杭氧资料__低温泵

1、2022-4-261低温泵-杭州杭氧工装泵阀有限公司2022-4-262 n一、低温液体泵的概述n1.低温液体泵在空分流程中的作用n-用于液体循环；n-贮槽与槽车灌送；n-从贮槽抽取液体压入汽化器供充瓶；n-用于管网运输（包括后备系统输送泵和产品液体直接输送进管网）。2022-4-2632.低温液体泵的分类 按不同工作方式为基础的各种泵的结构型式，根据其不同特点主要可分为往复式低温液体泵和离心式低温液体泵。2022-4-264 往复式低温泵 n一.概述n1.1往复式低温泵的分类n（1）按与输送介质接触的工作构件可分为：活塞泵和柱塞泵；n（2）按泵的工作原理或流量的脉动特性可分为：单作用泵、双作

2、用泵、单缸泵、双缸泵、多缸泵等；n（3）按活塞（柱塞）中心线所处的位置可分为：卧式泵、立式泵、角度泵等；n（4）按泵排出压力高低分为：低压泵（Pd10.0MPa）；往复式低温液体泵n流量：602000l/hn出口压力：3.0MPa16.5MPa、n2022-4-2661.2 往复式低温液体泵的工作原理n图1单作用低温泵工作原理示意图n 1-吸入阀2-排出阀3-泵缸4-活塞（或柱塞）n5-十字头6-连杆7-曲柄n2022-4-2671.3 往复式低温液体泵的工作特点 n（1）瞬时流量是脉动的 n（2）平均流量（即泵的流量）是恒定的n（3）泵的压力取决于管路特性 2022-4-2682.主要性能参

3、数n2.1泵的流量 Q n2.2 排出压力 Pd n （泵的排出压力Pd不是泵固有的特性，它取决于管路特性。） 2.3吸入压力Ps 2.4 泵的功率N和效率 一般活塞泵=0.60.9;柱塞泵仅为 =0.20.5 2022-4-2693.低温往复泵的结构形式n3.1泵型与总体结构形式n往复式低温泵就其液力端往复运动副来分，可分为活塞泵和柱塞泵。其中运动件上有密封元件的叫活塞泵，无密封元件的叫柱塞泵。2022-4-2610n3.1泵型与总体结构形式 柱塞式低温泵1-出口阀2-前柱塞3-泵体4-缸套5-推杆6-密封器7-十字头8-凸轮2022-4-2611n低温活塞泵液力端n1泵头支承2密封器3活塞

4、4缸套5泵体n6排出阀7吸入阀8真空夹套9活塞环10导向环2022-4-26123.2泵阀的结构 n泵阀是往复泵工作过程的直接组成件，也是往复泵中最重要的易损件之一。其基本要求有：n1）阀应能及时启、闭，关闭速度和关闭滞后角不应大于允许值，以减少关闭冲击和回流损失；n2）密封可靠，减少或避免关闭后的漏损；n3）尽可能减小水力阻力损失；n4）根据不同的输送介质、技术参数，选择相应的材料、阀瓣和阀座材料,并保证足够的强度和刚度；n5）结构简单、拆装方便，尽可能有良好的互换性；n6）工作平稳、噪音小，寿命长。2022-4-26133.3传动端结构型式n往复泵传动端主要由机体、曲轴（凸轮）、连杆、十字

5、头等主要零部件组成。对于泵内减速的，传动端内还有减速机构，常用齿轮传动、皮带轮传动、蜗杆传动等。2022-4-26143.4 空气室结构n 往复式低温泵的流量输出是脉冲式的，必然会对吸入管道和排出管道产生脉动，引起振动，导致原动机的负载不均匀，对管道及泵的正常工作也有影响。空气室是清除管路内流量脉动的一个很有效的装置。它利用空气室内气体的压缩和膨胀来贮存或放出比平均流量多或少的那部分液体，从而达到减少管路中流量脉动的目的，也即我们常用的液体阻尼器来稳压。 2022-4-2615n作用原理如图所示 液体阻尼器进液进液液面液面1210AAaBbC2DD2qhi图7 液体阻尼器作用原理示意图2022

6、-4-26164.使用知识4.1安装注意事项 n（1）液力端（泵头）部分n1）液力端处在低温环境中，所采用的材料是铜材和不锈钢或固体润滑材料，表面粗糙度细，注意不要碰伤。n2）供装配用的零、部件，必须严格去油脂和水分，防止尘土进入泵内部。n3）对于低温部分，必须做好绝热保冷工作，应尽量避免外界热量侵入。真空夹套不得损坏。n4）排气管道要畅通、口径要足够大，使得已汽化的气体及时排出，避免气体进入泵缸。2022-4-2617n5）进、排液阀的密封面应仔细均匀的密合，要经过气密性试验无严重泄漏。也可用简单的煤油检验，以不漏为好。试后去除油脂。n6）安装活塞、导向环和活塞杆时，不要损伤密封面，注意缸套

7、镜面清净、光洁。n7）注意密封器的密封面，做到运动要灵活且没有泄漏，运转时以不结冰和霜为佳。2022-4-2618n8）所有密封垫均应退火处理，在重复使用三次后、必须退火后再使用。在安装和保存密封垫和密封面过程中，避免碰伤密封面。紧固螺钉在拧紧时，受力要均匀，要对称地拧紧而不要单边受力，使各螺钉均匀的压紧密封面。n9）在安装补偿元件时，不应使波纹管承受不必要的安装力和力矩。n10）在低温操作条件下，应严格禁止重新拧紧紧固件。n11）按图样规定控制死隙尺寸。2022-4-2619n（2）机身（箱体）n1）一定要按有关技术条件安装无级变速器、电磁调速控制器、传动机构等，并要保证运动部件的精度。n2

8、）注意保证润滑条件和润滑油的油面。n3）用正确方法安装滚珠轴承。将轴承加热后，自然的滑套在轴上，不要采用敲打的方法。n4）安装时注意活塞杆的绕度，也要注意同轴度，要确保在作往复运动中，使活塞杆和密封摩擦面有良好的工作状态。n5）安装时应避免传动端的油脂进入液力端（泵头）。 2022-4-26204.2操作 n往复式低温泵安装就绪后，应慢慢打开进液管上阀门，低温液体缓慢进入泵内，打开排气管上阀门放气，在冷却过程中要盘车，不得卡住，对密封器视情况再次压紧。经过1015min后，打开泵上的放气阀，如看见有低温液体流出，初步可认为冷却工作基本结束，关放气阀。盘车无异常，即可点车验证电动机旋转方向是否正

9、确。如与图样或机器上旋转箭头指示方向不符，可对调电机接线柱上任意两根电源线，即可转换旋转方向。 2022-4-2621n开动泵后，发现排出管道外部有霜，说明已有低温液体排出。调节排出管道上的排出阀（注意不可关死），使排出压力上升到所需的排出压力。如果仅用于充瓶，只要将排出阀开大，让泵的压力随气瓶（或系统）的压力升高而升高。观察密封面工作情况，并正确调节。 2022-4-2622n一般情况下，往复式低温泵进入运转后，应能稳定地工作。若发生故障，先分析原因。当不能排除时先关电动机，关闭进液管上阀门，从泵上放液管放掉低温液体。待泵恢复到常温后，才可拆除泵，也可用加热空气加热以缩短时间。重新安装时，泵

10、内部应进行干燥，及去油脱脂处理。 2022-4-26234.3故障及其处理n1）排液不畅或完全不排液n1）吸入管道中提供的吸入压力不足。可以用增加吸入压力，增高液面，必要时增大吸入管路的内径，缩短吸入管路的长度。n2）绝热保冷不良，热量大量侵入，液体温度升高而汽化。一般以绝热层外无水凝结为好。n3）有气堵现象。检查进液管道及增设排气管道，要使排气通畅。 2022-4-2624n4）气液分离器安装不适宜或有故障。应拆除检修或改装排气管道。n5）听不到进液阀工作轻微的撞击声，电动机负荷明显降低，泵不能正常进液，缸套中有气。应采取排气措施，也可能未充分冷却，再次进行冷却。n6）进、排液阀密封面受损、

11、弹簧断裂，有异物附在密封面上。拆除检修损坏零件，对密封面进行修正。n7）活塞环磨损。这是一个渐变过程，不会突然发生。更换活塞环。2022-4-2625n（2）排压不稳或受压n1）液体阻尼器容量不够或气相体积不足。选择合适的液体阻尼器。阻尼器上部不应有绝热材料，上部应是气相空间。n2）泵头部分存在气体。采取排气措施，检查压力表；检查真空夹套是否失去真空度。n3）密封器泄漏。密封器有严重冰霜，妨碍泵正常工作。应再次调节密封比压；有否异物、冰进入密封部分；密封件是否磨损。针对故障原因，更换零件、干燥去湿。2022-4-2626低温试验试验短片2022-4-2627离心式低温液体泵杭氧工装泵阀有限公司

12、2022-4-26281.离心式低温泵的工作原理 n 离心式低温泵是利用叶轮旋转产离心式低温泵是利用叶轮旋转产生的离心力使液体的压力升高而达到生的离心力使液体的压力升高而达到输送目的。其工作介质虽然是一种沸输送目的。其工作介质虽然是一种沸点很低，极易挥发的液体，但在良好点很低，极易挥发的液体，但在良好的保冷条件下，空分上的液化气是一的保冷条件下，空分上的液化气是一种流动性好，并且十分清洁的流动介种流动性好，并且十分清洁的流动介质，它的运动规律和一般流体相符。质，它的运动规律和一般流体相符。2022-4-2629n 泵工作时，液体一方面随着叶轮一起旋转，泵工作时，液体一方面随着叶轮一起旋转，同时

13、又从转动着的叶轮里向外流。液体随着叶轮同时又从转动着的叶轮里向外流。液体随着叶轮的旋转运动称为圆周运动，其速度称为圆周速度，的旋转运动称为圆周运动，其速度称为圆周速度，用用u u表示，方向与叶轮圆周切线方向一致。液体从表示，方向与叶轮圆周切线方向一致。液体从旋转着的叶轮里向外的流动称为相对运动，其速旋转着的叶轮里向外的流动称为相对运动，其速度称为相对速度，用度称为相对速度，用w w表示，方向与叶片相切。液表示，方向与叶片相切。液体相对于泵体的运动称为绝对运动，其速度称为体相对于泵体的运动称为绝对运动，其速度称为绝对速度，用绝对速度，用v v表示，绝对速度等于圆周速度和相表示，绝对速度等于圆周速

14、度和相对速度的向量和。离心泵基本方程式将液体在叶对速度的向量和。离心泵基本方程式将液体在叶轮内的流动状态与叶轮所作的功联系起来，叶轮轮内的流动状态与叶轮所作的功联系起来，叶轮叶片传递给液体的能量仅与液体在叶片入口和出叶片传递给液体的能量仅与液体在叶片入口和出口速度的大小和方向有关。用液柱高度表示的扬口速度的大小和方向有关。用液柱高度表示的扬程仅与液体的运动状态有关，与液体种类无关。程仅与液体的运动状态有关，与液体种类无关。2022-4-2630 n2.2.离心式低温泵的分类离心式低温泵的分类n 按轴的位置分为：立式和卧式按轴的位置分为：立式和卧式n 按密封形式分为：机械密封和充按密封形式分为：

15、机械密封和充 气迷宫密封气迷宫密封n 按叶轮级数分为：单级和多级按叶轮级数分为：单级和多级n 按工作介质分为：液氧泵，液氩按工作介质分为：液氧泵，液氩泵和液氮泵等泵和液氮泵等2022-4-26313.离心泵工作特点n 叶轮叶片传递给液体的能量仅与叶轮叶片传递给液体的能量仅与液体在叶片入口和出口速度的大小和液体在叶片入口和出口速度的大小和方向有关。用液柱高度表示的扬程仅方向有关。用液柱高度表示的扬程仅与液体的运动状态有关，与液体种类与液体的运动状态有关，与液体种类无关。无关。2022-4-26324.离心式低温泵的主要性能参数 n（1 1）流量：泵在单位时间内排出液体的数量，有）流量：泵在单位时

16、间内排出液体的数量，有体积流量体积流量Q Q和重量流量和重量流量G G两种表示方法。两种表示方法。 n（2 2）扬程）扬程 ：单位重量液体通过泵后所获得的能量。单位重量液体通过泵后所获得的能量。用用H H表示，单位用表示，单位用m m液柱表示，但习惯上简略为液柱表示，但习惯上简略为m m。 n（3 3）转速）转速 ：泵轴每分钟的转数，用泵轴每分钟的转数，用n n表示，单位为表示，单位为r/minr/min n（4 4）效率）效率 ：包括容积效率，水力效率，机械效率：包括容积效率，水力效率，机械效率和总效率。和总效率。 n（5 5）功率：用）功率：用N N表示，单位用表示，单位用KWKW表示。表

17、示。2022-4-26335.离心泵的性能曲线 n 通常通常, ,把表示主要性能参数之间内部规把表示主要性能参数之间内部规律的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线律的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线, ,实质上实质上, ,离心泵性能曲线是液体在泵内运动离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式。通常是以下三种曲线规律的外部表现形式。通常是以下三种曲线来表示。来表示。n （1 1）流量）流量- -扬程曲线（扬程曲线（Q-HQ-H）n （2 2）流量）流量- -功率曲线（功率曲线（Q-NQ-N）n （3 3）流量）流量- -效率曲线（效率曲线（Q-Q-）2022-4-2634离心泵的性能曲线

18、 2022-4-26356.离心泵装置性能和工作点 n 当泵装置系统稳定工作时，输送系统所需当泵装置系统稳定工作时，输送系统所需要的能量要的能量H H系统系统就是泵提供的扬程就是泵提供的扬程H H，输送系统，输送系统流量流量Q Q也就是流经泵的流量。这样，也就是流经泵的流量。这样， 输送系输送系统和泵两者就共同构成了整个泵装置的性能。统和泵两者就共同构成了整个泵装置的性能。如果把泵的性能曲线如果把泵的性能曲线H-QH-Q和输送系统性能和输送系统性能H H系统系统-Q-Q用同一比例画在一起，则两条曲线的交点用同一比例画在一起，则两条曲线的交点A A既符合泵的性能，又符合输送系统的性能，既符合泵的

19、性能，又符合输送系统的性能，这就是泵运行的这就是泵运行的“工况点工况点”，并有一组扬程，并有一组扬程，流量，功率，效率等装置性能指标。流量，功率，效率等装置性能指标。 2022-4-2636 n从装置性能的分析，我们可以归纳为以下从装置性能的分析，我们可以归纳为以下几点：几点：n（1 1） 离心泵装置的性能，如流量、扬程离心泵装置的性能，如流量、扬程等等, ,决定于泵和管路装置条件两方面的性能，决定于泵和管路装置条件两方面的性能，不能忽视任何一方的影响因素。不能忽视任何一方的影响因素。n（2 2） 工作点工作点A A应落在泵的高效区，且在应落在泵的高效区，且在汽蚀点汽蚀点C C的左边才能保证本

20、泵装置性能良好、的左边才能保证本泵装置性能良好、工作可靠。同时在泵装置发生性能故障时，工作可靠。同时在泵装置发生性能故障时，也可以进行分析、校核，找寻造成性能故也可以进行分析、校核，找寻造成性能故障的原因所在。障的原因所在。2022-4-2637n（3 3） 若要改变泵装置的性能，即移若要改变泵装置的性能，即移动工作点，可以通过改变管路系统的性动工作点，可以通过改变管路系统的性能和泵的性能两方面的任一方面来实现。能和泵的性能两方面的任一方面来实现。n（4 4） 从使用部门来讲，为防止汽蚀从使用部门来讲，为防止汽蚀的发生（或提高吸入高度），应尽可能的发生（或提高吸入高度），应尽可能地采用最短的吸

21、入管路，减少可有可无地采用最短的吸入管路，减少可有可无的管件，放慢管内流速等方法，以减少的管件，放慢管内流速等方法，以减少hh1 1，提高，提高hha a。并绝对禁止用吸入侧。并绝对禁止用吸入侧阀门来调节流量。（见图阀门来调节流量。（见图5 5）2022-4-2638装置性能分析图2022-4-26397.离心泵的汽蚀 n 泵汽蚀的原因：泵通过旋转的叶轮对泵汽蚀的原因：泵通过旋转的叶轮对液体作功，使液体能量增加，在相互作用液体作功，使液体能量增加，在相互作用过程中，液体的速度和压力是变化的。通过程中，液体的速度和压力是变化的。通常，离心泵叶轮入口处是压力最低的地方。常，离心泵叶轮入口处是压力最

22、低的地方。如果这个地方的压力等于或低于在该温度如果这个地方的压力等于或低于在该温度下液体的汽化压力下液体的汽化压力P PV V，就会有蒸汽及溶解，就会有蒸汽及溶解在液体中的气体从液体中大量逸出，形成在液体中的气体从液体中大量逸出，形成许多蒸汽与气体混合的小气泡。这些小气许多蒸汽与气体混合的小气泡。这些小气泡随液体流到高压区时，由于气泡内是汽泡随液体流到高压区时，由于气泡内是汽化压力，而气泡周围大于汽化压力，产生化压力，而气泡周围大于汽化压力，产生压差，在这个压差作用下，气泡受压破裂压差，在这个压差作用下，气泡受压破裂而重新凝结。而重新凝结。2022-4-2640n在凝结过程中，液体质点从四周向

23、气泡中心在凝结过程中，液体质点从四周向气泡中心加速运动，在凝结的一瞬间，质点互相撞击，加速运动，在凝结的一瞬间，质点互相撞击，产生很高的局部压力。这些气泡如果在金属产生很高的局部压力。这些气泡如果在金属表面附近破裂而凝结，则液体质点就象无数表面附近破裂而凝结，则液体质点就象无数小弹头一样，连续打击在金属表面上。在压小弹头一样，连续打击在金属表面上。在压力很大，频率很高的连续打击下，金属表面力很大，频率很高的连续打击下，金属表面逐渐因疲劳而破坏，通常把这种破坏称为剥逐渐因疲劳而破坏，通常把这种破坏称为剥蚀。在所产生的气泡中还杂有一些活泼气体蚀。在所产生的气泡中还杂有一些活泼气体（如氧等），借助气

24、泡凝结时所放出的热量，（如氧等），借助气泡凝结时所放出的热量，对金属起化学腐蚀作用。化学腐蚀与机械剥对金属起化学腐蚀作用。化学腐蚀与机械剥蚀的共同作用，就更加快了金属损坏速度，蚀的共同作用，就更加快了金属损坏速度，这种现象就是汽蚀破坏现象。这种现象就是汽蚀破坏现象。2022-4-2641如何避免汽蚀现象n 为了尽可能避免汽蚀现象，在流为了尽可能避免汽蚀现象，在流程设计时，应该使液体在进泵之前有程设计时，应该使液体在进泵之前有一定的过冷度，同时泵体要安装在较一定的过冷度，同时泵体要安装在较低的位置，使液体进口处有一定的静低的位置，使液体进口处有一定的静压头。此外要注意保冷，尽量减少冷压头。此外要

25、注意保冷，尽量减少冷损失。损失。2022-4-26428.泵型及总体结构型式 n泵头的基本结构有吸入室，叶轮和压出室，泵头的基本结构有吸入室，叶轮和压出室，这三部分组合在一起，形成泵的流通部分。这三部分组合在一起，形成泵的流通部分。n 11吸入室吸入室 22叶轮叶轮 33扩散管扩散管 44蜗壳蜗壳2022-4-2643泵的轴封 n旋转的泵轴和固定的泵体间的密封旋转的泵轴和固定的泵体间的密封简称轴封。轴封是泵的一个重要问简称轴封。轴封是泵的一个重要问题，密封的好坏直接影响泵工作的题，密封的好坏直接影响泵工作的安全可靠性。目前常用的密封有机安全可靠性。目前常用的密封有机械密封和充气迷宫密封。械密封

26、和充气迷宫密封。2022-4-2644机械密封 n 机械密封是用固定在转轴上的动环和机械密封是用固定在转轴上的动环和固定在静止机壳上的静环，依靠弹性元件固定在静止机壳上的静环，依靠弹性元件来使其紧密配合，使转轴缝隙和液体通路来使其紧密配合，使转轴缝隙和液体通路隔断，而达到阻止液体泄漏的作用。机械隔断，而达到阻止液体泄漏的作用。机械密封在密封性能较好的前提下开车方便，密封在密封性能较好的前提下开车方便，消耗功率少，但是制造复杂，价格昂贵，消耗功率少，但是制造复杂，价格昂贵，损坏件不易更换。另外，在材料上不好选损坏件不易更换。另外，在材料上不好选择择. .尤其低温场合的密封。尤其低温场合的密封。

27、2022-4-2645机械密封封实物图2022-4-2646槽车泵实物图2022-4-2647充气迷宫密封 n按迷宫结构型式，充气迷宫密封可分为单齿按迷宫结构型式，充气迷宫密封可分为单齿充气迷宫密封和双齿充气迷宫密封。单齿充充气迷宫密封和双齿充气迷宫密封。单齿充气迷宫密封的密封间隙难以控制，迷宫密封气迷宫密封的密封间隙难以控制，迷宫密封长度也比较短，密封效果不是很好。双齿充长度也比较短，密封效果不是很好。双齿充气迷宫密封在转动的内迷宫套和静止的外迷气迷宫密封在转动的内迷宫套和静止的外迷宫套上均有密封齿，二者相互啮合，这种迷宫套上均有密封齿，二者相互啮合，这种迷宫密封长度长，间隙小，密封效果好。

28、密封宫密封长度长，间隙小，密封效果好。密封气为常温产品气体或干燥空气，压力要高出气为常温产品气体或干燥空气，压力要高出液体泵的叶轮背压液体泵的叶轮背压0.01MPa0.01MPa。并且密封气控。并且密封气控制系统要带有压力表。充气密封不存在材料制系统要带有压力表。充气密封不存在材料的磨损问题，适于长期运转，但需有密封气的磨损问题，适于长期运转，但需有密封气源。源。2022-4-2648充气迷宫密封现场实物图2022-4-2649充气迷宫密封流程示意2022-4-26509.泵的维护及操作 n 一般在泵运行过程当中进行的日常维护，应注意机组的响声和振动情况是否正常。观察各类仪表反映出来的关于泵等

29、设备的各项工作性能数据。当离心泵装置在停车后，要注意保持清洁工作，当停车时要立即放去泵内的液体，以防止泵内液体汽化后造成泵内压力升高而损坏泵。2022-4-2651安装时注意要点 n（1 1）低温泵装配零件严禁沾上水分和油脂，零件必）低温泵装配零件严禁沾上水分和油脂，零件必须用溶剂洗涤干净，干燥后再进行装配。须用溶剂洗涤干净，干燥后再进行装配。n （2 2）不仅泵本身要保冷，泵的吸入管线也必须有保）不仅泵本身要保冷，泵的吸入管线也必须有保冷措施，以防止在运行中从外界吸入热量，使液体汽冷措施，以防止在运行中从外界吸入热量，使液体汽化，影响泵的性能。化，影响泵的性能。n （3 3）泵及管路内如有油

30、，水分和空气等，当通入低）泵及管路内如有油，水分和空气等，当通入低温液体时要结冰，因此在泵投入运行之前需去油脱脂温液体时要结冰，因此在泵投入运行之前需去油脱脂清洗干净，然后用干燥的氮气等进行扫气，赶出泵内清洗干净，然后用干燥的氮气等进行扫气，赶出泵内的水分和空气，并进行预冷。的水分和空气，并进行预冷。n （4 4）低温泵的吸入口和吸入管路应有排气装置，使）低温泵的吸入口和吸入管路应有排气装置，使泵在运行前或运行中能及时排除逐渐积存的气体，保泵在运行前或运行中能及时排除逐渐积存的气体，保证低温泵可靠地工作。证低温泵可靠地工作。2022-4-2652n下面以充气迷宫密封的低温泵为例，简单介绍下面以充气迷宫密封的低温泵为例，简单介绍其操作其操作：n开车：开车：n （）点车，观察电机旋转方向是否正确。（）点车，观察电机旋转方向是否正确。n（）带有密封气的泵要检查密封气是否畅通。（）带有密封气的泵要检查密封气是否畅通。n（）关闭出口阀，打开放气阀。（）关闭出口阀，打开放气阀。n （）缓慢打开进口阀，使泵缓慢冷却，在泵（）缓慢打开进口阀，使泵缓