1.概述
为了将流体由低能位向高能位输送，必须使用各种流体输送机械。用以输送液体的机械通称为泵，用以输送气体的机械则按不同的情况分别称为通风机、鼓风机、压缩机和真空泵等。本文主要介绍常用流体输送机械，以便恰当地选择和使用这些流体输送机械。
机泵驱使流体流动的机理为向流体提供的能量用于提高流体的势能和克服管路的阻力损失。
2.流体输送机械的分类
化工生产涉及的流体可能是强腐蚀性、有毒、易燃易爆、高温或低温以及含有固体悬浮物等，其性质千差万别。在不同场合下，对输送量和补加能量的要求也相差悬殊。为适应各种不同的需要，研制了多种型式的输送机械。依作用原理不同，可将它们作如下分类。
动力式（叶轮式）：包括离心式、轴流式等；
容积式（正位移式）：包括往复式、旋转式等；
其他类型：指不属于上述两类的其他型式，如喷射式等。
3.常见流体输送机械（泵）介绍和选型应用
3.1离心泵
3.1.1离心泵介绍
离心泵的种类很多，主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳。叶轮是离心泵直接对液体做功的部件，其上有若干后弯叶片，叶轮由电机驱动做高速旋转运动，离心力的作用，使液体由叶轮中心向外缘做径向运动。在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时，在叶轮中心形成低压液体在吸液口和叶轮中心处的势能差的作用下源源不断地吸入叶轮。
图3.1-1离心泵示意图
图3.1-2叶轮的分类
3.1.2离心泵的类型和选用
离心泵的种类很多，化工生产中常用的离心泵有：清水泵、耐腐蚀泵、油泵、液下泵、屏蔽泵、杂质泵、管道泵和低温用泵等。
(1）清水泵
清水泵是应用最广的离心泵，在化工生产中用来输送各种工业用水以及物理、化学性质类似于水的其他液体。
最普通的清水泵是单级单吸式，结构如图3.1-3所示。如果要求的压头较高，可采用多级离心泵，结构如图3.1-4所示。如要求的流量很大，可采用双吸式离心泵，结构如图3.1-5所示。
图3.1-3单级单吸式离心泵结构
图3.1-4多级离心泵结构
图3.1-5双吸式离心泵结构
(2）耐腐蚀泵
输送酸、碱和浓氨水等腐蚀性液体时，必须用耐腐蚀泵，耐腐蚀泵中所有与腐蚀性液体接触的各种部件都需用耐腐蚀材料制造。但用玻璃、陶瓷、橡胶等材料制造的耐腐蚀泵，多为小型泵。
图3.1-6内衬聚全氟乙丙烯耐腐蚀泵结构
(3）油泵
输送石油产品的泵称为油泵。因油品易爆易燃，因此要求油泵必须有良好的密封性能。输送高温油品（200℃以上）的热油泵还应具有良好的冷却措施，其轴承和轴封
装置都带有冷却水夹套，运转时通冷水冷却。
(4）液下泵
液下泵在化工生产中作为一种化工过程泵或流程泵有着广泛的应用，液下泵经常安装在液体贮槽内，对轴封要求不高，适于输送化工过程中各种腐蚀性液体，既节省了空间又改善了操作环境。其缺点是效率不高。
图3.1-7内衬聚全氟乙丙烯耐腐蚀泵结构
(5）屏蔽泵
屏蔽泵是一种无泄漏泵，它的叶轮和电机联为一个整体并密封在同一泵壳内，不
需要轴封装置，又称无密封泵。近年来，屏蔽泵发展很快，在化工生产中常用以输送易燃、易爆、剧毒以及具有放射性的液体，其缺点是效率较低。
图3.1-8屏蔽泵结构
3.2往复泵
3.2.1往复泵介绍
利用曲柄连杆机构带动的往复泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活门组成。活柱在外力推动下作往复运动，由此改变泵缸内的容积和压强，交替地打开和关闭吸入、压出活门，达到输送液体的目的。往复泵是通过活柱的往复运动直接以压强能的形式向液体提供能量的。
3.2.2常见往复泵的类型和选用
（1）往复泵的分类
按照往复泵的动力来源可分类如下：
1）电动往复泵
电动往复泵由电动机驱动，是往复泵中最常见的一种。电动机通过减速箱和曲柄连杆机构与泵相连，把旋转运动转变为往复运动。
2）汽动往复泵
汽动往复泵直接由蒸汽机驱动，泵的活塞和蒸汽机的活塞共同连在一根活塞杆上，构成一个总的机组。
按照作用方式可将往复泵分类如下：
1）单动往复泵（图3.2-1）活柱往复一次只吸液一次和排液一次。
2）双动往复泵（图3.2-2）活柱两边都在工作，活柱往复一次，两边腔体在每个行程均在吸液和排液。
图3.2-1单动往复泵示意图
图3.2-2双动往复泵示意图
（2）往复泵的流量和调节
往复泵的流量原则上应等于单位时间内活塞在泵缸中扫过的体积，它与往复频率、活塞面积和行程及泵缸数有关。活塞的往复运动若由等速旋转的曲柄机构变换而得，则其速度变化服从正弦曲线规律。在一个周期内，泵的流量也必经历同样的变化。流量的不均勾是往复泵的严重缺点，它不仅使往复泵不能用于某些对流量均匀性要求较高的场合，而且使整个管路内的液体处于变速运动状态，不但增加了能量损失，且易产生冲击，造成水锤现象，并会降低泵的吸入能力。
