罗茨鼓风机工作原理及常见用途
压缩机在化工行业应用非常广泛,应广大七友要求,小编和从事动设备工程师经过多方收集资料,整理制作,最总给大家呈现出了这篇精彩的内容,希望对从事压缩机相关的七友有所帮助!!!
1、螺杆式压缩机
原理:螺杆式压缩机的结构如图所示。在“∞”字形的气缸中平行地配置两个按一定传动比反向旋转又相互啮合的螺旋形转子。通常对节圆外具有凸齿的转子称为阳转子(习惯称为主动转子);在节圆内具有凹齿的转子称为阴转子(习惯称为从动转子) 。阴、阳转子上 的螺旋形体分别称作阴螺杆和阳螺杆。一般阳转子(或经增速齿轮组)与原动机连接,并由此输入功率;由阳转子( 或经同步齿轮组 )带动阴转子转动。螺杆式压缩机的主要零部件有:一对转子、机体、轴承、同步齿轮(有时还有增速齿轮)以及密封组件等。
按运行方式之不同,螺杆式压缩机可分为无油压缩机和喷油压缩机两类
优点:
1)可靠性高。螺杆压缩机零部件少,没有易损件,因而它运转可靠,寿命长,大修间隔期可达4-8万h.
2)操作维护方便。
3)动力平衡好。特别适合用作移动式压缩机,体积小、重量轻、占地面积少。
4)适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点,容积流量几乎不受排气压力的影响,在宽广的范围内能保持较高的效率,在压缩机结构不作任何改变的情况下,适用于多种工质。
5)多相混输。螺杆压缩机的转子齿面间实际上留有间隙,因而能耐液体冲击,可输送含液气体、含粉尘气体、易聚合气体等。
缺点:
1)造价高。由于螺杆压缩机的转子齿面是一空间曲面,需利用特制的刀具在价格昂贵的专用设备上进行加工。另外,对螺杆压缩机气缸的加工精度也有较高的要求。
2)不能用于高压场合。由于受到转子刚度和轴承寿命等方面的限制,螺杆压缩机只能用于中、低压范围,排气压力一般不超过3MPa。
3)不能用于微型场合。螺杆压缩机依靠间隙密封气体,一般只有容积流量大于0.2m3/min时,螺杆压缩机才具有优越的性能。
排气量的调节:变转数调节,螺杆式压缩机的排气量和转数成正比关系。因此,改变压缩机的转数就可以达到调节排气量的目的。
停转调节:利用压缩机停转来调节排气量,常见的有两种形式:1)小型螺杆式压缩机,如若实际耗气量低于排气量,则储气罐及管网中的气体压力升高,可利用压力继电器之类的装置来控制原动机的停转,以实现排气量的间断调节。2 )在压缩机站或化工企业中,一般是多机配置,完全可以采用停止部分压缩机的运转以适应实际耗气量。
控制吸入调节:利用压缩机吸气管上的进气调节阀进行调节。控制吸入调节又分为停止吸入和节流吸入两种。
进排气管连通调节:从装置的结构上来看,此种调节方法是简便的,它只需在排出管道上安装一调节阀。调节工况时,压缩的气体沿旁通管道经此调节阀流回吸入口
空转调节:它实际上是停止吸入和进、排气管连通调节联合使用的一种综合调节方法,采用一种在截断吸入的同时,能使进、排气管连通的减荷阀。空转调节的示功图如图4-49所示。它可在停止吸入调节示功图的基础上,考虑到气体向进气管道(大气)排放(经安装在压缩机排气止回阀前 的连通管)而得到。
滑阀调节:滑阀调节与活塞式压缩机部分行程压开吸气阀调节的基本原理相同,它是使齿间容积在接触线从吸入端向排出端移动的前一段时间内仍与吸气孔口相通,并使这部分气体回流到吸气孔口。也就是说,减短了螺杆的有效轴向长度,以达到调节排气量的目的。
2、滑片式压缩机
工作原理:滑片式压缩机的主要机件由三部分组成:机体1(又称气缸)、转子2及滑片3。
滑片式压缩机的转子偏心配置在气缸内,转子上开有若干纵向凹槽,在凹槽中装有能沿径向自由滑动的滑片。
由于转子在气缸内偏心配置,气缸内壁与转 子外表面间构成一个月牙形空间。转子旋转时,滑片受离心力的作用从槽中甩出,其端部紧贴在 机体内圆壁面上,月牙形的空间被滑片分隔成若 干扇形的小室——基元容积。
在转子旋转一周之内,每一基元容积将由最 小值逐渐变大,直到最大值,再由最大值逐渐变 小,变到最小值。随着转子的连续旋转,基元容积遵循上述规律周而复始变化。
如图所示,在机体上开设有吸气孔口(左侧) 和排气孔口(右侧) 。
基元容积逐渐增大时,在左面与吸气孔口相遇。开始吸入气体,直到基元容积达到最大,组成该基元容积的后一滑片(相对于旋转方向)越过吸气孔口的上边缘时吸气终止。以后,基元容积开始缩小,气体在其内被压缩。当组成该基元容积的前一滑片达到排气孔口的上边缘时,基元容积开始和排气孔口相通,则压缩过程结束,排气开始。而在基元容积的后一滑片越过排气孔口的下边缘时,排气终止。之后,基元容积达最小值。转子继续旋转,基元容积又开始增大。由此,余留在该最小容积中的压缩气体进行膨胀。当基元容积的前一滑片达到吸气孔口的下边缘后,该正在扩大的基元容积又和吸气孔口相通,重新开始吸入气体。如果滑片数为 z,则在转子每旋转一周之中,依次有z个基元容积分别进行吸气-压缩-排气-膨胀过程。
分类:第一类:滴油滑片式压缩机第二类:喷油滑片式压缩机第三类:无油滑片式压缩机
特点:滑片式压缩机结构简单、制造容易,操作和维修保养方便。它几乎完全平衡,无振动,所以要求的基础小。此外,在旋转一周之中有多个基元容积与吸排气管接通,因此吸排气压力脉动较小,不需安装很大的贮气器。
滑片式压缩机的主要缺点是滑片与转子气缸之间有很大的机械摩擦,产生较大的能量损失,因此效率较低。以排气量10m3/min, 排气压力 6.86×105N/ m2的移动式空压机为例,其效率要比同参数的螺杆式压缩机约低10%, 比同参数的往复式压缩机约低20%。此外,虽然滑片的寿命现在已能突破8000小时,但取决于材质、加工精度及运行条件,故它仍是影响滑片式压缩机运转周期的一个重要因素。
