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第一章  常用閥門的工作原理

閘閥 閘閥也叫閘板閥, 是一種廣泛使用的閥門。它的閉合原 理是閘板密封面與閥座密封面高度光潔、平整一致, 相互貼合, 可阻止介質(zhì)流過(guò), 并依靠頂模、彈簧或閘板的模形, 來(lái) 增強(qiáng)密封效果。它在管路中主要起切斷作用。     它的優(yōu)點(diǎn)是 : 流體阻力小, 啟閉省勁, 可以在介質(zhì)雙向 流動(dòng)的情況下使用, 沒有方向性, 全開時(shí)密封面不易沖蝕, 結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短, 不僅適合做小閥門, 而且適合做大閥門。 閘閥按閥桿螺紋分兩類 , 一是明桿式 , 二是暗桿式。按閘板構(gòu)造分 , 也分兩類 , 一是平行 , 二是模式。   截止閥, 也叫截門, 是使用最廣泛的一種閥門, 它之所以廣受歡迎, 是由于開閉過(guò)程中密封面之間摩擦力小, 比較耐用, 開啟高度不大, 制造容易, 維修方便, 不僅適用于中低壓, 而且適用于高壓。    它的閉合原理是, 依靠閥杠壓力使閥瓣密封面與閥座密封面緊密貼合, 阻止介質(zhì)流通。  截止閥只許介質(zhì)單向流動(dòng), 安裝時(shí)有方向性。它的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度大于閘閥, 同時(shí)流體阻力大, 長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí), 密封可靠性不強(qiáng)。  截止閥分為三類 : 直通式、直角式及直流式斜截止閥。      蝶閥也叫蝴蝶閥, 顧名思義, 它的關(guān)鍵性部件好似蝴蝶迎風(fēng), 自由回旋 。      蝶閥的閥瓣是圓盤, 圍繞閥座內(nèi)的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn), 旋轉(zhuǎn)角的大小便是閥門的開閉度。          蝶閥具有輕巧的特點(diǎn) , 比其他閥門要節(jié)省材料, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 開閉迅速, 切斷和節(jié)流都能用, 流體阻力小, 操作省力。蝶閥, 可以做成很大口徑。能夠使用蝶閥的地方, 最好不要使閘閥, 因?yàn)榈�閥比閘閥經(jīng)濟(jì), 而且調(diào)節(jié)性好。目前, 蝶閥在水管路得到廣泛的使用。    4. 球閥      球閥的工作原理是靠旋轉(zhuǎn)閥戀來(lái)使閥門暢通或閉塞。球閥開關(guān)輕便, 體積小, 可以做成很大口徑, 密封可靠, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 維修方便, 密封面與球面常在閉合狀態(tài), 不易被介質(zhì) 沖蝕, 在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。           球閥分兩類, 一是浮動(dòng)球式, 二是固定球式。     5. 旋塞閥      旋塞閥是依靠旋塞體繞閥體中心線旋轉(zhuǎn), 以達(dá)到開啟與關(guān)閉的目的。它的作用是切斷、分田和改變介質(zhì)流向。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 外形尺寸小, 操作時(shí)只須旋轉(zhuǎn)90度, 流體阻力也不大。 其缺點(diǎn)是開關(guān)費(fèi)力 , 密封面容易磨損, 高溫時(shí)容易卡住, 不適宜于調(diào)節(jié)流量。     旋塞閥 , 也叫旋塞、考克、轉(zhuǎn)心門。它的種類很多, 有直通式、 三通式通式。  6. 止回閥  止回閥是依靠流體本身的力量自動(dòng)啟閉的閥門,它的作用是 阻止介質(zhì)倒流。它的名稱很多, 如 逆止閥、單向閥、單流門等。按結(jié)構(gòu)可分兩類       (1) 升降式 : 閥瓣沿著閥體垂 直中心線移動(dòng)。這類止回閥有兩種 : 一種是臥式 , 裝于水平管道 , 閥體外形與截止閥相似 , 另一種是立式 , 裝于垂直管道 ,     (2) 旋啟式 : 閥瓣圍繞座外的銷軸旋轉(zhuǎn), 這類閥門有單 瓣、雙瓣和多瓣之分, 但原理是相同的。      水泵吸水管的吸水底閥是止回閥的變形, 它的結(jié)構(gòu)與上述兩類止因閥相同, 只是它的下端是開敞的, 以便可使水>進(jìn)入 7. 減壓閥       減壓閥是將介質(zhì)壓力降低到一定數(shù)值的自動(dòng)閥門, 一般閥后壓力要小于閥前壓力的50% 。減壓閥種類很多, 主要有活塞式和彈簧薄膜式兩種。   活塞式減壓閥是通過(guò)活塞的作用進(jìn)行減壓的閥門。彈簧薄膜式減壓閥, 是依靠彈簧和薄膜來(lái)進(jìn)行壓力平衡的。 8. 疏水閥 疏水閥也叫阻汽排水閥、汽水閥、疏水器、回水盒、回水門等。它的作用是自動(dòng)排泄不斷產(chǎn)生的凝結(jié)水, 而不讓蒸汽出來(lái)。          疏水閥種類很多, 有浮筒式、浮球式、鐘形浮子式、脈沖式、熱動(dòng)力式、熱膨脹式。常用的有浮筒式、鐘形浮子式和熱動(dòng)力式。 (1) 浮筒式疏水閥，浮筒式疏水閥，主要有閥門、軸桿、導(dǎo)管、浮筒和外殼等構(gòu)件組成。           當(dāng)設(shè)備或管道中的凝結(jié)水在蒸汽壓力推動(dòng)下進(jìn)入疏水閥, 逐漸增多至接 近灌滿浮筒時(shí), 由于浮筒的重量超過(guò)了浮力而向下沉落, 使節(jié)流閥開啟。這樣使得筒內(nèi)的凝結(jié)水在蒸汽壓力的 作用下經(jīng)導(dǎo)管和閥門排出。當(dāng)浮筒內(nèi)的凝結(jié)水接近排完時(shí), 由于浮筒的重量減輕而向上浮起, 使節(jié)流閥關(guān)閉, 浮筒內(nèi)又開 始積存凝結(jié)水。這樣周期性地工作, 既可自動(dòng)排出凝結(jié)水, 又能阻止蒸汽外逸。      (2) 鐘形浮子式疏水閥      鐘形浮子式疏水閥又稱吊桶式疏水閥 ( 主要由調(diào)節(jié)閥、吊桶、外殼和過(guò)濾裝置等構(gòu)件組成。疏水閥內(nèi)的吊桶被倒置 , 開始時(shí)處于下降位置, 調(diào)節(jié)閥是開啟的。當(dāng)設(shè)備或管道中的冷空氣和凝結(jié)水在蒸汽壓力推動(dòng)下進(jìn)入疏水閥, 隨即由調(diào)節(jié)閥排出。一方面 , 當(dāng)蒸汽與沒有排出的少量空氣 逐漸充滿吊桶內(nèi)部容積 , 同時(shí)凝結(jié)水不斷積存, 吊桶因產(chǎn)生浮力而上升, 使調(diào)節(jié)閥關(guān)閉, 停止排出凝結(jié)水。另一方面 , 吊桶內(nèi)部的蒸汽和空氣有一小部分從桶頂部的小孔排出 , 而大部分散熱后凝成液體 , 從而使吊桶浮力逐漸減小而下落, 使調(diào)節(jié)閥開啟, 凝結(jié)水又排出。這樣周期性地工作, 既可自動(dòng)排出凝結(jié)水, 又能阻止蒸汽外逸。          (3) 熱動(dòng)力式疏水閥          當(dāng)設(shè)備或管道中的凝結(jié)水流入阻氣排水閥后 , 變壓室內(nèi)的蒸汽隨之冷凝而降低壓力, 閥片下面的受力大于上面的受力 , 故將閥片頂起。因?yàn)槟�結(jié)水比蒸汽的粘度大、流速低 , 所以閥片與閥底間不易造成負(fù)壓, 同時(shí)凝結(jié)水不易通過(guò)閥片與外殼之間的間隙流入變壓室 , 使閥片保持開啟狀態(tài) , 凝結(jié)水 流經(jīng)環(huán)行槽排出。      當(dāng)設(shè)備或管道中的蒸汽流人疏水閥后, 因?yàn)檎羝�比凝結(jié) 水的粘度小、流速高 , 所以閥片與閥座問(wèn)容易造成負(fù)壓, 同時(shí)部分蒸汽流入變壓室 , 故使閥片上面的受力大于下面的受力 , 使閥片迅速關(guān)閉。這樣周期性地工作 , 既可自動(dòng)排出凝結(jié)水 , 又能阻止蒸汽外逸。

