往復(fù)泵的基礎(chǔ)知識(shí)

瀏覽次數(shù):697
發(fā)布日期:2023-03-27 10:25
1679883885798
往復(fù)泵是一種發(fā)展較早的動(dòng)力機(jī)械之一,它屬于容積式泵。在生產(chǎn)中它用來輸送壓力較高的液體或高黏度、具有腐蝕性以及易燃、易爆、劇毒的各種液體。特別是當(dāng)流體較小時(shí),這種泵的優(yōu)越性愈加明顯,流量小于100mm³/h、壓力高于100MPa是最佳使用范圍。

一、往復(fù)泵的工作原理

往復(fù)泵是依靠缸內(nèi)的活塞或柱塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)來改變工作室的容積,從而進(jìn)行液體輸送的。它由輸送液體的泵體部分和將原動(dòng)機(jī)的能量傳給活塞的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩個(gè)基本部分組成。其泵體部分由活塞、泵缸、工作室、閥和管路輸送系統(tǒng)等組成。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由曲柄、連桿、十字頭等組成,如圖1所示。

當(dāng)活塞從泵缸左端向右端移動(dòng)時(shí),活塞左邊泵缸內(nèi)的容積增大,同時(shí)壓力降低,排出閥緊閉,儲(chǔ)液槽的液體在大氣壓力作用下,沿吸入管頂開吸入閣進(jìn)入泵缸,直到活塞移動(dòng)到最右端,泵缸內(nèi)充滿液體,吸液過程結(jié)束。然后,活塞在曲柄連桿的帶動(dòng)下,由右止點(diǎn)向左移動(dòng),泵缸內(nèi)液體受擠壓,壓力逐漸增高并頂開排出閥,使液體從排出管排出,直到活塞移動(dòng)到最左端,泵缸內(nèi)液體被全部排出,排液過程結(jié)束。接著活塞又進(jìn)行吸液、壓縮和排液。吸液過程中排出閥關(guān)閉,壓液和排液過程中吸入閥關(guān)閉。這樣周而復(fù)始地工作,液體便一股一股地自儲(chǔ)液槽吸入并壓送至排液管及與其相通的管路系統(tǒng)。這就是往復(fù)泵的工作原理。
圖1 往復(fù)泵的工作原理

1-儲(chǔ)液槽;2-吸入閥;3-工作室;4-排出閥;5-泵缸;6-活塞;7-十字頭;8-連桿;9-曲柄

活塞往返運(yùn)動(dòng)一次,完成吸入和排出過程一次,稱為一個(gè)工作循環(huán)。活塞由一端移至另一端的距離,稱為活塞的行程或沖程,左、右兩端點(diǎn)稱為止點(diǎn)。


二、往復(fù)泵的分類

往復(fù)泵的種類很多,一般根據(jù)液力端和傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類。

1、根據(jù)液力端結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類

(1)按泵頭的型式可分為活塞(柱塞)泵和隔膜泵。

(2)按作用特點(diǎn)可分為單作用泵、雙作用泵、差動(dòng)泵。

單作用往復(fù)泵就是將吸入閥和排出閥裝在活塞(柱塞)的同側(cè),在一個(gè)工作循環(huán)中,只有一個(gè)吸入過程和一個(gè)排出過程,如圖2所示。

圖2、3 單作用往復(fù)泵、雙作用往復(fù)泵

雙作用往復(fù)泵就是活塞(柱塞)兩側(cè)均裝有吸入閥和排出閥,在一個(gè)工作循環(huán)中,有兩個(gè)吸入過程和排出過程,如圖3所示。

差動(dòng)泵就是活塞的一側(cè)裝吸入閥和排出閥,泵的排出管與活塞的另一側(cè)(沒有吸入閥和,排出閥)相通,在一個(gè)工作循環(huán)中,有一個(gè)吸入過程和兩個(gè)排出過程,如圖4所示。該泵柱塞的橫截面積為柱塞桿橫截面積的兩倍。

