低溫泵-----------杭氧工裝泵閥有限公司9/14/20231低溫泵-----------杭氧工裝泵閥有限公司7/25/2

一、

低溫液體泵的概述1.

低溫液體泵在空分流程中的作用--用于液體循環(huán)；--貯槽與槽車灌送；--從貯槽抽取液體壓入汽化器供充瓶；--用于管網(wǎng)運輸（包括后備系統(tǒng)輸送泵和產(chǎn)品液體直接輸送進管網(wǎng)）。

9/14/20232一、

低溫液體泵的概述7/25/202322.

低溫液體泵的分類按不同工作方式為基礎的各種泵的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)其不同特點主要可分為往復式低溫液體泵和離心式低溫液體泵。9/14/202332.

低溫液體泵的分類按不同工作方式為基礎的各種往復式低溫泵

一.概述1.1往復式低溫泵的分類（1）按與輸送介質(zhì)接觸的工作構(gòu)件可分為：活塞泵和柱塞泵；（2）按泵的工作原理或流量的脈動特性可分為：單作用泵、雙作用泵、單缸泵、雙缸泵、多缸泵等；（3）按活塞（柱塞）中心線所處的位置可分為：臥式泵、立式泵、角度泵等；（4）按泵排出壓力高低分為：低壓泵（Pd<1.0MPa）、中壓泵（Pd≥1.0～10.0MPa）、高壓泵（Pd>10.0MPa）；9/14/20234往復式低溫泵一.概述7/25/20234往復式低溫液體泵流量：60~2000l/h出口壓力：3.0MPa\16.5MPa、

9/14/20235往復式低溫液體泵流量：60~2000l/h7/25/20231.2往復式低溫液體泵的工作原理

圖1單作用低溫泵工作原理示意圖

1-吸入閥2-排出閥3-泵缸4-活塞（或柱塞）5-十字頭6-連桿7-曲柄

9/14/202361.2往復式低溫液體泵的工作原理

1.3往復式低溫液體泵的工作特點

（1）瞬時流量是脈動的（2）平均流量（即泵的流量）是恒定的（3）泵的壓力取決于管路特性9/14/202371.3往復式低溫液體泵的工作特點（1）瞬時流量是脈動的2.主要性能參數(shù)2.1泵的流量

Q

2.2排出壓力

Pd

（泵的排出壓力Pd不是泵固有的特性，它取決于管路特性。）

2.3吸入壓力

Ps2.4泵的功率N和效率η一般活塞泵η=0.6～0.9;柱塞泵僅為η=0.2～0.59/14/202382.主要性能參數(shù)7/25/202383.低溫往復泵的結(jié)構(gòu)形式3.1泵型與總體結(jié)構(gòu)形式往復式低溫泵就其液力端往復運動副來分，可分為活塞泵和柱塞泵。其中運動件上有密封元件的叫活塞泵，無密封元件的叫柱塞泵。9/14/202393.低溫往復泵的結(jié)構(gòu)形式3.1泵型與總體結(jié)構(gòu)形式7/25/2

3.1泵型與總體結(jié)構(gòu)形式柱塞式低溫泵1-出口閥2-前柱塞3-泵體4-缸套5-推桿6-密封器7-十字頭8-凸輪9/14/202310

3.1泵型與總體結(jié)構(gòu)形式柱塞式低溫泵7/25低溫活塞泵液力端1—泵頭支承2—密封器3—活塞4—缸套5—泵體6—排出閥7—吸入閥8—真空夾套9—活塞環(huán)10—導向環(huán)9/14/202311

3.2泵閥的結(jié)構(gòu)