   第二章 軸承

1、深溝球軸承的特點(diǎn)

1.1在結(jié)構(gòu)上深溝球軸承的每個(gè)套圈均具有橫截面大約為球周長(zhǎng)的三分之一的連續(xù)溝型滾道。它主要用于承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷。

1.2在軸承的徑向游隙增大時(shí)，具有角接觸球軸承的性質(zhì)，可承受兩個(gè)方向交變的軸向載荷。

1.3摩擦小，轉(zhuǎn)速高。

1.4結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，容易達(dá)到較高的制造精度。

1.5一般采用沖壓浪形保持架，內(nèi)徑大于200mm或高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承，采用車制實(shí)體保持架。

深溝球軸承的變型結(jié)構(gòu)多達(dá)60多種。

2、角接觸球軸承的特點(diǎn)

可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，轉(zhuǎn)速較高，接觸角越大，軸向承載能力越高。

單列軸承只能承受一個(gè)方向的軸向負(fù)荷，在承受徑向負(fù)荷時(shí)，將引起附加軸向力。
并且只能限制軸或外殼在一個(gè)方向的軸向位移。若是成對(duì)雙聯(lián)安裝，使一對(duì)軸承的外圈相對(duì)，即寬端面對(duì)寬端面，窄端面對(duì)窄端面。這樣即可避免引起附加軸向力，而且可在兩個(gè)方向使軸或外殼限制在軸向游隙范圍內(nèi)。角接觸球軸承的變型結(jié)構(gòu)多達(dá)70多種。

2.1名義接觸角有15°、 25°、 40°三種，接觸角越大軸向承載能力越高。高精度和高速軸承通常取15°接觸角，在軸向力作用下，接觸角會(huì)增大。

2.2一般為內(nèi)圈或外圈帶鎖口，內(nèi)、外圈不可分離。外圈加熱膨脹后與內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架組件裝配。裝球數(shù)比深溝球軸承多，額定負(fù)荷在球軸承中最大，剛性強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

2.3可以利用內(nèi)、外圈相互位移調(diào)整徑向游隙。常成對(duì)使用，并施加預(yù)負(fù)荷，以提高軸承剛性。

3、圓柱滾子軸承的特點(diǎn)

3.1 滾子與滾道為線接觸，徑向承載能力大，適用于承受重負(fù)荷與沖擊負(fù)荷。

3.2 摩擦系數(shù)小，適合高速，極限轉(zhuǎn)速接近深溝球軸承。

3.3 N型及NU型可軸向移動(dòng)，能適應(yīng)因熱膨脹或安裝誤差引起的軸與外殼相對(duì)位置的變化，可作自由端支承使用。內(nèi)圈或外圈可分離，便于安裝和拆卸。

3.4 對(duì)軸和座孔的加工要求較高，軸承安裝后內(nèi)外圈軸線相對(duì)偏斜要嚴(yán)加控制，以免造成接觸應(yīng)力集中。

3.5 內(nèi)孔帶1：12錐度的雙列圓柱滾子軸承，徑向游隙可以調(diào)整，徑向剛度高，適應(yīng)于機(jī)床主軸。

4、圓錐滾子軸承的特點(diǎn)

屬分離型軸承，軸承內(nèi)、外圈均具有錐形滾道，滾子為圓臺(tái)形。滾子與滾道為線接觸，可承受較重的徑向和軸向聯(lián)合負(fù)荷，也可承受純軸向負(fù)荷。接觸角越大，軸向承載能力越高。

圓錐滾子的設(shè)計(jì)應(yīng)使?jié)L子與內(nèi)外滾道的接觸線延長(zhǎng)后交于軸承軸線上同一點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)純滾動(dòng)。

新設(shè)計(jì)的圓錐滾子軸承采用加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)，滾子直徑加大，滾子長(zhǎng)度加長(zhǎng)，滾子數(shù)目增多，采用帶凸度滾子，使軸承的承載能力和疲勞壽命顯著提高。滾子大端面與大擋邊之間采用球面與錐面接觸，改善了潤(rùn)滑。

該類軸承按所裝滾子的列數(shù)可分為單列、雙列和四列圓錐滾子軸承等不同的結(jié)構(gòu)型式。該類軸承還多使用英制系列產(chǎn)品。

5、推力球軸承的特點(diǎn)

屬可分離型軸承，接觸角90°，可以分別安裝，只能承受軸向負(fù)荷。極限轉(zhuǎn)速低。鋼球加離心力擠向滾道外側(cè)，易于擦傷，但不適于高速運(yùn)轉(zhuǎn)。單向軸承可承受單向軸向負(fù)荷，雙向軸承可承受雙向軸向負(fù)荷。帶球面座圈的推力球軸承具有調(diào)心性能，可消除安裝誤差的影響。

6、推力圓柱滾子軸承的特點(diǎn)

屬分離型軸承�？沙惺軉蜗蜉S向負(fù)荷，不能限制軸的徑向位移。軸承剛性大，占用空間小，軸向負(fù)荷能力大，對(duì)沖擊負(fù)荷的敏感度低。適用于低轉(zhuǎn)速，常用于推力球軸承無(wú)法適用的工作場(chǎng)合。安裝時(shí)不允許軸與外殼的軸線有傾斜。

7、推力調(diào)心滾子軸承的特點(diǎn)

屬分離型軸承，其負(fù)荷作用線與軸承軸線形成一定角度，軸向負(fù)荷能力大，在承受軸向負(fù)荷的同時(shí)還可承受一定的徑向負(fù)荷。該類軸承球面滾子傾斜排列，座圈滾道面呈球面，具有調(diào)心性能，因此可允許軸有若干傾斜。能夠在極重的負(fù)荷場(chǎng)合使用，允許的轉(zhuǎn)速較高。使用時(shí)一般采用油潤(rùn)滑。

8、調(diào)心球軸承的特點(diǎn)

8.1 外圈滾道面為球面，具有調(diào)心性能。因加工安裝及軸彎曲造成軸與座孔不同心時(shí)適合用這種軸承。調(diào)整的偏斜角可在3°以內(nèi)。

8.2 軸承接觸角小，在軸向力作用下幾乎不變，軸向承載能力小。

主要承受徑向負(fù)荷，在承受徑向負(fù)荷的同時(shí)，也可承受少量的軸向負(fù)荷，極限轉(zhuǎn)速比深溝球軸承低。

9、四點(diǎn)接觸球軸承的特點(diǎn)

可分離型結(jié)構(gòu)，可以承受徑向負(fù)荷、雙向軸向負(fù)荷，能限制兩個(gè)方向的軸向位移，但比現(xiàn)規(guī)格的雙列角接觸球球軸承占用的軸向空間少。單個(gè)軸承可代替正面組合或背面組合的角接觸球軸承。由于是雙半內(nèi)圈(或外圈)，裝球數(shù)量增多，具有較大的承載能力。四點(diǎn)接觸球軸承適用于承受純軸向負(fù)荷或以軸向負(fù)荷為主的軸向、徑向聯(lián)合負(fù)荷。該種軸承與其它球軸承相比，當(dāng)徑向游隙相同時(shí)，軸向游隙較小，極限轉(zhuǎn)速較高。在正常工作狀況下，該類軸承承受任何方向的軸向負(fù)荷時(shí)，都能形成一個(gè)接觸角，鋼球與內(nèi)、外滾道各接觸于一點(diǎn)，避免接觸區(qū)發(fā)生大的滑動(dòng)摩擦。因此，軸承不宜承受以徑向力為主和負(fù)荷。

10、調(diào)心滾子軸承的特點(diǎn)

外圈滾道是球面一部分，軸承具有內(nèi)部調(diào)心性能，以適應(yīng)軸與座孔的相對(duì)偏斜�？梢猿惺軓较蛑刎�(fù)荷和沖擊負(fù)荷，也能承受一定的雙向軸向負(fù)荷。該類軸承可限制軸或外殼的軸向位移在軸承的軸向游隙范圍內(nèi)。該類軸承結(jié)構(gòu)原理與特性和調(diào)心球軸承相同，在負(fù)荷容量和極限轉(zhuǎn)速許可的情況下，可以相互代用。圓錐孔軸承通過(guò)使用緊固件或退卸可便于軸上的裝折。

