泵与阀门 (2)

1离心泵的工作原理；泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。

2气缚现象：若离心泵启动前未灌满液体，泵壳内存有气体。由于空气密度很小，旋转后产生的离心力也很小，所以在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸入泵内，这时虽然电机在工作，叶轮在旋转，但吸不上液体，故不能输送液体。原因；轴密封不好，在启动时外界空气漏入泵内也会造成气缚（见后面）。

3密封作用由于离心泵出口液体是高压，入口是低压，高压液体会经叶轮与泵体之间的间隙泄漏至入口处。为防止出口高压流体通过叶轮与泵体之间的间隙向吸入口泄漏。

4轴封作用轴封的作用是防止泵出口高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出，或外界空气从水泵的入口侧间隙流人泵内。为减小泄漏，在转轴与静止部件之间应装轴端密封装置。

5离心泵的结构；叶轮；是实现能量转换的主要部件。将电机的机械能传给液体，是其获得静压能和动能。吸入室；以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，使叶轮进口处的液体流量分布均匀。压出室：收集从叶轮流出的高速流体，以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口。导叶，密封装置

气蚀的形成；低压区→产生气泡→高压区→气泡破裂→产生局部真空→水力冲击→发生振动、噪音，气蚀破坏；对部件产生麻点、蜂窝状的破坏现象。

避免发生气蚀的措施

１）降低液体温度（使对应的液体饱和压力降低）；

２）减小吸上高度或变净正吸入为灌注吸入（使吸口压力增大）；

３）降低吸入管阻力（采用粗而光滑的吸管，减少管路附件等）；

４）关小排出阀或降低泵转速（降低流量）

有效气蚀余量指泵的入口处的液体具有的压头与液体汽化时的压头(饱和蒸汽压头pv /ρg）之差。

有效气蚀余量Δha ……泵工作时，实际具有的气蚀余量。

必需气蚀余量Δhr ……为避免气蚀所必需的气蚀余量。

流量Q，压头H，轴功率N，效率n,

离心泵的特性曲线。

H-Q随流量的是增加而减少。N-Q轴功率随流量的增加而上升，

n-Q随流量的增加而增加，然后又减小。泵应该工作在效率最高的附近点处

离心泵的工作特点；高扬程，低流量。

轴流泵的工作特点；低扬程，高流量。离心泵串联工作流量相同压头叠加并联工作；压头相同，流量叠加

泵的用途；提升作用，抽吸作用。

启动泵时，离心泵启动、停泵都要求出口阀关死，启动时是为保证电机启动电流最小；停泵时是防止液体倒灌入泵体形成水锤现象。启动后关闭出口阀的时间应在3分钟内，启动后打开出口阀调节至额定工况，否则，液体在泵内强制循环后温度升高，液体汽化会产生抽空现象。停泵时缓慢关闭出口阀，切断电源后关闭入口阀。停泵后冷却水、油系统进行运行，每10分钟盘车一次，直至泵体降到常温，冬季试泵要放掉泵内液体防止冻凝损坏泵。

离心泵的停泵操作

1）慢慢关闭泵的出口阀。2）切断电机的电源。3）关闭压力表手阀。4）停车后，不能马上停冷却水，应泵的温度的降到80度以下方可停水。5）根据需要，关闭入口阀，

泵体放空。

轴流泵的工作原理叶轮1装在圆筒形泵壳3内，流体从旋转叶轮获得能量后，经导叶2将流体的旋转动能部分转变为压力能，然后沿轴向流出，同时在进口形成真空，流体则由吸入喇叭管4沿轴向被吸入，叶轮连续旋转，流体则不断被吸入和排出。