(3)按液缸數(shù)目分為單缸、雙缸和多缸泵。


2、根據(jù)傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類


(1) 機(jī)動(dòng)泵包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的往復(fù)泵。
圖4 差動(dòng)泵

機(jī)動(dòng)泵是用電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等為動(dòng)力通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)使活塞(柱塞)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的。

(2) 直接作用泵包括蒸汽、氣、液壓直接驅(qū)動(dòng)的往復(fù)泵。直接作用泵是以具有一定壓力的水蒸氣、壓縮空氣或液體來驅(qū)動(dòng)活塞(柱塞)作往復(fù)運(yùn)動(dòng),最常用的是水蒸氣。其動(dòng)力缸的活塞桿與泵缸的活塞桿直接相聯(lián),一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種泵的瞬時(shí)流量的脈動(dòng)性比機(jī)動(dòng)泵要小,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、流量調(diào)節(jié)方便。如圖5所示為蒸汽直接作用往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)圖,它由泵缸、汽缸和連接部分等組成。泵缸部分由泵缸、活塞、吸人閥、排出閥和活塞桿密封裝置等組成。汽缸是泵的動(dòng)力部分,由汽缸、活塞和配氣閥等組成。連接部分由搖臂、拉桿和連接器等組成。汽缸活塞和泵缸活塞通過連接器連成一體,使泵缸活塞產(chǎn)生與汽缸活塞相同的沖程。而配汽機(jī)構(gòu)和汽缸活塞通過拉桿和搖臂支架等連接起來,使配汽機(jī)構(gòu)能協(xié)調(diào)動(dòng)作,確保蒸汽可以連續(xù)地被分配進(jìn)人汽缸的左右兩邊,從而推動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
圖5 蒸汽直接作用往復(fù)泵

1-汽缸;2-配汽機(jī)構(gòu);3-拉桿;4-搖臂;5-聯(lián)軸器;6-排出閥;7-吸入閥;8-液缸


三、往復(fù)泵的主要性能特點(diǎn)

往復(fù)泵與離心泵相比較,具有以下特點(diǎn):

1、排出壓力可無限高由于液體是不可壓縮的,所以產(chǎn)生的壓力可以很高。只要電動(dòng)機(jī)的功率、泵本身及管道材料強(qiáng)度足夠,從理論上講,往復(fù)泵的排出壓力可以無限高。因此往復(fù)泵在工作時(shí),不允許將排出閥關(guān)死,并要在排出管路上安裝安全閥。

2、流量與排出壓力無關(guān)在任何排出壓力下,其流量基本上是不變的,因流量與活塞直徑、行程和往復(fù)次數(shù)有關(guān)。所以,往復(fù)泵的流量不能采用改變排出閥的開度來調(diào)節(jié)。一般采用旁路回流法調(diào)節(jié)流量。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的Q-H曲線,如圖6-53所示,實(shí)線表示理論情況,流量不隨壓力變化,虛線表示實(shí)際情況,因泄漏,流量隨排出壓力的增加稍有降低。

3、具有自吸能力往復(fù)泵是利用活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),改變汽缸容積進(jìn)行吸液和排液的。吸人口和排出口互不相通,因此具有自吸能力。泵在啟動(dòng)前不需要灌泵,故不必裝設(shè)底閥。但是為了避免活塞與泵缸干磨,有的往復(fù)泵也裝有底閥,這樣可使吸人管路和泵缸內(nèi)充滿液體。

4、流量不均勻因往復(fù)泵工作時(shí),周期性地排出液體,流量是不均勻的,泵在運(yùn)行中容易產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。


四、蒸汽往復(fù)泵的安裝與檢修

1、蒸汽往復(fù)泵的安裝
蒸汽往復(fù)泵出廠已裝配好的不得拆卸。當(dāng)有損傷確需拆卸檢查時(shí) 應(yīng)按隨泵技術(shù)文件進(jìn)行。往復(fù)泵的基礎(chǔ)驗(yàn)收、找正、找標(biāo)高、水平度調(diào)整等工作基本上與離心泵相似。
圖6 往復(fù)泵的特性曲線

