旋转泵设计外文翻译资料

旋转泵

旋转泵应用于不同的设计中，在流体动力系统中极其常用。今天最常用的旋转泵是外齿轮泵、内齿轮泵、摆线转子泵、滑动叶片泵和螺旋泵。每种类型的泵都有优点，适合于特定场合的应用

直齿齿轮泵，这种泵有两个啮合的齿轮在密封壳体内转动。第一个齿轮即主动轮的回转引起第二个齿轮即从动轮的回转。驱动轴通常连接到泵上面的齿轮上。

当泵首次启动时，齿轮的旋转迫使空气离开壳体进入排油管。这种泵内空气运动使泵吸入口处形成了真空，于是外部油箱的液体在大气压的作用下，由泵的入口进入，聚集在上下齿轮和泵壳体之间，齿轮连续的旋转使液体流出泵的出口。

直齿齿轮泵的压力的升高是由挤压啮合齿轮和腔体内的液体产生的。当齿轮脱开啮合时，腔内形成真空，使更多的液体被吸入泵内。直齿齿轮泵是定排量的元件，当轴转速不变时，输出流量恒定。只有一种方法即改变输入轴的转速，能调节这种直齿齿轮泵的排量。现代应用在流体动力系统的齿轮泵的压力可达3000psi。

图示为直齿齿轮泵的典型特性曲线。这些曲线表明了泵在不同速度下的流量和输入功率。当速度给定时，流量曲线接近于一条水平的直线。泵的流量随出口压力的升高而稍有降低，这是由于泵的出油口到吸油口的齿轮径向泄漏所增加而造成的。渗漏有时定义为泄漏，泵出口压力的增加也会使泄漏增加。表征泵的出口压力和流量之间关系曲线常叫做水头流量曲线或泵的HQ曲线；泵的输入功率和泵流量关系曲线叫做功率流量特性曲线或PQ曲线。

直齿齿轮泵的输入功率随输入速度和出口压力的增加而增加。随着齿轮泵速度的增加，流量（加仑/分）也增加。于是在出口压力为120psi，转速为200rpm时，输入功率是5马力。在转速为600rpm时，输入功率是13马力。纵坐标压力是120psi，横坐标是200rpm和600rpm时，在HQ曲线上可以读出相应的流量分别为40gpm和95gpm。

图示是直齿齿轮泵在粘度不变时的情况。随着流体粘度的增加（即流体变稠，不易流动），齿轮泵的流量降低。粘稠的流体在油泵高速运转时，因为这种流体在油泵中不能迅速进入泵体完全充满真空区，所以油流量受到限制。图示为在流体动力系统中流体粘度的增大对旋转泵工作情况的影响。当流体的粘度值为100SSU，出口压力为80psi时，泵流量为220gpm。当流体的粘度值为500SSU时，泵流量减少到150gpm。由功率特性曲线可知，泵输入功率也会增加

可以用齿轮或其他内部元件每转一圈输出多少加仑来表示泵的流量。如果封闭定量泵的出口，则出口压力将会增加，直至驱动马达停止或泵内其他部分或排油管破裂。由于存在着破裂的危险，几乎所有的流体动力系统都安装压力溢流阀。这种溢流阀可安装在泵内，也可安装在排油管路。

滑动式叶片泵:这些泵有大量的叶片，叶片能在转子的槽内自由的滑进滑出。当驱动转子时，离心力，弹簧或压力油使叶片伸出槽子，顶在泵壳体的内腔或凸轮环上。随着转子的旋转，叶片之间的流体经过吸油口时，完成吸油。流体顺着泵壳体到达排出口。在排出口，流体被排出，进入排油管。

