1、第3章 其他泵与风机,3.1 射流泵 3.3 往复泵 3.5 水环式真空泵 3.6 离心式和轴流式风机,3.2 气升泵 3.4 螺旋泵,3.1 射流泵（水射器）,射流泵的构造,射流泵的工作原理,3.1 射流泵,射流泵的工作原理,射流泵的外形图,1、高压水以流量Q1由喷嘴高速射出；2、连续挟走2内空气，2内形成不同程度真空；3、被抽升的液体以流量Q2由5进入2；4、两股液体Q1+Q2在3中进行能量的传递和交换；5、经4使部分动能变成压能后以一定速度由6输送。,射流泵,射流泵的分类,3.1 射流泵,射流泵的分类,射流泵与供给它工作动力的管路系统和工作泵（离心泵、往复泵等）组成射流泵装置。,射流泵与
2、工作泵的管路并联。这种装置是把小流量的高压水，变为大流量的低压水。,射流泵的分类,3.1 射流泵,射流泵的分类,射流泵与供给它工作动力的管路系统和工作泵（离心泵、往复泵等）组成射流泵装置。,射流泵与工作泵串联装置，射流泵给工作泵加压。,射流泵的工作性能,H1：喷嘴前工作液体具有比能(mH2O)；H2：射流泵出口处液体具有比能射流泵的扬程(mH2O)；Ql：工作液体的流量(m3s)；Q2：被抽液体的流量(m3s)；F1：喷嘴的断面积(m2)；F2：混合室的断面积(m2),最优参数方程,工作性能用三个参数表示：,式中：N 输入功率 Nu 有效功率 射流泵效率 n 工作泵效率,3.1 射流泵,射流泵
3、的设计,最优参数方程,使射流泵装置效率为最高时（达30%左右）的压力比、流量比和面积比m，称为最优参数。（表3-1）,射流泵的设计,3.1 射流泵,射流泵的设计,射流泵装置的设计, 确定射流泵工作压力 和出口压力 选择最优参数 计算工作液体压力和吸入流量。校核它们能否满足设计要求 计算汽蚀流量比 射流泵尺寸计算,例题,3.1 射流泵,射流泵的设计,射流泵装置的设计【例3-1】, 确定射流泵工作压力 和出口压力 已知：Q2=5L/s， H2=7m ，H1=33m 选择最优参数 压力比： 查表3-1，得到最优参数=1.12，m=0.23 计算工作液体压力和吸入流量。校核它们能否满足设计要求 工作流
4、量：, 射流泵尺寸计算, 射流泵尺寸计算 1）喷嘴断面积： 2）喷嘴直径 3）混合管直径 4）喷嘴至混合管间距：l=（1-2）d1=1630mm 5）混合管形式及长度： 圆柱型， L2=（67）d2=6 32=192mm,3.1 射流泵,射流泵的设计,射流泵装置的设计,6), 射流泵尺寸计算 6）扩散管圆锥角：=8 10 7）扩散管长度： 8）收缩圆锥角：40 9）喷嘴长度 10）射流泵效率：,3.1 射流泵,射流泵的设计,射流泵装置的设计,射流泵特点,3.1 射流泵,优点： （1）构造简单、尺寸小、重量轻、价格便宜； （2）便于就地加工，安装容易，维修简单； （3）无运动部件，启闭方便，当吸
5、水口完全露 出水面后，断流时无危险； （4）可以抽升污泥或其它含颗粒液体； （5）可以与离心泵联合串联工作从大口井或深 井中取水。缺点:效率较低。,射流泵的特点,射流泵的应用,3.1 射流泵,在给排水工程中的应用： （1）用作离心泵的抽气引水装置。 （2）在水厂中利用射流泵来抽吸液氯和矾液，俗称“水老鼠”。（加药） （3）在地下水除铁曝气的充氧工艺中，利用射流泵作为带气、充气装置。这种水、气射流泵一般称为加气阀。 （4）在排水工程中，作为污泥消化池中搅拌和混合污泥用泵。 （5）与离心泵联合工作以增加离心泵装置的吸水高度。 （6）在土方工程施工中，用于井点降低基坑的地下水位等。,射流泵的应用,气
