如選單級泵和多級泵同樣都能用時，首先選用單級泵。
　　4、確定泵的具體型號
　　確定選用什么系列的泵后，就可按最大流量，(在沒有最大流量時，通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量)，取放大5%—10%余量后的揚程這兩個性能的主要參數，在型譜圖或者系列特性曲線上確定具體型號。操作如下：
　　利用泵特性曲線，在橫坐標上找到所需流量值，在縱坐標上找到所需揚程值，從兩值分別向上和向右引垂線或水平線，兩線交點正好落在特性曲線上，則該泵就是要選的泵，但是這種理想情況一般很少，通常會碰上下列兩種情況：
　　第一種：交點在特性曲線上方，這說明流量滿足要求，但揚程不夠，此時，若揚程相差不多，或相差5%左右，仍可選用，若揚程相差很多，則選揚程較大的泵。或設法減小管路阻力損失。
　　第二種：交點在特性曲線下方，在泵特性曲線扇狀梯形范圍內 ，就初步定下此型號，然后根據揚程相差多少，來決定是否切割葉輪直徑，
　　若揚程相差很小，就不切割，若揚程相差很大，就按所需Q、H、，根據其ns和切割公式，切割葉輪直徑，若交點不落在扇狀梯形范圍內，應選揚程較小的泵。選泵時，有時須考慮生產工藝要求，選用不同形狀Q-H特性曲線。
　　5、泵型號確定后，對水泵或輸送介質的物理化學介質近似水的泵，需再到有關產品目錄或樣本上，根據該型號性能表或性能曲線進行校改，看正常工作點是否落在該泵優先工作區？有效NPSH是否大于（NPSH）。也可反過來以NPSH校改幾何安裝高度？
　　6、對于輸送粘度大于20mm2/s的液體泵（或密度大于1000kg/m3），一定要把以水實驗泵特性曲線換算成該粘度（或者該密度下）的性能曲線，特別要對吸入性能和輸入功率進行認真計算或較核。
　　7、確定泵的臺數和備用率：
　　a、對正常運轉的泵，一般只用一臺，因為一臺大泵與并聯工作的兩臺小泵相當，（指揚程、流量相同），大泵效率高于小泵，故從節能角度講寧可選一臺大泵，而不用兩臺小泵，但遇有下列情況時，可考慮兩臺泵并聯合作：流量很大，一臺泵達不到此流量。
　　b、對于需要有50%的備用率大型泵，可改兩臺較小的泵工作，兩臺備用（共三臺）
　　c、對某些大型泵，可選用70%流量要求的泵并聯操作，不用備用泵，在一臺泵檢修時，另一臺泵仍然承擔　生產上70%的輸送。
　　d、對需24小時連續不停運轉的泵，應備用三臺泵，一臺運轉，一臺備用，一臺維修。
　　8、一般情況下，客戶可提交其“選泵的基本條件”，由我司給予選型或者推薦更好的泵產品。如果設計院在設計裝置設備時，對泵的型號已經確定，按設計院要求配置。