用途:滑片式压缩机广泛运用于各种中、小型压缩空气装置和小型空调制冷装置中。在化学工业和食品工业中,无油机器可用来输送或加压各种气体。滑片式机械还可作为真空泵使用,单级可获5000-4000N/m2 (真空度95-96%), 双级可获1500-1OOON/m2(真空度98.5-99%)。
滑片式压缩机多为单级或双级的,三级以上的很少见到。滴油润滑的机器,单级压力比为3-4;喷油机器单级压力比可达8;无油润滑机器的单级压力比很少超过2.5 。常见的排气量范围是1-20m3/min。压缩机一般与电功机直联,转数范围一般是500-30OOrpm。
3、液环式压缩机
工作原理:在泵体中装有适量的水作为工作液。由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。
特点:液环式压缩机或真空泵,通常用水作密封液,所以又习称水环泵。由于液体的充分冷却作用,压缩气体终了温度很低。所以,液环式压缩机适合压缩在高温下易于分解的气体,如乙炔、二硫化碳、硫化氢等,也适于压缩高温时易于聚合的一些气体。由于压缩介质不与气缸直接接触,所以,它也特别适用于压缩具有强烈腐蚀性的气体,如氯气等。此时,可选用一种与被压缩气体不起作用的液体作密封液。如压缩氯气时用浓硫酸作密封液。液环式压缩机气缸不需润滑,可作为特殊用途的无润滑压缩机使用。除此之外,此种型式压缩机的结构简单,制造、操作方便,易损零件少,排气脉动和噪声均较小,
4、滚动活塞式压缩机
工作原理:滚动活塞式压缩机,将低压气体提升为高压的一种从动的流体机械。是制冷系统的心脏,它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后,向排气管排出高温高压的制冷剂液体,为制冷循环提供动力,从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发 ( 吸热 ) 的制冷循环。依靠偏心安设在汽缸内的旋转活塞在圆柱形汽缸内作滚动运动和一个与滚动活塞相接触的滑板的往复运动实现气体压缩的压缩机。
分类:滚动活塞式压缩机按其原理可分为容积型滚动活塞式压缩机与速度型滚动活塞式压缩机。容积型又分为 往复式滚动活塞式压缩机、回转式滚动活塞式压缩机;速度型滚动活塞式压缩机又分为:轴流式滚动活塞式压缩机、离心式滚动活塞式压缩机。
目前家用冰箱和空调器滚动活塞式压缩机都是容积式,其中又可分为往复式和旋转式。往复式滚动活塞式压缩机使用的是活塞、曲柄、连杆机构或活塞、曲柄、滑管机构,旋转式使用的目前多是滚动转子滚动活塞式压缩机。在商用空调上,又多是离心式、涡旋式、螺杆式。
按应用范围又可分为低背压式、中背压式、高背压式。低背压式 ( 蒸发温度 -35 ~ -15 ℃ ) ,一般用于家用电冰箱、食品冷冻箱等。中背压式 ( 蒸发温度 -20 ~ 0 ℃ ) ,一般用于冷饮柜、牛奶冷藏箱等。高背压式 ( 蒸发温度 -5 ~ 15 ℃ ) ,一般用于房间空气调节器、除湿机、热泵等。
滚动活塞式压缩机的规格是按输入功率来划分的。一般每种规格间相差 50W 左右。另外,也有按气缸容积划分的。
5、涡旋式压缩机
涡旋式压缩机是由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成可压缩容积的压缩机。涡旋压缩机的独特设计,使其成为当今世界节能压缩机。涡旋压缩机主要运行件涡盘只有龊合没有磨损,因而寿命更长,被誉为免维修压缩机。涡旋压缩机运行平稳、振动小、工作环境宁静,又被誉为‘超静压缩机’。 涡旋式压缩机结构新颖、精密,具有体积小、噪音低、重量轻、振动小、能耗小、寿命长、输气连续平稳、运行可靠、气源清洁等优点。
工作原理:涡旋式压缩机是有两个双函数方程型线的动、静涡盘相互咬合而成。在吸气、压缩、排气的工作过程中,静盘固定在机架上,动盘由偏心轴驱动并由防自转机构制约,围绕静盘基圆中心,作很小半径的平面转动。气体通过空气滤芯吸入静盘的外围,随着偏心轴的旋转,气体在动静盘噬合所组成的若干个月牙[1] 形压缩腔内被逐步压缩,然后由静盘中心部件的轴向孔连续派出
特点:
效率高,更有利于节能,保护环境;噪声更低;体积更小,重量更轻;运行平稳,气流脉动小,扭矩变化小,压缩机寿命长;
压缩过程长,相邻压缩腔压差小,泄漏量小,效率更高。
6、罗茨鼓风机
工作原理和特点:罗茨鼓风机是最早制造的两转子回转式压缩机之一。罗茨鼓风机的主要零部件有:转子,同步齿轮,机体(气缸及端板), 轴承密封件等。
如图,由近乎椭圆形的气缸与两侧的端板包容成一个空间,气缸两对面分别设置与吸、排气管道相连的吸气孔口与排气孔口。一对彼此啮合的叶轮由气缸外侧的一对同步齿轮带动而作方向相反的旋转。借助于两叶轮的啮合(实际上两叶轮并不接触,两者之间留有微小的 “啮合间隙”使吸气口与排气口相互隔绝。在旋转过程中,无内压缩地将气缸容积内的气体从吸气孔口推到排气孔口,以达到鼓风的目的
主要特点:其最大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微,压力选择范围很宽,具有强制输气的特点。输送时介质不含油。结构简单、维修方便、使用寿命长、整机振动小。
由于周期性的吸、排气和瞬时等容压缩造成气流速度和压力的脉动,因而会产生较大的气体动力噪声。此外,转子之间和转子与气缸之间的间隙会造成气体泄漏,从而使效率降低。罗茨鼓风机的排气量为0.15~150立方米/分,转速为 150~3000转/分。单级压比通常小于1.7,最高可达2.1,可以级串联使用。