6、升泵,工作原理,3.2 气升泵,气升泵的构造及工作原理,气升泵又名空气扬水机。它是以压缩空气为动力来升水、升液或提升矿浆的一种气举装置。地下静水位0-0 动水位1-1,工作原理,3.2 气升泵,气升泵的构造及工作原理,1）压缩空气由2经3输入1；2）在1中形成了气和水的水气乳状液，沿着水管上涌，至4；3）水气乳状液撞在7上，气水分离。4）气体经5溢出，液体引入清水池。,气升泵正常工作条件,压缩空气,清水池,根据连通管原理只要 时，水气乳液就能沿扬水管上升至管口而溢出，气升泵就能正常工作。,理论分析,水气乳液上升高度h,要使水气乳状液上升一定高度H，必须保证：1、使喷嘴至动水位以下某一深度h12
7、、要供应一定量的压缩空气，形成一定的 值。,理论分析：h1为常数时h- 理论曲线如右图实线所示由试验可知： 小到某一临界值 时，再减小就会引起升水高度h的减小。原因：水力阻耗很快增长和空气泡过大使水流发生断裂的缘故。,3.2.2 气升泵装置总图,3.2 气升泵,气升泵装置总图,优缺点,空气过滤器：防止灰尘侵入空气压缩机内,风罐：消除空气的脉动分离压缩空气中携带的机油和潮气,气升泵优点、缺点及应用优点：井孔内无运动部件，构造简单，工作可靠，在实际工程中，不但可用于井孔抽水，而且还可用于提升泥浆、矿浆、卤液等。缺点：气升泵与深井泵相比，效率低。应用：对于钻孔水文地质的抽水试验，石油部门的“气举采油
8、”以及矿山中井巷排水等方面，气升泵的应用常具有独特之处。,3.3 往复泵,3.3 往复泵,往复泵的基本构造,往复泵工作原理,1）柱塞7由曲柄连杆机构带动；2）柱塞向右移动，泵缸内造成低压，压水阀3被压而关闭，吸水阀4被外力推开；3）由吸水管进入泵缸，完成吸水过程。4）反之，为压水过程。,3.3 往复泵,往复泵的工作原理,原理：活塞往复运动，在泵缸中造成容积的变化并形成负压和正压，完成一次吸入和排出。,往复泵性能特点,3.3 往复泵,往复泵的分类,1、单动往复泵：定义：活塞往复一次，泵缸内只吸入一次和排出一次水，称为单动往复泵。理论流量：冲程：活塞或柱塞在泵缸内从一顶端位置移至另一顶端位置，这两
9、顶端之间的距离S称为活塞行程长度(也称冲程)，两顶端叫做死点。 往复泵的实际流量Q一定小于理论流量QT，其值可用容积效率来表示： 。 =0.850.99,双动往复泵,吸水阀和压水阀的开关动作均略有迟延现象，有水漏回吸水管和泵缸,3.3 往复泵,往复泵的分类,2. 双动往复泵在活塞往复一次的时间内双动泵的理论出水量为：,往复泵特性曲线,3.3 往复泵,往复泵的特性曲线,往复泵性能特点,理论：扬程与流量无关，图中实线所示。实际：液体总有泄露，且扬程增大，泄漏量越严重，图中虚线所示,3.3 往复泵,往复泵的性能特点,高扬程、小流量，扬程与流量无关；2. 必须开闸启动；3. 不能用闸阀调节，保持开闸运
10、行；4. 给排水泵站中应用时必须有调节流量的设施；5. 具有自吸能力，启动时可不必先灌泵；6. 出水不均匀。,螺旋泵,3.4 螺旋泵,螺旋泵的工作原理,工作原理,螺旋泵叶片,工作原理,如图螺旋泵倾斜放置在水中，当电动机带动螺旋轴时，螺旋叶片下端与水接触，水就从螺旋叶片的P点进入叶片，水在重力作用下，随叶片下降到Q点，由于转动时的惯性力，叶片将Q点的水又提升至R点、而后在重力作用下，水又下降至高一级叶片的底部如此不断循环，水沿螺旋轴被一级一级地往上提起。,螺旋泵叶片,螺旋泵图,螺旋泵,3.4.2 螺旋泵装置,3.4 螺旋泵,螺旋泵装置及其主要参数,2,1、倾角()：指螺旋泵轴对水平面的安装夹角。
11、倾角太大时，流量下降。,3.4 螺旋泵,螺旋泵装置及其主要参数,3,2、泵壳与叶片的间隙：间隙越小，水流失越小，泵效率越高，泵壳表面要求光滑平整。,3.4 螺旋泵,螺旋泵装置及其主要参数,4,3、转速(n)：试验资料表明，螺旋泵的外径越大，转速宜越小。,3.4 螺旋泵,螺旋泵装置及其主要参数,5,4、扬程(H)：螺旋泵是低扬程水泵。扬程低时、效率高；扬程太高，对制造、运行不利。一般在3-6m。,3.4 螺旋泵,螺旋泵装置及其主要参数,6,5、泵直径(D)：泵的流量取决于泵直径。泵直径越大，效率越高。泵直径与泵轴的关系：2:1，否则效率降低。,3.4 螺旋泵,螺旋泵装置及其主要参数,7、流量(Q
