流体输送设备-离心泵（生物制药设备课件）

任务二制药车间管道管件

（一）制药用管道的材质1.金属材料美国标准中国标准UNS编码3040Cr18Ni9S30400304L00Cr19Ni10S304033160Cr17Ni12Mo2S31600316L00Cr17Ni14Mo2S316030Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢牌号对照表

合金冶炼时加入适量铬、钼、钛、铜、钴、镍、铌、锰等元素，可得不锈钢。一、管道和管件

（一）制药用管道的材质1.金属材料美国标准中国标准UNS编码3040Cr18Ni9S30400304L00Cr19Ni10S304033160Cr17Ni12Mo2S31600316L00Cr17Ni14Mo2S316030Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢牌号对照表

合金冶炼时加入适量铬、钼、钛、铜、钴、镍、铌、锰等元素，可得不锈钢。一、管道和管件2.非金属材料

用于制造制药设备的非金属材料可分为有机合成高分子材料和陶瓷材料塑料陶瓷玻璃植物纤维（二）管道和管件1.常用管道表示钢管外径是壁厚是内径是316L或316Ti不锈钢管2.管件

大小头、三通、弯头、法兰、阀门、卡箍等，其中阀门有蝶阀、球阀、止回阀、隔膜阀、换向阀、取样阀、呼吸式调节阀

气动隔膜阀用途较广，可防止药液被微生物污染。

弹性膜，当将汽缸中气体放出时，隔膜向回收缩，工作室空间增大，液体经进口活门向出口活门流出，当向汽缸中充气时，气室内压力增大，隔膜向工作室凸出，工作室空间减小直至全封闭，流体被截止。任务三离心泵一、离心泵的结构和工作原理卧式离心泵立式离心泵（一）离心泵的结构1.泵壳

泵壳设计成蜗壳形，其内有一逐渐扩大的流道。在输送流体过程中，泵壳起着汇聚流体、动能转化、减少能量损失的作用。2.叶轮开式半闭式全闭式

开式、半闭式叶轮不易堵塞，常用于固含量高的悬浮液或浆液的输送，但其工作效率低。全闭式叶轮的后盖板与泵壳之间的缝隙内，液体的压力较入口侧为高，使叶轮遭受到向入口端推移的轴向推力。为了减弱轴向推力，可在后盖板上钻几个小孔，称为平衡孔，让一部分高压液体漏到低压区以降低叶轮两侧的压力差。全闭式叶轮适合于输送清洁性液体，泵的工作效率较高。叶轮的性能和应用3.轴封（1）填料密封

填料密封又称为压盖密封，所用材料俗称盘根。主要材料是石墨纤维、碳素纤维、芳纶纤维、聚四氟乙烯纤维等。聚四氟乙烯纤维石墨纤维碳素纤维芳纶纤维（2）机械密封

在流体压力和补偿机构弹力作用下，在辅助密封的配合下，垂直于旋转轴线的端面保持贴合并相对滑动，防止流体泄漏的装置。主要部件：动环和静环、密封圈、弹簧、推环、弹箕座及键或各种螺钉。分体式集装式（二）工作原理

当启动离心泵后，泵轴带动叶轮高速旋转，泵壳内流体从叶轮获得能量并随之旋转作圆周运动，同时在离心力作用下作径向运动，从叶轮中心高速移动到泵壳。流体进入泵壳后由于流道增大，其速度减小，大部分动能转化为静压能，使汇聚到泵壳的流体形成高压液流从泵出口排出。1.工作原理

当泵内流体被叶轮甩向泵壳时，在叶轮中心区域形成低压区，达到一定的真空度，进口阀处的流体在大气压力推动下，经吸入管吸入泵内。叶轮连续转动，流体就会被不断地吸入并排出，达到流体输送的目的。2.气缚现象