轴流泵的主要部件有叶轮、导叶、吸入室、扩散管和泵轴与轴承等。

轴流式叶轮工作过程；翼型升力原理——流体绕流翼型叶片时，对翼型叶片产生升力作用；而翼型叶片在流体中运动时，对流体产生与升力方向相反的作用力，从而使流体获得能量。轴流泵的启动要求中、小型轴流泵特别是卧式轴流泵或小型立式轴流泵，大都安装在高于水面的位置上，所以，它在启动以前，泵壳和吸入喇叭口也必须先充满水。同样，在有空气存在的情况下，泵内和吸入管就无法形成真空。因此，一般都另设一台到几台电动真空泵，利用它们将泵壳和吸入喇叭口内空气抽出形成真空，以达到充水的目的。大型立式轴流泵，一般都安装在低于水面的位置上，故泵壳、叶轮和吸入喇叭口均沉浸在液体中，无需在启动前专门对它先排气充水，因此，不设抽气装置，便能迅速启动，这也是轴流泵特点之一，对于实现自动程序启动是个有利的条件。轴流泵、混流泵及旋涡泵均采用出口阀开阀的状态启动（因关阀启动，消耗功率最大）。

对于可调叶片的轴流泵，可将叶片安装角调到最小时启动，待达到正常转速后再把叶片安装角调到合适的位置

相似理论的意义：了解泵在改变n或线性尺寸时性能参数变化关系；用它来推导出离心泵的相似准则数——比转数，作为对离心泵的分类。1、几何相似；两泵过流部分相应的几何尺寸比值相等，叶片数及对应的叶片安装角也相等。2、运动相似；两泵各对应点的相应速度方向相同，比值相等，即对应点的速度三角形相似。3、动力相似；两泵各对应点作用于流体质点上的同名力方向相同，比值相等。

屏蔽泵是离心式无密封泵

屏蔽泵特点；屏蔽泵绝对无泄漏，在泵内负压情况下，外界气体不会被吸入，特别适用于真空系统运行；同时它适用于高压、高熔点、高低温介质。屏蔽泵结构紧凑，体积小，重量轻；无冷却风扇、噪声较低，使用范围广，运转可靠，能提供一个相对良好的工作环境。

屏蔽泵优点；(1)全封闭(2)安全性高(3)结构紧凑占地少(4)运转平稳，噪声低，不需加润滑油(5)使用范围广缺点；(1)由于屏蔽泵采用滑动轴承，且用被输送的介质来润滑，故润滑性差的介质不宜采用屏蔽泵输送(2)屏蔽泵的效率通常低于单端面机械密封离心泵，而与双端面机械密封离心泵大致相当。(3)长时间在小流量情况下运转，屏蔽泵效率较低，会导致发热、使液体蒸发，而造成泵干转，从而损坏滑动轴承。

屏蔽泵是一种无密封泵，泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。

屏蔽泵选型时的注意事项停泵时先将出口阀关小，当泵运转停止后，先关闭入口阀再关闭出口阀。

容积式泵；往复泵【活塞泵，柱塞泵，隔膜泵；】转子泵：【齿轮泵，螺杆泵，滑片泵】往复泵的特点1．有较强的自吸能力2．理论流量与工作压力无关，只取决于转速、泵缸尺寸和作用数。3．额定排出压力与泵的尺寸和转速无关，主要取决于泵原动机的功率、轴承的承载能力、泵的强度和密封性能等。

往复泵的实际流量Q＜理论流量Qt，原因(1)泵吸入的液体可能含有气泡；(2)活塞换向时，由于泵阀关闭迟滞造成液体流失；(3)活塞环、活塞杆填料等处由于存在一定的间隙以及泵阀关闭不严等会产生漏泄。