11、推力圓錐滾子軸承的特點(diǎn)

    屬分離型軸承。設(shè)計(jì)時(shí)使得軸圈和座圈滾道面以及滾子滾動(dòng)面的各圓錐面的頂點(diǎn)相交于中心線上的一點(diǎn)。 單向軸承可承受單向軸向負(fù)荷，雙向軸承可承受雙向軸向負(fù)荷。12、滾針軸承的特點(diǎn)，將滾子長(zhǎng)度（l）與滾子直徑（Dw）之比L/Dw＞2.5及滾子直徑（Dw）＜6mm的滾子軸承稱為滾針軸承。

11.1滾針軸承徑向尺寸小，但徑向承載能力很高，不能承受軸向載荷，僅作為自由端支承使用。有利于設(shè)備的小型化、輕量化。

11.2使用不帶內(nèi)圈或不帶外圈的滾針軸承，只有帶保持架的滾針組件時(shí)，要求相配的軸頸或軸承座孔的加工精度、表面硬度應(yīng)與軸承套圈滾道相同。

11.3滾針軸承的摩擦系數(shù)大，不適合較高的轉(zhuǎn)速。

                           第三章  機(jī)械密封

一、 機(jī)械密封（機(jī)封）的基本概念：

機(jī)械密封(mechanical seal)是指由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。彈力加載機(jī)構(gòu)與輔助密封是金屬性紋管的機(jī)械密封我們稱為金屬波紋管密封。在輕型密封中，還有使用橡膠波紋管作輔助密封的，橡膠波紋管彈力有限，一般需要輔以彈簧來(lái)滿足加載彈力。 “機(jī)械密封”通常被人們簡(jiǎn)稱為“機(jī)封”。

機(jī)械密封的組成：

主要有以下四類部件。a.主要部件：動(dòng)環(huán)和靜環(huán)。b.輔助密封件：密封圈（有O形、X形、U型、楔形、矩形柔性石墨、PTFE包覆橡膠O圈等）。c.彈力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)：彈簧、推環(huán)。d.傳動(dòng)件：彈箕座及鍵或各種螺釘。

集裝式機(jī)械密封

（一）、機(jī)封工作應(yīng)注意問(wèn)題：

1.安裝時(shí)注意事項(xiàng)

a.要十分注意避免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差

（1）上緊壓蓋應(yīng)在聯(lián)軸器找正后進(jìn)行，螺栓應(yīng)均勻上支，防止壓蓋端面偏斜，用塞尺檢查各點(diǎn)，其誤差不大于0.05毫米。

（2）檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙（即同心度），四周要均勻，用塞尺檢查各點(diǎn)允差不大于0.01毫米。

b.彈簧壓縮量要按規(guī)定進(jìn)行，不允許有過(guò)大或過(guò)小現(xiàn)象，要求誤差2.00毫米。過(guò)大會(huì)增加端面比壓，加速端面磨損。過(guò)小會(huì)造成比壓不足而不能起到密封作用。

c.動(dòng)環(huán)安裝后，將動(dòng)環(huán)壓向彈簧后應(yīng)能自動(dòng)彈回來(lái)。

2.拆卸時(shí)注意事項(xiàng)

a.在安裝、拆卸機(jī)械密封時(shí)要仔細(xì)，嚴(yán)禁動(dòng)用手錘和扁鏟，以免損壞密封元件。如果結(jié)垢拆卸不下時(shí)，應(yīng)清洗干凈后再進(jìn)行拆卸。

b.如果在泵兩端都用機(jī)械密封時(shí)，在裝配，拆卸過(guò)程中互相照顧，防止顧此失彼。

c.對(duì)運(yùn)行過(guò)的機(jī)械密封，凡有壓蓋松動(dòng)使密封發(fā)生移動(dòng)的情況，則動(dòng)靜環(huán)零件必須更換，不應(yīng)重新上緊繼續(xù)使用。因?yàn)樗蓜?dòng)后摩擦副原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡會(huì)發(fā)生變動(dòng)，接觸面的密封性就很容易遭到破壞。

（二）、機(jī)封正常運(yùn)行和維護(hù)問(wèn)題：

1. 啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作及注意事項(xiàng)

a.全面檢查機(jī)械密封，以及附屬裝置和管線安裝是否齊全，是否符合技術(shù)要求。

b.機(jī)械密封啟動(dòng)前進(jìn)行靜壓試驗(yàn)，檢查機(jī)械密封是否有泄漏現(xiàn)象。若泄漏較多，應(yīng)查清原因設(shè)法消除。如仍無(wú)效，則應(yīng)拆卸檢查并重新安裝。一般靜壓試驗(yàn)壓力用2~3公斤/平方厘米。

c.按泵旋向盤車，檢查是否輕快均勻。如盤車吃力或不動(dòng)時(shí)，則應(yīng)檢查裝配尺寸是否錯(cuò)誤，安裝是否合理。

2.安裝與停運(yùn)

a.啟動(dòng)前應(yīng)保持密封腔內(nèi)充滿液體。對(duì)于輸送凝固的介質(zhì)時(shí)，應(yīng)用蒸氣將密封腔加熱使介質(zhì)熔化。啟動(dòng)前必須盤車，以防止突然啟動(dòng)而造成軟環(huán)碎裂。

b.對(duì)于利用泵外封油系統(tǒng)的機(jī)械密封，應(yīng)先啟動(dòng)封油系統(tǒng)。停車后最后停止封油系統(tǒng)。

c.熱油泵停運(yùn)后不能馬上停止封油腔及端面密封的冷卻水，應(yīng)待端面密封處油溫降到80度以下時(shí)，才可以停止冷卻水，以免損壞密封零件。

3.運(yùn)轉(zhuǎn)

a.泵啟動(dòng)后若有輕微泄漏現(xiàn)象，應(yīng)觀察一段時(shí)間。如連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)，泄漏量仍不減小，則應(yīng)停泵檢查。

b.泵的操作壓力應(yīng)平穩(wěn)，壓力波動(dòng)不大于1公斤/平方厘米。

c.泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，應(yīng)避免發(fā)生抽空現(xiàn)象，以免造成密封面干摩擦及密封破壞。

d.密封情況要經(jīng)常檢查。運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)其泄漏超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，重質(zhì)油不大于5滴/分，輕質(zhì)油不大于10/分，如2-3日內(nèi)仍無(wú)好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，則應(yīng)停泵檢查密封裝置。

二、 機(jī)械密封與軟填料密封比較，有如下優(yōu)點(diǎn)：

①密封可靠在長(zhǎng)周期的運(yùn)行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量很小，按粗略統(tǒng)計(jì)，其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100；

②使用壽命長(zhǎng)在油、水類介質(zhì)中一般可達(dá)1～2年或更長(zhǎng)時(shí)間，在化工介質(zhì)中通常也能達(dá)半年以上；

③摩擦功率消耗小機(jī)械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%；

④軸或軸套基本上不受摩損；

⑤維修周期長(zhǎng)端面磨損后可自動(dòng)補(bǔ)償，一般情況下，毋需經(jīng)常性的維修；

⑥抗振性好 對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)、偏擺以及軸對(duì)密封腔的偏斜不敏感；

⑦適用范圍廣機(jī)械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉(zhuǎn)速，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。

⑧對(duì)現(xiàn)今許多工廠的“零泄漏”需要，盤根無(wú)法達(dá)到此要求；根本適應(yīng)范圍廣，隨意性更大，但對(duì)于在工廠，經(jīng)常更換或維護(hù)將對(duì)工廠造成很大損失。

但其缺點(diǎn)有：

①結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)制造加工要求高；

②安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；

③發(fā)生偶然性事故時(shí)，處理較困難；

④一次性投資高。

                     第三章  帶式輸送機(jī)

一、概述

帶式輸送機(jī)用于水平方向和傾斜度不大的運(yùn)輸。帶式輸送機(jī)運(yùn)送各種塊狀、粒、粉狀等散狀物料和成件物品。它的輸送量大（500～1000m3/h）、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)低，適用范圍廣、運(yùn)輸距離長(zhǎng)（可達(dá)數(shù)公里）。它的分類按支架結(jié)構(gòu)有固定式和移動(dòng)式兩種，按輸送帶材料有膠帶、塑料帶和鋼帶等數(shù)種。目前以膠帶使用最廣，塑料帶是一種新型材料，鋼帶是用于運(yùn)送高溫物料。本節(jié)只介紹固定式膠帶輸送機(jī)。