2、蒸汽往復(fù)泵的檢修

2.1 蒸汽往復(fù)泵的拆卸

蒸汽往復(fù)泵在拆卸前應(yīng)先排干凈汽缸冷凝水、液缸殘余液體。在拆卸時(shí)要注意以下兩點(diǎn):

(1) 拆卸活塞及活塞環(huán)時(shí),為了防止弄斷活塞環(huán),應(yīng)用專用工具進(jìn)行拆卸。

(2) 拆卸配汽閥板時(shí),要作好標(biāo)記,不能搞錯(cuò)。

2.2 蒸汽往復(fù)泵零部件的檢查及組裝調(diào)整

蒸汽往復(fù)泵在解體過程中或零部件拆卸下來經(jīng)清洗干凈后,應(yīng)按泵使用維護(hù)說明書要求進(jìn)行檢查INS、組裝。無要求情況下,對(duì)QS,QB,YC型等蒸汽往復(fù)泵可按SHS 01014《蒸汽往復(fù)泵維護(hù)檢修規(guī)程》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查、測(cè)量、組裝。其檢修主要包括如下幾方面內(nèi)容。

蒸汽往復(fù)泵零部件的檢查修理

(1) 牽動(dòng)機(jī)構(gòu):牽動(dòng)機(jī)構(gòu)各部件配合不符合規(guī)范,磨損過大會(huì)使泵在動(dòng)行時(shí)行程不均勻,因此在檢修時(shí)應(yīng)檢查其配合間隙。

① 中心支架襯套與搖臂軸配合為H9/i9;

② 連桿襯套與汽室拉桿接頭銷軸配合為H7/伍;

③ 連桿襯套與長(zhǎng)短臂銷軸配合為H7/f6。

(2)配汽機(jī)構(gòu):

① 平板式配汽閥泵在運(yùn)行過程中,由于蒸汽夾帶雜質(zhì)或平板之間的相互摩擦而使閥平面接觸不嚴(yán)密,所以檢修時(shí)應(yīng)用涂色法檢查閥板與閥座平面的接觸情況。如果接觸不良,要進(jìn)行研磨,使閥板和閥座平面平滑,接觸面積每平方厘米不少于2-3點(diǎn)。配汽拉桿最大磨損量可參照活塞桿允許最大磨損量值。配汽拉桿表面和螺紋部分不應(yīng)有損壞、磨損情況,螺帽應(yīng)結(jié)合良好,不松動(dòng)。

② 活塞式配汽閥無活塞環(huán)式配汽活塞與配汽缸的圓柱度公差值不大于0.05mm,磨損最大不超過0.05mm,活塞與配汽缸裝配間隙應(yīng)在0.08-0.15mm范圍內(nèi),如果磨損超標(biāo)應(yīng)更換。帶活塞環(huán)式配汽活塞與配汽缸的圓柱度公差值、活塞與配汽缸的裝配間隙及活塞環(huán)的技術(shù)要求與汽缸部分相同。配汽活塞與配汽缸表面應(yīng)光滑、無裂紋,其磨損溝槽應(yīng)小于0.2mm。

(3)汽缸:汽缸內(nèi)表面應(yīng)光滑,無裂紋、砂眼、溝槽等缺陷,其內(nèi)徑圓柱度公差值及汽缸內(nèi)徑增大值應(yīng)符合技術(shù)要求。

(4)液缸:液缸套內(nèi)表面應(yīng)光滑,無裂紋、砂眼、溝槽等缺陷,其磨損溝槽極限深度不能超過技術(shù)要求規(guī)定值,若超過規(guī)定值應(yīng)進(jìn)行修理或鏜缸。

(5)活塞:

