往復(fù)泵的構(gòu)造特點(diǎn)及工作原理13

1、往復(fù)泵的工作原理 一、往復(fù)泵的構(gòu)造和工作原理 主要部件： 傳動(dòng)端:箱體,曲軸,連桿,十字頭液力端:泵頭.液缸體(缸套)、活塞(柱塞)，活塞桿及吸人閥、排出閥。濾水器安全閥空氣室     工作原理：當(dāng)曲軸以角速度逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí),活塞自左向右移動(dòng)，液缸內(nèi)形成負(fù)往復(fù)泵裝置簡圖壓，則貯液槽內(nèi)液體經(jīng)吸入閥進(jìn)入液缸內(nèi)。當(dāng)活塞自右向左移動(dòng)時(shí)，液缸內(nèi)液體受擠壓，壓力增大，液體在壓力的的作用下,由排出閥排出。     活塞(柱塞)往復(fù)一次，稱為一個(gè)工作循環(huán)；。在一個(gè)工作循環(huán)中，泵各吸入和排出一次液體。這種泵稱為單作用泵&

2、#160;   在一個(gè)工作循環(huán)中，泵各吸入和排出二次液體。這種泵稱為雙作用泵。     活塞(柱塞)由一端移至另一端的最大距離，稱為一個(gè)行程。 往復(fù)泵的活塞由連桿曲軸與原動(dòng)機(jī)相連。原動(dòng)機(jī)可用電機(jī)，柴油機(jī);或液壓馬達(dá),亦可用蒸汽機(jī)兩點(diǎn)結(jié)論:1. 液缸體(泵頭)和吸入管路必須嚴(yán)格密封,不得漏氣,否則泵不能正常吸水;2. 由于往復(fù)泵是依靠大氣壓力與液缸體內(nèi)壓力表差吸水,往復(fù)泵的吸水高度理論上不能超過十米.往復(fù)泵啟動(dòng)時(shí)不需灌入液體，因往復(fù)泵有自吸能力，但其吸上真空高度亦隨泵安裝地區(qū)的大氣壓力、液體的性質(zhì)和溫度而變化，故往復(fù)泵的安裝高

3、度也有一定限制。  二、往復(fù)泵的主要性能參數(shù): 1. 流量:理論流量: 當(dāng)曲軸以不變的角速度旋轉(zhuǎn)時(shí),活塞(柱塞)是作往復(fù)變速運(yùn)動(dòng)的,所以泵的流量也是隨時(shí)間變化的.但對(duì)使用者來說,往往要知道在一定時(shí)間內(nèi)所輸送液體的體積.因此就需要研究往復(fù)泵的理論平均流量,在不計(jì)泵內(nèi)任何容積損失,泵在單位時(shí)間內(nèi)排出的液體的容積稱為泵的理論平均流量,簡稱理論流量;單作用泵: Qt=ASnZ雙作用泵: Qt=ASnZ(1+K)式中:Qt-泵的理論流量 (l/min);A-活塞(柱塞)的截面積;(dm2); A=D2/4;(D-活塞(柱塞)直徑(dm);S-行程(dm);n-泵速(min-1);Z-

4、缸數(shù);k-系數(shù); k=1-Ar/A=1-(Dr/D)2;實(shí)際流量:實(shí)際上泵所排出液體的體積要比理論上計(jì)算出來的要小;往復(fù)泵在單位時(shí)間內(nèi)所排出液體的量稱為實(shí)際流量;Q=vQt 式中: v- 容積效率;往復(fù)泵的流量與壓力無關(guān)，與缸套尺寸、活塞沖程及往復(fù)次數(shù)有關(guān)2. 排出壓力: 往復(fù)泵的排出壓力是指泵出口處液體的壓力p2(表壓),單位為帕.(1Pa=1 N/m2); 在樣本或銘牌中標(biāo)示的排出壓力是指該泵所允許的最大排出壓力,稱額定排出壓力.3. 功率及效率: 有效功率:單位時(shí)間內(nèi),通過泵的液體所獲得的能量.稱為有效功率.(水功率) Ne=PQ/60 (Kw) 式中: P-泵的排出壓力(MPa)Q-泵