二、膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)

固定式膠帶輸送機(jī)的總體結(jié)構(gòu)參見圖11—1，一條無(wú)端的膠帶1繞在傳動(dòng)滾筒回轉(zhuǎn)時(shí)，由于膠帶通過(guò)機(jī)身尾部的拉緊裝置7張緊在兩滾筒之間，便由傳動(dòng)滾筒與膠帶間的摩擦力帶

動(dòng)膠帶運(yùn)行。物料由漏斗4加至帶上，由傳動(dòng)滾筒處卸出，當(dāng)然加料加卸料并不限于一\個(gè)地點(diǎn)。

圖11-1  膠帶輸送機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 1-膠帶；2-上托輥；3-緩沖托輥；4-漏斗；5-導(dǎo)料槽；6-改向滾筒；7-螺旋拉緊裝置；8-尾架；

9-空段清掃器；10-下托輥；11-中間架；12-彈簧清掃器；13-頭架；14-傳動(dòng)滾筒；15-頭罩 固定式膠帶輸送機(jī)的主要結(jié)構(gòu)由膠帶、托輥、驅(qū)動(dòng)裝置、改向裝置和拉緊裝置組成。

三、膠帶輸送機(jī)的應(yīng)用范圍

1、適用于輸送容積密度為1.0~2.5噸/米3的各種塊、粒、粉狀散狀物料，也可用于輸送成件物品。

2、適用于工作溫度－10~＋40℃之間，物料溫度不超過(guò)70℃。對(duì)于高溫物料（120℃以下）應(yīng)采用耐熱橡膠帶。

3、可用于水平或傾斜輸送。目前我國(guó)使用的膠帶輸送機(jī)的型號(hào)為TD75型。帶寬有500、650、800、1000、1200及1400毫米6種。

第四章   螺旋輸送機(jī)

一、概述

螺栓輸送機(jī)是氧化鋁生產(chǎn)常用的水平或小于20°傾斜角的輸送設(shè)備，用來(lái)輸送粉狀和粒狀物料，輸送物料的溫度要求不大于200℃。螺旋輸送機(jī)固定地安裝在基礎(chǔ)上，它的進(jìn)口在料槽的上部，它的出料口在料槽的下部，出料口可以垂直向下，也可以傾斜，但其仰角要大于物料靜止角。

螺旋輸送機(jī)料槽蓋板為可拆卸的。為了經(jīng)常清理檢查及更換的方便，拆卸時(shí)要求方便、迅速。為了密封防止粉塵飛揚(yáng)，蓋板彼此之間的壓縫及蓋板和料槽的壓緊面均采用石棉繩填料壓緊密封。

螺旋輸送機(jī)按驅(qū)動(dòng)方式可分為單端驅(qū)動(dòng)（即螺旋輸送機(jī)只在機(jī)身的一端有伸出的軸端，螺旋輸送機(jī)可在此端被傳動(dòng)）和雙端驅(qū)動(dòng)（即兩端都有伸出的軸端，螺旋輸送機(jī)可在兩端同時(shí)被驅(qū)動(dòng)）。雙端驅(qū)動(dòng)的螺旋輸送機(jī)內(nèi)的螺旋是分成兩段的。驅(qū)動(dòng)裝置各自驅(qū)動(dòng)一段。

二、螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)

螺旋輸送機(jī)主要由螺旋軸、料槽和驅(qū)動(dòng)裝置組成。的下部是半圓柱形，螺旋軸上有螺栓旋葉按一定螺距固定在軸上，螺旋軸沿縱向放在槽內(nèi)，螺栓軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料由于其重力及它和槽壁間摩擦力的作用，不跟著螺旋一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣由螺旋軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的軸向推力就直接作用到物料上，推送物料向前運(yùn)動(dòng)到出料口排出。

螺旋軸的前槽端和后槽端分別由止推軸承和徑向軸承所支承。止推軸承一般均采用圓錐

滾子軸承，用以承受螺旋軸輸送物料的軸向力。當(dāng)螺旋輸送機(jī)的長(zhǎng)度超過(guò)3~4米時(shí)，除在槽端設(shè)軸承外，還需要在中間安裝懸掛軸承（亦稱吊軸承），以承受螺旋軸的一部分重力和旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的力。懸掛軸承不能裝的太密，因?yàn)槁菪�葉片在懸掛軸承處要中斷，這樣將造成物料在此處堆積，增加旋轉(zhuǎn)推送物料的阻力。料槽常用3~6毫米的鋼板卷制，料槽上方有可以快拆快裝的蓋板，它需要保證螺旋輸送機(jī)的密封，物料由料槽上部加入，由底部排出。開口位置可以根據(jù)工藝要求決定，但不能開在懸掛軸承和旋料槽接口的位置上。驅(qū)動(dòng)裝置包括電話同、減速器，電動(dòng)機(jī)和減速器以及減速器和螺旋之間都有聯(lián)軸器聯(lián)接。

氧化鋁生產(chǎn)所用的螺旋輸送機(jī)的葉片是全葉式葉片。它焊接在軸上，并且一片片地都采用電焊聯(lián)接起來(lái)。螺旋軸一般是管狀的，螺旋軸和螺旋軸之間的聯(lián)接采用法蘭聯(lián)接。螺旋和料槽之間的間隙為5~15毫米，太大將降低輸送效率，太小則增加阻力。

1-電動(dòng)機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-頭節(jié)；4-中節(jié)；5-尾節(jié)；6-減速機(jī)

三、螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)

1、應(yīng)用范圍

（1）適宜于輸送機(jī)各種粉狀、粒狀和小塊狀的物料。易密封操作，防止粉塵飛揚(yáng)。

（2）不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的物料，因?yàn)檫@類物料在輸送時(shí)會(huì)粘結(jié)在螺旋葉片上，造成物料擠塞而使螺旋輸送機(jī)無(wú)法工作。

（3）功率消耗大，多用于較低或中等輸送量和輸送長(zhǎng)度不大的情況（小于70米、50米以下較佳）

（4）水平及傾斜輸送（傾角小于20°）單向輸送。

（5）工作環(huán)境溫度在－20℃~＋50℃范圍內(nèi)，輸送物料的溫度應(yīng)低于＋200℃。

2、優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，容易密閉，管理操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是運(yùn)行阻力很大，動(dòng)力消耗大，機(jī)件磨損快，運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)防止卡料，否則將損壞機(jī)件。

第五章   斗式提升機(jī)

一、概述

斗式提升機(jī)一般用來(lái)垂直或傾斜輸送經(jīng)過(guò)破碎的塊狀物料和粉狀物料。斗式提升機(jī)由于本身重力的限制，提升高度一般不超過(guò)30米。超過(guò)30米時(shí)，以二段提升為好。

根據(jù)料斗運(yùn)行速度的快慢不同，斗式提升機(jī)可分為離心卸料和重力卸料兩種型式。離心卸料適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀的無(wú)磨琢性和半磨琢性的物料；重力卸料適用于輸送塊狀的、密度較大的、磨琢性的物料。

斗式提升機(jī)料斗的牽引構(gòu)件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。最常用的是環(huán)鏈，它的結(jié)構(gòu)和制造比較簡(jiǎn)單，與料斗的連接也很牢固。氧化鋁生產(chǎn)中的斗式提升機(jī)多采用環(huán)鏈的。環(huán)鏈和板鏈輸送物料溫度輸送物料溫度可達(dá)250℃。

二、斗式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)

圖11—3所示為直立鏈斗式提升機(jī)，主要部件有扁環(huán)式鏈條10，聯(lián)接手鏈條上的料斗6驅(qū)動(dòng)鏈輪2及張緊鏈輪11全部裝在機(jī)殼內(nèi)。

機(jī)殼的上部有驅(qū)動(dòng)鏈輪和傳動(dòng)裝置以三角皮帶或套筒滾子鏈形式聯(lián)接驅(qū)動(dòng)，這一部分統(tǒng)稱為機(jī)頭。機(jī)尾由機(jī)殼下部和張緊裝置8、鏈輪11所組成。機(jī)殼的部由若干段聯(lián)接而成。