① 活塞表面應(yīng)光滑,無裂紋、砂眼、傷痕等缺陷,圓柱度應(yīng)符合技術(shù)要求,超過極限值時(shí)應(yīng)修理或更換。

② 汽缸、液缸與活塞的安裝間隙應(yīng)符合技術(shù)要求。

③ 活塞在缸內(nèi)的兩端死點(diǎn)余隙應(yīng)符合技術(shù)要求。

(6)活塞環(huán):

① 活塞環(huán)應(yīng)無砂眼、氣孔,彈力要足夠。

② 汽缸活塞環(huán)的厚度應(yīng)小于活塞槽深0.5-1.00mm,液缸活塞環(huán)的厚度應(yīng)小于活塞槽深0.5-1.50mm。活塞環(huán)安裝對(duì)口位置彼此錯(cuò)開120度。

③ 活塞環(huán)表面不允許有嚴(yán)重縱向溝槽,其圓周與缸壁接觸良好,用0.05mm塞尺不允許塞入。

④ 汽、液缸活塞環(huán)安裝間隙要符合技術(shù)要求。

(7)活塞桿:

① 活塞桿最大磨損量和圓度公差值應(yīng)符合技術(shù)要求。

② 活塞桿表面不允許嚴(yán)重縱向溝槽,直線度值要符合技術(shù)要求。

③ 活塞與活塞桿裝配后,活塞端面與活塞桿垂直度公差值應(yīng)符合技術(shù)要求。

④ 活塞桿與填料壓蓋直徑間隙應(yīng)符合技術(shù)要求。

(8)閥:

① 進(jìn)、出口閥蓋與閥座之間接觸面應(yīng)光滑嚴(yán)密。用涂色法檢查接觸面應(yīng)皇環(huán)狀接觸不允許有間斷。

② 當(dāng)閥蓋質(zhì)量與原質(zhì)量之差超過規(guī)定值時(shí),應(yīng)進(jìn)行更換。

③ 閥蓋與閥座不得有腐蝕、坑痕、損壞、嚴(yán)重徑向溝槽等。

④ 彈簧圈數(shù)、高度和彈力均符合技術(shù)要求。

⑤ 閥蓋起落高度應(yīng)相等,其偏差不大于5%。

⑥ 閥桿與閥座孔同心,閥桿與閥蓋孔配合為H9/c9或H9/d9。

⑦ 閥座裝在泵體上必須牢固、緊密。

蒸汽往復(fù)泵組裝調(diào)整

(1) 組合件的組裝先把兩個(gè)或幾個(gè)零件組裝在一起,如活塞與活塞桿、進(jìn)出口閥等。每安裝一個(gè)零件時(shí)都應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行,以確保裝配質(zhì)量。

(2) 部件的組裝把零件或組合件裝成設(shè)備的一部分。在部件組裝時(shí),要檢查零件和組合件的質(zhì)量,對(duì)零件和組合件之間的相對(duì)位置和相互關(guān)系進(jìn)行仔細(xì)地調(diào)整,使其達(dá)到規(guī)范要求。一般情況下先組裝配汽部分和泵閥部分,后裝活塞。

(3) 總組裝把零件、組合件或部件組裝成整臺(tái)往復(fù)泵。總裝后往復(fù)泵必須符合圖紙和有關(guān)技術(shù)要求的規(guī)定。在裝配時(shí)應(yīng)注意,活塞環(huán)開口應(yīng)錯(cuò)開汽道和閥孔,活塞環(huán)若難人缸套時(shí),應(yīng)用螺絲刀在周圍把活塞環(huán)撬緊或用麻繩、鐵絲等將它捆緊,也可用專用工具使它能順利進(jìn)人,千萬不能亂敲亂打。各部件組裝完畢,最后還要進(jìn)行“三點(diǎn)定中”調(diào)整。即先測(cè)量配汽板與汽道長(zhǎng)度確定配汽板在汽道中心尺寸,測(cè)量汽缸活塞與汽缸長(zhǎng)度確定汽缸活塞在汽缸中心尺寸,測(cè)量液缸活塞與液缸長(zhǎng)度確定液缸活塞在液缸中心尺寸,然后把轉(zhuǎn)動(dòng)搖臂調(diào)整處于垂直向下位置,最后根據(jù)中心尺寸逐一通過對(duì)配汽拉桿調(diào)節(jié)螺帽的調(diào)節(jié)把配汽板調(diào)到汽道中心,通過調(diào)整汽缸活塞桿的長(zhǎng)度把汽缸活塞調(diào)到汽缸中心,通過調(diào)整液缸活塞桿的長(zhǎng)度把液缸活塞調(diào)到液缸中心。