5、的實(shí)際流量(l/min) 輸入功率:動(dòng)力機(jī)傳遞給泵輸入軸上的功率.稱為泵的輸入功率.(軸功率) N= Ne/ (Kw); 式中: -泵的總效率; 配套功率:指驅(qū)動(dòng)泵原動(dòng)機(jī)的功率NP; NP=kmN/P (Kw); 式中: km-功率儲(chǔ)備系數(shù)(km=1.05-1.5) P-原動(dòng)機(jī)的效率;4. 泵的總效率: 有效功率Ne與軸功率N之比 = Ne /N=vhm 式中: v-泵的容積效率h- 泵的水力效率;m-泵的機(jī)械效率;三、往復(fù)泵工作特點(diǎn): 1. 瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的; 2. 平均流量是恒定的;  往復(fù)泵的流量不能用排出管路上的閥門來調(diào)節(jié)，而應(yīng)采用旁路管或改變活塞的往復(fù)次數(shù)、改變活塞的沖程來

6、實(shí)現(xiàn)。往復(fù)泵啟動(dòng)前必須將排出管路中的閥門打開 3. 泵的壓力取決于管路特征; 4. 對(duì)輸送的介質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)性; 5. 有良好的自吸性能.  往復(fù)泵啟動(dòng)時(shí)不需灌人液體，因往復(fù)泵有自吸能力，但其吸上真空高度亦隨泵安裝地區(qū)的大氣壓力、液體的性質(zhì)和溫度而變化，故往復(fù)泵的安裝高度也有一定限制。 四、往復(fù)泵的分類: 往復(fù)泵的的種類繁多,可按以下幾種主要方式進(jìn)行分類:1. 根據(jù)液力端的特點(diǎn)分: . 按泵的工作機(jī)構(gòu)的密封方式:活塞泵,柱塞泵,隔膜泵;. 按泵的作用特點(diǎn):單作用泵,雙作用泵,差動(dòng)泵;. 按泵的缸數(shù):單缸泵,雙缸泵,三缸泵,多缸泵. 按活塞(柱塞)中心線所處的位置:臥式泵,立式泵,角度

7、式泵,對(duì)置式泵和軸向平行式泵 2. 根據(jù)傳動(dòng)端的特點(diǎn)分:    . 曲柄連桿機(jī)構(gòu)(曲枘泵);. 直軸偏心機(jī)構(gòu)(凸輪軸機(jī)構(gòu));. 無曲柄機(jī)構(gòu). 行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3. 根據(jù)排出壓力分:低壓泵: 泵壓小于或等于4MPa中壓泵: 泵壓大于4MPa 小于32MPa高壓泵: 泵壓大于32MPa 小于100MPa超高壓泵: 泵壓大于100MPa 4. 根據(jù)泵速分:低速泵: 泵速小于或等于80 min-1中速泵: 泵速大于80 min-1 小于250 min-1高速泵: 泵速大于250 min-1 小于550min-1超高速泵: 泵速大于550min-15. 按泵送介質(zhì)某一突出特性分

8、:泥漿泵,清水泵,水泥砂漿泵6. 按用途分:地質(zhì)鉆探用泵,清洗泵,除銹泵,注漿泵 在實(shí)際采用上述稱呼時(shí),為了較準(zhǔn)確的反映出泵的特點(diǎn)和性能,往往冠以一串組合稱呼:;例如:BW-250 泥漿泵為: 臥式三缸單作用活塞往復(fù)式泥漿泵, 往復(fù)泵液力端結(jié)構(gòu)型式及主要零部件往復(fù)泵的液力端通常由液缸體和缸蓋,吸入閥和排出閥,閥蓋,活塞和缸套(活塞泵)或柱塞和填料箱(柱塞泵)以及進(jìn)出口法蘭等組成.一、 結(jié)構(gòu)型式: 按吸入閥,排出閥的布置型式可分為:1. 直通式泵頭2. 直角式泵頭3. 階梯式泵頭二、 液缸體(泵頭)液缸體是往復(fù)泵的主要受液體壓力的零件之一.一般由球墨鑄鐵或合金鋼制造.可分為整體式和分體式（每缸一

