流體輸送設備-離心泵（生物制藥設備課件）

任務二制藥車間管道管件

（一）制藥用管道的材質1.金屬材料美國標準中國標準UNS編碼3040Cr18Ni9S30400304L00Cr19Ni10S304033160Cr17Ni12Mo2S31600316L00Cr17Ni14Mo2S316030Cr18Ni12Mo2Ti不銹鋼牌號對照表

合金冶煉時加入適量鉻、鉬、鈦、銅、鈷、鎳、鈮、錳等元素，可得不銹鋼。一、管道和管件

（一）制藥用管道的材質1.金屬材料美國標準中國標準UNS編碼3040Cr18Ni9S30400304L00Cr19Ni10S304033160Cr17Ni12Mo2S31600316L00Cr17Ni14Mo2S316030Cr18Ni12Mo2Ti不銹鋼牌號對照表

合金冶煉時加入適量鉻、鉬、鈦、銅、鈷、鎳、鈮、錳等元素，可得不銹鋼。一、管道和管件2.非金屬材料

用于制造制藥設備的非金屬材料可分為有機合成高分子材料和陶瓷材料塑料陶瓷玻璃植物纖維（二）管道和管件1.常用管道表示鋼管外徑是壁厚是內徑是316L或316Ti不銹鋼管2.管件

大小頭、三通、彎頭、法蘭、閥門、卡箍等，其中閥門有蝶閥、球閥、止回閥、隔膜閥、換向閥、取樣閥、呼吸式調節(jié)閥

氣動隔膜閥用途較廣，可防止藥液被微生物污染。

彈性膜，當將汽缸中氣體放出時，隔膜向回收縮，工作室空間增大，液體經進口活門向出口活門流出，當向汽缸中充氣時，氣室內壓力增大，隔膜向工作室凸出，工作室空間減小直至全封閉，流體被截止。任務三離心泵一、離心泵的結構和工作原理臥式離心泵立式離心泵（一）離心泵的結構1.泵殼

泵殼設計成蝸殼形，其內有一逐漸擴大的流道。在輸送流體過程中，泵殼起著匯聚流體、動能轉化、減少能量損失的作用。2.葉輪開式半閉式全閉式

開式、半閉式葉輪不易堵塞，常用于固含量高的懸浮液或漿液的輸送，但其工作效率低。全閉式葉輪的后蓋板與泵殼之間的縫隙內，液體的壓力較入口側為高，使葉輪遭受到向入口端推移的軸向推力。為了減弱軸向推力，可在后蓋板上鉆幾個小孔，稱為平衡孔，讓一部分高壓液體漏到低壓區(qū)以降低葉輪兩側的壓力差。全閉式葉輪適合于輸送清潔性液體，泵的工作效率較高。葉輪的性能和應用3.軸封（1）填料密封

填料密封又稱為壓蓋密封，所用材料俗稱盤根。主要材料是石墨纖維、碳素纖維、芳綸纖維、聚四氟乙烯纖維等。聚四氟乙烯纖維石墨纖維碳素纖維芳綸纖維（2）機械密封

在流體壓力和補償機構彈力作用下，在輔助密封的配合下，垂直于旋轉軸線的端面保持貼合并相對滑動，防止流體泄漏的裝置。主要部件：動環(huán)和靜環(huán)、密封圈、彈簧、推環(huán)、彈箕座及鍵或各種螺釘。分體式集裝式（二）工作原理

當啟動離心泵后，泵軸帶動葉輪高速旋轉，泵殼內流體從葉輪獲得能量并隨之旋轉作圓周運動，同時在離心力作用下作徑向運動，從葉輪中心高速移動到泵殼。流體進入泵殼后由于流道增大，其速度減小，大部分動能轉化為靜壓能，使匯聚到泵殼的流體形成高壓液流從泵出口排出。1.工作原理

當泵內流體被葉輪甩向泵殼時，在葉輪中心區(qū)域形成低壓區(qū)，達到一定的真空度，進口閥處的流體在大氣壓力推動下，經吸入管吸入泵內。葉輪連續(xù)轉動，流體就會被不斷地吸入并排出，達到流體輸送的目的。2.氣縛現(xiàn)象

