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低溫液體泵

更新時(shí)間:2018-08-21   點(diǎn)擊次數(shù):1606次

低溫液體泵(簡稱低溫泵)是在石油、空分和化工裝置中用來輸送低溫液體(如液氧、液氮、液氬、液態(tài)烴和液化天然氣等)的特殊泵。在空分中它主要用于輸送液態(tài)產(chǎn)品,如液氧泵、液氮泵及液氬泵等產(chǎn)品泵。在空分工藝流程中也設(shè)置工藝泵,例如:在主冷防爆系統(tǒng)中的液氧循環(huán)泵;上、下塔分開時(shí),將上塔底部的液氧送入下塔頂?shù)闹骼淠舭l(fā)器;粗氬塔分成粗氬塔I和粗氬塔Ⅱ,兩塔之間設(shè)置的液氬泵等。 按照工作原理的不同,低溫泵主要分為往復(fù)式和離心式兩類。

用途

它的用途是將低溫液體從壓力低的場所輸送到壓力高的場所。隨著空分技術(shù)的發(fā)展,低溫液體得到了廣泛的應(yīng)用及發(fā)展。其在空分設(shè)備中的只要作用為:用于液體循環(huán);或是從貯槽抽取液體并將其壓入汽化器,汽化后送給用戶。

工作原理

離心式低溫液體泵的工作原理與離心水泵相同。離心泵是依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對液體作功,將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。當(dāng)泵內(nèi)充滿液體工作時(shí),由于葉輪高速旋轉(zhuǎn),液體在葉輪作用下產(chǎn)生離心力,驅(qū)使液體在從葉輪進(jìn)口向出口流動(dòng)的過程中,壓力能和速度能均增加,繼而在擴(kuò)壓室內(nèi)又將速度能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成壓力能后輸出。簡單概括:離心泵的工作原理是:離心泵工作時(shí),依靠泵內(nèi)、泵外的壓差,將液體不斷吸入泵內(nèi),靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)使液體獲得動(dòng)能;靠擴(kuò)壓管或?qū)~將液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能。

往復(fù)式低溫泵與往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理相類似,是一種容積式的壓縮機(jī)械。它由活塞(柱塞)在液缸工作腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng),使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化,來實(shí)現(xiàn)吸液-壓縮-排液全過程。

當(dāng)活塞(柱塞)向右移動(dòng)時(shí),泵缸容積增大,壓力隨之降低,當(dāng)進(jìn)口管中的液體壓力大于泵缸內(nèi)壓力時(shí),吸入閥開啟,液體流入泵缸。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過180°以后,活塞(柱塞)向左移動(dòng)時(shí),泵缸的容積減小,因液體是不可壓縮流體,因此壓力將迅速升高,當(dāng)其壓力升至可以打開排出液時(shí)高壓液體經(jīng)排出閥排出,這就是往復(fù)式液體泵的一個(gè)工作周期。

由此可見,往復(fù)式泵的流量是脈動(dòng)的、不連續(xù)的。脈動(dòng)的次數(shù)由轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。往復(fù)式泵的排壓是由管路特性所決定的,這是因?yàn)橹挥斜酶變?nèi)液體的壓力高于排出管的壓力時(shí),排出閥才能打開。正因如此,只要電機(jī)功率充足泵密封性良好,往復(fù)式泵的排液壓力,可以滿足低、中、高壓的各種管網(wǎng)的壓力需求。

特點(diǎn)

低溫泵與一般通用泵不同,它要在液體輸送過程中保持低溫,盡量減少冷損,否則低溫泵會由于液體的汽化而不能工作。因在低溫條件下工作,其泵的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行,安裝等方面都與通用泵有所不同。

分類

低溫液體泵是用來輸送低溫液體,并提高其壓力的機(jī)械。根據(jù)作用原理,低溫泵可分為葉片式和往復(fù)式兩大類。葉片式有離心式、混流武和軸流式。往復(fù)式有柱塞式和活塞式。

離心泵是葉片式中常用的一種。離心式又有單級和多級之分。柱塞式泵是往復(fù)式中常用的一種,有單列和多列之分。

離心式低溫泵多用于低、中壓輸送。柱式低溫泵用于壓力高、流量小的系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

低溫液體泵在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問題:

(1)為保證零件在低溫下冷收縮均勻,其結(jié)構(gòu)應(yīng)對稱;

(2)泵的進(jìn)、出口管路必須設(shè)有冷收縮的補(bǔ)償,如金屬波紋管補(bǔ)償?shù)龋?/span>

(3)常溫區(qū)與低溫區(qū)之間的連接零件應(yīng)選用熱導(dǎo)率低的材料制造,以減少導(dǎo)熱損失;

(4)盡可能地減少低溫區(qū)工作的零部件的熱容量,以減少液體的汽化損失,縮短起動(dòng)時(shí)間;

(5)在低溫區(qū)工作且有相對運(yùn)動(dòng)的零件,也盡可能地選擇線膨脹系數(shù)相接近的材料來制作;包絡(luò)零件的線膨脹系數(shù)須小于或等于被包絡(luò)零件的線膨脹系數(shù),以防止冷收縮時(shí)產(chǎn)生卡死現(xiàn)象;

(6)對在低溫下工作的重要零件,特別是對那些耦合要求很嚴(yán)高的運(yùn)動(dòng)零件(如軸封的動(dòng)環(huán)和靜環(huán),柱塞泵的柱塞和缸套等)在進(jìn)行后一道精加工之前,必須作冷處理。冷處理溫度一般應(yīng)低于或等于工作溫度,處理時(shí)間為1~4小時(shí);

(7)為防止低溫液體的汽化,特別要注意泵體及進(jìn)口管道的絕熱,一般用珠光砂或發(fā)泡材料,對溫度很低的液氫泵和液氦泵則常采用真空絕熱;

(8)密封是低溫泵設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題之一,泵的密封采用封閉式或軸封式。軸封式有三種類型:機(jī)械密封(有干式和濕式兩種),迷宮密封和填料函密封。對于溫度較低的泵,常采用機(jī)械密封

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