泵閥是往復泵工作過程的直接組成件，也是往復泵中最重要的易損件之一。其基本要求有：1）閥應能及時啟、閉，關(guān)閉速度和關(guān)閉滯后角不應大于允許值，以減少關(guān)閉沖擊和回流損失；2）密封可靠，減少或避免關(guān)閉后的漏損；3）盡可能減小水力阻力損失；4）根據(jù)不同的輸送介質(zhì)、技術(shù)參數(shù)，選擇相應的材料、閥瓣和閥座材料,并保證足夠的強度和剛度；5）結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便，盡可能有良好的互換性；6）工作平穩(wěn)、噪音小，壽命長。9/14/2023123.2泵閥的結(jié)構(gòu)泵閥是往復泵工作過程的直接組成件，也是往復3.3傳動端結(jié)構(gòu)型式

往復泵傳動端主要由機體、曲軸（凸輪）、連桿、十字頭等主要零部件組成。對于泵內(nèi)減速的，傳動端內(nèi)還有減速機構(gòu)，常用齒輪傳動、皮帶輪傳動、蝸桿傳動等。9/14/2023133.3傳動端結(jié)構(gòu)型式

往復泵傳動端主要由機體、曲軸（凸輪）、3.4空氣室結(jié)構(gòu)

往復式低溫泵的流量輸出是脈沖式的，必然會對吸入管道和排出管道產(chǎn)生脈動，引起振動，導致原動機的負載不均勻，對管道及泵的正常工作也有影響。空氣室是清除管路內(nèi)流量脈動的一個很有效的裝置。它利用空氣室內(nèi)氣體的壓縮和膨脹來貯存或放出比平均流量多或少的那部分液體，從而達到減少管路中流量脈動的目的，也即我們常用的液體阻尼器來穩(wěn)壓。

9/14/2023143.4空氣室結(jié)構(gòu)

往復式低溫泵的流量輸出是脈沖式的作用原理如圖所示

9/14/202315作用原理如圖所示7/25/2023154.使用知識

4.1安裝注意事項

（1）液力端（泵頭）部分1）液力端處在低溫環(huán)境中，所采用的材料是銅材和不銹鋼或固體潤滑材料，表面粗糙度細，注意不要碰傷。2）供裝配用的零、部件，必須嚴格去油脂和水分，防止塵土進入泵內(nèi)部。3）對于低溫部分，必須做好絕熱保冷工作，應盡量避免外界熱量侵入。真空夾套不得損壞。4）排氣管道要暢通、口徑要足夠大，使得已汽化的氣體及時排出，避免氣體進入泵缸。9/14/2023164.使用知識

4.1安裝注意事項7/25/2023165）進、排液閥的密封面應仔細均勻的密合，要經(jīng)過氣密性試驗無嚴重泄漏。也可用簡單的煤油檢驗，以不漏為好。試后去除油脂。6）安裝活塞、導向環(huán)和活塞桿時，不要損傷密封面，注意缸套鏡面清凈、光潔。7）注意密封器的密封面，做到運動要靈活且沒有泄漏，運轉(zhuǎn)時以不結(jié)冰和霜為佳。9/14/2023175）進、排液閥的密封面應仔細均勻的密合，要經(jīng)過氣密性試驗無嚴8）所有密封墊均應退火處理，在重復使用三次后、必須退火后再使用。在安裝和保存密封墊和密封面過程中，避免碰傷密封面。緊固螺釘在擰緊時，受力要均勻，要對稱地擰緊而不要單邊受力，使各螺釘均勻的壓緊密封面。9）在安裝補償元件時，不應使波紋管承受不必要的安裝力和力矩。10）在低溫操作條件下，應嚴格禁止重新擰緊緊固件。11）按圖樣規(guī)定控制死隙尺寸。9/14/2023188）所有密封墊均應退火處理，在重復使用三次后、必須退火后再使（2）機身（箱體）1）一定要按有關(guān)技術(shù)條件安裝無級變速器、電磁調(diào)速控制器、傳動機構(gòu)等，并要保證運動部件的精度。2）注意保證潤滑條件和潤滑油的油面。3）用正確方法安裝滾珠軸承。將軸承加熱后，自然的滑套在軸上，不要采用敲打的方法。4）安裝時注意活塞桿的繞度，也要注意同軸度，要確保在作往復運動中，使活塞桿和密封摩擦面有良好的工作狀態(tài)。5）安裝時應避免傳動端的油脂進入液力端（泵頭）。9/14/202319（2）機身（箱體）7/25/2023194.2操作