图示的滑动式叶片泵中的叶片安装在椭圆形的腔内。当转子开始旋转时，离心力使叶片伸出槽子。同时叶片又受到其底部腔内压力油的作用力，压力油来源于槽子端部的配流盘。吸油口通过A和A1口相通，他们位于直径的相对位置。同样两排油口位于类似的位置。油口这样配置，使叶片转子保持压力平衡，从而使轴承不受重载影响。当转子逆时针旋转时，从吸油管出来的流体进入A和A1口，聚集在叶片之间，沿周向流动后，通过B和B1口排出。这样设计的泵压力可达2500psi。的泵必须分级才能达到这么大的压力，而现在用一级泵即可达到。在转子上应用均流均压阀可以达到高压。转速通常限制在2500rpm这是因为考虑到离心力和凸轮环表面叶片之间的磨损。图示为泵在转速为1200rpm粘度在100F的条件下的特性曲线。

每个槽内安装两个叶片可以控制其作用于壳体内部和凸轮环上的力。双叶片会产生更紧的密封，能减少从排油口到吸油口之间的泄漏这种入口和出口相对应的设计也能维持液压平衡。这些都是定量泵。

不改变转速就不能改变叶片泵的流量，除非油泵采用特殊设计。图示为滑动式变量叶片泵。它不用双吸油和排油口。转子在压力腔内转动，转子形成的偏心量是可调的。随着偏心的程度或偏心率的变化，流体的流量也随着变化。图示为转子在旋转180°范围内，产生一真空度以便于油液进入，同时压油区也在180°范围内旋转。吸油区和压油区的起始段梢有重叠。

图示，在最小的工作压力下可以得到最大的流量。随着压力的升高，流量按预设的规律减少。当流量减到最小值，压力增大到最大值。泵只需要提供补充回路中元件滑动配合间隙中泄漏流体

这种变量泵的设计可以保护管路，溢流阀不是必须的。其他回路中，为阻止局部压力超过正常压力水平，可以用安全阀或溢流阀来控制

为了自动控制流量，采用可变弹簧负载调节器。安装这种调节器，泵的出口压力作用于活塞或定子内表面，压缩的弹簧产生位移。如果泵的出口压力高于调节器弹簧的设定值时，弹簧被压缩。这使压力环（定子）移动，减少相对于定子的偏心量，于是，泵的流量减少，得到所需的压力。这种油泵设计的出口压力在100psi和2500psi之间。

图示为变量泵补偿器的特性，标出输入功率值，可以准确计算所需的输入功率。变量泵可以预先设定不同压力值的变化规律。高低压泵控制既能提供有效的卸荷回路，也能为先导控制回路提供足够压力

图示阴影区域为变量泵在背压100psi压力下的闭式回路。油液以100psi卸荷阀或溢流阀排出，可以维持正常的控制回路压力，这些是消耗的功率。两级压力控制回路包括：先导液压控制和电磁控制。图示负号表示电磁铁不带电，先导控制油回油箱。于是泵排出的控制油的力小于调节器弹簧力，所以得到最小压力。图示正号为电磁铁带电，控制油的力大于调节器弹簧力。与简单的溢流阀原理一样，小球和弹簧决定控制力的大小。这样预先设定最大工作压力。

另一种两级压力控制系统是利用所谓的差动卸荷调节器。它应用于高低压或双泵回路中。调节器通过压力传感器自动卸荷大流量泵以达到最小的空载压力设定值。空载压力指的是由于变量泵控制机构工作所形成的特定压力。泵的实际空载流量等于系统的泄漏量与控制流量之和。当泵空载时，即使液压系统在提供加紧或保压作用，也不会需要较大的功率。

调节器是液压操纵的，差动活塞带有双压力控制，当外部控制压力作用于控制卸荷口时，差动活塞允许完全卸荷。

空载压力的最小设定值由调节器主弹簧A控制。最大压力由溢流阀调节点B控制。调节器的操作压力由大容积泵提供，从小孔C进入。

为了说明如何使用这种装置，假设回路需要1000psi的最大压力，由一个5-gpm来提供。在压力达到500psi时，需要大流量（40gpm），继续上升到1000psi，流量减少。由流量为40-gpm的带有卸荷调节器的泵组成的双泵系统可满足要求。我们可以把40-gpm的泵从500psi卸荷压力调整至200psi最小设定压力（或另一需求值），这样5-gpm泵可以使回路达到1000psi或更高压力。

