《城市轨道交通车站消防与给排水系统维护》 课件 03-1 水泵

水泵一、泵的起源及发展历程1、泵泵-----输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体2、泵的起源水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具，例如中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。比较著名的还有公元前三世纪，阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。

泵的起源

1840～1850年，美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的，蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成20世纪20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替.尽管早在1754年，瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥。.早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的，则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。3、泵的发展

二、泵的分类泵通常按工作原理分容积式泵、叶片式泵和其他类型泵泵叶片式容积式其他类型离心式轴流式混流式漩涡泵回转式往复式射流式真空泵水击式柱塞式活塞式隔膜式齿轮式

螺杆式滑片式泵的其他分类方式

按结构单级泵多级泵单吸泵双吸泵端吸泵轴封泵屏蔽泵微型泵长轴泵中开泵高速泵自吸泵按组装前置泵立式泵卧式泵管道泵潜水泵液下泵插桶泵按启动电动泵气动泵磁力泵电磁泵

手动泵汽动泵三、泵的工作原理1、容积式泵的工作原理容积式泵是靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加，容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的，几乎不随压力而改变。根据运动部件运动方式的不同又分为：往复泵和回转泵两类。往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施，往复泵适用于高压力和小流量，适宜输送清洁的液体或气液混合物；回转泵一般无脉动或只有小的脉动，具有自吸能力，启动泵时必须将排出管路阀门完全打开，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体，回转泵适用于中小流量和较高压力。总的来说，容积泵的效率高于动力式泵。活塞泵（1）往复式活塞泵活塞泵的工作原理是：依靠转动机械，使活塞在泵缸内作往复运行，从而改变泵缸的容积，并配合两个逆止阀组件的作用从而达到吸入和排出液体的目的。活塞泵适用于高压、小流量的场合，特别是流量小于100米3/小时。它吸入性能好，能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体。低中速活塞泵速度低，可用人力操作和畜力拖动，适用于农村给水和小型灌溉。柱塞泵（2）往复式柱塞泵往复式柱塞泵的工作原理是：依靠转动机械，使柱塞在泵缸内作往复运行，从而改变泵缸的容积，并配合两个逆止阀组件的作用从而达到吸入和排出液体的目的。隔膜泵（3）往复式隔膜泵当活塞向上移动时，隔膜片逐渐凹进，泵腔内体积逐渐增大，压力逐渐降低，低于入口管压力时入口阀打开，介质流入泵腔，活塞达到内止点时，介质充满泵腔，入口阀关闭。当活塞向下移动，膜片逐渐鼓起，泵腔内体积逐渐变小，压力逐渐增大，出口阀打开，介质逐渐排出泵腔，活塞达到外止点时，出口阀因重力和弹簧力作用而关闭，排出过程结束，泵又开始新的吸入过程。这样就能不断吸入和排出液体。隔膜阀从结构上克服了活塞泵活塞密封元件易磨损的缺点。它综合了活塞泵压力高、坚固耐用、结构简单的优点，并突出了自身的自动化程度、连续运转率的优点，运行成本等技术指标明显优于其他往复泵的优点，成为输送高磨蚀固-液两相介质的新一代往复泵。汽动往复泵（4）回转式齿轮泵齿轮泵工作时，主动轮随电动机一起旋转并带动从动轮跟着旋转。当吸入室一侧的啮合齿逐渐分开时，吸入室容积增大，压力降低，便将吸人管中的液体吸入泵内；吸入液体分两路在齿槽内被齿轮推送到排出室。液体进入排出室后，由于两个齿轮的轮齿不断啮合，便液体受挤压而从排出室进入排出管中。主动齿轮和从动齿轮不停地旋转，泵就能连续不断地吸入和排出液体。

齿轮泵的特点是：体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低，工作可靠，自吸性能较好，对油液污染不敏感，维护方便等。其缺点是：流量和压力脉动较大，噪声大，排量不可变等。（5）回转式滑片泵滑片泵工作原理：当转子旋转时，在吸入侧的基元容积不断增大，将液体吸入基元容积。当基元容积达最大值时，基元容积与吸入口脱离而与排出口连通。转子继续旋转，基元容积逐渐变小，将液体排出。转子旋转一周，滑片在槽内往复一次，各基元容积变大、变小一次，完成一次吸入、排出过程滑片泵的主要特点是：结构较紧凑，外形尺寸不大，流量较均匀，运转平稳，脉动和噪声小，效率比一般齿轮泵高。但是滑片泵的结构工艺复杂，制造精度要求高，而零件容易磨损。叶片式泵，它靠快速旋转的叶轮对液体的作用力，将机械能传递给液体,使其动能和压力能增加，然后再通过泵缸，将大部分动能转换为压力能而实现输送。叶片式泵又称动力式泵或叶片式泵。2、叶片式泵的工作原理动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值，扬程随流量而改变；工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动；一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作；适用性能范围广；适宜输送粘度很小的清洁液体，特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。离心泵工作原理：依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下从出水口甩出,使吸水口出现真空，依靠大气压将低处的水抽到高处。（1）叶片式离心泵优点：流量范围很大，流量和压力平稳无波动；转速较高，可以与电动机汽轮机直接相连，传动机构简单紧凑，操作方便可靠，调节和维修容易。缺点：液体粘度对泵的性能影响较大，当液体粘度增加时，泵的流量、扬程、吸程和效率都会显著地降低。离心泵在小流量高扬程的情况下应用受到一定的限制．因为小流量离心泵泵体流道很窄，制造困难，同时效率也很低。工作原理：利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力，可把水从下方推到上方。轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转，在叶片产生的升力作用下，连续不断的将水向上推压，使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转，水也就被连续压送到高处。（2）叶片式轴流泵轴流泵的一般特点：

①水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴相吸入、轴相流出，因此称轴流泵。

②扬程低（1～13米）、流量大、效益高，适于平原、湖区、河网区排灌。

③起动前不需灌水，操作简单。（3）叶片式混流泵由于混流泵的叶轮形状介于离心泵叶轮和轴流泵叶轮之间，因此，混流泵的工作原理既有离心力又有升力，靠两者的综合作用，水则以与轴组成一定角度流出叶轮，通过蜗壳室和管路把水提向高处。混流泵的一般特点：（1）混流泵与离心泵相比，扬程较低，流量较大，与轴流泵相比，扬程较高，流量较低。适用于平原、湖区排灌。（2）水沿混流泵的流经方向与叶轮轴成一定角度而吸入和