12、)和轴功率（N）：,6、螺距(S)：沿螺旋叶片环绕泵轴呈螺旋形旋转360度所经轴向距离即为一个螺旋导程。S= /Z z螺旋头数（叶片数）。,3.4 螺旋泵,螺旋泵装置及其主要参数,优点,7、流量(Q)和轴功率（N）：,3.4 螺旋泵,螺旋泵的特点,优点： （1）提升流量大，省电。 （2）只要叶片接触到水面就可把水提升上来，并可按进水位的高度，自行调节出水量，水头损失小，吸水井可以避免不必要的静水压 （3）由于不必设置集水井以及封闭管道，泵站设施简单，减少土建费用。 （4）不需要设帘格，可以直接提升杂粒、木块、碎布等污物。 （5）结构简单、制造容易，机械磨损小，维修简单。 （6）螺旋泵是缓慢地提
13、升活性污泥，对绒絮破坏较少。,缺点,3.4 螺旋泵,螺旋泵的特点,缺点: （1）扬程低，一般不超过68m； （2）出水量直接与进水水位有关，故不适用于水位变化较大的场合； （3）螺旋泵必须斜装，占地较大些。,其他型泵,计量泵：又称比例泵。计量泵的传动装置是通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动。偏心轮的偏心距可调，以此来改变柱塞往复的行程，从而达到调节和控制泵的流量的目的。计量泵一般用于要求输液量十分准确或几种液体要求按一定配比输送的场合。,YJH 系列隔膜计量泵1、电机 2、蜗轮蜗杆 3、凸轮 4、推杆 5、膜片 6、调节手轮7、排出阀 8、吸入阀9、泵头,其他型泵,计量泵,其他型的泵
14、,JJM 系列计量泵,J 系列计量泵,JKM 系列计量泵（液压驱动）,其他型泵,隔膜泵,其他型的泵,隔膜泵：用弹性金属薄片或耐腐蚀性橡皮制成的隔膜将活柱与被输送液体隔开，与活柱相通的一侧则充满油或水。当活柱往复运动时，迫使隔膜交替向两侧弯曲，将液体吸入和排出。,隔膜泵因其独特的结构，适宜输送腐蚀性液体或悬浮液。,其他型泵,齿轮泵,其他型的泵,齿轮泵：旋转类正位移泵。两齿轮在泵吸入口脱离啮合，形成低压区，液体被吸入并随齿轮的转动被强行压向排出端。在排出端两齿轮又相互啮合形成高压区将液体挤压出去。 齿轮泵可产生较高的扬程，但流量小。适用于输送高粘度液体或糊状物料，但不宜输送含固体颗粒的悬浮液。,其
15、他型泵,螺杆泵,其他型的泵,螺杆泵：按螺杆的数目，有单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵以及五螺杆泵。螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，是借助转动的螺杆与泵壳上的内螺纹、或螺杆与螺杆相互啮合将液体沿轴向推进，最终由排出口排出。螺杆泵压头高、效率高、无噪音、适用于输送高粘度液体。,其他型泵,蠕动泵,其他型的泵,蠕动泵（软管泵）：,其他型泵,3.5水环式真空泵,蠕动泵由三部分组成：驱动器，泵头和软管。流体被隔离在泵管中、可快速更换泵管、流体可逆行、可以干运转，维修费用低，等特点构成了蠕动泵的主要竞争优势。,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。就像用两根手指夹挤软管一样,随着手指的移动,管内形成
16、负压,液体随之流动。,3.5 水环式真空泵,水环式真空泵的构造及工作原理,由圆形的泵壳和带有星状的叶轮组成。叶轮偏心安装。工作原理：1、启动前，灌水，叶轮旋转时由于产生离心力，形成一个旋转的水环2，水环上部内表面与叶轮壳相切。,2,作用：适合于大型泵引水用,3.5 水环式真空泵,水环式真空泵的构造及工作原理,由圆形的泵壳和带有星状的叶轮组成。叶轮偏心安装。工作原理：2、右半部，水环内表面渐渐离开轮壳，各叶片间形成的体积递增，压力随之降低，空气吸入；,3,作用：适合于大型泵引水用,3.5 水环式真空泵,水环式真空泵的构造及工作原理,由圆形的泵壳和带有星状的叶轮组成。叶轮偏心安装。工作原理：3、左