主要用途:污水处理,水产养殖,气力输送,水泥,化工,铸造,面粉等国民经济部门。
7、偏心滚动转子式压缩机
工作原理:在气缸1内偏心配置转子2 。当转子绕气缸中心O转动时,转子紧贴在气缸内表面上(实际上,往往具有0.1-0.2 mm间隙)滚动。由此,转子外表面和气缸内表面之间构成一月牙形空间,其位置随转子的转角而变化。滑片4将月牙形空间分离成两个孤立部分,一部分和吸气孔口相通, 另一部分通过排气阀3与排气接管相远。滑片靠弹簧5(有的同时兼有油压)压紧在转子外表面上(或者靠两个偏心轮导向) 。
当转子与气缸接触点转到超过吸气孔口时,滑片右方 (按图示)至接触点之间的部分与吸气孔口相遇,它的容积随转子的转动而增大,从而由吸气孔口吸进气体。当转子接触点转到最上位置时,此部分空间达到最大值且充满了新鲜气体,吸气停止。
另一部分,滑片左方(按图示)至接触点部分充满转子在上一转中吸入新鲜气体。这部分空间随转子旋转逐渐缩小,其内气体压力逐渐增高,直至腔内压力达到排气管里的压力,排气阀开启,则开始排气。转子接触点越过排气口后,排气过程结束。这样,转子每旋转两周,基元容积完成吸气、压缩、排气过程。
该机器的转子绕轴心转动,以实现在气缸内滚动。滑片沿着可自由转动的柱形导向器内的滑槽滑动。在转子表面套有薄钢环制的弹性套,以保证与气缸内表面和滑片端部具有良好的密封、减少磨损。
偏心滚动转子式压缩机的特点是由于采用气缸内喷油冷却,排气温度较低,所以,它能达到的压力比很大。在制冷装置中,一级压缩的压力比就可达到30以上。
偏心滚动转子式压缩机必须装设排气阀,其压力比并不取决于排气孔口的位置,因而它适用于压力比变化的工作条件,例如在制冷装置和真空系统中使用。
风机包括通风机、透平鼓风机、罗茨鼓风机和透平压缩机,详细划分为离心式压缩机、轴流式压缩机、往复式压缩机、离心式鼓风机、罗茨鼓风机、离心式通风机、轴流式通风机和叶氏鼓风机等八大类。
一、离心式压缩机
离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机(即透平式压缩机)。在离心式压缩机中,高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用,以及在扩压通道中给予气体的扩压作用,使气体压力得到提高。早期,由于这种压缩机只适于低,中压力、大流量的场合,而不为人们所注意。由于化学工业的发展,各种大型化工厂,炼油厂的建立,离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器,而占有极其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高,又由于高压密封,小流量窄叶轮的加工,多油楔轴承等技术关键的研制成功,解决了离心压缩机向高压力,宽流量范围发展的一系列问题,使离心式压缩机的应用范围大为扩展,以致在很多场合可取代往复压缩机,而大锦工扩大了应用范围。
有些化工基础原料,如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等,可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品。在生产这种基础原料的石油化工厂中,离心式压缩机也占有重要地位,是关键设备之一。除此之外,其他如石油精炼,制冷等行业中,离心式压缩机也是极为关键的设备。我国在五十年代已能制造离心式压缩机,从七十年代初开始又以石油化工厂,大型化肥厂为主,引进了一系列高性能的中、高压力的离心式压缩机,取得了丰富的使用经验,并在对引进技术进行消化、吸收的基础上大大增强了自己的研究、设计和制造能力。
性能特点:
优点:
离心式压缩机之所以能获得这样广泛的应用,主要是比活塞式压缩机有以下一些优点。
1、离心式压缩机的气量大,结构简单紧凑,重量轻,机组尺寸小,占地面积小。
2、运转平衡,操作可靠,运转率高,摩擦件少,因之备件需用量少,维护费用及人员少。
3、在化工流程中,离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。
4、离心式压缩机为一种回转运动的机器,它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂,常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力,为热能综合利用提供了可能。但是,离心式压缩机也还存在一些缺点。
缺点:
1、离心式压缩机还不适用于气量太小及压比过高的场合。
2、离心式压缩机的稳定工况区较窄,其气量调节虽较方便,但经济性较差。
3、离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。
二、轴流式压缩机
轴流式压缩机是属于一种大型的空气压缩机,最大的功率可以达到KW,排气量是20000m3每分钟,它的压缩机能效比可以达到百分之90左右,比离心机要节能一些。它是由3大部分组成,一是以转轴为主体的可以旋转的部分简称转子,二是以机壳和装在机壳上的静止部件为主体的简称定子(静子),三是壳体、密封体、轴承箱、调节机构、联轴器、底座和控制保护等组成。轴流式压缩机也属于透平式或速度式压缩机,炼油厂多选用作催化裂化装置的主风机。
性能特点:
效率较高,单机效率可达86%~92%,比离心式压缩机高5%~10%,单位面积流通能力大,径向尺寸小,适宜流量大于1500m3/min的场合,单级压力比较低,单缸多级压力比可达11,与离心式压缩机相比,静叶不可调试式轴流压缩机的稳定工况区较窄,在恒定转速下,流量变化相对较少,压力变化较大。此外,结构较为简单,维护方便。因此,轴流压缩机对于中、低压、大流量,且载荷基本不变的情况较为理想。全静叶可调式轴流压缩机可以扩大压缩机的稳定工况区,弥补了静叶不可调式轴流压缩机的不足,而且可以提高压缩机的效率,降低起动功率。目前,炼油厂主要用全静叶可调式轴流压缩机。
三、往复式压缩机
曲轴带动连杆,连杆带动活塞,活塞做上下运动。活塞运动使气缸内的容积发生变化,当活塞向下运动的时候,汽缸容积增大,进气阀打开,排气阀关闭,空气被吸进来,完成进气过程;当活塞向上运动的时候,气缸容积减小,出气阀打开,进气阀关闭,完成压缩过程。通常活塞上有活塞环来密封气缸和活塞之间的间隙,气缸内有润滑油润滑活塞环。靠一个或几个作往复运动的活塞来改变压缩腔内部容积的容积式压缩机。目前往复式压缩机主要是活塞式空压机,化工工艺压缩机,石油,天然气压缩机,为主,而活塞式空压机现在主要向中压及高压方向发展,这个是螺杆机,离心机目前无法达到的一个高度。
性能特点:
由于设计原理的关系,就决定了活塞压缩机的很多特点。比如运动部件多,有进气阀、排气阀、活塞、活塞环、连杆、曲轴、轴瓦等;比如受力不均衡,没有办法控制往复惯性力;比如需要多级压缩,结构复杂;再比如由于是往复运动,压缩空气不是连续排出、有脉动等。
优点:
1、热效率高、单位耗电量少
2、加工方便 对材料要求低,造价低廉
3、装置系统较简单
4、设计、生产早,制造技术成熟
5、应用范围广
缺点:
1、运动部件多,结构复杂,检修工作量大,维修费用高
2、转速受限制
3、活塞环的磨损、气缸的磨损、皮带的传动方式使效率下降很快
4、噪音大
5、控制系统的落后,不适应连锁控制和无人值守的需要,所以尽管活塞机的价格很低,但是也往往不能够被用户接受。
四、离心式鼓风机
在设计条件下,风压为15kPa~0.2MPa或压缩比e=1.15~3的风机叫鼓风机,有两个或更多叶轮串联组成的离心鼓风机叫多级离心鼓风机,(相邻叶轮之间必须有导叶连接)。多级离心鼓风机广泛应用于各种冶炼高炉及化铁炉鼓风、洗煤跳汰机配套、矿山浮选、污水曝气、化工造气等需要输送空气的场合,亦可用于输送其它特殊气体。
性能特点:
该系列鼓风机具有效率高、噪声低、运行平稳、绝无脉冲、稳定区域广、输送的气体清洁、干燥且无油,易损件少和安装、操作、维护简便等特点。
五、罗茨鼓风机
罗茨鼓风机系属容积回转鼓风机。这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积,在转子回转过程中从吸气口带走气体,当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时,因有较高压力的气体回流,这时工作容积中的压力突然升高,然后将气体输送到排气通道。两转子互不接触,它们之间靠严密控制的间隙实现密封,故排出的气体不受润滑油污染。下侧两“鞋底尖”分开时,形成低压,将气体吸入;上侧两“鞋底尖”合拢时,形成高压,将气体排出。
性能特点:
其最大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微,压力选择范围很宽,具有强制输气的特点。输送时介质不含油。结构简单、维修方便、使用寿命长、整机振动小。罗茨鼓风机输送介质为清洁空气,清洁煤气,二氧化硫及其他惰性气体,特殊气体行业(煤气、天然气、沼气、二氧化碳、二氧化硫等)及高压工况的首选产品。鉴于具有上述特点,因而能广泛适应冶金、化工、化肥、石化、仪器、建材行业。
与离心风机的区别比较大:
⒈工作原理不同,离心风机用的是曲线风叶,靠离心力将气体甩到机壳处,而罗茨风机用的是两个8字形的风叶,它们间的间隙很小,靠两个叶片的挤压,将气体挤至出气口。
⒉由于工作原理不同,一般它们的工作压力不同,罗茨风机的出气压力比较高,而离心风机比较小。
⒊风量不同,一般罗茨风机用在风量要求不大但压力要求较高的地方,而离心风机用在压力要求低,风量要求大的地方。
⒋制造精度不一样,罗茨风机要求的精度很高,对装配要求也很严,而离心风机比较松。
六、离心式通风机
其原理与离心泵相同。叶轮上叶片的数目比离心泵的稍多,叶片比较短。中低压风机的叶片常向前弯,高压风机的叶片为后弯叶片。
性能特点:
优点:
1、通风换气效果好,非常适合用在管道抽风或者送风;
2、适用性强、无腐蚀、易燃易爆气体场所均可使用。
3、噪声低,离心式通风机根据空气流力学采用合理叶轮角度设计,运行时,无任何机械摩擦,合理叶片形线使噪声降为最低;离心式通风机产生的噪音是高频噪音,只要有障碍物,即可隔音。
4、运行平稳,优化设计的叶轮使轴向力减小到最低程度,且有高效的叶轮,并经静动平衡校正,使整机运行平稳,在不加任何减振装置的情况下,轴承振幅比较小。
5、维护方便,部分机型可配置清理门,勿须拆机维护清洁,省时省力。
缺点:
1、体积较为庞大,其进风与送风之方向垂直,在配置上,系统风管需要较妥当的配合。
2、无法逆向送风。
3、价格较贵。
七、轴流式通风机
送风方向与轴向相同。靠叶片的轴向倾斜,将轴向空气向前推进。
性能特点:
优点:
1、轴流式通风具有结构紧凑、体积小、质量轻、转速高。
2、可直接与电动机相连,风量调节较为方便、可以逆向送风。
3、价格便宜。
4、适用于低压、锦工量的情况。
5、由于风吹送的方向与轴平行,故可容易与管路相连接,成为管路统之套件。
缺点:
1、其缺点是噪音大、构造复杂、检修困难、并联工作稳定性差。它一般运用于风压变化较大,风量变化较小的矿井。
2、效率特性曲线陡直,略超出设计点之运转会产生激变的现象,效率迅速降低。
3、对尘埃及表面腐蚀的现象较为敏感,造成效率降低的现象。
八、叶氏鼓风机
叶氏鼓风机是另一种回转式鼓风机。它是由长圆筒形机壳、阻风翼、鼓风翼以及两根平行的轴所组成。图1为叶氏鼓风机的两个转子,它们的结构互不相同。两根平行轴的两端装有式样完全相同的两个活动齿轮,其中一个轴与电动机相联,叫主动轴,另一根叫从动轴。鼓风翼装在主动轴上,阻风翼装在从动轴上。
(a)—阻风翼 (b)—鼓风翼
图1叶式鼓风机的转子结构
叶氏鼓风机实际上是罗茨鼓风机的一种变形,其工作原理如图2所示;
1—阻风翼;2—鼓风翼;3—机壳;4—鼓风翼盖。
图2叶氏鼓风机的工作原理
来源于化工707和网络,编辑整理:桑尼。
泵是输送流体或使流体增压的机械,主要用来输送水、油、矿浆、酸碱液、乳化液、悬乳液、气混合物和液态金属等,是矿业、化工和冶金等行业常见的输送设备,下面小编为大家整理了19种泵(齿轮泵、离心泵、螺杆泵、往复泵、活塞泵、液压柱塞泵、泥浆泵、气动隔膜泵、轴流管道泵、自吸泵、旋涡泵、水环式真空泵、罗茨真空泵、旋片式真空泵、气气增压泵、气液增压泵、蒸汽喷射泵)的动态工作原理和特点,以期对大家在泵的选型和使用方面有一定的帮助。
1-齿轮泵
工作原理:齿轮泵的两齿轮的齿相互分开,形成低压,液体吸入,并沿壳壁送到另一侧。另一侧两齿轮互相合拢,形成高压将液体排出。
齿轮泵
齿轮泵
优点:结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载、维护方便、工作可靠。
缺点:径向力不平衡、流动脉动大、噪声大、效率低,零件的互换性差,磨损后不易修复,不能做变量泵用。
2-离心泵
工作原理:离心泵工作时,液体注满泵壳,叶轮高速旋转,液体在离心力作用下产生高速度,高速液体经过逐渐扩大的泵壳通道,动压头转变为静压头。
离心泵
性能特点:
高效节能:泵有高效的水力形线,工作效率高。
安装、维修方便:立式管道式结构,泵的进出口能象阀门一样安装在管路的任何位置及任何方向,安装维修极为方便。
运行平稳,安全可靠:电机轴和水泵轴为同轴直联、同心度高,运行平稳,安全可靠。
不锈钢轴套:轴的机封位置是相对易被锈蚀之处,直联式泵轴一旦被锈蚀,易造成机械密封失效。采用镶配不锈钢轴套,避免锈蚀发生,提高了轴寿命,降低了运行维护成本。
轴承:泵所配电机中下轴伸端轴承采用封闭式轴承,正常使用时,免电机轴承的维护保养。
机封:机械密封基件一般选用橡胶波纹管结构,将传统机械密封中轴上密封由O形圈的线密封改为橡胶件的两道面密封,在清水介质时提高了密封效果。
3-多级离心泵
工作原理:多级离心泵与单级泵相比,其区别在于多级泵有两个以上的叶轮,能分段地多级次地吸水和压水,从而将水扬到很高的位置,扬程可根据需要而增减水泵叶轮的级数。
多级离心泵有立式和卧式两种型式,多级离心泵的泵轴上装有串联的两个亦上的叶轮,它相对于一般的单级离心泵,可亦实现更高的扬程。
多级离心泵
性能特点:多级泵主要用于矿山排水、城市及工厂供水。相对于活塞泵、隔膜泵等往复式泵,可亦泵送较大的流量。多级离心泵效率较高,能够满足高扬程、高流量工况的需要,在石化、化工、电力、建筑、消防等行业得到了广泛的应用。
由于其本身的特殊性,与单级离心泵相比,多级离心泵在设计、使用和维护维修等方面,有着不同、更高的技术要求。
4-螺杆泵
工作原理:双螺杆泵与齿轮泵十分相似,一个螺杆转动,带动另一个螺杆,液体被拦截在啮合室内,沿杆轴方向推进,然后被挤向中央排出。
螺杆泵
螺杆泵
螺杆泵
螺杆泵的优点:
压力和流量范围宽阔。压力约在3.4-340千克力/cm2,流量可达100cm3/分;
运送液体的种类和粘度范围宽广,选矿厂可用于输送捕收剂、絮凝剂等;
因为泵内的回转部件惯性力较低,故可使用很高的转速;
吸入性能好,具有自吸能力;
流量均匀连续,振动小,噪音低;
与其它回转泵相比,对进入的气体和污物不太敏感;
结构坚实,安装保养容易。
螺杆泵的缺点:螺杆的加工和装配要求较高;泵的性能对液体的粘度变化比较敏感。
5-往复泵
工作原理:往复泵工作时活塞右移,腔内压力降低,将上活门压下,下活门顶起,液体吸入;活塞左移,腔内压力增高,将上活门顶起,下活门压下,液体排出。
往复泵
往复泵
往复泵的优点:
可获得很高的排压,且流量与压力无关,吸入性能好,效率较高,其中蒸汽往复泵可达80%~95%;
原则上可输送任何介质,几乎不受介质的物理或化学性质的限制;
泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动。
往复泵的缺点:流量不是很稳定。同流量下比离心泵庞大;机构复杂;资金用量大;不易维修等。
6-双动往复泵
工作原理:双动往复泵工作时活塞右移,左下吸液,右上排液。活塞左移,右下吸液,左上排液。活塞往复一次,有两次吸、排液,流量更加均匀。
双动往复泵
7-活塞泵
工作原理:活塞泵又叫电动往复泵,从结构分为单缸和多缸。活塞泵工作时,借活塞在汽缸内的往复作用使缸内容积反复变化,以吸入和排出流体。
活塞泵
活塞泵的性能特点:
活塞泵适用于高压、小流量的场合,特别是流量小于100m3/h,排出压力大于9.8兆帕时,更显示出它较高的效率和良好的运行性能。
吸入性能好,能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体,可用于油田、煤层注水、注油、采油。若过流部件为不锈钢时,可输送腐蚀性液体。另外根据结构材质的不同还可以输送高温焦油、矿泥、高浓度灰浆、高粘度液体等。
活塞泵在石油化学工业、机械制造工业、造纸、食品加工、医药生产等方面应用很广。
8-液压柱塞泵
工作原理:液压柱塞泵或固体泵,由液压动力包驱动液压油缸,液压油缸推进输送缸,将输送缸内的物料输出至管道。
液压柱塞泵
一般分为单柱塞和双柱塞,柱塞泵的基本原理很简单,这种泵使用相对较大的运动水体的动量来将相对较小体积的水抽向高处。
液压柱塞泵广泛应用在污水处理,固体废物处理,矿山冶金,清淤,疏浚,石油化工,电厂,水泥工业等领域。
9-泥浆泵
工作原理:常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的,由动力机带动泵的曲轴回转,曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下,实现压送与循环冲洗液的目的。
泥浆泵
泥浆泵是指在钻探过程中向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液的机械,是钻探设备的重要组成部分。
在常用的正循环钻探中,是将地表冲洗介质──清水﹑泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下,经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端,以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。
10-气动隔膜泵
工作原理:气动隔膜泵工作时为了使活柱不与腐蚀性料液直接接触,将气缸腔体与液料用隔膜分开,实质也是往复泵的原理。气动隔膜泵其有四种材质:工程塑料、铝合金、铸铁、不锈钢。
气动隔膜泵
气动隔膜泵
气动隔膜泵
气动隔膜泵的性能特点
采用压缩空气为动力源,可用于各种腐蚀性液体。根据不同液体介质可分别采用不同的材质,以满足不同用户的需要。
泵不会过热:压缩空气作动力,在排气时是一个膨胀吸热的过程,气动泵工作时温度是降低的,无有害气体排出。
不会产生电火花:气动隔膜泵不用电力作动力,接地后又防止了静电火花
可以通过含颗粒液体:因为容积式工作且进口为球阀,所以不容易被堵。
对物料的剪切力极低:工作时是怎么吸进怎么吐出,所以对物料的搅动最小,适用于不稳定物质的输送
流量可调节,可以在物料出口处加装节流阀来调节流量。
具有自吸的功能。
可以空运行,而不会有危险。
可以潜水工作。
可以输送的流体极为广泛,从低粘度的到高粘度的,从腐蚀性得到粘稠的。
没有复杂的控制系统,没有电缆、保险丝等。
体积小、重量轻,便于移动。
无需润滑所以维修简便,不会由于滴漏污染工作环境。
泵始终能保持高效,不会因为磨损而降低。
百分之百的能量利用,当关闭出口,泵自动停机,设备移动、磨损、过载、发热
没有动密封,维修简便避免了泄漏。工作时无死点。
11-轴流管道泵
工作原理:轴流管道泵的叶轮设计成轴流式,转速很高,如果电机功率、叶轮直径、管道直径足够大的话,流量可以很大。
轴流管道泵
轴流管道泵的性能特点:
管道泵结构紧凑,机泵一体化,体积小,其立式结构具有安装占地面积小,运行平稳,安装无需调整。
泵进出口设计成规格相同法兰,且位于同一中心在线,可象阀门一样直接安装在管路上,且中心低,便于管道布置,安装方便。
泵与电机同轴,轴向尺寸短,使泵运行更加平稳,噪音低。
取消传统轴封方式,避免了输送介质的外泄,因此具有完全无泄漏的显著特点。
12-自吸泵
工作原理:水泵启动前先在泵壳内灌满水(或泵壳内自身存有水)。启动后叶轮高速旋转使叶轮槽道中的水流向涡壳,这时入口形成真空,使进水逆止门打开,吸入管内的空气进入泵内,并经叶轮槽道到达外缘。
自吸泵
自吸泵的性能特点:
自吸泵属自吸式离心泵,具有结构紧凑、操作方便、运行平稳、维护容易、效率高、寿命长,并有较强的自吸能力等优点。
管路不需安装底阀,工作前只需保证泵体内储有定量引液即可。不同液体可采用不同材质自吸泵。
13-漩涡泵
工作原理:旋涡泵的叶片凹槽中的液体,被离心力甩向流道,一次增压;流道中液体又因槽中液体被甩出形成低压,再次进入凹槽,再次增压;多次的凹槽一流道一凹槽的漩涡运动,从而获得较高压头。
漩涡泵
旋涡泵的优点:
W型单级直连旋涡泵是供吸送清水或物理化学性质类似于水的液体之用,使用液温不超过60℃,常用于锅炉给水的配套,在造船、轻纺、化工、冶金、机械制造、水产养殖、固定消防稳压、热交换机组、农业远程喷灌等部门等都有广泛的应用。
旋涡泵体积小、重量轻的特点在船舶装置中具有极大的优越性。具有自吸能力或借助于简单装置来实现自吸。
具有陡降的扬程特性曲线,因此,对系统中的压力波动不敏感。某些旋涡泵可实现汽液混输。这对于抽送含有气体的易挥发的液体和汽化压力很高的高温液体具有重要的意义。
旋涡泵结构简单、铸造和加工工艺都容易实现,某些旋涡泵零件还可以使用非金属材料,如塑料、尼龙模压叶轮等。
旋涡泵的缺点:
效率较低,最高不超过55%,大多数旋涡泵的效率在20-40%,因此妨碍了其向大功率方向发展。
旋涡泵的汽蚀性能较差。
旋涡泵不能用来抽送粘性较大的介质。因随着液体粘性的增加,泵的扬程和效率会急剧降低,介质的粘度限制在114 厘沲之内。
旋涡泵叶轮和泵体之间的径向间隙和轴向间隙的要求较严给加工和装配工艺带来一定困难。
抽送的介质只限于纯净的液体。当液体中含有固体颗粒时,就会因磨损引起轴向和径向的间隙增大而降低泵的性能或导致旋涡泵不能工作。
14-水环式真空泵
工作原理:水环式真空泵叶片的叶轮偏心地装在圆柱形泵壳内。泵内注入一定量的水。叶轮旋转时,将水甩至泵壳形成一个水环,环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心,右半轮毂与水环间的进气空间4逐渐扩大,从而形成真空,使气体经进气管进入泵内进气空间。随后气体进入左半部,由于毂环之间容积被逐渐压缩而增高了压强,于是气体经排气空间及排气管被排至泵外。
水环式真空泵
水环式真空泵
水环式真空泵的优点:
结构简单,制造精度要求不高,容易加工。
结构紧凑,泵的转数较高,一般可与电动机直联,无须减速装置。故用小的结构尺寸,可以获得大的排气量,占地面积也小。
压缩气体基本上是等温的,即压缩气体过程温度变化很小。
由于泵腔内没有金属磨擦表面,无须对泵内进行润滑,而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。
吸气均匀,工作平稳可靠,操作简单,维修方便。
水环式真空泵的缺点:
效率低,一般在30%左右,较好的可达50%。
真空度低,这不仅是因为受到结构上的限制,更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液,极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液,可达130Pa。
总之,由于水环泵中气体压缩是等温的,故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没有排气阀及摩擦表面,故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些突出的特点,尽管它效率低,仍然得到了广泛的应用。
15-罗茨真空泵
工作原理:罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转,被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内,再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态,所以,在泵腔内气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘,v0空间与排气侧相通时,由于排气侧气体压强较高,则有一部分气体返冲到空间v0中去,使气体压强突然增高。当转子继续转动时,气体排出泵外。
罗茨真空泵
罗茨泵具有以下特点:
在较宽的压强范围内有较大的抽速;
起动快,能立即工作;
对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感;
转子不必润滑,泵腔内无油;
振动小,转子动平衡条件较好,没有排气阀;
驱动功率小,机械摩擦损失小;
结构紧凑,占地面积小;
运转维护费用低。
因此,罗茨泵在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。
16-旋片式真空泵
工作原理:旋片泵的旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分,当转子按箭头方向旋转时,与吸气口相通的空间A的容积是逐渐增大的,正处于吸气过程。而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的,正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的,正处于压缩过程。
旋片式真空泵
由于空间A的容积是逐渐增大(即膨胀),气体压强降低,泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强,因此将气体吸入。当空间A与吸气口隔绝时,即转至空间B的位置,气体开始被压缩,容积逐渐缩小,最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时,排气阀被压缩气体推开,气体穿过油箱内的油层排至大气中。由泵的连续运转,达到连续抽气的目的。如果排出的气体通过气道而转入另一级(低真空级),由低真空级抽走,再经低真空级压缩后排至大气中,即组成了双级泵。这时总的压缩比由两级来负担,因而提高了极限真空度。
旋片式真空泵的性能特点:
旋片式真空泵是一种油封式机械真空泵,属于低真空泵,可单独使用,也可作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。
体积小、重量轻、噪音低;
设有气镇阀,可抽除少量水蒸气;
设有自动防返油止回阀,启动方便;
进气口连续畅通大气运转不得超过一分种;
不适用于抽除对金属有腐蚀的,对泵油起化学反应的,含有颗粒尘埃的气体,以及含氧过高的,有爆炸性的,有毒的气体。
17-气气增压泵
工作原理:气气增压泵以压缩空气为动力,将低压气体压力升高后连续输出,最终输出压力可升高至动力源压力的两倍甚至数十倍,是无污染的气体增压装置。
根据输出压力和结构形式又分成低压泵和高压泵。
气气增压泵
低压泵主要用于当现场气源压力不足或不稳定,不能保证气动装置的最低使用压力时,维持气动装置正常工作,满足设备的局部高压用气要求。
高压泵主要用于增压非普通压缩空气场合,如把氮气、氦气、氩气等增压至几十兆帕并装入高压储气罐。
气气增压泵的性能特点:
工作压力范围大,选用不同型号的泵可获得不同的压力区域,调节输入气压输出气压相应得到调整。可达到极高的压力,气体90Mpa
流量范围广,对所有型号泵仅0.1Kg气压就能平稳工作,此时获得最小的流量,调节进气量后可得到不同的流量。
易于控制,从简单的手动控制到完全的自动控制均可满足要求。
自动重新启动,无论何种原因造成保压回路压力下降,将自动重新启动,补充泄漏压力,保持回路压力恒定。
操作安全,采用气体驱动,无电弧及火花,可在危险场合使用。
最大节能可达70%,因为保持保压不消耗任何能量。
18-气液增压泵
工作原理:气液增压泵由单向阀控制的高压柱塞不断的将液体排出,增压泵的出口压力大小与空气驱动压力有关。当驱动部分和输出液体部分之间的压力达到平衡时,增压泵会停止运行,不再消耗空气。当输出压力下降或空气驱动压力增加时,增压泵会自动启动运行,直到再次达到压力平衡后自动停止。
气液增压泵
采用单气控非平衡气体分配阀来实现泵的自动往复运动,泵体气驱部分采用铝合金制造。接液部分根据介质不同选用碳钢或不锈钢,泵的全套密封件均为进口优质产品,从而保证了气液增压泵的性能。
气液增压泵的性能特点:
输出压力高:液泵最大可达640MPa,气泵最大可至200MPa
使用范围广:工作介质可为液压油.水及大部分化学腐蚀性液体,而且可靠性高,免维护寿命长。
输出流量范围广:对所有型号泵仅需较小驱动气压就能平稳工作,此时获得较小流量,调节驱动进气量后可获得不同流量。
应用灵活:选用不同型号的泵,可获得不同的压力区域。
易于调节:在泵的压力范围内,调节调节阀从而调节进气压力,输出液压相应相应得到无极调整。
自动保压:无论何种原因造成保压回路压力下降,将自动启动,补充泄漏压力,保持回路压力恒定。
操作安全:采用气体驱动,无电弧及火花,可在危险场所使用。
19-蒸汽喷射泵
工作原理:蒸汽喷射泵工作时蒸汽进入喷嘴后,高速喷出,产生低压,将气体吸入并在混合室混合,经扩大管后,动能转变为压强能。如果吸入的气体来自容器,容器减压,即可称作喷射真空泵。
蒸汽喷射泵
蒸汽喷射泵的性能特点:
该泵无机械运动部分,不受摩擦、润滑、振动等条件限制,因此可制成抽气能力很大的泵。只要泵的结构材料选择适当,对于排除具有腐蚀性气体、含有机械杂质的气体以及水蒸等场合极为有利。
结构简单、重量轻,占地面积小。
工作蒸汽压力为4~9×105Pa,在一般的冶金、化工、医药等企业中都具备这样的水蒸汽源。
来源:水生活水资讯
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鼓风机的安全运行及使用寿命,取决于正确而经常地维护和保养,并应注意任何事的苗子,除了要注意一般性维修规程外,对下述各点要着重注意。
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另一块用螺栓把透气布压紧,透气布露出部分用电烙铁或火烙铁把透气布烙齐,使之与法兰平齐,然后在斜槽法兰与除渣器法兰之间加装日形垫。在斜槽法兰与除渣器法兰紧固后,斜槽透气布上的物料就通过除渣器过渡部分进入除渣区域。斜槽底部的空气也进入到除渣器的过渡部分,然后通过除渣器的外管道与另一端的过渡部分联通,这样除渣器前方的斜槽气体就贯通了,保证了通过除渣区域前方物料的畅通。除渣区域分为两个独立的箱体(见图2中的A区和B区),在每个箱体底部装有带透气布的充气箱,充气箱分两个区,分别由两个带手动蝶阀的管道供气,两供气管道汇合到道,两个道由一根主管道与罗茨风机出风口相连。两个独立的除渣箱体由除渣器壳体外的手摇减速机控制的翻板调整开关。遂平罗茨鼓风机动画演示参数
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应停机检查。运转五分钟后,停机检查风机是否有异常现象,确认无异常现象再开机运转。罗茨鼓风机试车时,应先起动低速,并检查旋转方向是否正确;起动高速成时必须待风机静止后再起动,以防高速反向旋转,引起开关跳闸及电机受损。罗茨风机是一种容积式风机,机械腔内含有很大的空间,每当在工作的时候会有很多气体存在腔内,输送的风量可以控制的,并且机械转数和风量是成比例的,罗茨鼓风机是由叶轮端面和风机前后端盖之间及风机叶轮之间保持这微小的间隙,罗茨风机齿轮,这样可以让空气变的流通,罗茨鼓风机在市场的应用非常广泛,噪音低,震动小,气体流动性强,并且性能稳定,运转平稳,这些效果非常的明显,并且利用这些优势很快就会被大众所熟知。遂平罗茨鼓风机动画演示参数
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原因是:出口管路或者阀门进行调节,罗茨风机的负压就会发生变化,影响风机的正常使用,超压过大,可能会造成电机的损坏。在罗茨风机行业,风机的“叶片”叫做“叶轮”,而叶片的用词多用在离心风机行业,只要在罗茨风机行业,提到了叶片,文章内容大多从离心风机技术资料篡改而来,原因是:离心风机与罗茨风机的工作原理截然不同,构造也不同,离心风机的扇叶成片状,而罗茨风机的转子是轮的形式。进气流量调节,有人提出通过改变进气口来进行风量调节,可是罗茨风机风量调小封进口,如果是风量调大该怎么调整?罗茨风机可以通过双级串联来增锦工量,这是完全可行的,但是单级罗茨风机与双级罗茨风机结构差异很大,通过调整进口风量来调小风量会造成资源浪费。所以说:通过调节罗茨风机进口处调节风量是不合理的,如果是合理的,那只能更换风机。遂平罗茨鼓风机动画演示参数
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