| 词条 | 泵 |
| 释义 | § 基本信息 泵 泵（pump)又译为泵浦、帮浦，是一种用来移动液体、气体或特殊流体介质的装置，即是对流体作功的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，输送液体或使液体增压的机械。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体和气体混合物，含悬浮固体物的液体。有些泵可用作液压泵，其主要作用是产生高压液体。 § 历史记载 阿基米德 概要 水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具，例如埃及的链泵（公元前17世纪），中国的桔槔（公元前17世纪）、辘轳（公元前11世纪）和水车 (公元1世纪)。比较著名的还有公元前3世纪阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用。 公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。1840～1850年，美国H.R.沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。19世纪是活塞泵发展的高潮时期，当时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增，从20世纪20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。但是在高压小流量领域，往复泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点，应用日益增多。回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点。 20世纪初，人们解决了转子润滑和密封等问题并采用高速电动机驱动，适合较高压力、中小流量和输送各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多·达芬奇所作的草图中。1689年，法国物理学家D.帕潘发明了4 叶片叶轮的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继发明，使发展高扬程离心泵成为可能。尽管早在1754年，瑞士数学家L.欧拉提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末高速电动机的出现，使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥。在英国的O.雷诺和德国的K.普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提高，它的性能范围和使用领域也日益扩大，已成为现代应用最广、产量最大的泵。[1] 简史 最早的泵是在大约于公元前300年左右出现的，阿基米德发明了一种泵，称为阿基米德吸管（又叫阿基米德螺杆）。 希腊人克特西比乌斯发明的压力泵是一种最原始的活塞泵。主要用来生产水柱以及从井口举起水。 中国历史上南北朝时期出现的方板链泵作为一种链泵，是泵类机械的一项重要发明。 1475年，意大利文艺复兴时期的工程师弗朗西斯科·迪·乔治·马丁尼在论文中提出了离心泵原始模型。。 大约在1590-1600年，齿轮泵被发明。 1635年，德国学者Daniel Schwenter描述了齿轮泵。 1680年，约旦出现简单的离心泵。 1685年，法国物理学家丹尼斯帕潘进行空气压缩泵高压实验。1588年，阿戈斯蒂诺·拉梅利关于链泵的插图 1689年，丹尼斯·帕潘发明了直叶片的蜗壳离心泵，而弯曲叶片是由英国发明家John Appold于1851年发明的。 1738年，荷兰人丹尼尔·伯努利著作《流体力学》出版，提出伯努利方程；1755年，瑞士人莱昂哈德·欧拉著作《流体运动的一般原理》出版，提出理想流体基本方程和连续方程。奠定了离心泵设计的理论基础。 1746年，H.A.Wirtz设计出使用阿基米德螺旋用于提升水的螺旋泵。 1768年，威廉·科尔在船舶舱底中改进和引入链泵。 大约在1781-1782年，绳泵的发明被首次描述。 1868年，Stork Pompen公司在荷兰亨厄洛成立，发明了混凝土蜗壳泵。 1870年，英国人威廉·汤姆森提出了射流泵的设计。 1892年，美国Worthington公司制造用于世界上第一条油管（从宾夕法尼亚州至纽约）的油泵。1801年大英百科全书泵机械 1900年，哈里斯(Harris)制造出空气压力泵。 1904年，美国拜伦·杰克逊公司生产出潜水式电机泵。 1909年，盖德(W．Gaede)发明旋片泵并取得德国专利。 1912年，瑞士苏黎世安装了世界上第一个水源热泵系统，以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，并获得专利。 1916年，Aldrich公司制造出电机驱动的往复式泵。 1924年，美国Durco公司生产出专门设计用于化学加工的泵。 1927年，美国Aldrich公司生产出变冲程多气缸往复式泵。 1929年，荷兰Houttuin公司制造了欧洲第一台双螺杆泵。Byron Jackson公司生产出电厂中使用的双壳进给泵. 1936年，米顿罗公司发明马达驱动计量泵。气镇泵发明出现。仍在世界很多地区使用的绳泵 1953年，美国拜伦·杰克逊公司制造鹦鹉螺号核潜艇的再循环泵。Durco公司生产出后拉式化学流程泵，是ANSI 标准的前身。 1958年，联邦德国的W.贝克首次提出有实用价值的涡轮分子泵，以后相继出现了各种不同结构的分子泵。 1960年，美国拜伦·杰克逊公司制造了于地下液化石油气（LPG ）存储设施中应用潜水式电机泵。 1969年，美国英格索兰·德莱赛公司设计制造世界上最大的锅炉给水泵，功率为52200kW(70000马力)。 19世纪70年代，kobe公司制造出商用旋喷泵。 1972年，美国Pacific公司制造适用于原子能发电，已锻造外壳的核反应堆进给泵。 1987年，美国拜伦·杰克逊公司制造出安装在世界上最大的石油存储洞的1120kW(1500 hp)潜水式电机泵。 2000年，美国HMD公司制造出屏蔽磁力驱动泵，是一种无泄漏泵。 § 分类 油井和油泵的原理构造图 一）按工作原理分 1.容积式泵 靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加。 根据运动部件运动方式的不同又分为：往复泵和回转泵两类。根据运动部件结构不同有：活塞泵和柱塞泵，有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵。 2.