往復式低溫泵安裝就緒后，應慢慢打開進液管上閥門，低溫液體緩慢進入泵內(nèi)，打開排氣管上閥門放氣，在冷卻過程中要盤車，不得卡住，對密封器視情況再次壓緊。經(jīng)過10～15min后，打開泵上的放氣閥，如看見有低溫液體流出，初步可認為冷卻工作基本結(jié)束，關(guān)放氣閥。盤車無異常，即可點車驗證電動機旋轉(zhuǎn)方向是否正確。如與圖樣或機器上旋轉(zhuǎn)箭頭指示方向不符，可對調(diào)電機接線柱上任意兩根電源線，即可轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向。9/14/2023204.2操作往復式低溫泵安裝就緒后，應慢慢打開進液管上閥門，開動泵后，發(fā)現(xiàn)排出管道外部有霜，說明已有低溫液體排出。調(diào)節(jié)排出管道上的排出閥（注意不可關(guān)死），使排出壓力上升到所需的排出壓力。如果僅用于充瓶，只要將排出閥開大，讓泵的壓力隨氣瓶（或系統(tǒng)）的壓力升高而升高。觀察密封面工作情況，并正確調(diào)節(jié)。9/14/202321開動泵后，發(fā)現(xiàn)排出管道外部有霜，說明已有低溫液體排出。調(diào)節(jié)排一般情況下，往復式低溫泵進入運轉(zhuǎn)后，應能穩(wěn)定地工作。若發(fā)生故障，先分析原因。當不能排除時先關(guān)電動機，關(guān)閉進液管上閥門，從泵上放液管放掉低溫液體。待泵恢復到常溫后，才可拆除泵，也可用加熱空氣加熱以縮短時間。重新安裝時，泵內(nèi)部應進行干燥，及去油脫脂處理。

9/14/202322一般情況下，往復式低溫泵進入運轉(zhuǎn)后，應能穩(wěn)定地工作。若發(fā)生故4.3故障及其處理

1）排液不暢或完全不排液1）吸入管道中提供的吸入壓力不足?？梢杂迷黾游雺毫Γ龈咭好?，必要時增大吸入管路的內(nèi)徑，縮短吸入管路的長度。2）絕熱保冷不良，熱量大量侵入，液體溫度升高而汽化。一般以絕熱層外無水凝結(jié)為好。3）有氣堵現(xiàn)象。檢查進液管道及增設排氣管道，要使排氣通暢。

9/14/2023234.3故障及其處理

1）排液不暢或完全不排液7/25/2024）氣液分離器安裝不適宜或有故障。應拆除檢修或改裝排氣管道。5）聽不到進液閥工作輕微的撞擊聲，電動機負荷明顯降低，泵不能正常進液，缸套中有氣。應采取排氣措施，也可能未充分冷卻，再次進行冷卻。6）進、排液閥密封面受損、彈簧斷裂，有異物附在密封面上。拆除檢修損壞零件，對密封面進行修正。7）活塞環(huán)磨損。這是一個漸變過程，不會突然發(fā)生。更換活塞環(huán)。9/14/2023244）氣液分離器安裝不適宜或有故障。應拆除檢修或改裝排氣管道。（2）排壓不穩(wěn)或受壓1）液體阻尼器容量不夠或氣相體積不足。選擇合適的液體阻尼器。阻尼器上部不應有絕熱材料，上部應是氣相空間。2）泵頭部分存在氣體。采取排氣措施，檢查壓力表；檢查真空夾套是否失去真空度。3）密封器泄漏。密封器有嚴重冰霜，妨礙泵正常工作。應再次調(diào)節(jié)密封比壓；有否異物、冰進入密封部分；密封件是否磨損。針對故障原因，更換零件、干燥去濕。9/14/202325（2）排壓不穩(wěn)或受壓7/25/202325低溫試驗試驗短片9/14/202326低溫試驗試驗短片7/25/202326離心式低溫液體泵———杭氧工裝泵閥有限公司9/14/202327離心式低溫液體泵———杭氧工裝泵閥有限公司7/25/20231.離心式低溫泵的工作原理