9、個(gè)的單列式）及組合式（分層組合）泵頭;泵頭內(nèi)有液體的流道,安裝吸入閥座和排出閥座的閥穴,上部為安裝閥蓋的孔,前部有安裝缸蓋的孔.根據(jù)泵的工作原理液缸體(泵頭)和吸入管路必須嚴(yán)格密封,因此泵頭裝配時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題:1. 各結(jié)合面應(yīng)清理各清洗干凈;以便于裝配上零件時(shí)嚴(yán)格密封;2. 閥座必須緊密地貼合在閥座穴內(nèi),不得有任何松動(dòng);3. 安裝閥蓋和缸蓋時(shí)必須使孔口光滑,并在O形圈上涂上潤滑脂; 4. O形圈不得有任何損傷;安裝后的O形圈不能有切傷;泵頭的主要失效型式:1. 泵頭炸裂;2. 鑄造缺陷，如砂孔，氣孔，疏松，偏析，裂紋等;3. 密封部位損壞;4. 水擊傷，致使密封失效;5. 凍裂;6. 水泥

10、漿在過流部位凝固。三、 泵閥:進(jìn)排出閥是往復(fù)泵工作過程中的直接組成件,是往復(fù)泵中最重要的易損件之一;泵閥的結(jié)構(gòu):閥,閥座及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)泵閥的要求是:1. 及時(shí)地開啟和關(guān)閉;良好的導(dǎo)向,升程控制2. 盡可能減少水力阻力;3. 保證足夠的強(qiáng)度和剛度;4. 裝拆方便,有良好的互換性;5. 工作平穩(wěn),壽命長; 泵閥的種類:1. 盤形閥:平板閥,錐形閥,2. 環(huán)形閥;3. 球閥;4. 強(qiáng)制閥;泵閥的失效形式:1. 銹蝕;2. 水擊傷;3. 炸裂;4. 導(dǎo)向損壞;5. 雜物卡阻;泵閥的設(shè)計(jì): 通過泵閥出流速度的允許值: V 閥 速度(m/s)清潔液體吸入閥 0.9-2.5 清潔液體排出閥 1.8-6.1懸浮

11、液吸入閥和排出閥 1.8-3.6 泵閥孔過流面積:(dm2) A=Qv/(300*V*Z)式中: A-泵閥孔過流面積(dm2)Qv泵的流量(L/min)Z泵吸入閥或排出閥數(shù)量; 式中使用數(shù)值300是因?yàn)樵?/2次泵速中全部液體通過了泵閥四、 活塞及缸套(柱塞及其密封):活塞及缸套(柱塞及其密封)是往復(fù)泵最重要的易損件之一, 活塞及缸套(柱塞及其密封)組成一對(duì)動(dòng)密封,密封元件組裝在活塞芯上(密封元件固定在填料箱內(nèi)),通過活塞(柱塞)的往復(fù)運(yùn)動(dòng),交替地改變著工作腔的容積,借助泵閥實(shí)現(xiàn)泵的吸排液過程,因此要求活塞及缸套(柱塞及其密封)具有:1. 良好的密封性能;2. 足夠的強(qiáng)度和剛度,以承受泵壓所產(chǎn)