如果泵壳内有空气，因空气密度小，所产生的离心力小，在吸入口处所形成的真空度不高，不能将液体吸入泵内，导致离心泵空转不能输送液体。这种现象称为离心泵的“气缚”现象。

二、离心泵的性能参数和特性曲线（一）离心泵性能参数1.流量Q单位时间内排送出管路系统的流体体积称为流量，以Q表示，单位为m3/s，或者m3/h。2.扬程H离心泵对单位重量（1N）流体所提供的有效能量称为扬程，用H表示，单位为m。3.轴功率N离心泵的轴功率是指泵轴所需要的功率。如用电动机直接驱动离心泵，它就是电动机传给泵轴的功率，用N表示。单位是w或者kw。4.有效功率离心泵的有效功率是指液体从叶轮获得的能量，用表示。5.效率离心泵有效利用轴功率的程度称为效率，无因次。轴功率、有效功率、效率三者相互之间的关系（二）离心泵的特性曲线扬程与流量的关系，流量越大扬程越小

离心泵轴功率与流量的关系，流量越大轴功率越大

离心泵效率与流量的关系，流量增大效率也增大。（三）影响离心泵特性曲线的因素1.液体性质的影响离心泵的能量及扬程与液体密度无关，效率也不随密度变化而变化。泵的轴功率与液体的密度有关.

黏度增大泵内能量损失增大，导致扬程、流量下降，轴功率增大，泵的特性曲线发生改变。2.离心泵叶轮外径的影响当转速一定时，扬程、流量与叶轮外径之间的关系为称为离心泵的切割定律。3.转速对离心泵特性曲线的影响

当离心泵的转速从被改变到时，离心泵的性能参数与转数之间的关系可用比例定律来描述三、离心泵的安装高度1.离心泵的气蚀现象

由于泵内真空度太高，流体发生大量汽化，气泡破裂后引起泵结构件材料受到破坏的过程，称为气蚀现象。

为防止气蚀现象的发生，离心泵低压区的绝对压强必须大于液体的饱和蒸汽压，并超过一定的数值，这个数值称为离心泵的气蚀余量。用表示，单位是m.(1)气蚀余量(2)允许吸上真空度离心泵入口处允许达到的最低绝对压强，或者最高真空度。2.离心泵的允许安装高度

用表示离心泵的允许安装高度，根据柏努利方程式可得允许安装高度的计算公式吸入管路的阻力损失，单位是m储液槽上方的压强，单位是

在安装过程中，实际安装高度要比计算值小0.5～1m，否则有发生气蚀现象的危险。四、离心泵的类型和选用（一）离心泵的类型1.清水泵IS用于输送清水的泵叫清水泵。清水泵单吸泵叶轮的一面吸入流体。双吸泵叶轮的两面吸入流体。扬程范围流量范围多级离心泵

离心泵的轴上串联了多个叶轮，液体在几个叶轮中反复多次接受能量，因而能达到较高的压头扬程范围流量范围2.耐腐蚀型泵

泵与液体接触部分由耐腐蚀材料制造成，采用机械密封装置，其密封性好。代号为

“F”。3.油泵

输送石油产品的离心泵叫油泵，其系列代号为“Y”，油泵密封性能好，具有冷却装置。

4.杂质泵

杂质泵用于输送悬浮液或浆液等，其系列代号为“P”。可分为污水泵和泥浆泵两大类型。

5.卫生级泵

卫生级泵主要用于食品和药品的输送，与食品或药品直接接触的部分由316L不锈钢材料制成。离心泵的选择步骤为：1.根据被输送液体的理化性质和操作条件，确定类型。2.根据管路系统对流量和扬程提出的要求，从泵的样本产品目录或者系列特性曲线选出合适的型号。3.选好型号后，要列出泵的有关性能参数和转速。4.若被输送液体的密度大于水的密度，则要核算泵的轴功率是否符合要求。（二）离心泵的选用五、离心泵的操作规程1.启动离心泵前必须给泵壳内灌满被