17、半部，水环内表面渐渐靠近轮壳，各叶片见形成的体积减小，压力随之升高，排出空气。,水环式真空泵特点,作用：适合于大型泵引水用,3.5 水环式真空泵,水环式真空泵的特点,水环真空泵属湿式真空泵，结构简单、体积小、重量轻、价格低。由于旋转部分没有机械摩擦，使用寿命长，操作可靠。适用于抽吸夹带有液体的气体。但效率低，一般为30%50%，所能造成的真空度还受泵体内水温的限制。,性能,3.5 水环式真空泵,水环式真空泵的性能,类型：SZ、SZB、SZZ 符号意义：S-水环式，Z-真空泵，B-悬臂式 SZZ型是电机与真空泵为直联式性能曲线图,选择,其中4（8）表示当水银柱高为520毫米时的气量（升/秒）,3
18、.5 水环式真空泵,水环式真空泵的选择,1、QV确定：用于引水时，根据泵和吸水管所需的抽气量和真空值的大小确定。,2、扬程,3.5 水环式真空泵,水环式真空泵的选择,2、HV的确定：由吸水池最低是为至泵轴最高点的垂直距离计算。如吸水池最低水位至泵轴最高点的垂直距离为4m，则：,其他型真空泵,根据QV和HV值查水环式真空泵产品样本，选择适宜的真空泵，一般选用两台（一用一备）。,其他型真空泵,由泵壳、带有两个旋片的偏心转子和排气阀片组成。泵工作时，旋片始终将泵腔分为吸气、排气两个工作室，转子每转一周，完成两次吸、排气过程。,特点：干式真空泵，适用于抽除干燥或含有少量可凝性蒸汽的气体。不适宜抽除含尘
19、和对润滑油起化学反应的气体。可达较高的真空度，如能有效控制管路与泵等接口处的空气漏入，且采用高质量的真空油，真空度可达99.99%以上。,旋片真空泵,往复式真空泵,其他型真空泵,往复式真空泵,工作原理与往复式压缩机相同，只是因抽吸气体压强很小，结构上要求排出和吸入阀门更加轻巧灵活，易于启动。达到较高真空度时，泵的压缩比很高，如95%的真空度，压缩比约为20左右，为减少余隙的不利影响，真空泵气缸设有一连通活塞左、右两端的平衡气道。在排气终了时让平衡气道短时间连通，使余隙中的残留气体从活塞的一侧流至另一侧，从而减少余隙的影响。 往复式真空泵属干式真空泵，不适宜抽吸含有较多可凝性蒸汽的气体。,喷射真
20、空泵,其他型真空泵,利用工作流体通过喷嘴高速射流时产生真空将气体吸入，在泵体内与工作流体混合后排出。工作流体可以是蒸汽或液体；结构简单，无运动部件，但效率低，工作流体消耗大。单级可达 90% 的真空度，多级喷射泵可获得更高的真空度。,W 系列水力喷射器,CP 型系列喷射泵,喷射真空泵,离心式风机,3.6 离心式风机,离心式风机的工作原理,工作原理与离心泵相同。 单级风机的风压较低，风压较高的离心鼓风机采用多级，其结构也与多级离心泵类似。 离心鼓风机的送气量大，但出口压强仍不高，一般不超过 0.3 MPa（表压），即压缩比不大，因而无需冷却装置，各级叶轮的直径大小也大致相同。,多级低速离心鼓风机
21、,离心式风机性能参数,3.6 离心式风机,离心式风机的性能参数,流量：单位时间内风机所输送的气体体积。压头（总压）：单位质量气体通过风机之后所获得的有效能量。功率：风机的输入功率。效率：有效功率与轴功率之比。转速：风机每分钟的转数。,其他风机,其他型风机,罗茨鼓风机（容积式风机、正位移类型）,工作原理：与齿轮泵相似。结构：由机壳和腰形转子组成。两转子之间、转子与机壳之间间隙很小，无过多泄漏。改变两转子的旋转方向，则吸入与排出口互换。,特点：风量与转速成正比而与出口压强无关，故出口阀不可完全关闭，流量用旁路调节。应安装稳压气罐和安全阀。工作温度不能超过 85，以防转子因热膨胀而卡住。罗茨鼓风机的出口压强一般不超过 80 kPa（表压）。出口压强过高，泄漏量增加，效率降低。,离心式风机图,3.6 离心式风机,L6LD 系列,L10WDA 系列,L4LD 系列,3R5WD 系列,end,