12、生的載荷;3. 活塞與活塞桿(柱塞與拉桿)連接牢固和定位正確,4. 盡量減少磨擦,減少功率損失,較長的使用壽命;5. 適應(yīng)泵的輸送介質(zhì)和使用條件; 在小于密封件允許的線速度范圍內(nèi)運(yùn)行（一般小于0.5m/s）;必要時(shí)加裝冷卻裝置。自封式活塞結(jié)構(gòu):活塞座,皮碗,尼龍靠背環(huán),墊圈,壓緊螺母組成活塞皮碗呈碗形結(jié)構(gòu),前端為75°左右的楔形,為活塞的唇部.它能在排出液本身的液壓作用下,使唇部與缸套貼合,壓力越高貼合越緊. 活塞皮碗一般由硫化橡膠制成,常用丁腈橡膠,氯丁橡膠和聚氨脂橡膠等材料為主體,再加入其它成份的混煉膠,下表為各種橡膠使用范圍: 丁腈橡膠聚氨脂橡膠氟碳樹脂特點(diǎn)耐油,耐磨,耐老化機(jī)

13、械強(qiáng)度高,耐磨損,耐壓幾乎能耐各種化學(xué)藥品,有自潤滑性能,彈性差使用溫度-50-120-10-80-60-250適用介質(zhì)油,水,酒精,泥漿高壓,油,水,酒精,泥漿高溫介質(zhì),新活塞的腰部外徑小于缸套外徑,間隙約為0.05-0.25,橡膠皮碗唇部外徑要大于缸套內(nèi)徑,徑向過盈量應(yīng)為0.9-2.6,由唇部過盈到腰部間隙為平緩過渡;為了防止活塞根部的擠出破壞,一般在活塞的根部增加一個(gè)尼龍靠背環(huán).在活塞處于排程時(shí),在皮碗根部形成一個(gè)緊貼缸套壁的靠背環(huán),而且尼龍有較好的彈性,當(dāng)缸套內(nèi)孔磨損時(shí),在泵排出壓力的作用下,能自動(dòng)補(bǔ)償,保持密合. 活塞的失效形式:1. 往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),被擠入活塞與缸套之間的間隙而被剪切;

14、2. 磨擦熱引起化學(xué)變化,加據(jù)老化而失效;3. 單邊磨損;4. 堅(jiān)硬物質(zhì)被擠入橡膠皮碗唇部;5. 存放過長,保存不善,(紫外線,高溫)老化而失效;6. 缸套內(nèi)壁缺陷,造成非正常磨損; 缸套:呈圓筒形,它的一個(gè)端部與泵頭結(jié)合,結(jié)合面必須良好密封;與泵頭結(jié)合面的兩種密封方式:1. 周邊密封;在缸套端部外圓柱面上切制密封槽,用O形密封圈密封;BW250,BW450,2. 端面密封;在缸套與泵頭的結(jié)合面之間裝是厚約3mm的密封墊,密封墊可用橡膠或尼龍1010, 尼龍6, 尼龍MC制造,密封是靠泵頭與缸套之間的壓緊力實(shí)現(xiàn)的.BW150,BWF160/10 缸套與泵頭之間的密封至關(guān)重要,如果密封不良,結(jié)合

15、面很可能被強(qiáng)大的液壓流剌壞一旦產(chǎn)生這種損壞,更換O形圈也無濟(jì)于事.為了防止密封被破壞,必須按下述去做:1. 從密封槽內(nèi)清除任何臟物;2. 保證密封槽標(biāo)準(zhǔn)正確,清除毛剌;3. 結(jié)合面涂油保護(hù),4. 裝配時(shí)放平放正;孔口倒圓,并在O形圈上涂上潤滑脂;不能強(qiáng)行裝入.缸套通常由45號(hào)鋼,40Cr,制造,內(nèi)孔表面淬火,硬度HRc50左右,硬層深1-1.5或用20號(hào)鋼,18CrMnTi制造,內(nèi)孔經(jīng)滲碳淬火,硬度為HRc60左右.內(nèi)孔經(jīng)磨削,粗糙度小于Ra1.6.適應(yīng)于HP值7-8泥漿和清水.為了提高缸套和活塞的使用壽命,BW-300/12泥漿泵采用了高鉻耐磨合金為內(nèi)襯的雙金屬缸套,內(nèi)表面粗糙度Ra0.8以

