各種各樣的泵及其原理介紹

2013-08-14 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:互聯網

(一)容積式

分類	往復式	回轉式
基本原理	借活塞在汽缸內的往復作用使缸內容積反復變化,以吸入和排出流體	機殼內的轉子或轉動部件旋轉時,轉子與機殼之間的工作容積發生變化,借以吸入和排出流體
動畫演示	圖(9)往復式活塞	圖(10)回轉式活塞圖
產品例證	活塞泵	齒輪泵,螺桿泵

葉片式泵與風機的主要結構是可旋轉、帶葉片的葉輪和固定的機殼。通過葉輪旋轉對流體作功,從而使流體獲得能量。
根據流體的流動情況,可將它們再分為下列數種:

分類	離心式		軸流式		混流式		貫流式
基本原理	葉輪高速旋轉時產生的離心力使流體獲得能量		旋轉葉片的擠壓推進力使流體獲得能量,升高其壓能和動能		離心式和軸流式的混合體		原理同離心式
結構演示	做功部件	整體結構	做功部件	整體結構	做功部件	整體結構	做功部件	整體結構
					見后一節(略)		見后一節(略)
產品例證	中央空調用離心風機		中央空調或冷庫用軸流式送水泵		混流送水泵		家用空調室內風機

第二節泵與風機的工作原理
一、離心式泵與風機的工作原理

工作原理	葉輪高速旋轉時產生的離心力使流體獲得能量,即流體通過葉輪后,壓能和動能都得到提高,從而能夠被輸送到高處或遠處。葉輪裝在一個螺旋形的外殼內,當葉輪旋轉時,流體軸向流入,然后轉90度進入葉輪流道并徑向流出。葉輪連續旋轉,在葉輪入口處不斷形成真空,從而使流體連續不斷地被泵吸入和排出。
圖樣表現
總體結構

二.軸流式泵與風機工作原理
軸流式泵與風機的工作原理是,,風機結構如下左邊兩圖所示,下第三個圖為軸流泵的結構圖(點擊可放大)。

工作原理	旋轉葉片的擠壓推進力使流體獲得能量,升高其壓能和動能,葉輪安裝在圓筒形(風機為圓錐形)泵殼內,當葉輪旋轉時,流體軸向流入,在葉片葉道內獲得能量后,沿軸向流出。軸流式泵與風機適用于大流量、低壓力,制冷系統中常用作循環水泵及送引風機。
圖樣表現

三. 貫流式風機的工作原理

工作原理	由于空氣調節技術的發展,要求有一種小風量、低噪聲、壓頭適當和在安裝上便于與建筑物相配合的小型風機。貫流式風機就是適應這種要求的新型風機。
圖樣表現

近年來
貫流式風機的主要特點如下:

(一)葉輪一般是多葉式前向葉型,但兩個端面是封閉的。
(二)葉輪的寬度b沒有限制,當寬度加大時.流量也增加。
(三)貫流式風機不像離心式風機是在機殼側板上開口使氣流軸向進入鳳機,而是將機殼部分地敞開使氣流直接徑向進入風機。氣流橫穿葉片兩次。某些貫流式風機在葉輪內緣加設不動的導流葉片,以改善氣流狀態。
(四)在性能上,貫流式風機的全壓系數較大. 性能曲線是駝蜂型的,效率較低,一般約為30%一50%。
(五)進風口與出風口都是矩形的,易與建筑物相配合。貫流式風機至今還存在許多問題有待解決。特別是各部分的幾何形狀對其性能有重大影響。不完善的結構甚至完全不能工作,但小型的貫流式風機的使用范圍正在穩步擴大。

四、其他常用泵
1、往復泵的工作原理

工作原理	利用偏心軸的轉動通過連桿裝置帶動活塞的運動,將軸的圓周轉動轉化為活塞的往復運動。活塞不斷往復運動,泵的吸水與壓水過程就連續不斷地交替進行。
圖樣表現
總體結構
特殊結構示例

2、水環式真空泵

工作原理

水環式真空泵葉片的葉輪偏心地裝在圓柱形泵殼內。泵內注入一定量的水。葉輪旋轉時,將水甩至泵殼形成一個水環,環的內表面與葉輪輪轂相切。由于泵殼與葉輪不同心,右半輪轂與水環間的進氣空間4逐漸擴大,從而形成真空,使氣體經進氣管進入泵內進氣空間。隨后氣體進入左半部,由于轂環之間容積被逐漸壓縮而增高了壓強,于是氣體經排氣空間及排氣管被排至泵外。