離心式低溫泵是利用葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使液體的壓力升高而達到輸送目的。其工作介質(zhì)雖然是一種沸點很低，極易揮發(fā)的液體，但在良好的保冷條件下，空分上的液化氣是一種流動性好，并且十分清潔的流動介質(zhì)，它的運動規(guī)律和一般流體相符。9/14/2023281.離心式低溫泵的工作原理離心式低溫泵是利用葉輪旋

泵工作時，液體一方面隨著葉輪一起旋轉(zhuǎn)，同時又從轉(zhuǎn)動著的葉輪里向外流。液體隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)運動稱為圓周運動，其速度稱為圓周速度，用u表示，方向與葉輪圓周切線方向一致。液體從旋轉(zhuǎn)著的葉輪里向外的流動稱為相對運動，其速度稱為相對速度，用w表示，方向與葉片相切。液體相對于泵體的運動稱為絕對運動，其速度稱為絕對速度，用v表示，絕對速度等于圓周速度和相對速度的向量和。離心泵基本方程式將液體在葉輪內(nèi)的流動狀態(tài)與葉輪所作的功聯(lián)系起來，葉輪葉片傳遞給液體的能量僅與液體在葉片入口和出口速度的大小和方向有關(guān)。用液柱高度表示的揚程僅與液體的運動狀態(tài)有關(guān)，與液體種類無關(guān)。9/14/202329泵工作時，液體一方面隨著葉輪一起旋轉(zhuǎn)，同時又從轉(zhuǎn)動著

2.離心式低溫泵的分類

按軸的位置分為：立式和臥式按密封形式分為：機械密封和充氣迷宮密封

按葉輪級數(shù)分為：單級和多級

按工作介質(zhì)分為：液氧泵，液氬泵和液氮泵等9/14/2023302.離心式低溫泵的分類7/25/2023303.離心泵工作特點

葉輪葉片傳遞給液體的能量僅與液體在葉片入口和出口速度的大小和方向有關(guān)。用液柱高度表示的揚程僅與液體的運動狀態(tài)有關(guān)，與液體種類無關(guān)。9/14/2023313.離心泵工作特點葉輪葉片傳遞給液體的能量僅與液體4.離心式低溫泵的主要性能參數(shù)

（1）流量：泵在單位時間內(nèi)排出液體的數(shù)量，有體積流量Q和重量流量G兩種表示方法。

（2）揚程：單位重量液體通過泵后所獲得的能量。用H表示，單位用m液柱表示，但習慣上簡略為m。

（3）轉(zhuǎn)速：泵軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，用n表示，單位為r/min

（4）效率

：包括容積效率，水力效率，機械效率和總效率。

（5）功率：用N表示，單位用KW表示。9/14/2023324.離心式低溫泵的主要性能參數(shù)（1）流量：泵在單位時間內(nèi)排5.離心泵的性能曲線

通常,把表示主要性能參數(shù)之間內(nèi)部規(guī)律的曲線稱為離心泵的性能曲線或特性曲線,實質(zhì)上,離心泵性能曲線是液體在泵內(nèi)運動規(guī)律的外部表現(xiàn)形式。通常是以下三種曲線來表示。（1）流量-揚程曲線（Q-H）（2）流量-功率曲線（Q-N）（3）流量-效率曲線（Q-η）9/14/2023335.離心泵的性能曲線通常,把表示主要性能參數(shù)之間內(nèi)離心泵的性能曲線