图中为双泵系统控制压力源。由一个40-gpm的泵提供调节器腔内压力，就可以达到最大设定压力。弹簧设定力加上调节器的腔内压力共同决定了40-gpm泵的最大压力。第二个控制源是特殊的回路，它能达到1000psi。控制油通过小孔D进入调节器作用于卸荷活塞E。活塞E面积比安全阀中提动阀F的有效面积大15％。因此卸荷差动力大约为15％。调节器将在500psi卸荷，会在500psi以下15％或425psi时起作用。这里所谓的卸荷，指的是40-gpm的泵无输出量。

随着回路中压力从0到500psi的增加，调节器腔内的压力也随着增加，直到溢流阀的设定值时，溢流阀打开，流体流出油箱。

调节器腔内的压力降是最大的叠加值，允许油泵达到卸荷状态。同时，当系统压力继续增加超过700psi时，导致活塞E最底部的压力比顶部的压力大。活塞使提升阀F完全打开，溢流提升阀全部开启导致调节器腔内压力进一步下降至零。流体通过小孔C进入调节器腔，经过溢流提升阀直接回油箱，不增加调节器腔内的压力。40-gpm的泵卸荷压力可以减小至更低的设定值。调整卸荷调节器，40-gpm的泵达到卸荷。随着压力到1000psi，回路的流量减至5gpm。在1000psi时，5-gpm泵也达到卸荷设定，于是流量仅仅维持系统压力。在500psi时，40-gpm的油泵卸荷。需要600psi的系统压力把40gpm的泵卸荷到最小压力200psi。600psi的先导控制油通过孔D进入并作用于差动活塞E。在500psi时，泵流量减少到零。100psi的附加压力需要完全打开提升阀，使调节器腔内的压力减小至零。当回路压力减小时，两个泵以同样的方式来工作。

化工工业离心泵

摘要 ：

离心泵是通过叶轮的旋转把液体的内能转换成动能的一种旋转装置。液体由吸入口进入蜗壳，通过高速旋转的叶轮，液体呈放射状加速从泵中向外输出，这时叶轮附近留出一个真空，不断吸引更多的流体进入泵的叶轮附近，这样由叶轮的旋转来完成液体的进出。这篇文章主要讲述了关于离心泵的发展史，离心泵工作原理的分析，汽蚀的基本原理和预防汽蚀的措施等的一系列问题。从而帮助我们加深对离心泵的理解。

关键词：离心泵 介绍 工作原理 汽蚀 汽蚀原理 预防措施

1.介绍

泵的提出，最先是用于转移或压缩液体和气体的设备。在所有泵中，我们一步步采取措施来防止气蚀，气蚀将减少流量并且破坏泵的结构。用来处理气体和蒸汽的泵称为气体压缩机，研究流体的运动的科学称为流体力学。

水泵是用管子连接的机械把水从一个地方传到另一个地方。水泵的操作压力从一磅到一万磅每平方英尺。日常生活中，泵是很多见的，有用于在鱼池和喷泉使水循环和向水中充气的电泵，还有用于从住宅处把水引走的污水泵。

离心泵的早期形式---螺杆泵，是通过一个管子连接一根螺杆组成的，它是利用螺杆的旋转把水提升上去。螺旋泵经常用在污水处理厂中，因为它们可以运输大量的水，而不会因为碎片而堵塞。在远古的中东，因为对农场进行灌溉的需求，所以有一种强大的动力去推进水泵的进程。在这些区域里，早期的泵是为了将水一桶一桶的从水源或河渠中提升到容器中。古希腊的发明家和数学家阿基米德被认为是公元前3世纪首先提出螺旋泵的发明家。之后，古希腊发明家发明了第一个提水泵。在十七世纪末和十八世纪初，英国的工程师Thomas Savory，法国的物理学家Denis Pa]pin，和英国的铁匠和发明家Tomas Newcomen,它们发明了用蒸汽驱动活塞的水泵。蒸汽驱动的水泵首先广泛的被应用是在从煤矿往外输水过程中。现在离心泵使用的例子，是来自于哥伦比亚河上使用的大古利水坝。这个泵有超过灌溉一百万英亩的土地能力。