輸送的物料由機(jī)尾進(jìn)料口9進(jìn)入后，被連續(xù)向上運(yùn)動(dòng)的料斗舀取、提升，由機(jī)頭出料口5卸出。

1、牽引構(gòu)件

鏈斗式提升機(jī)用的鏈條通常是鍛造扁環(huán)鏈和板鏈。鍛造扁環(huán)鏈由A3圓鋼鍛造而成，并經(jīng)滲淬火處理。環(huán)鏈和料斗的聯(lián)接采用45號(hào)鋼鍛制并經(jīng)滲碳淬火的鏈環(huán)構(gòu)，將其用螺帽固定在料斗上。

板鏈由內(nèi)、外鏈板、套筒、滾筒及銷軸等組成。板鏈有注油式及非注油式兩種結(jié)構(gòu)。內(nèi)外鏈板由鋼A5制成。銷軸為鉻鋼15，套筒為鋼15，均作滲碳淬火處理。傾斜式斗式提升機(jī)是板鏈?zhǔn)郊訚L輪的結(jié)構(gòu)。

2、料斗

 

料斗是提升機(jī)的承載構(gòu)件，根據(jù)物料特性不同以及裝載、卸載的不同，有三種型式：深斗、淺斗和鱗式（三角式）斗。料斗通常是由厚度2~6毫米鋼板焊接成或沖壓而成。

3、傳動(dòng)裝置

斗式提升機(jī)的傳動(dòng)裝置是電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器減速后再以三角皮帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)形式帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪回轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)鏈輪和扁環(huán)形鏈條之間是通過(guò)摩擦傳動(dòng)，因此鏈輪只有槽而無(wú)齒。板鏈傳動(dòng)的鏈輪有齒。鏈輪的齒數(shù)Z=6~20以偶數(shù)這宜。

傳動(dòng)裝置中的逆止制動(dòng)裝置通常采用逆止聯(lián)軸器。它可以防止在斷鏈條時(shí)，傳動(dòng)裝置反向回轉(zhuǎn)。

4、張緊裝置

和膠帶輸送機(jī)張緊裝置相同，張緊裝置有螺旋式、彈簧式及重錘式三種。

5、機(jī)殼

機(jī)殼一般由厚2~4毫米鋼板焊成。以角鋼為骨架制成標(biāo)準(zhǔn)段節(jié)和非標(biāo)準(zhǔn)段節(jié)。

6、斗式提升機(jī)的進(jìn)料和出料

（1）進(jìn)料

進(jìn)料有兩種方法：掏取式和流入式，見圖3—4。①掏取式：即運(yùn)行的料斗在斗式提升機(jī)下部將入加在機(jī)殼內(nèi)的物料掏取裝入料斗內(nèi)。主要用于輸送粉末狀、粒狀、小塊狀的無(wú)磨琢性或半磨琢性的散狀物料。當(dāng)掏取這樣物料時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生很大的阻力。掏取式料斗運(yùn)行速度可達(dá)到0.8~2m/s。②流入式：物料直接流入料斗裝載。主要用于輸送大塊和磨琢性大的物料。料斗是緊密相連排列的，而且料斗的運(yùn)行速度不超過(guò)1m/s。實(shí)際進(jìn)料是兩種方法同時(shí)兼用，而以一種方法為主。

（2）出料  出料方法分三種型式：離心式、離心-重力式、重力式。

第六章   流體輸送設(shè)備

氧化鋁生產(chǎn)中要用流體輸送機(jī)械驅(qū)動(dòng)流體，流體從輸送機(jī)械獲得機(jī)械能后，靜壓頭增大，并在輸送過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌鼔侯^或消耗于克服流動(dòng)阻力。所以，流體輸送就是向流體作功以提高其橫械能的裝置。

泵在氧化鋁生產(chǎn)中使用得非常廣泛。但從分類來(lái)說(shuō)，它不屬于化工機(jī)械，而是通用機(jī)械。泵的種類很多，有離心泵、往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵、油隔離泥漿泵和真空泵等，其中以離心泵用途最廣泛。

一、離心泵

1、離心泵的構(gòu)造

離心泵有泵體、電動(dòng)機(jī)以及泵體和電動(dòng)機(jī)聯(lián)接在一起所用的聯(lián)軸器。泵體由葉輪、葉輪軸及泵殼所組成如圖（12—1）。葉輪軸穿過(guò)泵殼的部位有密封（軸封）。葉輪是離心泵最主要的部件，葉輪內(nèi)有6～12片彎曲的葉片。葉片的兩側(cè)都有側(cè)板的稱為閉式葉輪。葉輪中央有液體的吸入口，液體從葉輪中央的吸入口進(jìn)入后，由于葉輪是旋轉(zhuǎn)的，將液體順著葉片甩向葉輪的邊緣，這時(shí)，在離心力的作用下，液體在從葉輪中心拋向邊緣的過(guò)程中獲得了能量，使葉輪邊緣的液體靜壓強(qiáng)提高，同時(shí)也增大了流速。吸入口這一側(cè)無(wú)側(cè)板的葉輪叫做半閉式葉輪。葉輪二側(cè)都無(wú)側(cè)板稱做開式葉輪。半閉式和開式葉輪適用于輸送料漿或含有固體懸浮物的液體，因沒有側(cè)板，葉輪不易堵塞；但由于沒有側(cè)板，液體在葉片間運(yùn)動(dòng)容易造成倒流，故效率也較低。當(dāng)液體離心葉輪進(jìn)入泵殼后，由于泵殼內(nèi)流道逐漸變寬，液體的流速逐漸降低，又將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，使泵出口處液體的壓強(qiáng)進(jìn)一步提高，于是液體以較高的壓強(qiáng)，從泵的排出口進(jìn)入排出管送至需要的場(chǎng)所。

當(dāng)泵內(nèi)液體從葉輪中心被拋向邊緣時(shí)，中心處形成了低壓區(qū)，由于進(jìn)泵前的液體壓強(qiáng)大于泵吸入口的壓強(qiáng)，在壓強(qiáng)差的作用下，液體便經(jīng)吸入管路連續(xù)地吸入泵內(nèi)，以補(bǔ)充被排出液體的位置。只要葉輪不停地旋轉(zhuǎn)，液體就不斷地吸入和排出。

泵殼內(nèi)液體從葉輪中心被拋向邊緣時(shí)，中心處形成了低壓區(qū)，由于進(jìn)泵前的液體壓強(qiáng)大于泵吸入口的壓強(qiáng)，在壓強(qiáng)差的作用下，液體便經(jīng)吸入管路連續(xù)地吸入泵內(nèi)，以補(bǔ)充被排出液體的位置。只要葉輪不停地旋轉(zhuǎn)，液體就不斷地吸入和排出。

泵殼又稱蝸殼，因?yàn)楸脷��?nèi)部有一個(gè)截面逐漸擴(kuò)大的蝸牛殼形通道，液體是從截面小處向截面大處流動(dòng)的。流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)速度逐漸減小，降低了能量消耗；同時(shí)又將動(dòng)能轉(zhuǎn)變成靜壓能。所以泵殼不僅僅是一個(gè)匯集由葉輪拋出液體的部件，而且是一個(gè)轉(zhuǎn)能裝置。

密封又稱軸封裝置，是離心泵中重量的部件，它直接關(guān)系到離心泵是否能工作。由于泵殼和轉(zhuǎn)軸接觸處可能是泵內(nèi)低壓區(qū)，空氣由密封處泄入就要嚴(yán)重影響泵的流體輸送。如果軸封處液體為高壓，就要防止液體自軸封處噴出。

軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。填料密封（圖12—2）又稱盤根箱。填料函殼是和泵殼連在一起的。填料是浸油或涂石墨的石棉繩也稱石墨盤根，填料以螺旋狀填料函殼和泵軸之間，外面有填料壓蓋，它可用螺釘擰緊，使填料壓緊在填料函殼與轉(zhuǎn)軸之間，以達(dá)到密封的目的。填料函底部還有內(nèi)襯套以防止填料被擠入泵內(nèi)。

對(duì)于輸送酸、堿、易燃、有毒的液

體，密封的要求就比較高，既不許漏入空氣，又不讓液體滲出。機(jī)械密封（圖12—3）可以做到以上要求。它由一個(gè)裝在轉(zhuǎn)軸上的動(dòng)環(huán)和另一個(gè)固定在泵上的靜環(huán)所組成，兩環(huán)的端面利用彈簧力作用而互相貼緊，起到了密封的作用，故稱端面密封。

