低温液体泵课件

低温泵-----------杭氧工装泵阀有限公司9/14/20231低温泵-----------杭氧工装泵阀有限公司7/25/2

一、

低温液体泵的概述1.

低温液体泵在空分流程中的作用--用于液体循环；--贮槽与槽车灌送；--从贮槽抽取液体压入汽化器供充瓶；--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）。

9/14/20232一、

低温液体泵的概述7/25/202322.

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。9/14/202332.

低温液体泵的分类按不同工作方式为基础的各种往复式低温泵

一.概述1.1往复式低温泵的分类（1）按与输送介质接触的工作构件可分为：活塞泵和柱塞泵；（2）按泵的工作原理或流量的脉动特性可分为：单作用泵、双作用泵、单缸泵、双缸泵、多缸泵等；（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；（4）按泵排出压力高低分为：低压泵（Pd<1.0MPa）、中压泵（Pd≥1.0～10.0MPa）、高压泵（Pd>10.0MPa）；9/14/20234往复式低温泵一.概述7/25/20234往复式低温液体泵流量：60~2000l/h出口压力：3.0MPa\16.5MPa、

9/14/20235往复式低温液体泵流量：60~2000l/h7/25/20231.2往复式低温液体泵的工作原理

图1单作用低温泵工作原理示意图

1-吸入阀2-排出阀3-泵缸4-活塞（或柱塞）5-十字头6-连杆7-曲柄

9/14/202361.2往复式低温液体泵的工作原理

1.3往复式低温液体泵的工作特点

（1）瞬时流量是脉动的（2）平均流量（即泵的流量）是恒定的（3）泵的压力取决于管路特性9/14/202371.3往复式低温液体泵的工作特点（1）瞬时流量是脉动的2.主要性能参数2.1泵的流量

Q

2.2排出压力

Pd

（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

Ps2.4泵的功率N和效率η一般活塞泵η=0.6～0.9;柱塞泵仅为η=0.2～0.59/14/202382.主要性能参数7/25/202383.低温往复泵的结构形式3.1泵型与总体结构形式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。9/14/202393.低温往复泵的结构形式3.1泵型与总体结构形式7/25/2

3.1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9/14/202310

3.1泵型与总体结构形式柱塞式低温泵7/25低温活塞泵液力端1—泵头支承2—密封器3—活塞4—缸套5—泵体6—排出阀7—吸入阀8—真空夹套9—活塞环10—导向环9/14/202311

3.2泵阀的结构

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：1）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；2）密封可靠，减少或避免关闭后的漏损；3）尽可能减小水力阻力损失；4）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；5）结构简单、拆装方便，尽可能有良好的互换性；6）工作平稳、噪音小，寿命长。9/14/2023123.2泵阀的结构泵阀是往复泵工作过程的直接组成件，也是往复3.3传动端结构型式

往复泵传动端主要由机体、曲轴（凸轮）、连杆、十字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。9/14/2023133.3传动端结构型式

往复泵传动端主要由机体、曲轴（凸轮）、3.4空气室结构

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。

9/14/2023143.4空气室结构

往复式低温泵的流量输出是脉冲式的作用原理如图所示

9/14/202315作用原理如图所示7/25/2023154.使用知识

4.1安装注意事项

（1）液力端（泵头）部分1）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。2）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。3）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。4）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。9/14/2023164.使用知识

4.1安装注意事项7/25/2023165）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。6）安装活塞、导向环和活塞杆时，不要损伤密封面，注意缸套镜面清净、光洁。7）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。9/14/2023175）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8）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。9）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。10）在低温操作条件下，应严格禁止重新拧紧紧固件。11）按图样规定控制死隙尺寸。9/14/2023188）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（2）机身（箱体）1）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。2）注意保证润滑条件和润滑油的油面。3）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。4）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。5）安装时应避免传动端的油脂进入液力端（泵头）。9/14/202319（2）机身（箱体）7/25/2023194.2操作

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10～15min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。9/14/2023204.2操作往复式低温泵安装就绪后，应慢慢打开进液管上阀门，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。9/14/202321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，泵内部应进行干燥，及去油脱脂处理。

9/14/202322一般情况下，往复式低温泵进入运转后，应能稳定地工作。若发生故4.3故障及其处理

1）排液不畅或完全不排液1）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。2）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。3）有气堵现象。检查进液管道及增设排气管道，要使排气通畅。

9/14/2023234.3故障及其处理

1）排液不畅或完全不排液7/25/2024）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。5）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。6）进、排液阀密封面受损、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。7）活塞环磨损。这是一个渐变过程，不会突然发生。更换活塞环。9/14/2023244）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。（2）排压不稳或受压1）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。2）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。3）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。9/14/202325（2）排压不稳或受压7/25/202325低温试验试验短片9/14/202326低温试验试验短片7/25/202326离心式低温液体泵———杭氧工装泵阀有限公司9/14/202327离心式低温液体泵———杭氧工装泵阀有限公司7/25/20231.离心式低温泵的工作原理