离心泵被认为是旋转泵，它有一个旋转地叶轮，叶轮上有叶片，叶片是侵入液体中的。液体也是由叶轮轴向进入泵，并且旋转的叶轮将液体甩向叶片根部。同时叶轮也给液体一个较高的速度，这个速度通过泵的一个固定部件转化成压力。我们一般称为扩压 器。在高压泵里，很多叶轮可以被系列选用，并且在一个叶轮后有一个扩压器，也可能含有导轮，可以逐渐的降低液体的速度。对于低压泵来说，扩压泵一般就是一个螺旋形的通道，成为蜗壳，作用原理是拦截面逐渐增加可以有效降低流体的速度。在泵工作前，叶轮必须被灌注，也就是在泵启动时，叶轮必须被液体包围。也可以通过在吸入线上放另一个截止阀来实现，截止阀在泵停止工作时是液体保留在泵内。如果截止阀泄露了，泵可以通过阀的入口，从外面的水源比如说蓄水池来取水灌注。一般离心泵在排水线的地方也有一个阀控制流体和压力。对于小流量和高压力来说，叶轮作用很大部分是放射状的。对于高速流体和低压排水压力，泵中流体的方向可以近似于与轴的轴向平行，这时泵有一个轴流。这时叶轮就近似于螺旋推进器。从一种流动的状态转换到另一种流动的状态是渐进的，对于中间状态，设备可称为混流泵。

2.离心泵

离心泵是化工和石油工业中应用最广泛的一种泵。它能输送性能非常广泛的液体和固体含量高的悬浮液，像泥泥浆，可以用多种抗腐蚀材料建造。泵的整个外壳可用像聚丙烯这样的塑料来建造，或者用腐蚀衬里加工。由于它的高速运转，可将其直接耦合到电动机上，由电动机的规格大小决定流量高低。

在这样的泵中，液体被吸入到旋转叶轮的中心，通过离心作用向外流动。由于高速旋转，液体在吸入口和因动能转化为压能的出口侧获得较高的动能和压力差。

叶轮由一系列弧形叶片组成，因此能使液体的流动尽可能平稳。叶轮中叶片越多，则液体的流动方向越好控制，那么液体循环流动时因波动引起的损失就越少。在开式叶轮中，叶片被固定在中心轮毂上，而在闭式中叶片则是用两块钢板支撑以减少漏液。由此可以看出，在很大程度上，叶片末端的角度决定了泵的工作特性。

流体通常在轴向上通过叶片的上升进入泵壳。在这种简单类型的离心泵中，液体由切向方向随着横截面逐步流到蜗壳中。图（a）所示为旋涡型泵。图（b）中，在涡轮泵中的液体随移动的叶轮在一系列固定叶片中形成扩散环。

这种旋涡能逐渐改变流体的流动方向，并有效地将动能转化成压能。固定叶片前缘处的流体应该没有受到冲击。沿着叶轮叶片，液体的流动具有一定速度，同时，叶片末端相对于泵体有移动。液体的运动方向相对于泵壳——和固定叶片所需的角度一样——是两个速度的合成方向。在图c中，

c.

是液体相对于叶片的速度，是叶片上某点的切向速度；将这两个速度合成即可得到液体的速度。因此，很明显，在扩散环中所需要的叶轮角由叶轮的产量、旋转速度和叶片的角度决定。所以，泵在很严格的条件下才能有最大的运行效能。

2.1离心泵的有效压头 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

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