(4) 蒸汽往復(fù)泵的調(diào)整蒸汽往復(fù)泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果行程不均勻,需要進(jìn)行調(diào)整,可以通過調(diào)整配汽機(jī)構(gòu),控制蒸汽進(jìn)人汽缸的快慢和多少來調(diào)整活塞行程。單缸往復(fù)泵中,行程調(diào)節(jié)螺母與小搖臂的距離越大,活塞的行程就越大。若活塞以中間位置為基點(diǎn)比較,如果活塞向左的行程長(zhǎng),向右的行程短,就應(yīng)使進(jìn)人汽缸的右邊的蒸汽閥門快些關(guān)閉,左邊的蒸汽閥門快些打開。

雙缸往復(fù)泵的調(diào)整道理和單缸的相同,行程大小的調(diào)節(jié)靠方塊螺母與閥板凸出的間隙大小而定。活塞行程的大小與中間位置比較偏左或偏右的,靠小拉桿的調(diào)長(zhǎng)或調(diào)短來校正。

3、蒸汽往復(fù)泵的試運(yùn)轉(zhuǎn)

試運(yùn)轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備工作

(1)檢查安裝或檢修記錄,確認(rèn)數(shù)據(jù)正確,準(zhǔn)備好試運(yùn)用的各種記錄表格;

(2) 向注油器內(nèi)加人汽缸油,油位在1/2-2/3油標(biāo)處,并要向各油管充滿油,轉(zhuǎn)動(dòng)注油器手柄約幾圈向注油點(diǎn)加油。

(3)啟動(dòng)前至少要盤動(dòng)活塞行走一個(gè)往復(fù),使運(yùn)動(dòng)自由無阻。

(4)仔細(xì)檢查各管道及填料的密封情況是否良好。

(5)打開吸人管上的閥門。

(6)打開排出管上的閥門。

(7)打開汽缸的放水閥門,直到排盡冷凝水為止。

試運(yùn)轉(zhuǎn)

(1)啟動(dòng):

① 確定活塞運(yùn)動(dòng)無阻,各管線上的閥門都已打開時(shí),先引蒸汽人汽缸,進(jìn)行吸缸。

② 暖缸時(shí),全開乏汽閥,打開排凝閥。

③ 汽缸睦缸正常后,關(guān)閉排凝閥。

④ 緩慢打開主汽閥至泵運(yùn)轉(zhuǎn),注意出口壓力;關(guān)閉汽缸排凝閥;逐漸調(diào)節(jié)主汽閥,使泵出口流體達(dá)到工藝要求和指標(biāo)。

⑤ 全面檢查往復(fù)泵有無異常現(xiàn)象。

(2)停車:

① 逐漸關(guān)主汽閥,直至關(guān)閉,再關(guān)乏汽閥。

② 打開排凝閥放盡存水及殘汽。

③ 汽缸內(nèi)的水用排凝閥放盡。

④ 逐漸停止冷卻水

⑤ 關(guān)閉泵的出人口閥門(先人口,后出口)。如果長(zhǎng)時(shí)間停止工作,應(yīng)將油缸液體放出并清洗。


五、泵的主要性能檢驗(yàn)


1、材料檢驗(yàn)

賣方應(yīng)向買方提供必要的材料證明書,如工廠試驗(yàn)報(bào)告,以及材料清單上各項(xiàng)采購(gòu)技術(shù)要求.買方應(yīng)當(dāng)規(guī)定檢驗(yàn)方式,如超聲波檢驗(yàn)、磁粉探傷檢驗(yàn)、液體著色檢驗(yàn)、超聲波檢驗(yàn),以及所應(yīng)符合的規(guī)范.

