泵(bèng)的曆史及文化
時(shí)間:2007/11/19 來源(yuán):浙江香蕉视频网站江泵業有限公司

水的提升對於人類生活和生(shēng)產(chǎn)都十分重要。古代就已有各種提水器具,例如埃及的鏈泵(公元(yuán)前(qián)17世紀),中國(guó)的桔槔(公元前17世紀)、轆轤(公元前11世紀)和水車(公元1世紀)。比(bǐ)較著名(míng)的還有公元前三世紀,阿基米德發明的螺旋杆,可以平穩連續地將水提至幾米高處,其原理仍為現代螺杆泵(bèng)所利用(yòng)。
公元前200年左右,古(gǔ)希臘工匠克特西比烏斯發明的滅火泵是一種原始的活塞泵,已具備(bèi)典型活塞泵的主要元件,但活塞泵隻是(shì)在出現了蒸汽機之後才得到迅速發展(zhǎn)。
1840~1850年,美國沃辛頓(dùn)發明泵缸和蒸汽缸對置的,蒸汽直接作用的活塞泵,標誌著現代活塞泵的形成(chéng)。19世紀(jì)是(shì)活塞泵發展的高潮(cháo)時期,當時已用於水壓機等多種機械中。然而隨著需水量的劇增,從20世紀20年代起,低速的、流量受到很大限製的活(huó)塞泵逐漸被(bèi)高速(sù)的離心泵和回轉泵所代替。但是在高壓小流量領域往複泵仍占有主要地位,尤其是隔膜泵、柱(zhù)塞泵獨具(jù)優點,應用日(rì)益(yì)增多。
回轉泵的出現與工業上對液體輸送的要求日益多樣化(huà)有關。早(zǎo)在1588年就有了關於四葉片(piàn)滑片泵的記載,以後陸續出現了其他各(gè)種回轉泵,但直到19世紀回(huí)轉泵仍存在泄漏大、磨(mó)損大和效率低等缺點。20世紀初,人(rén)們解決了轉子潤滑和密封等問題,並采用高速電動機(jī)驅動(dòng),適(shì)合較高壓力、中小流(liú)量和各種粘性液體的回轉泵才得到(dào)迅速發(fā)展。回轉(zhuǎn)泵的類型和(hé)適宜輸送的液體種類(lèi)之多為其他各類泵所不及。
利用離心力輸水的想法早出現在列(liè)奧納多·達芬奇所作的草圖中。1689年,法國物理學家帕潘發明了四葉片葉輪的蝸殼離心泵。但更接近(jìn)於現代離心泵的,則(zé)是1818年在美國(guó)出現的具有徑向直葉片(piàn)、半開式雙吸葉輪(lún)和蝸殼的所謂馬薩諸塞泵(bèng)。1851~1875年(nián),帶有導(dǎo)葉的多級離心泵相(xiàng)繼被發(fā)明,使得發展高揚程離心泵成為可能。
盡管早在1754年,瑞士數學家歐拉就提出了葉輪式水力機械的基本方程式,奠定了離心泵設計的理論(lùn)基礎,但直到19世紀末,高速(sù)電動(dòng)機的發明使離心泵獲得(dé)理想動力(lì)源之(zhī)後,它的優越性才得以充(chōng)分發揮。在(zài)英國的雷(léi)諾和德國的普夫萊德雷爾(ěr)等(děng)許多學者的理論研究和實踐的基礎上,離心泵的效率(lǜ)大大提高,它的性(xìng)能範圍和使用領域也日益擴大(dà),已成為現代應用(yòng)廣、產量大的泵(bèng)。
泵通常(cháng)按工作原理分容積(jī)式(shì)泵、動力式泵和其他類型泵,如射流泵、水錘泵、電磁泵、氣體升液泵。泵除按工(gōng)作原理分類外,還可按其他方法分類和命名。例如,按驅動方法可分為電動泵(bèng)和水輪泵等;按結(jié)構可分為單級泵和多級(jí)離心(xīn)泵;按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等;按輸送液體的性質可分為水泵(bèng)、油泵和泥漿泵等。
容積式泵是依靠工作元件在泵缸內作往複或回轉運動,使(shǐ)工作容積交(jiāo)替地增大和縮小,以實現液體的吸入(rù)和排出。工作元件作往複運動的容積式泵(bèng)稱為(wéi)往複泵,作回轉運動的稱為回轉泵。前者的(de)吸入和排出過程在同一泵缸內交替進行,並由吸入閥和排出閥加以控製;後者(zhě)則是通過齒輪、螺杆、葉形轉子或滑(huá)片等工(gōng)作元件(jiàn)的旋轉作用,迫使液體從吸入側(cè)轉移到排出側。
容積式(shì)泵在一(yī)定轉速或往複次數下的流量是一定的,幾乎不隨(suí)壓力而改變;往複泵的流量和壓力有較大脈動,需要采取相應的(de)消減脈動措施;回轉泵一般(bān)無(wú)脈動或隻有小的脈動;具有自吸能力,泵啟動後即能抽除管路中的空氣吸入液體;啟動泵時必須將排出管(guǎn)路閥門完全打開;往複泵適用於高壓力和小流量;回轉泵適用於中小流量和較高壓力;往(wǎng)複泵適宜輸送清潔的液(yè)體或氣液混合物。總的來說,容積泵的效率高(gāo)於動力式泵。
動力式(shì)泵靠(kào)快速旋(xuán)轉的葉(yè)輪(lún)對液體的作用力,將機械能傳遞(dì)給液體,使其(qí)動能和壓力能增加(jiā),然後再通過泵缸,將大部分動能轉換為壓力能而實現輸(shū)送。動力式泵又稱葉輪式(shì)泵或葉(yè)片式泵。離心泵是常見的動力式(shì)泵。
動力式泵在一定轉速下產生的揚程有一限定值,揚程隨流量(liàng)而改變;工作穩定(dìng),輸送連續,流量和壓力無脈動;一般無自吸能力,需要將泵先灌滿(mǎn)液體或將管路抽成真空後才能開始工作 ;適用性能(néng)範圍廣;適宜輸(shū)送粘度很小的清潔液體,特殊設計的泵可輸送泥(ní)漿、汙水等或(huò)水輸固體(tǐ)物。動力式泵主要用於給水、排水、灌溉、流(liú)程(chéng)液體輸送、電站蓄能、液壓傳動和船舶噴射推(tuī)進等。
其他類型(xíng)的泵是指(zhǐ)以另外的方式傳遞能(néng)量的一類泵。例如射流泵是依靠高速噴射出的工作流體 ,將需要輸送的流體(tǐ)吸入泵內,並(bìng)通過兩種流體(tǐ)混(hún)合進行動(dòng)量交換來傳遞能(néng)量(liàng);水錘泵是利用流動中(zhōng)的水被突然製動時產(chǎn)生的能量,使其中的(de)一部(bù)分水壓升到一定高度(dù);電磁泵是使通(tōng)電的液態金屬(shǔ)在電磁力作(zuò)用下(xià) ,產生流動(dòng)而(ér)實現輸送;氣體升液泵通過(guò)導管將壓(yā)縮空氣或其他壓縮(suō)氣體送(sòng)至液體的底層處,使之形成較液體輕的氣液混合流(liú)體(tǐ),再借管外液體的壓力將混合流體壓升上來。
泵的性能參數主要有流量和揚程,此外還有軸功(gōng)率、轉速和必需(xū)汽蝕裕量。流量是指單位時間內通(tōng)過泵出口(kǒu)輸出的液體量,一般采用體(tǐ)積流(liú)量;揚程是單(dān)位重(chóng)量輸送液體從泵入口至出口的能量增(zēng)量 ,對於容積式泵,能量增量主要體現在壓力能增加上(shàng),所以通常以壓力增量代替揚程來表示。泵(bèng)的效率(lǜ)不(bú)是一(yī)個獨立性能參數,它可以由別的性能參(cān)數(shù)例如流量、揚程和軸功率按公式計算求得。反之,已知流量、揚程和效率,也可求出軸功率。
泵的各個性能參數之(zhī)間存在著一定(dìng)的相互依賴變化關係,可以通過對泵進行試驗,分別(bié)測(cè)得和算出參數值,並畫成曲線來表示,這些(xiē)曲線稱為泵的特性曲線。每一台泵都有特定的特(tè)性曲(qǔ)線,由泵製造廠提供。通常(cháng)在工廠給出的特性(xìng)曲線上還標(biāo)明推薦使用的性能區段,稱為該泵的工作範圍。
泵的(de)實際工作點由泵的曲線與泵的裝(zhuāng)置特性(xìng)曲線的交(jiāo)點來(lái)確定。選擇(zé)和使用泵,應(yīng)使泵的工作點落在工作範圍內,以保證運轉經濟性和安全。此外(wài),同一台(tái)泵輸送粘度不同的液體時,其(qí)特性曲線也會改變。通常,泵製造(zào)廠所給的特性曲線大多是指輸送清潔冷水時的特性曲線。對於動力式泵,隨著液體粘度增大,揚程和效率降低,軸功(gōng)率增大,所以工業(yè)上有時(shí)將粘度大(dà)的液體加熱使粘性變小,以提高輸送效率。