液壓泵是連續(xù)和/或不連續(xù)移動(dòng)大量流體的操作機(jī)器。泵為流體提供機(jī)械能,流體可以是:
動(dòng)能——使流體獲得速度,從而影響流速。
壓力能——還可以是:
接地測(cè)量:將流體提升到一定高度。
測(cè)壓:克服管道中的壓力差。
根據(jù)使用條件的不同,液壓泵可以有各種類(lèi)型,具體取決于所使用的流體類(lèi)型、工作壓力、溫度和系統(tǒng)特性。
泵根據(jù)其工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)。
宏觀類(lèi)別細(xì)分為:
容積泵:往復(fù)泵(活塞或隔膜)、旋轉(zhuǎn)泵(齒輪泵、凸輪泵、膠囊泵、葉片泵、可變形葉片泵、偏心螺桿泵、橢圓轉(zhuǎn)子泵。
動(dòng)力泵:離心泵(單葉輪、多葉輪)、渦輪泵(軸流、混流)。
特殊泵:蠕動(dòng)泵、液體活塞泵、阿基米德螺桿泵、氣舉或猛犸泵、噴射器、液體安裝器。
歷史上液壓泵的使用
液壓泵出現(xiàn)在公元前3世紀(jì),這要?dú)w功于阿基米德,他設(shè)計(jì)了被稱(chēng)為阿基米德螺旋的泵:這種裝置可以在低水頭下移動(dòng)大量流體。阿基米德螺桿至今仍在使用,特別是在水凈化領(lǐng)域。
在同一歷史時(shí)期,諾里亞泵出現(xiàn)了:這是一種能夠以更高的揚(yáng)程提升流體的機(jī)構(gòu),最高可達(dá)20/30米。該操作是磨坊的典型操作,水道充當(dāng)流體和機(jī)械能的來(lái)源。流體通過(guò)杯形容器提升。
大約在1600年,曲柄系統(tǒng)的發(fā)明使得能夠創(chuàng)建由臂的強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)的活塞泵。蒸汽的出現(xiàn)及其作為動(dòng)力源的使用使得在技術(shù)上改進(jìn)這種泵成為可能,這種泵開(kāi)始能夠?qū)⒘黧w提升到相當(dāng)深的深度,以至于它們也被用于礦井排水。
多年來(lái),技術(shù)進(jìn)步使得能夠以更高的水頭移動(dòng)大量流體的系統(tǒng)得以創(chuàng)建:內(nèi)燃機(jī)和后來(lái)的電動(dòng)機(jī)的使用使得將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力的旋轉(zhuǎn)機(jī)器得以發(fā)展。
液壓泵技術(shù)背景
正如我們所看到的,液壓泵分為三個(gè)不同的類(lèi)別,所以讓我們仔細(xì)看看每種類(lèi)型的細(xì)節(jié):
往復(fù)泵
往復(fù)式(或活塞式)泵的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞的交替直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。這會(huì)對(duì)流體施加壓力,將能量傳遞給流體。這種泵適用于開(kāi)發(fā)非常高的揚(yáng)程,泵的容量取決于系統(tǒng)的尺寸和轉(zhuǎn)速。
往復(fù)泵可進(jìn)一步分為兩類(lèi):
柱塞泵:其特征在于,流體的運(yùn)動(dòng)基本上是由連接到連桿曲柄系統(tǒng)的活塞引起的。
隔膜泵:其特征在于一種結(jié)構(gòu),在這種結(jié)構(gòu)中,流體由空氣或其他系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的膜移動(dòng)。
往復(fù)式泵的例子是現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射泵。
離心泵
離心泵由一個(gè)橫截面越來(lái)越大的腔室組成,稱(chēng)為渦旋或擴(kuò)散器,中心與吸入管相連,外圍與排出管相連。在渦旋內(nèi)部,一個(gè)稱(chēng)為葉輪或推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以高速(1500至3000轉(zhuǎn)/分)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于葉輪傳遞的高角速度,蝸殼內(nèi)的液體被離心力推向周邊,從而在中心產(chǎn)生凹陷;因此,部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能,將液體輸送到輸送管中,并在泵的中心產(chǎn)生凹陷,這將從吸入管中吸入更多的液體。