曲柄角速度不均匀造成流量不均匀

泵的作用数1.多作用往复泵流量的均匀程度显然要比单作用泵强；2.作用数K 越大，流量越均匀；3.奇数K的往复泵比偶数K的往复泵的流量均匀。判断

往复（活塞）泵的启动要求往复泵和回转泵等容积式泵，必须采用出口阀打开的工况下启动，否则泵内压强会急剧升高，使泵体、管路和电机造成损坏。[判断] 气动隔膜泵具有以下特点1）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。（2）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。（3）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。4）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。5）流量可调节，可以在物料出口处加装节流阀来调节流量。（6）具有自吸的功能。（7）可以空运行，而不会有危险。（8）可以潜水工作。9）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。10）没有复杂的控制系统，没有电缆、保险丝等。【选择】

一号轴封结构；两个不锈钢覆盖的氧化铝环构成。下边为动环，与轴固定联结在一起，随泵轴旋转。上边是静环，与泵体静止部位联结在一起，不转动但可以上下移动。正常运行时，两个环的端面不接触，之间为一层稳定的液膜。

轴封原理：轴封水由外侧流向内侧，由于静环下表面采用了特定的不同角度的两个斜面，由水压引起的力能自动调整静环上下位置，使其处于平衡状态，保持静环动环之间的间隙在0.11 mm左右。

一号轴封水流程；1、在正常运行时，由RCV系统提供轴封注水，轴封注水温度约为55.5℃，压力约为158 bara，以1.8 m3/h流量进入水泵径向轴承与轴封之间的水腔，其中0.68m3/h的轴封水进入1号轴封，其余1.12m3/h的轴封水向下流动，流过泵径向轴承、热屏，然后进入主泵内部与泵内RCP冷却剂混合流入一回路。2、0.68m3/h的轴封水流过一号轴封动静环之间的间隙，流入被压为3.1bara的腔室。轴封水在两环之间形成液膜，动环和静环的两个端面在液膜两侧相对滑动，不直接摩擦。3、1号轴封泄漏流出的水大部分（0.67 m3/h）返回RCV002BA下游的上充泵入口，仅有11.4 L/h流量，压力为3.1 bara的水向上流动，进入2号轴封。

轴封水的作用是：高压冷水经过泵轴承、热屏流到泵壳内，抑制反应堆冷却剂不能向上流动，保证泵轴承润滑；流过轴封，提供轴封水；在RRI故障而失去热屏冷却水时，保证泵轴承和轴封的短时间应急冷却。

阀门

1.阀门的基本参数：1.公称通径；

2.公称压力；

3.压力温度等级；

4.阀门的结构长度。

2.阀门密封副：由阀座和关闭件组成。平面密封，锥面密封，球面密封。

3.阀门填料函结构：由填料压盖、填料和填料垫组成。

4.阀门的密封有内密封和外密封两类。内密封：指阀瓣（阀堵）与阀座之间的密封。外密

封：阀体与阀盖的连接处之间的密封，填料与阀杆和填料函配合处的密封。

5.对密封材料的要求是：有足够的强度、耐介质腐蚀、工艺性好。对密封面间有相对运动

的阀类，还要求有良好的耐擦伤性，摩擦系数小，耐磨损；对于受高速介质冲刷的阀门，要求抗冲蚀能力强；对于高温和低温阀门，要求良好的热稳定性和与相接基体材料相近的线胀系数。

6.阀杆填料密封材料选用：它应具有良好的密封性，在压力和温度的作用下具有一定的强

度和弹性，热稳定性好，不易烧失，不易老化，致密性好且耐介质腐蚀。对阀杆摩擦系数小。

7.闸阀的结构：阀体，阀盖，阀瓣，阀杆与传动装置，密封。

8.闸阀的优点：①流体阻力小。②开闭所需外力较小。③介质的流向不受限制。④全开时，

密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。⑤体形比较简单，铸造工艺性较好。

9.闸阀的缺点：①外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。②开闭过程中，密封

面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。③闸阀一般都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加一些困难④仅供接通或截断管道中的介质，不能用于调节流量或压力