16、下,內(nèi)表面硬度大于HRc60.為了延長缸套和活塞的使用壽命,必須注意下列問題:1. 控制被輸送介質(zhì)的溫度,一般應(yīng)低于50;2. 盡量采用較低的泵速(沖次); 在小于密封件允許的線速度范圍內(nèi)運(yùn)行（一般小于0.5m/s）;3. 冷卻缸套;4. 必要時(shí)對(duì)泵進(jìn)行冷卻;5. 必要時(shí)加油潤滑.柱塞及密封的結(jié)構(gòu):由柱塞和填料箱組成一對(duì)動(dòng)密封付,填料箱一般由外套,導(dǎo)向套,填料,壓環(huán)等組成.填料,導(dǎo)向套和柱塞是動(dòng)密封中的三個(gè)主要元件.柱塞密封常見的型式有:壓緊式填料密封;自封式密封和間隙密封;壓緊式填料密封:一般由螺母壓緊填料;壓蓋與柱塞的間隙為0.5-0.75,填料通常用植物纖維,石棉纖維,玻璃纖維及碳素纖維

17、等編織,填充或浸漬不同潤滑劑,制成方式或矩形斷面的帶狀品,以滿足各種不同的使用要求;自封式密封:密封作用主要靠輸送液體的壓力使密封圈唇部張開與柱塞表面和填料箱內(nèi)壁緊密接觸而密封,雖然它也有壓蓋等壓緊裝置,但不同于壓緊式密封,它只起到密封圈磨損后的一種補(bǔ)償作用;自封式密封又分為V型,U型,Y型;1. 開口朝液壓方向;2. V型密封通常由壓環(huán),密封環(huán),支承環(huán)組成部分,密封環(huán)通常為夾布橡膠;3. 密封環(huán)若干個(gè)重疊使用,一般三個(gè),壓力高數(shù)量適當(dāng)增加;4. 壓環(huán)與柱塞的最大間隙為0.1-0.2;5. V型用于高壓,U型, Y型用于中低壓;間隙密封一般在超高壓泵上采用;柱塞導(dǎo)向套:除了導(dǎo)向作用,減少柱塞歪

18、斜外,還有支承柱塞重量,減少對(duì)填料,密封圈側(cè)壓力的作用,可以提高密封效果,因此是一對(duì)重要的磨擦付.導(dǎo)向長度:l=(0.5-2)D導(dǎo)向套與柱塞的配合:D8/h7 (導(dǎo)向套材料;ZCuAl10Fe3, ZcuSn5Pb5Zn5)柱塞與拉桿的連接:平面連接;球面連接;螺紋連接平面連接對(duì)中性較差,用于小型泵球面連接:在柱塞和拉桿的端部都加工出凹球面,在兩凹球面之間放入潤滑脂,用螺母壓緊后回松1/5-1/4圈,使之保持0.2-0.3的間隙;螺紋連接采用輔助方式對(duì)中.五、 閥蓋:1注意密封，2易于拆卸3注意閥的升程限制往復(fù)泵傳動(dòng)端的主要零部件 往復(fù)泵的操作與維護(hù)1 往復(fù)泵的安裝3. 泵必須安裝在混凝土或堅(jiān)

19、固的木質(zhì)基礎(chǔ)上,用地腳螺釘固定。并安裝時(shí)應(yīng)盡量注意減少泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng),盡量保持水平,水平偏差不超過3mm4. 泵的吸入管用吸引膠管,長度最好在2.5米到4米之間,無急彎;5. 泵的吸入系統(tǒng)不得有任何漏氣現(xiàn)象.2 開動(dòng)前的準(zhǔn)備工作 泵經(jīng)過長期停止使用或者重新安裝以后，在開動(dòng)前一定要進(jìn)行下列準(zhǔn)備工作。1. 檢查泵的各連接部位是否牢固可靠,泵體與機(jī)架,泵頭與泵體,十字頭與拉桿之間的螺紋連接處在運(yùn)輸?shù)倪^程中是否有松動(dòng);2. 檢查泵體內(nèi)是否有潤滑油并加足，所有油杯位置均須加油。3. 檢查變擋機(jī)構(gòu)情況是否良好,并撥到所需檔位.4. 檢查各連接管路是否連接到位,沖洗進(jìn)水軟管及濾水器活閥，進(jìn)水孔不得被臟物堵