离心泵可用出口阀门来调节流量，但对往复泵此法却不能采用。因为往复泵属于正位移泵，其流量与管路特性无关，安装调节阀非但不能改变流量，而且还会造成危险，一旦出口阀门完全关闭，泵缸内的压强将急剧上升，导致机件破损或电机烧毁。
3.3其他化工用泵
3.3.1非正位移泵
(1）轴流泵
轴流泵的简单构造如图3.3-1所示。转轴带动轴头转动，轴头上装有叶片。液体从喇叭口进人泵壳，经过叶片，然后又经过固定于泵壳的导叶体流入压出管路。
轴流泵提供的压头一般较小，但输液量却很大，特别适用于大流量、低压头的流体输送。
图3.3-1轴流泵示意图
(2）旋涡泵
旋涡泵的构造如图3.3-2所示，其主要工作部分是叶轮及叶轮与泵体组成的流道。流道用隔舌将吸入口和压出口分开。叶轮旋转时，在边缘区形成高压强，因此形成一个和叶轮垂直的径向环流。在径向环流作用下，流体多次进入叶轮，获得能量。施涡泵的效率相当低，一般为﹣20%~50%。
图3.3-2旋涡泵示意图
3.3.2正位移泵
(1）隔膜泵
隔膜泵实际上就是活柱往复泵，借弹性薄膜将活柱与被输送的液体隔开，这样当输送腐蚀性液体或悬浮液时，可不使活柱和缸体受到损伤。隔膜系采用耐腐蚀橡皮或弹性金属薄片制成。和输送液体接触的一侧均由耐腐蚀材料制成或涂有耐腐蚀物质，隔膜另一侧则充满油或水。当活柱做往复运动时，迫使隔膜交替地向两边弯曲，将液体吸入和排出。
图3.3-3隔膜泵示意图
(2）计量泵
在化工生产中，有时要求精确地输送流量恒定的液体或将几种液体按比例输送。计量泵能够很好地满足这些要求。计量泵的基本构造与往复泵相同，但设有一套可以准确而方便地调节活塞行程的机构。隔膜式计量泵可用来定量输送剧毒、易燃、易爆和腐蚀性液体。多缸计量泵每个活塞的行程可单独调节，能实现多种液体按比例输送或混合。
图3.3-4计量泵
(3）齿轮泵
齿轮泵是正位移泵的另一种类型，泵壳中有一对相互啮合的齿轮，将泵内空间分成互不相通的吸入腔和排出腔，见图3.3-4外啮合齿轮泵。齿轮旋转时，封闭在齿穴和泵壳间的液体被强行压出。齿轮脱离啮合时形成真空并吸入液体，排出腔则产生管路需要的压强。此种齿轮泵容易制造，工作可靠，有自吸能力，但流量和压头有些波动，且有噪声和振动。为消除后一缺点，近年来已逐步使用内啮合式的齿轮泵，见图3.3-5内啮合齿轮泵。它较一般齿轮泵工作平稳，但制造稍复杂。
图3.3-4外啮合齿轮泵示意图
图3.3-5内啮合齿轮泵示意图
齿轮泵的流量较小，但可产生较高的压头。化工厂中大多用来输送涂料等黏稠液体甚至膏糊状物料，但不宜输送含有粗颗粒的悬浮液。
(4）螺杆泵
螺杆泵是泵类产品中出现较晚的、较为新型的一种。螺杆泵按螺杆的数目，可分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵和五螺杆泵。
单螺杆泵的结构如图3.3-6所示，此泵的工作原理是靠螺杆在具有内螺纹泵壳中偏心转动，将液体沿轴向推进，最后由排出口排出多螺杆泵则依靠螺杆间相互啮合的容积变化来输送液体。螺杆泵的效率较齿轮泵高，运转时无噪声、无振动、流量均匀，特别适用于高黏度液体的输送。
图3.3-6单螺杆泵
4.各类化工用泵的比较与选择
离心泵由于其适用性广、价格低廉是化工生产中应用最广泛的泵，它依靠高速回转的叶轮完成输送任务，故易于达到大流量，较难产生高压头。往复泵是靠往复运动的柱塞挤压排送液体的，因而易于获得高压头而难以获得大流量。流量较大往复泵其设备庞大，造价昂贵。旋转泵（齿轮泵、螺杆泵等）也是靠挤压作用产生压头的，但输液腔一般很小，故只适用于流量小而压头较高的场合，对高黏度料液尤其适宜。以上是三类泵对输送任务适应性方面的主要区别，各方面的详细比较见表4-1。
表4-1各类化工用泵的比较与选择
在设计装置设备时，要确定泵的用途和性能参数并选择泵型。这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始，那么以什么原则来选泵呢?依据又是什么?本文总结泵选型原则如下:
1.首先确定所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量、吸程等工艺参数的要求。
2.必须满足介质质特性的要求
对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄露泵，如磁力驱动泵（无轴封，采用隔离式磁力间接驱动)。对输送腐蚀性介质的泵，要求接触流体部件采用耐腐蚀性材料，如氟塑料耐腐蚀泵。对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴封用采用清洁液体冲洗
3.机械方面要求可靠性高、噪声低、振动小。
4.正确计算泵采购的投入成本。
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