圖樣表現

3、羅茨真空泵工作原理

工作原理

羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉子的不斷旋轉,被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內,再經排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態,所以,在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹。但當轉子頂部轉過排氣口邊緣,v0空間與排氣側相通時,由于排氣側氣體壓強較高,則有一部分氣體返沖到空間v0中去,使氣體壓強突然增高。當轉子繼續轉動時,氣體排出泵外。

一般來說,羅茨泵具有以下特點:

在較寬的壓強范圍內有較大的抽速;
●起動快,能立即工作;
●對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感;
●轉子不必潤滑,泵腔內無油;
●振動小,轉子動平衡條件較好,沒有排氣閥;
●驅動功率小,機械摩擦損失小;
●結構緊湊,占地面積小;
●運轉維護費用低。
因此,羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業部門得

到廣泛的應用。

圖樣表現

4、旋片式真空泵工作原理

工作原理

旋片式真空泵(簡稱旋片泵)是一種油封式機械真空泵。其工作壓強范圍為101325~1.33×10-2(Pa)屬于低真空泵。它可以單獨使用,也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。它已廣泛地應用于冶金、機械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫藥等生產和科研部門。
旋片泵主要由泵體、轉子、旋片、端蓋、彈簧等組成。在旋片泵的腔內偏心地安裝一個轉子,轉子外圓與泵腔內表面相切(二者有很小的間隙),轉子槽內裝有帶彈簧的二個旋片。旋轉時,靠離心力和彈簧的張力使旋片頂端與泵腔的內壁保持接觸,轉子旋轉帶動旋片沿泵腔內壁滑動。
兩個旋片把轉子、泵腔和兩個端蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、B、C三部分。當轉子按箭頭方向旋轉時,與吸氣口相通的空間A 的容積是逐漸增大的,正處于吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的,正處于排氣過程。居中的空間B的容積也是逐漸減小的,正處于壓縮過程。由于空間A的容積是逐漸增大(即膨脹),氣體壓強降低,泵的入口處外部氣體壓強大于空間A內的壓強,因此將氣體吸入。當空間A與吸氣口隔絕時,即轉至空間B的位置,氣體開始被壓縮,容積逐漸縮小,最后與排氣口相通。當被壓縮氣體超過排氣壓強時,排氣閥被壓縮氣體推開,氣體穿過油箱內的油層排至大氣中。由泵的連續運轉,達到連續抽氣的目的。如果排出的氣體通過氣道而轉入另一級(低真空級),由低真空級抽走,再經低真空級壓縮后排至大氣中,即組成了雙級泵。這時總的壓縮比由兩級來負擔,因而提高了極限真空度。

圖樣表現

5、齒輪泵工作原理

工作原理	齒輪泵具有一對互相嚙合的齒輪,如圖所示,齒輪主動輪固定在主動軸上,軸的一端伸出殼外由原動機驅動,另一個齒輪從動輪裝在另一個軸上,齒輪旋轉時,液體沿吸油管進入到吸入空間,沿上下殼壁被兩個齒輪分別擠壓到排出空間匯合(齒與齒嚙合前),然后進入壓油管排出。
圖樣表現

7、螺桿泵工作原理

工作原理

螺桿泵乃是一種利用螺桿相互嚙合來吸入和排出液體的回轉式泵。螺桿泵的轉子由主動螺桿(可以是一根,也可有兩根或三根)和從動螺桿組成。主動螺桿與從動螺桿做相反方向轉動,螺紋相互嚙合,流體從吸入口進入,被螺旋軸向前推進增壓至排出口。此泵適用于高壓力、小流量。制冷系統中常用作輸送軸承潤滑油及調速器用油的油泵。

圖樣表現

8.噴射泵工作原理

工作原理

將高壓的工作流體7,由壓力管送入工作噴嘴6,經噴嘴后壓能變成高速動能,將噴嘴外圍的液體(或氣體)帶走。此時因噴嘴出口形成高速使擴散室2的喉部吸入室5造成真空,從而使被抽吸流體8不斷進入與工作流體7混合,然后通過擴散室將壓力稍升高輸送出去。由于工作流體連續噴射,吸入室繼續保持真空,于是得以不斷地抽吸和排出流體。工作流體可以為高壓蒸汽,也可為高壓水,前者稱為蒸汽噴射泵,后者稱為射水抽氣器。這種泵在制冷系統中較為少見。

圖樣表現