2、離心泵的性能

離心泵的主要性能參數(shù)有流量、壓頭、效率和軸功率。這些參數(shù)在泵的銘牌上都有明確的標(biāo)記。

①流量。離心泵的流量又稱為泵的送液能力是指離心泵在單位時(shí)間里排到管路系統(tǒng)的液體體積，以Q表示，單位1/s或m3/h。離心泵的流量取決于泵的結(jié)構(gòu)、尺寸（主要為葉輪的直徑與葉片的寬度）和轉(zhuǎn)速。

②壓頭。離心泵的壓頭又稱為泵的揚(yáng)程，是指泵對(duì)單位重量的液

體提供的有效能量，以H表示，單位為N*m/N=m。離心泵的揚(yáng)程取決

于泵的結(jié)構(gòu)（如葉輪的直徑、葉片的彎曲情況等）、轉(zhuǎn)速和流量。對(duì)于一定的泵，在指定的轉(zhuǎn)速下，場(chǎng)程和流量之間具有一定的關(guān)系。

由于液體在泵內(nèi)的流動(dòng)情況比較復(fù)雜，目前尚不能從理論上對(duì)揚(yáng)程作精確的計(jì)算，一般以實(shí)驗(yàn)確定。

③效率。在輸送液體過(guò)程中，外界能量通過(guò)葉輪傳給液體時(shí)，不可避免地會(huì)有能量損失，故泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)所做的功不能全部都為液體所獲得，通常用效率η來(lái)反映能量損失。能量損失包括：

容積損失。容積損失是由于泵的泄漏造成的高壓液體有部分漏回吸入口、漏至泵外或漏入低壓區(qū)，致使排出液體量小于吸入量。容積損失與泵的結(jié)構(gòu)、液體在泵進(jìn)出口的壓強(qiáng)差及流量有關(guān)。

水力損失。一是由于粘性液體流過(guò)葉輪和泵殼時(shí)的流速和方向都在改變，產(chǎn)生流動(dòng)阻力而引起的能量損失；一是由于輸送流量和設(shè)計(jì)流量不一致，液體在泵體內(nèi)產(chǎn)生沖擊而損失能量，總稱水力損失。

機(jī)械損失。泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，泵軸和軸承之間、泵軸和填料函之間、葉輪側(cè)板外表面與液體之間的摩擦均引起能量損失。

泵效率也稱總效率。離心泵的效率和泵的大小類型、制造精密程度和所輸送液體的性質(zhì)有關(guān)。一般小型泵的效率為50～70%，大型泵可達(dá)90%。

④軸功率。離心泵的軸功率是泵軸所需的功率。當(dāng)泵直接由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)時(shí)，也就是電動(dòng)機(jī)傳給泵軸的功率，以N表示，單位為J/s、W或Kw，有效功率是排送到管道的液體從葉輪所獲得的功率，以Ne表示。

3、離心泵的類型和選擇

①水泵（B型、D型、Sh型），凡是輸送清水以及類似清水性質(zhì)的液體，都可用水泵。

應(yīng)用最廣泛是B型水泵好單級(jí)單吸懸臂式離心水泵。泵體和泵蓋為鑄鐵制成，全系列揚(yáng)程范圍為8～98m，流量范圍4.5～360m3/h。

多級(jí)泵即D型水泵，揚(yáng)程高，流量中等。一般自2級(jí)到9級(jí)，最多到12級(jí)，全系列揚(yáng)程范圍為4～315m，流量范圍10.8～850m3/h。

Sh型水泵適用于流量大而壓頭并不高的情況，為雙吸泵即有二個(gè)吸入口。全系列揚(yáng)程范圍為9～140m，流量范圍120～12500m3/h。

②耐腐蝕泵（F型），適用于輸送酸、堿等腐蝕性液休。和液體接觸的部位用耐腐蝕材料制造，在F后面加一個(gè)字母表明材料代號(hào)。

如FH，H表示灰口鑄鐵。FH泵用于輸送濃硫酸。

FG，G表示高硅鑄鐵。FG泵用于輸送壓強(qiáng)不高的硫酸和以硫酸為主的混酸。

FB，B表示鉻鎳合金鋼。FB泵用于常溫輸送低濃度的硝酸、氧化性酸液、堿液等。

耐腐蝕泵要求密封性能好，采用機(jī)械密封。

③油泵（Y型），用于輸送石油產(chǎn)品，要求密封好。當(dāng)輸送200℃以上的熱油時(shí)，還要求對(duì)軸封裝置和軸承等進(jìn)行完善的冷卻。

④雜質(zhì)泵（P型），用于輸送懸浮液及稠厚的漿液。分為污水泵PW、砂泵PS、泥漿泵PN等。要求不易被雜質(zhì)堵塞，耐磨，容易拆洗。它的特點(diǎn)是葉輪流道寬，葉片數(shù)目少，常采用開式或半閉式葉輪。

離心泵的類型表示法舉例如下。

例：8B29A

8—吸入口直徑（時(shí)），即8×25=200mm；

B—單級(jí)單吸懸臂式離心水泵；

29—泵的揚(yáng)程，m；

1. 該型號(hào)泵的葉輪直徑經(jīng)基本型8B29小一級(jí)。

例：40FM1—26

40—吸入口直徑，mm；

F—懸臂式耐腐蝕離心泵；

M—和液體接觸部件材質(zhì)代號(hào)（M—鉻鎳鉬鈦合金鋼）；

1. 軸封型式代號(hào)（1—單端面密封）；

26—泵的揚(yáng)程，m。

例：100Y—120×2

100—泵吸入口直徑，mm；

Y—單級(jí)離心泵油泵；

120—泵的單級(jí)揚(yáng)程，m；

1. 葉輪級(jí)數(shù)。

二、往復(fù)泵

往復(fù)泵是一種容積式泵，應(yīng)用很廣。它依靠作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞依次開啟吸入閥和排出閥，從而吸入液體后加壓再排出。

當(dāng)活塞桿和活塞自左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作室的容積增大，形成低壓，貯池中的水頂開吸入閥進(jìn)入泵體內(nèi)。在吸水時(shí)，排出閥受排出管內(nèi)水的壓力壓緊而關(guān)閉。當(dāng)活塞移動(dòng)右端時(shí)，此時(shí)工作室的容積最大，使吸入閥關(guān)閉而排出閥頂開，水由排出閥排出，活塞移動(dòng)左端時(shí)，排液完畢。這是一個(gè)工作循環(huán)�；钊�再左右向運(yùn)動(dòng)，開始第二個(gè)工作循環(huán)。

活塞往復(fù)一次時(shí)，只吸入和排出液體各一次的泵稱為單動(dòng)泵。它的缺點(diǎn)是排液不連續(xù)，同時(shí)，活塞由連桿和曲軸帶動(dòng)，活塞在其左右兩端點(diǎn)之間的往復(fù)不是等速度，所以排液量也就隨著活塞的移動(dòng)有相應(yīng)的起伏。

往復(fù)泵的特點(diǎn)：

①往復(fù)泵的流量只與泵本身的幾何尺寸和活塞的往復(fù)次數(shù)有關(guān)，而與泵的壓頭無(wú)關(guān)。理論上認(rèn)為流量為

單動(dòng)泵 Qr=ASnr

雙動(dòng)泵 QT=（2A-a）Snr

式中QT—往復(fù)泵的理論流量，m3/min；

A—活塞的截面積，m2；

S—活塞的沖程，m

nr—活塞每分鐘的往復(fù)次數(shù)，1/min

a —活塞桿的截面積，m2。

實(shí)際上，由于活塞填襯不嚴(yán)，吸入閥和排出閥啟閉不及時(shí)，以及隨著壓頭的增高，液體漏損量加大等原因，往復(fù)泵的實(shí)際流量小于理論流量。

②往復(fù)泵的壓頭只和泵的機(jī)械強(qiáng)度和原動(dòng)機(jī)的功率有關(guān)。由于活塞環(huán)、軸封和閥門等處的泄漏，往往降低了往復(fù)泵可能達(dá)到的壓頭。

③往復(fù)泵的吸入高度有一定限制，但往復(fù)泵不需在開動(dòng)前灌引水，即往復(fù)泵有自吸作用。

④往復(fù)泵不能簡(jiǎn)單地用排出管路閥門來(lái)調(diào)節(jié)流量，一般采用回路裝置。

三、旋轉(zhuǎn)泵（齒輪泵）

旋轉(zhuǎn)泵是靠泵內(nèi)一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸入和排出液體。