如果泵殼內有空氣，因空氣密度小，所產生的離心力小，在吸入口處所形成的真空度不高，不能將液體吸入泵內，導致離心泵空轉不能輸送液體。這種現(xiàn)象稱為離心泵的“氣縛”現(xiàn)象。

二、離心泵的性能參數和特性曲線（一）離心泵性能參數1.流量Q單位時間內排送出管路系統(tǒng)的流體體積稱為流量，以Q表示，單位為m3/s，或者m3/h。2.揚程H離心泵對單位重量（1N）流體所提供的有效能量稱為揚程，用H表示，單位為m。3.軸功率N離心泵的軸功率是指泵軸所需要的功率。如用電動機直接驅動離心泵，它就是電動機傳給泵軸的功率，用N表示。單位是w或者kw。4.有效功率離心泵的有效功率是指液體從葉輪獲得的能量，用表示。5.效率離心泵有效利用軸功率的程度稱為效率，無因次。軸功率、有效功率、效率三者相互之間的關系（二）離心泵的特性曲線揚程與流量的關系，流量越大揚程越小

離心泵軸功率與流量的關系，流量越大軸功率越大

離心泵效率與流量的關系，流量增大效率也增大。（三）影響離心泵特性曲線的因素1.液體性質的影響離心泵的能量及揚程與液體密度無關，效率也不隨密度變化而變化。泵的軸功率與液體的密度有關.

黏度增大泵內能量損失增大，導致?lián)P程、流量下降，軸功率增大，泵的特性曲線發(fā)生改變。2.離心泵葉輪外徑的影響當轉速一定時，揚程、流量與葉輪外徑之間的關系為稱為離心泵的切割定律。3.轉速對離心泵特性曲線的影響

當離心泵的轉速從被改變到時，離心泵的性能參數與轉數之間的關系可用比例定律來描述三、離心泵的安裝高度1.離心泵的氣蝕現(xiàn)象

由于泵內真空度太高，流體發(fā)生大量汽化，氣泡破裂后引起泵結構件材料受到破壞的過程，稱為氣蝕現(xiàn)象。

為防止氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生，離心泵低壓區(qū)的絕對壓強必須大于液體的飽和蒸汽壓，并超過一定的數值，這個數值稱為離心泵的氣蝕余量。用表示，單位是m.(1)氣蝕余量(2)允許吸上真空度離心泵入口處允許達到的最低絕對壓強，或者最高真空度。2.離心泵的允許安裝高度

用表示離心泵的允許安裝高度，根據柏努利方程式可得允許安裝高度的計算公式吸入管路的阻力損失，單位是m儲液槽上方的壓強，單位是

在安裝過程中，實際安裝高度要比計算值小0.5～1m，否則有發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的危險。四、離心泵的類型和選用（一）離心泵的類型1.清水泵IS用于輸送清水的泵叫清水泵。清水泵單吸泵葉輪的一面吸入流體。雙吸泵葉輪的兩面吸入流體。揚程范圍流量范圍多級離心泵

離心泵的軸上串聯(lián)了多個葉輪，液體在幾個葉輪中反復多次接受能量，因而能達到較高的壓頭揚程范圍流量范圍2.耐腐蝕型泵

泵與液體接觸部分由耐腐蝕材料制造成，采用機械密封裝置，其密封性好。代號為

“F”。3.油泵

輸送石油產品的離心泵叫油泵，其系列代號為“Y”，油泵密封性能好，具有冷卻裝置。

4.雜質泵

雜質泵用于輸送懸浮液或漿液等，其系列代號為“P”?？煞譃槲鬯煤湍酀{泵兩大類型。

5.衛(wèi)生級泵

衛(wèi)生級泵主要用于食品和藥品的輸送，與食品或藥品直接接觸的部分由316L不銹鋼材料制成。離心泵的選擇步驟為：1.根據被輸送液體的理化性質和操作條件，確定類型。2.根據管路系統(tǒng)對流量和揚程提出的要求，從泵的樣本產品目錄或者系列特性曲線選出合適的型號。3.選好型號后，要列出泵的有關性能參數和轉速。4.若被輸送液體的密度大于水的密度，則要核算泵的軸功率是否符合要求。（二）離心泵的選用五、離心泵的操作規(guī)程1.啟動離心泵前必須給泵殼內灌滿被