20、塞，活閥應(yīng)開閉自如，軟管接頭處應(yīng)用喉箍固緊，保證密封不漏氣 吸水高度不得超過2.5m。吸水管長度不超過5m。5. 打開泵頭上注水漏斗的螺塞，向進(jìn)水管內(nèi)灌引水，并一定要灌滿。擰緊注水漏斗內(nèi)的螺塞. 然后再向漏斗內(nèi)加些水封住螺塞.6. 用手撥動(dòng)大皮帶輪1-2圈, 檢查是否有卡阻現(xiàn)象.柱塞密封處是否過緊或過松7. 將上述各步驟發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行處理,檢查并確認(rèn)正常無誤.3 泵的開動(dòng)1 將卸荷閥開啟;4 按后蓋上的標(biāo)牌（BS200-02-15）指示選擇所需泵速,流量檔位.5 將離合器手柄向上提起; 離合器處于脫開狀態(tài);6 啟動(dòng)動(dòng)力機(jī),并達(dá)到正常轉(zhuǎn)速.;7 將離合器手柄放下, 使離合器結(jié)合,泵開始運(yùn)轉(zhuǎn);8

21、待卸荷閥溢流口回流介質(zhì)平穩(wěn)正常,確認(rèn)各部件運(yùn)轉(zhuǎn)正常后,關(guān)閉卸荷閥; 漿液從輸漿管中輸出.泵進(jìn)入正常工作狀態(tài).4停泵（1） 將離合器手柄向上提起,使離合器處于脫開狀態(tài),（2） 關(guān)閉動(dòng)力機(jī).（3） 灌漿后停泵前，要用清水對(duì)泵及進(jìn)排水管路進(jìn)行清洗,直到從排出管中排出的水清潔干凈，然后再停泵。（4） 在寒冷季節(jié)較長時(shí)間停泵時(shí)，需要將泵中、軟管中及其它管路中的余水放盡.（5） 長期停泵時(shí)應(yīng)對(duì)泵進(jìn)行全面清洗.必須將泵中的水和油全部放出，清理各部件上的泥砂，并將下列各部件涂上潤滑脂：曲軸軸頸、齒輪、十字頭、十字頭滑套、十字頭銷軸、拉桿、柱塞、缸蓋、閥蓋、鋼球,閥座,卸荷閥內(nèi)各零件和安全閥內(nèi)膜片.5.泵的維護(hù)

22、保養(yǎng)為了保證泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須注意下列事項(xiàng)：（1） 注意檢查各運(yùn)動(dòng)部件的潤滑情況，泵體內(nèi)及時(shí)加油、換油，換油時(shí)應(yīng)選用規(guī)定牌號(hào)純潔無雜質(zhì)的潤滑油。（2） 泵正常工作時(shí)的工作壓力，不得超過額定壓力80%。在最高壓力工況下工作時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不得超過1小時(shí)。要注意檢查安全閥工作的可靠性(注意壓力表的指示是否超壓)。（3） 輸入軸的輸入轉(zhuǎn)速不得超過使用說明書的規(guī)定。（4） 泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不應(yīng)有撞擊聲。（5） 襯套與密封圈、柱塞要始終保持嚴(yán)密，松緊適度，不得泄漏沖洗液，發(fā)現(xiàn)泄漏，要即時(shí)擰緊。（6） 變速時(shí)必須使動(dòng)力機(jī)處于空擋位置(離合器脫開)，切勿在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。（7） 注意吸水管件安裝位置和結(jié)合的嚴(yán)密性，防止形成空氣囊和吸進(jìn)空氣，否則降低泵的容積效率和對(duì)泵造成氣蝕損壞。（8） 濾水器要沉浸在儲(chǔ)水池漿液面下0.2m，