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质，它的运动规律和一般流体相符。9/14/2023281.离心式低温泵的工作原理离心式低温泵是利用叶轮旋

泵工作时，液体一方面随着叶轮一起旋转，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，用u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，其速度称为相对速度，用w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，其速度称为绝对速度，用v表示，绝对速度等于圆周速度和相对速度的向量和。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程仅与液体的运动状态有关，与液体种类无关。9/14/202329泵工作时，液体一方面随着叶轮一起旋转，同时又从转动着

2.离心式低温泵的分类

按轴的位置分为：立式和卧式按密封形式分为：机械密封和充气迷宫密封

按叶轮级数分为：单级和多级

按工作介质分为：液氧泵，液氩泵和液氮泵等9/14/2023302.离心式低温泵的分类7/25/2023303.离心泵工作特点

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。9/14/2023313.离心泵工作特点叶轮叶片传递给液体的能量仅与液体4.离心式低温泵的主要性能参数

（1）流量：泵在单位时间内排出液体的数量，有体积流量Q和重量流量G两种表示方法。

（2）扬程：单位重量液体通过泵后所获得的能量。用H表示，单位用m液柱表示，但习惯上简略为m。

（3）转速：泵轴每分钟的转数，用n表示，单位为r/min

（4）效率

：包括容积效率，水力效率，机械效率和总效率。

（5）功率：用N表示，单位用KW表示。9/14/2023324.离心式低温泵的主要性能参数（1）流量：泵在单位时间内排5.离心泵的性能曲线

通常,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,实质上,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来表示。（1）流量-扬程曲线（Q-H）（2）流量-功率曲线（Q-N）（3）流量-效率曲线（Q-η）9/14/2023335.离心泵的性能曲线通常,把表示主要性能参数之间内离心泵的性能曲线

9/14/202334离心泵的性能曲线7/25/2023346.离心泵装置性能和工作点

当泵装置系统稳定工作时，输送系统所需要的能量H系统就是泵提供的扬程H，输送系统流量Q也就是流经泵的流量。这样，输送系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H-Q和输送系统性能H系统-Q用同一比例画在一起，则两条曲线的交点A既符合泵的性能，又符合输送系统的性能，这就是泵运行的“工况点”，并有一组扬程，流量，功率，效率等装置性能指标。

9/14/2023356.离心泵装置性能和工作点当泵装置系统稳定工作时，

从装置性能的分析，我们可以归纳为以下几点：（1）

离心泵装置的性能，如流量、扬程等,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。（2）

工作点A应落在泵的高效区，且在汽蚀点C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，也可以进行分析、校核，找寻造成性能故障的原因所在。9/14/202336从装置性能的分析，我们可以归纳为以下几点：7/25/202（3）

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能和泵的性能两方面的任一方面来实现。（4）

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∑h1，提高Δha。并绝对禁止用吸入侧阀门来调节流量。（见图5）9/14/202337（3）

若要改变泵装置的性能，即移动工作点，可以通过改装置性能分析图9/14/202338装置性能分析图7/25/2023387.离心泵的汽蚀

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。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PV，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，气泡受压破裂而重新凝结。9/14/2023397.离心泵的汽蚀泵汽蚀的原因：泵通过旋转的叶轮对液在凝结过程中，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，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（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。9/14/202340在凝结过程中，液体质点从四周向气泡中心加速运动，在凝结的一瞬如何避免汽蚀现象

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压头。此外要注意保冷，尽量减少冷损失。9/14/202341如何避免汽蚀现象为了尽可能避免汽蚀现象，在流程设计时8.泵型及总体结构型式

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。1—吸入室2—叶轮3—扩散管4—蜗壳9/14/2023428.泵型及总体结构型式泵头的基本结构有吸入室，叶轮和压出室泵的轴封

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械密封和充气迷宫密封。9/14/202343泵的轴封旋转的泵轴和固定的泵体间的密封简称轴封。轴封是泵的机械密封

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，损坏件不易更换。另外，在材料上不好选择.尤其低温场合的密封。

9/14/202344机械密封机械密封是用固定在转轴上的动环和固定在静止机械密封封实物图9/14/202345机械密封封实物图7/25/202345槽车泵实物图9/14/202346槽车泵实物图7/25/202346充气迷宫密封

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，压力要高出液体泵的叶轮背压0.01MPa。并且密封气控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，但需有密封气源。9/14/202347充气迷宫密封按迷宫结构型式，充气迷宫密封可分为单齿充气迷宫充气迷宫密封现场实物图9/14/202348充气迷宫密封现场实物图7/25/202348充气迷宫密封流程示意9/14/202349充气迷宫密封流程示意7/25/2023499.泵的维护及操作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。9/14/2023509.泵的维护及操作一般在泵运行过程当中进行的日常维安装时注意要点

（1）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。（2）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，使液体汽化，影响泵的性能。（3）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。（4）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