叶轮式泵 是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。根据泵的叶轮和流道结构特点的不同叶轮式又可分为： 1）离心泵（centrifugal pump） 2）轴流泵（axial pump） 3）混流泵（mixed-flow pump） 4）旋涡泵（peripheral pump） 3.喷射式泵（jet pump） 是靠工作流体产生的高速射流引射流体，然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。 二）按吸口数目分为 1)单吸泵 (single suction pump) 2)双吸泵 (double suction pump) § 性能 一种常见的手动式泵的剖面 主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速和必需汽蚀裕量。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量；扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。 泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之，已知流量、扬程和效率，也可求出轴功率。四种泵的性能曲线泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以通过对泵进行试验，分别测得和算出参数值，并画成曲线来表示，这些曲线称为泵的特性曲线。 通常，泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁冷水时的特性曲线。对于动力式泵，随着液体粘度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将粘度大的液体加热使粘性变小，以提高输送效率。 § 性能参数 主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速和必需汽蚀裕量。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量；扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量 ，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之，已知流量、扬程和效率，也可求出轴功率。泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以通过对泵进行试验，分别测得和算出参数值，并画成曲线来表示，这些曲线称为泵的特性曲线。每一台泵都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区段，称为该泵的工作范围。 四种泵的性能曲线 泵的实际工作点由泵的曲线与泵的装置特性曲线的交点来确定。选择和使用泵，应使泵的工作点落在工作范围内，以保证运转经济性和安全。此外，同一台泵输送粘度不同的液体时，其特性曲线也会改变。通常，泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁冷水时的特性曲线。对于动力式泵，随着液体粘度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将粘度大的液体加热使粘性变小，以提高输送效率。 § 特点 分类 动力式泵和容积式泵除了原理上有所不同以外，在工作特性和应用上也有较大的差异。 1.动力式泵的主要特点是：①一定的泵在一定转速下所产生的扬程有一限定值。工作点流量和轴功率取决于与泵连接的装置系统的情况(位差、压力差和管路损失)。扬程随流量而改变（图2）。②工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动。③一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作。④离心泵在排出管路阀门关闭状态下启动，旋涡泵和轴流泵在阀门全开状态下启动，以减少启动功率。⑤离心泵适合于用高速电动机和汽轮机等直接驱动，结构简单，制造成本低，维修方便。⑥适用性能范围广，离心泵的流量可以从几到几十万米3/时，扬程可以从数米到数千米；轴流泵一般适用于大流量和低扬程（20米以下）。离心泵和轴流泵的效率一般在80％以下，高的可达90％。⑦适宜输送粘度很小的清洁液体（例如清水），特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。 2.容积式泵的主要特点是：①一定的泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的，几乎不随压力而变。工作点压力和轴功率取决于与泵连接的装置系统的情况，因此当泵在排出管路不通（相当于系统阻力无限大）的情况下运转时，其压力和轴功率会增大到使泵或原动机破坏，所以必须设置安全阀来保护泵（蒸汽直接作用或压缩空气驱动的泵例外）。②往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施；回转泵一般无脉动或只有小的脉动。③具有自吸能力，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体。④启动泵时必须将排出管路阀门完全打开。⑤往复泵是低速机械，尺寸大，制造和安装费用也大；回转泵转速较高，可达3000转／分。⑥往复泵适用于高压力(有高达350兆帕的)和小流量（100米3／时以下）；回转泵适用于中小流量（400米3／时以下）和较高压力（35兆帕以下）。总的来说，容积泵的效率高于动力式泵，而且效率曲线的高效区较宽。往复泵的效率一般为70～85％，高的可达90％以上。⑦往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物，有的泵如隔膜泵可输送泥浆、污水等，主要用于给水、提供高压液源和计量输送等。回转泵适宜输送有润滑性的清洁的液体和液气混合物，特别是粘度大的液体，主要用于油品、食品液体的输送和液压传动方面。 § 选择和使用 QDL不锈钢立式多级管道泵 一）了解泵选型原则 1）使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。 2）必须满足介质特性的要求。 3）机械方面可靠性高、噪声低、振动小。 4）经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。 5）离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。 二）基本依据 1）流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。 2）装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。 3）液体性质，包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等。 4）装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向，吸如侧最低液面，排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等，以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。 5）操作条件的内容很多，如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS（绝对）、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。 三）具体操作 1）根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件，确定选择卧式、立式和其它型式(管道式、潜水式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式等)的泵。 2）根据液体介质性质，确定清水泵，热水泵还是油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质泵，或者采用无堵塞泵。安装在爆炸区域的泵，应根据爆炸区域等级，采用相应的防爆电动机。 3）根据流量大小，确定选单吸泵还是双吸泵；根据扬程高低，选单级泵还是多级泵，高转速泵还是低转速泵(空调泵)、多级泵效率比单级泵低，如选单级泵和多级泵同样都能用时，首先选用单级泵。 § 应用范围 空气源热泵 1）泵在工业流体处理和日常生活中主要用于水、气、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态单质、金属等流体，也可用于液、气混合物及含悬浮固体物的液体的运送。 2）农业生产上，泵是最主要的排灌机械。 3）石油钻探开采中压裂泵和泥浆泵是重要的设备，化工生产中，泵除了输送原料流体介质和提供化学反应的压力流量以外，在化工和石油生产装置中还用来调节温度。 4）电力部门，热电厂、核电站使用锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵、主泵、多级泵等。 5）船舶制造工业中，船舶所用的泵的类型和数量也是多种多样的。 6）城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等，都使用大量的泵。 § 维护管理 泵要分为电与机两个方面，对于机的方面，主要把以前的维护记录调出来比对一下就知道了。 其次就是电的方面了 ，要了解每台泵电机的功率，对他的控制系统有一定的了解。 § 中国相关 中国泵行业是在新中国成立以后发展起来的，特别是改革开放以来，泵行业得到了快速发展。除少数的特殊泵类产品外，现有的产品品种和数量基本能满足国民经济各部门的需要。 泵行业主要产品有各类离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵、回转式容积泵、往复式容积泵和水环真空泵等。在这些泵类产品中，按台数计算，离心泵约占70%，回转式容积泵和往复式容积泵约占18%。随着各行业尤其是流程工业的快速发展，中国的泵行业也经历了高速的发展。同时，水处理行业、石化行业、石油天然气行业、电力行业继续保持较高的景气度。[1] § 泵保护技术发展趋势 泵是企业不可缺少的重要设备之一，受工作条件影响，经常出现腐蚀、气蚀、冲刷、磨损等现象，导致设备失效。企业只能投入大量的资金购入新泵，而报费大量的部件，造成资金的大量浪费。 国内的泵的设计和制造基本上还是遵守“金属”思想，即采用不锈钢、碳钢材料作为主要的泵体材料，面对高腐蚀、强冲刷的环境，就需要高镍合金，甚至采用钛、锆、钽等优良的耐腐蚀材料，这些稀有金属材料价格昂贵且价格浮动大，并且制造成本高和制造工艺复杂等原因造成此类泵的价格昂贵，一般几万到几百万不等，也就造成了此类泵的采购成本高。伴随着国际先进泵体研究的发展和新材质泵体的应用，国内科研机构借鉴西方发达国家对泵体研究的发展思路，国内少数企业机构开始研制无机非金属材料如陶瓷、玻璃钢、石墨和碳素制品以及合成有机高分子材料如塑料、玻璃纤维或碳纤维增强的工程塑料等。这些国内的泵类的发展趋势迎合了国际趋势，并且很快在国内取得了良好的使用效果。 世界先进的美国福世蓝抗腐蚀、气蚀及耐磨技术，材料自身所具备的优越性能外，与金属相比较，金属的耐磨靠的是硬度，是常量。而材料性能本身是变量，由于它的特殊分子结构赋予的高弹性，适应交替变形和温度的变化等性能，确保材料的吸震性、耐磨性的提高。其高密度的分子量及光滑表面，不但提高抗气蚀的能力，还可以提高泵效 6-7%。而材料自身具有的抗腐蚀性，更好的弥补了金属被弱酸腐蚀的弱点，避免金属被腐蚀后磨损再腐蚀再磨损的恶性循环，从而提升设备的使用寿命。即使经过长时间使用后出现了泵体腐蚀、侵蚀、气蚀后，仍然可以应用高分子复合材料修复继续使用，使其继续像新泵一样使用，实现良性循环，避免了重复性采购新泵带来的采购成本压力。 正是通过像此类细节问题的有效解决，才实现了欧美日韩企业生产成本低，竞争力强的优势。国内企业在不断引进先进设备、高薪聘请管理人员的同时，却忽略了此类日常设备管理细节，只是片面的通过降低工人工资、减少福利待遇等措施来降低成本，造成工人劳动积极性低、管理混乱的状况也就在所难免。正如汪中求先生所倡导的“细节决定成败”，阐述的就是此类道理。 再看美国福世蓝高分子复合材料的强大优势： 施工工艺简单无论是对新泵的提前保护还是对因腐蚀冲刷而报废的旧泵，只需四路即可完成，无需特殊工具和专业技术人员，简单易学、操作方便。 1.表面处理，在气焊枪灼烧泵体表面除油污和潮气，酒精擦拭去酸碱残液。 2.调和材料。 3.涂抹材料，将调和好的材料均匀涂抹至泵体。 4.等待固化。 显而易见，此类材料的使用极大降低了生产费用，无需采购高价值金属，无需特殊设备和专业人员制作，而且使用效果良好、寿命更长、修复更简单，其巨大优势绝非国内泵体材料能比。正是基于此种原因，国内部分创新意识较强的企业已与我们合作，并在几十台大型、巨型泵体上得到应用，极大降低了泵体材料费用和维修维护费用，数十台泵已远销欧美、中亚、东南亚。 |
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