離心泵主要由以下部分組成:
分配器:一個(gè)固定的機(jī)構(gòu),待泵送的液體通過(guò)它沿軸向進(jìn)入并被輸送到葉輪。
擴(kuò)散器:也稱(chēng)為渦旋,是一種固定元件,它將液體積累的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能(通過(guò)逐漸增加該器官的橫截面積),從而將液體沿徑向輸送到輸送管。
葉輪:這是一個(gè)具有不同形狀和輪廓的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),與電機(jī)軸嚙合,從電機(jī)軸接收能量以傳遞給液體。葉輪是泵的主要元件,由一系列葉片組成,葉片的曲率必須滿(mǎn)足兩個(gè)要求(液壓格言),以盡量減少泵的壓力損失:
液體進(jìn)入泵的入口必須無(wú)沖擊
液體必須以盡可能低的速度排出到泵中
根據(jù)所需的壓頭和要移動(dòng)的流體類(lèi)型,可以在不同的葉輪型號(hào)之間進(jìn)行選擇:
徑向流葉輪:由一系列安裝在兩個(gè)固定在泵軸上的圓盤(pán)之間的葉片組成,具有窄或?qū)挼耐ǖ篮椭被驈澢娜~片。
開(kāi)式葉輪:螺旋葉片直接花鍵連接在輪轂上,適用于輸送含有懸浮固體顆粒的液體。
當(dāng)需要克服高揚(yáng)程同時(shí)保持高流速時(shí),離心泵可以是多葉輪的。在這些中,幾個(gè)葉輪連接到同一個(gè)軸上。內(nèi)部幾何形狀迫使離開(kāi)一個(gè)葉輪的液體進(jìn)入下一個(gè)葉輪。因此,該泵作為串聯(lián)的幾個(gè)泵工作,但具有更大的緊湊性。市場(chǎng)上既有水平軸泵,也有垂直軸泵。當(dāng)可用于安裝的空間非常小時(shí),可以使用后者,因?yàn)殡姍C(jī)放置在泵的正上方。一種特殊類(lèi)型的垂直軸泵是潛水泵,其中電動(dòng)機(jī)放置在密封容器內(nèi)。因此,這些泵可以安裝在液位以下,因此用于從特別深井或地下水箱中抽水。離心泵也可以是自吸的,這些泵與普通離心泵不同,吸入管路中的空氣,并在泵內(nèi)產(chǎn)生真空,以確保吸入待泵送的液體。這些泵是單葉輪泵,具有良好的揚(yáng)程,但由于部分泵送液體的再循環(huán),其效率通常低于普通離心泵。根據(jù)所采用的技術(shù)安排和機(jī)械解決方案,它們基本上可以分為兩種類(lèi)型:
離心泵的主要用途包括泵送化學(xué)品、水、農(nóng)業(yè)、電鍍、煙氣治理塔和石化工業(yè)。離心泵通常因其高流量、與磨料溶液的兼容性、混合潛力和相對(duì)簡(jiǎn)單的工程而被選擇。
旋轉(zhuǎn)泵
旋轉(zhuǎn)泵的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)部件的緩慢旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng):齒輪或凸輪。通過(guò)以與活塞泵類(lèi)似的方式對(duì)流體施加壓力來(lái)傳遞能量。旋轉(zhuǎn)泵的操作要求每次旋轉(zhuǎn)都要移動(dòng)固定體積的流體。這些泵是自吸的,無(wú)論壓力如何,都能提供幾乎恒定的流速。旋轉(zhuǎn)泵的設(shè)計(jì)使旋轉(zhuǎn)和固定部件之間的距離非常小,以盡量減少?gòu)妮斔蛡?cè)到吸入側(cè)的損失。
根據(jù)其構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)部件的類(lèi)型,旋轉(zhuǎn)泵可進(jìn)一步分為三種類(lèi)型:
旋轉(zhuǎn)泵通常用于在機(jī)械設(shè)備中循環(huán)潤(rùn)滑油或?yàn)橐簤翰僮飨到y(tǒng)提供壓力。
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