圖12—4齒輪泵是旋轉(zhuǎn)泵的一種。它的泵體內(nèi)有一對(duì)齒輪，一個(gè)是靠驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)來(lái)旋轉(zhuǎn)的，另一個(gè)則是從動(dòng)齒輪。當(dāng)主動(dòng)齒輪按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，吸入空間內(nèi)的二輪的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)給油以一定的動(dòng)能，到排出口時(shí)速度減慢，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，壓頭就增高。

四、油隔離泥漿泵

油隔離泥漿泵是氧化鋁生產(chǎn)中長(zhǎng)距離輸送泥漿（赤泥、白泥）的設(shè)備。它不但能輸送高壓力、高濃度的泥漿，而且借助于油介質(zhì)使活塞缸避免和泥漿接觸，從而大大減少備件的損耗和維修費(fèi)用，在經(jīng)濟(jì)上取得顯著的效果。

YNB型油隔離泥漿泵是一種雙缸雙向作用往復(fù)泵。減速箱采用人字齒輪傳動(dòng)。大齒輪上兩個(gè)互成90°的偏心帶動(dòng)連桿、十字頭和活塞桿，推動(dòng)活塞在缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)是：在活塞缸與閥箱之間設(shè)“油水分離罐”，利用油和泥漿的密度差異和不融合性，使油和泥漿自動(dòng)分隔，罐上部是油，和活塞缸相通，下部是泥漿，通過(guò)彎管和乙形管與閥箱相通。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，活塞在充滿油的缸中運(yùn)動(dòng)，不和泥漿接觸，活塞磨耗小。油水分離罐頂部裝有排氣閥和供油閥，用來(lái)排氣和供油。罐側(cè)壁有三個(gè)觀察閥，供觀察油和泥漿分界面位置之閥箱下面的彎管設(shè)有排污口，當(dāng)彎管堵塞時(shí)，擰開排污口的螺母或閥門，打開高壓水閥進(jìn)行沖洗。

排料管上裝有空氣室，由空壓機(jī)注入壓縮空氣，使泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中壓力穩(wěn)定�？諝馐疑喜垦b有安全爆破片起保護(hù)作用。

泵的吸入水壓頭應(yīng)控制在2米水柱以下。即使在正壓給泥漿情況下，如果吸入管非常長(zhǎng)或正壓給泥漿高度非常高時(shí)，必須裝設(shè)吸入空氣室。

泵的工作原理：由電機(jī)經(jīng)三角皮帶、齒輪減速、偏心桿、十字頭和活塞桿，推動(dòng)活塞在缸中作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)�；钊麖淖笏傈c(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，與活塞缸活塞左側(cè)相連的缸內(nèi)及油水分離罐內(nèi)形成負(fù)壓，油被吸入活塞缸中，此時(shí)吸入閥打開，排出閥關(guān)閉，泥漿經(jīng)吸入管、閥箱、乙形管、彎管進(jìn)入油水分離閥打開，將油推回水分離罐上部，油推壓泥漿，使泥漿經(jīng)彎管、乙形管、閥箱進(jìn)入排出管。當(dāng)活塞回到左死點(diǎn)時(shí)，推出過(guò)程完成，組成一個(gè)工作循環(huán)。而當(dāng)活塞左側(cè)進(jìn)行上述循環(huán)時(shí)，在活塞右側(cè)罐腔內(nèi)及油水分離罐內(nèi)進(jìn)行著相反的動(dòng)作（即左側(cè)吸油時(shí)，右側(cè)為高壓輸出油；左側(cè)回程輸出油時(shí)，右側(cè)則進(jìn)行吸油），故活塞每一往返循環(huán)中，分別吸油兩次和排油兩次，形成雙作用的工作循環(huán)。

五、隔膜泵

隔膜泵屬于高壓往復(fù)式泥漿泵，它是目前世界上較先進(jìn)也是自動(dòng)化程度較高的一類往復(fù)泵，同時(shí)它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，連鎖系統(tǒng)多，輔助設(shè)備也多。一般地，隔膜泵是由幾個(gè)活塞缸組成的多缸雙作用往復(fù)泵，各個(gè)缸的結(jié)構(gòu)、工作原理都相同，為了避免多個(gè)活塞同時(shí)向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，造成不必要的過(guò)大負(fù)荷，同時(shí)為了消除死點(diǎn)，所以曲軸上的各曲徑做成互成90°。所以對(duì)操作人員的要求也比較高，為了使大家更好地了解隔膜泵，現(xiàn)主要介紹隔膜泵的工作原理及主要組成。

1、工作原理：

隔膜泵是一種往復(fù)式雙缸雙作用的液壓活塞泵。它的工作原理是通過(guò)活塞在活塞缸里的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使隔膜室里產(chǎn)生壓力變化，從而達(dá)到吸料和排料的功能。

它的特點(diǎn)是：通過(guò)隔膜將料漿與活塞缸完全隔離，避免了料漿與活塞缸及液壓油直接接觸而產(chǎn)生磨損和污染。從而延長(zhǎng)了備件的使用壽命，也降低了備件費(fèi)和材料費(fèi)。

每個(gè)雙作用活塞向兩個(gè)膜體供油，每個(gè)膜體有兩個(gè)端板，其中一個(gè)在油路側(cè)，另一個(gè)料漿側(cè)，兩個(gè)端板由橡膠隔膜隔開。

橡膠隔膜固定池路兩側(cè)的端板上，隔膜中央又與一根可洞運(yùn)動(dòng)方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)桿相連接，這根導(dǎo)桿在運(yùn)動(dòng)中通過(guò)一個(gè)磁感應(yīng)裝置控制液力端油系統(tǒng)的填充和排出。

在出料管上有一個(gè)帶隔膜的脈沖阻尼器以避免運(yùn)行過(guò)程中出料閥動(dòng)作所引起的振動(dòng)。通過(guò)活塞在活塞缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，形成壓差來(lái)完成泵的輸送功能。

2、主要組成：

隔膜泵主要由機(jī)架裝置、潤(rùn)滑裝置、推進(jìn)液裝置、料漿端、傳動(dòng)裝置、進(jìn)出料補(bǔ)償器組成。（見圖12-5）

3、隔膜泵的主要技術(shù)數(shù)據(jù)（以ZPM11×20×1250型泵為例）：

㈠、操作特性：

工作位置：室內(nèi)泵站

輸送液體：鋁土礦懸浮液

重量百分比固含：14—20%

料漿比重：1.5kg/cm3

流量：最小49m3/小時(shí)（每雙系統(tǒng)）；最大490m3/小時(shí)（每雙系統(tǒng)）

沖程速率：最小3.7次/分鐘；最大37次/分鐘

進(jìn)料壓力：最小1.2bar；最大2.5bar

料漿溫度：90℃；最大100℃

㈡、規(guī)格型號(hào)

泵型號(hào)：EPM11×20×1250

活塞直徑：280mm（11″）

活塞沖程：500mm（20″）

主電機(jī)功率

圖12-5    隔膜泵結(jié)構(gòu)組成

 

六、真空泵

生產(chǎn)中常常使用真空泵來(lái)造成某種程度真空，例如溶液的過(guò)濾，蒸發(fā)過(guò)程，氧化鋁生產(chǎn)中使用濕式真空泵，其真空質(zhì)可達(dá)80~85%，一般選用水環(huán)泵。

水環(huán)泵是液體泵的一種。所謂液環(huán)泵，是工作時(shí)，液體在泵體體內(nèi)形成液體，即與泵體同心的圓環(huán)，并通過(guò)此液體完成能量的轉(zhuǎn)換以形成真空壓力的泵。在一般情況下，能量轉(zhuǎn)換的價(jià)質(zhì)是水，所以稱為水環(huán)泵。圖12—6為一水環(huán)泵工作原理圖。葉輪（2）偏心地裝在圓形的泵殼（1）中，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，將事先灌入泵中的水，拋到泵殼周圍，形成一個(gè)水環(huán)。葉輪葉片與水環(huán)之間的小室容積，隨葉片位置而變，自1′至4′不斷增大；而自5′至8′則不斷縮小。在擴(kuò)大過(guò)程中，小室中形成真空，于是將氣體從吸入孔（4）吸入。而在小室容積縮小過(guò)程中，其中氣體受到壓縮。在小室與排出孔（5）連通時(shí)，就將壓縮后的氣體排出。

綜上所述，水環(huán)泵中液體隨葉輪而旋轉(zhuǎn)，小室容積作周期性的變化，水環(huán)泵就是靠這種容積的變化來(lái)吸氣和排氣的。故水環(huán)泵也是容積型泵。

