给排水工程仪表与控制报告_工学_高等教育_教育专区 7页

给排水工程仪表与控制报告往复泵及其调节刖吕往复泵是依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵。往复泵按往复元件不同分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵3种类型。在石油矿场中广泛应用于石油钻井.酸化压裂、注水等生产中。随着石油工业对往复泵的要求越来越高，往复泵向着输出压力高、流量大、制造和维修方便、流量压力脉动小、体积和重量小等方向发展。发展背景往复泵的结构随着世界科技的进步而不断改进，它的动力端由蒸汽机发展到电动机、液压系统等，传动端也有曲柄连杆、凸轮等多种\n形式。发展历史较久技术较为成熟应用广泛的往复泵有蒸汽直接作用泵、旋转电机驱动的三缸单作用等。传统的往复泵在技术日益成熟的同时也存在很多的问题，如三缸单作用往复泵存在流量压力波动大、易损件寿命低、质量大等缺点。随着科学技术的发展，研究人员利用新技术、新工艺，以提高往复泵性能、可靠性、效率为目的研究出了几种新型的往复泵。摘要本文主要介绍往复泵的结构、工作原理、基本特性，工艺计算以及其他的一些新型往复泵。\n■•往复泵的结构和工作原理往复泵是依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵。ts2.58往蔓泵食m莺te1—»2——话缰古为亠话3£卄・4—•人S猜也・往复泵的结构如上图所示，主要部件包括：泵缸、活塞，活塞杆及吸入阀、排出阀。其中吸入阀与排出阀均为单向阀。往复泵的工作原理：活塞由电动的曲柄连杆机构带动，把曲柄的旋转运动变为活塞的往复运动;或直接由蒸汽机驱动，使活塞做往复运动。当活塞从左向右运动时，泵缸内形成低压，排出阀受排出管内液体的压力而关闭；吸出阀由于受池内液压的作用而打开，池内液体被吸入缸内。当活塞从右往左运动时，由于缸内液体压力增加,吸入阀关闭，\n排出阀打开向外排液。说明：往复泵是依据活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量；单动泵，活塞往复运动一次，吸、排液交替进行各一次，输送液体不连续；双动泵，活塞两侧都装有阀室，活塞的每一次行程都在吸液和向管路排液，因而供液连续；为了耐高压，活塞与连杆往往用柱塞代替。…往复泵的基本特性往复泵的应用特点：①效率高而且高效区宽。②能达到很高压力，压力变化几乎不影响流量，因而能提供恒定的流量。③具有自吸能力,可输送液、气混合物，特殊设计的还能输送泥浆、混凝土等。④流量和压力有较大的脉动，特别是单作用泵，由于活塞运动的加速度和液体排出的间断性，脉动更大。通常需要在排出管路上（有时还在吸入管路上）设置空气室使流量比较均匀。采用双作用泵和多缸泵还可显著地改善流量的不均匀性。⑤速度低，尺寸大，结构较离心泵复杂,需要有专门的泵阀，制造成本和安装费用都较高。活塞泵主要用于给水，手动活塞泵是一种应用较广的家庭生活水泵。柱塞泵用于提供高压液源，如水压机的高压水供给，它和活塞泵都可作为石油矿场的钻井泥浆泵、抽油泵。隔膜泵特别适合于输送有剧毒、放射性、腐蚀性的液体、贵重液体和含有磨砾性固体的液体。隔膜泵和柱塞泵还可当作计量泵使用。往复泵的基本特性：1・自吸能力强；\n2.理论流量与工作压力无关，只取决于转速、泵缸尺寸及作用数;3•额定排出压力与泵的尺寸和转速无关；4•流量不均匀;5•转速不宜太快；6.对液体污染度不很敏感；7•结构较复杂，易损件较多。三•往复泵的工艺计算1、往复泵流量计算1.1理论平均流量在曲柄连杆机构的往复泵中，当曲柄以不变的角速度旋转时，活塞是作变速运动，所以往复泵的流量也是随时间而变化。但是，对于使用者来说，往往要知道在一定时间内往复泵所输送液体的体积。因此,就需要研究往复泵的理论平均流量。活塞在一个往复行程中所排出液体的体积在理论上应该等于活塞在一个行程中所扫过的体积。因此，理论平均流量Q为：QT=A*s*n/60式中，A一活塞截面积（rr?）；S——活塞冲程（m）；\n1.2实际平均流量实际平均流量Q为：Q=Hv*Qt式中，nV容积效率，主要是由于阀门开.闭滞后，阀门、活塞填料函泄露产生的影响;2、往复泵压头计算因为是靠挤压作用压出液体，往复泵的压头理论上可以任意高。但实际由于构造材料的强度有限，泵内的部件有泄漏，故往复泵的压头仍有一限度。而且压头过大，也会使电机或传动机构负载过大而损坏。往复泵理论流量是由单位时间内活塞扫过的体积决定,而与管路的特性无关。而往复泵提供的压头则只是与管路的情况有关，与泵的情况无关，管路的阻力大，则排出阀在较高的压力下才能开启，供液压力必然增大；反之，压头减小。这种压头与泵无关，只取决于管路情况的特性称为称为正位移特性。3、往复泵的操作要点往复泵的效率一般都在70%以上，它适用于所需压头较高的液体输送。往复泵可以输送黏度很大的液体,但不宜直接用来输送腐蚀性的液体和有固体颗粒的悬浮液，因泵内阀门，活塞受腐蚀或被颗粒磨损、卡住，都会导致严重的泄露。1）由于往复泵是靠贮池液面上的大气压来吸入液体，因而安装高度有一定限制\n2）往复泵有自吸作用，启动前无需灌泵。3）一般出口不设阀，即使有出口阀，也不能在其关闭时启动。四.其他新型往复泵1•计量泵计量泵，也称定量泵或比例泵，是一种可以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在0-100%范围内无级调节，用来输送液体（特别是腐蚀性液体）一种特殊容积泵。计量泵是流体输送机械的一种，其突出特点是可以保持与排出压力无关的恒定流量。使用计量泵可以同时完成输送、计量和调节的功能，从而简化生产工艺流程。使用多台计量泵，可以将几种介质按准确比例输入工艺流程中进行混合。2•隔膜泵隔膜泵又称控制泵，是执行器的主要类型，通过接受调制单元输出的控制信号。隔膜泵借助动力操作去改变流体流量。隔膜泵根据不同液体介质分别采用丁睛橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚偏氟乙烯、聚四六乙烯。以满足需要。安置在各种特殊场合，用来抽送各种常规泵不能抽吸的介质。参考文献：[1]崔福义.《给排水工程仪表与控制》（第二版）中国建筑工业出版社