10.蝶阀按结构形式一般分为不密封蝶阀和密封蝶阀两类。蝶阀广泛用于2.0MPa以下的压

力和温度不高于200℃的各种介质。

11.蝶阀特点：（1）结构简单，外形尺寸小，结构长度短，体积小，重量轻，适用于大口径

的阀门。（2）全开时阀座通道有效流通面积较大，流体阻力较小。（3）启闭方便迅速，调节性能好。（4）启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产生转矩的方向相反，因而启闭较省力。（5）密封面材料一般采用橡胶、塑料、故低压密封性能好。

12.阀门内漏原由：1.阀门内衬老化损坏；2. 阀瓣损坏

3 .阀门没有关闭不到位

4 .阀门内部有异物卡涩

13.阀门外漏，原由：1 .阀体法兰的密封垫老化；2 .阀门内衬老化；3 .阀杆O环老化；4 .管法兰的距离超出蝶阀的厚度规定距离

14.阀门操作力矩大，原由：1 .阀门内衬膨胀老化；2. 执行机构异常；3 .阀门长期保持一个位置,造成锈蚀或杂质堵塞；4. 操作阀门时用力过大,造成阀瓣联接损坏或阀杆弯曲。

15.截止阀在管路中主要作切断用。节流阀在管路中主要作节流使用

16.截止阀有以下优点：

1.在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨。2．开启高度小。3．通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维修。

17.隔膜阀门属于截止阀类,主要用于腐蚀性介质及不允许外漏的场合,还可以用有真空

系统。受隔膜材料的限制，阀门使用范围小，仅用于低压，温度不高的场合。

18.旋塞阀：流体直流通过，阻力小、开启方便、迅速，目前主要用于低压，小口径和

介质温度不高的情况下。

19.旋塞阀的分类：填料式和润滑式。

20.旋塞阀在管路中主要用作切断、分配和改变介质流动方向的。

21.球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的启闭动作，不同的是阀芯旋转体不是塞子而

是球体。当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。

22.球阀分类：浮动式和固定式。

23.调节阀：改变阀瓣的形状，使之与阀座配合通过控制流体的通流面积，实现对阀门下

游流量（或压力）控制的目的。满足这种功能的阀门被称之为调节阀或称控制阀，调节阀在管道中起到可变阻力的作用，它通过节流效应和相应信息的反馈来调节流量或压力。阀芯是调节阀的关键部件。

24.阀杆，阀座，阀瓣。

25.调节阀的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与相对位移（阀门的相对开度）间的

关系。直线流量特性，等百分比（对数）流量特性，抛物线特性，快开特性。

26.止回阀（单向）：止回阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒

流的阀门。它的流体阻力系数较大。

27.止回阀分类：升降式，旋启式，蝶式。流体水平流动的称为卧式垂直升降止回阀；流

体垂直流动的称为立式垂直升降止回阀。

28.阀体，阀盖，阀瓣。

29.安全阀（超压保护）：安全阀是自动阀门，它不借助任何外力，利用介质本身的压力

来排出一定量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复到安全值后，阀门再自行关闭以阻止介质继续流出。安全阀的动作过程大致分为四个阶段，即正常工作阶段、临界开启阶段、连续排放阶段和回座阶段。

30.弹簧安全阀有全启式安全阀和微启式安全阀两种。

31.减压阀：减压阀是靠膜片、弹簧、活塞等敏感元件改变阀瓣与阀座间的间隙，把进口压力减至需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持恒定。

32.减压阀的性能：（1）静态特性偏差：流量特性偏差，压力特性偏差；（2）不灵敏性偏差。

33.按驱动机构的运动方式，阀门驱动装置分为直行程和角行程两种。

34.按阀门驱动装置按输出轴运动方式分：

a、多圈回转式；

b、部分回转式；

c、直线往复式。

35.阀门驱动装置：手动，电动和启动装置。

36.按气动驱动方式分：活塞式，隔膜式。

37.电动操作模式包括就地控制和远程控制。

38对阀门的维护，可分两种情况；保管维护和使用维护。