9/14/202334離心泵的性能曲線7/25/2023346.離心泵裝置性能和工作點

當泵裝置系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，輸送系統(tǒng)所需要的能量H系統(tǒng)就是泵提供的揚程H，輸送系統(tǒng)流量Q也就是流經(jīng)泵的流量。這樣，輸送系統(tǒng)和泵兩者就共同構(gòu)成了整個泵裝置的性能。如果把泵的性能曲線H-Q和輸送系統(tǒng)性能H系統(tǒng)-Q用同一比例畫在一起，則兩條曲線的交點A既符合泵的性能，又符合輸送系統(tǒng)的性能，這就是泵運行的“工況點”，并有一組揚程，流量，功率，效率等裝置性能指標。

9/14/2023356.離心泵裝置性能和工作點當泵裝置系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，

從裝置性能的分析，我們可以歸納為以下幾點：（1）

離心泵裝置的性能，如流量、揚程等,決定于泵和管路裝置條件兩方面的性能，不能忽視任何一方的影響因素。（2）

工作點A應落在泵的高效區(qū)，且在汽蝕點C的左邊才能保證本泵裝置性能良好、工作可靠。同時在泵裝置發(fā)生性能故障時，也可以進行分析、校核，找尋造成性能故障的原因所在。9/14/202336從裝置性能的分析，我們可以歸納為以下幾點：7/25/202（3）

若要改變泵裝置的性能，即移動工作點，可以通過改變管路系統(tǒng)的性能和泵的性能兩方面的任一方面來實現(xiàn)。（4）

從使用部門來講，為防止汽蝕的發(fā)生（或提高吸入高度），應盡可能地采用最短的吸入管路，減少可有可無的管件，放慢管內(nèi)流速等方法，以減少∑h1，提高Δha。并絕對禁止用吸入側(cè)閥門來調(diào)節(jié)流量。（見圖5）9/14/202337（3）

若要改變泵裝置的性能，即移動工作點，可以通過改裝置性能分析圖9/14/202338裝置性能分析圖7/25/2023387.離心泵的汽蝕

泵汽蝕的原因：泵通過旋轉(zhuǎn)的葉輪對液體作功，使液體能量增加，在相互作用過程中，液體的速度和壓力是變化的。通常，離心泵葉輪入口處是壓力最低的地方。如果這個地方的壓力等于或低于在該溫度下液體的汽化壓力PV，就會有蒸汽及溶解在液體中的氣體從液體中大量逸出，形成許多蒸汽與氣體混合的小氣泡。這些小氣泡隨液體流到高壓區(qū)時，由于氣泡內(nèi)是汽化壓力，而氣泡周圍大于汽化壓力，產(chǎn)生壓差，在這個壓差作用下，氣泡受壓破裂而重新凝結(jié)。9/14/2023397.離心泵的汽蝕泵汽蝕的原因：泵通過旋轉(zhuǎn)的葉輪對液在凝結(jié)過程中，液體質(zhì)點從四周向氣泡中心加速運動，在凝結(jié)的一瞬間，質(zhì)點互相撞擊，產(chǎn)生很高的局部壓力。這些氣泡如果在金屬表面附近破裂而凝結(jié)，則液體質(zhì)點就象無數(shù)小彈頭一樣，連續(xù)打擊在金屬表面上。在壓力很大，頻率很高的連續(xù)打擊下，金屬表面逐漸因疲勞而破壞，通常把這種破壞稱為剝蝕。在所產(chǎn)生的氣泡中還雜有一些活潑氣體（如氧等），借助氣泡凝結(jié)時所放出的熱量，對金屬起化學腐蝕作用?；瘜W腐蝕與機械剝蝕的共同作用，就更加快了金屬損壞速度，這種現(xiàn)象就是汽蝕破壞現(xiàn)象。9/14/202340在凝結(jié)過程中，液體質(zhì)點從四周向氣泡中心加速運動，在凝結(jié)的一瞬如何避免汽蝕現(xiàn)象

為了盡可能避免汽蝕現(xiàn)象，在流程設計時，應該使液體在進泵之前有一定的過冷度，同時泵體要安裝在較低的位置，使液體進口處有一定的靜壓頭。此外要注意保冷，盡量減少冷損失。9/14/202341如何避免汽蝕現(xiàn)象為了盡可能避免汽蝕現(xiàn)象，在流程設計時8.泵型及總體結(jié)構(gòu)型式

泵頭的基本結(jié)構(gòu)有吸入室，葉輪和壓出室，這三部分組合在一起，形成泵的流通部分。1—吸入室2—葉輪3—擴散管4—蝸殼9/14/2023428.泵型及總體結(jié)構(gòu)型式泵頭的基本結(jié)構(gòu)有吸入室，葉輪和壓出室泵的軸封

旋轉(zhuǎn)的泵軸和固定的泵體間的密封簡稱軸封。軸封是泵的一個重要問題，密封的好壞直接影響泵工作的安全可靠性。目前常用的密封有機械密封和充氣迷宮密封。9/14/202343泵的軸封旋轉(zhuǎn)的泵軸和固定的泵體間的密封簡稱軸封。軸封是泵的機械密封

機械密封是用固定在轉(zhuǎn)軸上的動環(huán)和固定在靜止機殼上的靜環(huán)，依靠彈性元件來使其緊密配合，使轉(zhuǎn)軸縫隙和液體通路隔斷，而達到阻止液體泄漏的作用。機械密封在密封性能較好的前提下開車方便，，消耗功率少，但是制造復雜，價格昂貴，損壞件不易更換。另外，在材料上不好選擇.尤其低溫場合的密封。

9/14/202344機械密封機械密封是用固定在轉(zhuǎn)軸上的動環(huán)和固定在靜止機械密封封實物圖9/14/202345機械密封封實物圖7/25/202345槽車泵實物圖9/14/202346槽車泵實物圖7/25/202346充氣迷宮密封

按迷宮結(jié)構(gòu)型式，充氣迷宮密封可分為單齒充氣迷宮密封和雙齒充氣迷宮密封。單齒充氣迷宮密封的密封間隙難以控制，迷宮密封長度也比較短，密封效果不是很好。雙齒充氣迷宮密封在轉(zhuǎn)動的內(nèi)迷宮套和靜止的外迷宮套上均有密封齒，二者相互嚙合，這種迷宮密封長度長，間隙小，密封效果好。密封氣為常溫產(chǎn)品氣體或干燥空氣，壓力要高出液體泵的葉輪背壓0.01MPa。并且密封氣控制系統(tǒng)要帶有壓力表。充氣密封不存在材料的磨損問題，適于長期運轉(zhuǎn)，但需有密封氣源。9/14/202347充氣迷宮密封按迷宮結(jié)構(gòu)型式，充氣迷宮密封可分為單齒充氣迷宮充氣迷宮密封現(xiàn)場實物圖9/14/202348充氣迷宮密封現(xiàn)場實物圖7/25/202348充氣迷宮密封流程示意9/14/202349充氣迷宮密封流程示意7/25/2023499.泵的維護及操作一般在泵運行過程當中進行的日常維護，應注意機組的響聲和振動情況是否正常。觀察各類儀表反映出來的關(guān)于泵等設備的各項工作性能數(shù)據(jù)。當離心泵裝置在停車后，要注意保持清潔工作，當停車時要立即放去泵內(nèi)的液體，以防止泵內(nèi)液體汽化后造成泵內(nèi)壓力升高而損壞泵。9/14/2023509.泵的維護及操作一般在泵運行過程當中進行的日常維安裝時注意要點

（1）低溫泵裝配零件嚴禁沾上水分和油脂，零件必須用溶劑洗滌干凈，干燥后再進行裝配。（2）不僅泵本身要保冷，泵的吸入管線也必須有保冷措施，以防止在運行中從外界吸入熱量，使液體汽化，影響泵的性能。（3）泵及管路內(nèi)如有油，水分和空氣等，當通入低溫液體時要結(jié)冰，因此在泵投入運行之前需去油脫脂清洗干凈，然后用干燥的氮氣等進行掃氣，趕出泵內(nèi)的水分和空氣，并進行預冷。（4）低溫泵的吸入口和吸入管路應有排氣裝置，使泵在運行前或