2、液壓試驗(yàn)

(1) 承壓零件(包括附件)應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn),最小試驗(yàn)壓力為允許工作壓力的l.5倍,但不低于0.14MPa,水泵缸頭和汽缸頭應(yīng)分成適當(dāng)?shù)膲毫^(qū)域進(jìn)行分段試驗(yàn)。

(2) 如果操作溫度下材料強(qiáng)度低于室溫下的材料強(qiáng)度,試驗(yàn)壓力應(yīng)乘以材料在室溫和超作溫度下容許強(qiáng)度比值的系數(shù),在數(shù)據(jù)表中應(yīng)列出實(shí)際的試驗(yàn)壓力。

(3) 水壓試驗(yàn)的保證時(shí)間為30min,無泄漏現(xiàn)象即認(rèn)為合格,大型、重型鑄件或鍛件經(jīng)買賣雙方同意可以加長(zhǎng)試壓時(shí)間。

(4) 冷卻通道、軸承箱、密封箱、支座的夾套、油冷卻器和過濾器應(yīng)以0.8MPa(表)的壓力進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

(5) 管道、壓力容器、過濾器、冷卻器、加熱夾套及類似設(shè)備應(yīng)以1.5倍的最大允許工作壓力或按照現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行水壓試壓性能試驗(yàn).

3、蒸汽泵的性能試驗(yàn)

(1) 泵應(yīng)在制造廠的車間內(nèi)進(jìn)行足夠時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn),以取得完整的試驗(yàn)數(shù)據(jù),包括速度、排出壓力、吸人壓力、吸汽壓力、排汽壓力、流量和功.這些試驗(yàn)僅僅是對(duì)泵而言,但記錄數(shù)據(jù)和最終報(bào)告可以涉及包括原動(dòng)機(jī)和輔助設(shè)備在內(nèi)的完整機(jī)組的數(shù)據(jù)。

(2) 泵應(yīng)在額定速度的25%、50%、75%、100%、125%各點(diǎn)不超過5%的速度范圍內(nèi)進(jìn)行速度試驗(yàn)。

(3) 在額定速度下,泵的效率應(yīng)等于或超過詢價(jià)時(shí)的效率。

(4) 在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),泵的性能數(shù)據(jù)應(yīng)在下列偏差范圍內(nèi):

額定流量:0%~+3%

在額定壓力和流量條件下的額定功率:+4%

4、汽蝕余量試驗(yàn)

當(dāng)買方規(guī)定應(yīng)進(jìn)行NPSH試驗(yàn)時(shí),應(yīng)在額定速度進(jìn)行檢驗(yàn),泵的流量偏差應(yīng)是在不發(fā)生汽蝕流量時(shí)的±3%范圍內(nèi)。

電動(dòng)泵和蒸汽泵在試驗(yàn)臺(tái)上運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí),在額定流量下泵的NPSH,偏差范圍均為+0%

5、計(jì)量泵的主要檢驗(yàn)和試驗(yàn)

(1)材料檢驗(yàn)

泵所用材料的技術(shù)條件應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定.泵的曲軸、連桿十字頭銷應(yīng)作磁粉探傷、超聲波探傷檢查

(2)液壓試驗(yàn)

受壓部件應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力為最高排出壓力的l.5倍.對(duì)于隔膜泵,試驗(yàn)壓力應(yīng)為安全閥全開壓力的l.5倍,持續(xù)3min內(nèi)壓力不下降,無冒汗、泄漏現(xiàn)象,合格后再進(jìn)行組裝。

泵閥座孔與閥球或閥盤配合面的密封性能應(yīng)作煤油滲透試驗(yàn),3min內(nèi)不應(yīng)有泄漏。

所有存油零件在未涂漆前,應(yīng)進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn),5min內(nèi)不應(yīng)有滲漏。
分享到: