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详解气力输送机械的基本结构、工作原理与液体输送机械相似?

发表时间:2019-04-24 11:04:43【

气体输送机械的基本结构、工作原理与液体输送机械大同小异,它们的作用都是对流体作功以提高其机械能(主要表现为静压能)。
 
(一)气力输送机离心式通风机、鼓风和压缩机
通风机都是单级,对气体只起输送作用,可用柏努利方程进行有关计算;鼓风机和压缩机都是多级,用于产生高压气体,压缩机需要采取冷却措施。
离心式气体输送机械和离心泵的工作原理相似,但在结构上随压缩比的变化而有某些差异。 

1.气力输送机离心通风机

风机对单位体积气体所作的有效功称为风压,以HT表示,单位为J/m3=Pa。根据风压的不同,将离心通风机分为三类:
低压离心通风机出口风压低于0.981×103 Pa(表压);

中压离心通风机 出口风压为0.981×103 ~2.94×103 Pa(表压);

(1)离心通风机的结构和工作原理 离心通风机的结构和工作原理与离心泵大致相同。低压通风机的叶片数目多、与轴心成辐射状平直安装。中、高压通风机的叶片则是后弯的,所以高压通风机的外形与结构与单级离心泵更相似。
 (2)离心通风机的性能参数:离心通风机的主要性能参数有风量、风压、轴功率和效率。
 ① 风量Q 风量是指单位时间内从风机出口排出的气体体积;并以风机进口处的气体状态计,单位为m3/h。
 ② 风压HT 是单位体积气体通过风机时所获得的能量,单位为J/m3或Pa,习惯上用mmH2O表示。
 风机的全风压由静风压与动风压构成,即
 HT=(p1-p2)+u22/2 (2-33) 

HT――全风压,Pa;
 

气力输送机离心鼓风机与压缩机
 

离心鼓风机与压缩机又称透平鼓风机和压缩机,其结构类似于多级离心泵,每级叶轮之间都有导轮,工作原理和离心通风机相同。离心压缩机的段与段之间设置冷却器,以免气体温度过高。离心鼓风机与离心压缩机的规格、性能及用途详见有关产品目录或手册。

离心式压缩机生产能力大,供气均匀,连续运行安全可靠,维修方便,因而广被采用。
 (二)气力输送机回转鼓风机、压缩机
 回转鼓风机、压缩机与回转泵相似。常见的回转式气体压缩机械有罗茨鼓风机、叶氏鼓风机、液环压缩机、滑片压缩机、滚动活塞压缩机、螺杆压缩机等多种型式。本节仅对罗茨鼓风机、液环压缩机作简要介绍。
 1.气力输送机罗茨鼓风机 

普通型罗茨鼓风机的主要部件是机壳内有两个特殊形状的转子(常为腰形或三星形)。
 罗茨鼓风机的工作原理和齿轮泵相似,两个转子的旋转方向相反,气体从机壳一侧吸入,从另一侧排出。
 罗茨鼓风机属容积式机械,其排气量与转速成正比。当转速一定时,风量与风机出口压力无关,表压为40kPa上下时效率较高。

罗茨鼓风机一般用回路调节流量,其出口应安装气体稳压罐并配置安全阀。气力输送7.jpg
 2.气力输送机液环压缩机
 液环压缩机又称纳氏泵。它主要由略似椭圆的外壳和旋转叶轮组成,壳中盛有适量的液体。当叶轮旋转时,由于离心力的作用,液体被抛向壳体,形成椭圆形的液环,在椭圆形长轴两端形成两个月牙形空隙。当叶轮回转一周时,叶片和液环间所形成的密闭空间逐渐变大和变小各两次,气体从两个吸入口进入机内,而从两个排出口排出。
 液环压缩机内的液体将被压缩的气体与机壳隔开,气体仅与叶轮接触,只要叶轮用耐腐蚀材料制造,则便适宜于输送腐蚀性气体。壳内的液体应与被输送气体不起作用,例如压送氯气时,壳内的液体可采用硫酸。
 

环压缩机的压缩比可达6~7,但出口表压在150~180kPa的范围内效率最高。气力输送专用进料阀.jpg
 (三)气力输送机真空泵
 从设备或系统中抽出气体使其中的绝对压力低于大气压,此种抽气机械称为真空泵。从原则上讲,真空泵就是在负压下吸气,一般是大气压下排气的输送机械。在真空技术中,通常把真空状态按绝对压力高低划分为低真空(105~103Pa)、(103~ 10-1Pa)、高真空(10-1~10-6Pa)、超高真空(10-6~10-10Pa)及极高真空(<10-10 Pa)五个真空区域。为了产生和维持不同真空区域强度的需要,设计出多种类型的真空泵。
 化工中用来产生低、中真空的真空泵有往复真空泵、旋转真空泵(包括液环式、旋片式真空泵)和喷射真空泵等。
 1.气力输送机往复真空泵
 往复真空泵的构造和工作原理与往复式压缩机基本相同。但是,由于真空泵所抽吸气体的压力很小,且其压缩比又很高(通常大于20),因而真空泵吸入和排出阀门必须更加轻巧灵活、余隙容积必须更小。为了减小余隙的不利影响,真空泵气缸设有连通活塞左右两侧的平衡气道。若气体具有腐蚀性,可采用隔膜真空泵。
 2.气力输送机旋转真空泵
 (1)液环真空泵 用液体工作介质的粗抽泵称作液环泵。其中,同水作工作介质的叫水环真空泵,其它还可用油、硫酸及醋酸等作工作介质。工业上水循环泵应用居多。
 水环真空泵的外壳内偏心地装有叶轮,叶轮上有辐射状叶片2,泵壳内约充有一半容积的水。当叶轮旋转时,形成水环3。水环有液封作用,使叶片间空隙形成大小不等的密封小室。当小室的容积增大时,气体通过吸入口4被吸入;当小室变小时,气体由压出口5排出。水环真空泵运转时,要不断补充水以维持泵内液封。水环真空泵属湿式真空泵,吸气中可允许夹带少量液体。
 水环真空泵可产生的最大真空度为83kPa左右。当被抽吸的气体不宜与水接触时,泵内可充以其它液体。

 

气力输送机.jpg

(2)气力输送机旋片真空泵
 旋片泵是获得低中真空的主要泵种之一。它可分为油封泵和干式泵。根据所要求的真空度,可采用单级泵(极限压力为4Pa,通常为50~200Pa)和双级泵(极限压力为(6~1)×10-2Pa),其中以双级泵应用更为普遍。
 当带有两个旋片7的偏心转子按图中箭头方向旋转时,旋片在弹簧8的压力及自身离心力的作用下,紧贴着泵体9的内壁滑动,吸气工作室A的容积不断扩大,被抽气体流经吸入口3和吸气管4进入其中,直到旋片转到垂直位置时吸气结束,吸入的气体被旋片隔离。转子继续旋转,被隔离气体逐渐被压缩、压力升高。当压力超过排气阀片2上的压力时,则气体从排气口1排出。转子每旋转一周有两次吸气和排气过程。
两级旋片真空泵中气体从高真空腔A进入低真空腔后再排出泵外。 旋片真空泵具有使用方便、结构简单、工作压力范围宽、可在大气压下直接启动等优点,应用比较广泛。但旋片真空泵不适于抽除含氧过高、有爆炸性、有腐蚀性、对油起化学反应及含颗粒尘埃的气体。
(3)喷射泵 喷射泵是利用流动时静压能转换为动能而造成的真空来抽送流体的。它既可用来抽送气体,也可用来抽送液体。在化工生产中,喷射泵常用于抽真空,故它又称为喷射真空泵。
 喷射泵的工作流体可以是蒸汽,也可以是液体。图2-49所示的是单级蒸汽喷射泵。工作蒸汽以很高的速度从喷嘴3喷出,在喷射过程中,蒸汽的静压能转变为动能,产生低压,而将气体吸入。吸入的气体与蒸汽混合后进入扩散管4,使部分动能转变为静压能,而后从压出口5排出。
 单级蒸汽喷射泵可达到99%的真空度,若要获得更高的真空度,可以采用多级蒸汽喷射泵。
三级蒸汽喷射泵。工作蒸汽与被抽吸气体先进入第一级喷射泵,混合气体经冷凝器2使蒸汽冷凝,气体则进入第二级喷射泵3,而后顺序通过冷凝器4、第三级喷射泵5及冷凝器6,最后由喷射泵7排出。辅助喷射泵8与主要喷射泵并联,用以增加启动速度。当系统达到指定的真空度时,辅助喷射泵可停止工作。
 由于抽送流体与工作流体混合,喷射真空泵的应用范围受到一定限制。

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