水環(huán)泵具有以下特點(diǎn)：

（1）工作時(shí)要不斷拋向泵內(nèi)供水。因?yàn)樗�環(huán)泵在排氣時(shí)，不可避免地有部分液體隨之排走，為了保持恒定的水環(huán)，必須連續(xù)不斷拋向泵內(nèi)供水。另外，水環(huán)泵壓縮氣體時(shí)所產(chǎn)生的壓縮熱，葉片攪動(dòng)水環(huán)所產(chǎn)生的熱，都會(huì)使水溫上升，導(dǎo)致泵的真空度和氣量下降，為了排除這些熱量，也必須不斷向泵內(nèi)供水以作冷卻用。向水環(huán)泵補(bǔ)充冷卻水，可由自來(lái)水通過(guò)填料函處送入或通過(guò)冷卻器的氣水分離器由泵體下面送入泵內(nèi)。

補(bǔ)充水的溫度越低越好，這樣有利于降低水環(huán)溫度，從而有利于提高氣量和真空度。

（2）水環(huán)是等溫壓縮氣體的。由于不斷向泵內(nèi)加水，故能及時(shí)排走泵在壓縮氣體時(shí)所產(chǎn)生的壓縮熱。

（3）因泵內(nèi)無(wú)金屬摩擦表面，不需要潤(rùn)滑。

（4）泵內(nèi)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、無(wú)閥門，故經(jīng)久耐用。

（5）壓縮比低，產(chǎn)生的最大真空度百分?jǐn)?shù)可達(dá)85%，最大排氣壓力很低，效率不高，一般為30~45%。

由于上述特點(diǎn)，水環(huán)泵在低真空和低排氣壓力范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，作壓縮機(jī)用時(shí)，排氣壓力為0.1~0.12MPa，尤其適用于輸送易燃、易爆氣體；作真空泵用時(shí)，極限真空可達(dá)73.326×102~162.65×102MPa，適用抽吸帶液體的氣體。

SZB型水環(huán)泵主要由鑄鐵的泵蓋、鑄鐵泵體、青銅葉輪、泵軸及支托部分組成。泵蓋與泵體用螺栓緊固形成泵室，在泵室中偏心安裝具有12個(gè)徑向葉片的葉輪，葉輪懸臂套在泵軸上，用鍵連接。葉輪上開有6個(gè)平衡孔，用來(lái)平衡軸向推力。葉輪的旋轉(zhuǎn)方向是不應(yīng)改變的，所以泵蓋外面一般有箭頭指明。泵體上部有進(jìn)氣口和排氣口。

軸的密封部分由密封圈、軟棉紗填料環(huán)及鑄鐵壓蓋組成。

為了使泵內(nèi)的水溫不超過(guò)40~50℃，并節(jié)約用水，在泵體上附有氣水分離器，使水可循環(huán)使用。并且在吸入管線上裝有濾清器，以防雜物進(jìn)入泵內(nèi)。

在化工上普遍使用納氏泵，它是單級(jí)雙作用水環(huán)泵中的一種，即指一個(gè)葉輪在旋轉(zhuǎn)一周中，吸氣、排氣各兩次。納氏泵主要由泵體、中輪、大蓋、小蓋。軸和軸承等零件組成。

第七章  氣體輸送設(shè)備

氣體輸送是氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，最常用的氣體輸送機(jī)械有離心式、旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式三大類。

1. 基本概念

1、壓縮機(jī)——壓縮并輸送氣體的機(jī)械統(tǒng)稱為壓縮機(jī)。從能量觀點(diǎn)來(lái)講，壓縮機(jī)是一種把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能和動(dòng)能的一種機(jī)械。

2、風(fēng) 機(jī)——葉片式氣體壓縮和輸送機(jī)械簡(jiǎn)稱風(fēng)機(jī)。按其壓力高低可分為：通風(fēng)機(jī)、透平鼓風(fēng)機(jī)、透平壓縮機(jī)。

3、透平機(jī)械——是指高速旋轉(zhuǎn)的葉片機(jī)械，又稱渦輪機(jī)械。透平機(jī)械包括蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)、透平壓縮機(jī)等。

二、壓縮機(jī)的分類

壓縮機(jī)常用的分類方法有以下三種：根據(jù)工作原理分類，根據(jù)出口壓力高低分類，根據(jù)用途分類。

1．根據(jù)工作原理分類

根據(jù)工作原理壓縮機(jī)可分為速度式壓縮機(jī)和容積式壓縮機(jī)兩大類，速度式（也稱透平式）又分為離心式、軸流式和混流式，容積式分為回轉(zhuǎn)式和往復(fù)式。

 

 

⑴速度式（即透平式）壓縮機(jī)

速度式（即透平式）氣體壓縮和輸送機(jī)械是一種高速旋轉(zhuǎn)的葉片機(jī)械，它是借工作葉片和氣體的相互作用來(lái)提高氣體壓力的，即通過(guò)提高氣體速度從而提高氣體壓力，也稱增加速度法。它的優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)供氣，流量大。缺點(diǎn)是壓力的提高受到限制。根據(jù)氣流在葉輪中主要流動(dòng)方向的不同可分為：

①離心式——氣流主要沿葉輪徑向流動(dòng)，氣流方向與風(fēng)機(jī)主軸線垂直。例如：G4—73—11№8D離心通風(fēng)機(jī)；C400—2.15離心鼓風(fēng)機(jī)；EI350—9/o.97離心壓縮機(jī)等。

②軸流式——氣流主要沿著圓柱面作軸向流動(dòng)，氣流方向與風(fēng)機(jī)主軸線平行。

例如：30E2—11№47軸流通風(fēng)機(jī)；AV45—12；AV80—14軸流壓縮機(jī)。

③混流式——氣流在葉輪間流動(dòng)情況介于離心式和軸流式之間，這種結(jié)構(gòu)很少使用。

⑵、容積式壓縮機(jī)

容積式壓縮機(jī)是依靠縮小氣體所占據(jù)的容積使氣體分子彼此接近提高壓力，即縮小容積法。按其容積縮小的方式不同又可分為兩種。

①往復(fù)式——在靜止的氣缸中移動(dòng)活塞減小氣體所占據(jù)的空間，使氣體壓力提高。例如：L5.5—40/8 活塞壓縮機(jī)

②回轉(zhuǎn)式——在靜止的氣缸中轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)葉使氣體占據(jù)的空間縮小，提高氣體壓力。

例如：D41×50—40/5000羅茨鼓風(fēng)機(jī)， MLG63干式螺桿壓縮機(jī)。

2、根據(jù)出口壓力高低分類

根據(jù)出口壓力高低，壓縮機(jī)可分為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)。

⑴通風(fēng)機(jī)——大氣壓力為101.325Kpa，氣溫為20℃時(shí)，出氣口全壓值低于15Kpa。

⑵鼓風(fēng)機(jī)——大氣壓力為101.325Kpa，氣溫為0℃時(shí)，壓縮比小于或等于3或出氣口靜壓小于或等于3個(gè)絕對(duì)大氣壓（即3ata）。

⑶壓縮機(jī)——大氣壓力為101.325Kpa，氣溫為0℃時(shí)，壓縮比大于3或出氣口靜壓大于3個(gè)絕對(duì)大氣壓（即3ata）。

3、根據(jù)用途分類

根據(jù)機(jī)器用于某種裝置的名稱或者以通過(guò)壓縮機(jī)的特殊氣體名稱來(lái)命名分類。例如：二氧化碳?jí)嚎s機(jī)就是在氧化鋁生產(chǎn)中用來(lái)壓縮輸送二氧化碳?xì)舛�得名的。又如：煤氣排送機(jī)、窯前鼓風(fēng)機(jī)、鍋爐引風(fēng)機(jī)、氧氣壓縮機(jī)等。

在用途方面，各種類型的壓縮機(jī)都有自己的最佳使用場(chǎng)合；一般回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)宜用于低壓力，中、小流量的場(chǎng)合；活塞式壓縮機(jī)宜用于高壓力，中、小流量的場(chǎng)合；相反，速度式壓縮機(jī)宜用于低、中壓力，大流量的場(chǎng)合。

三、壓縮機(jī)主要技術(shù)參數(shù)和術(shù)語(yǔ)

1、 流量——壓縮機(jī)的流量又叫風(fēng)量，是在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)機(jī)組進(jìn)口的氣體容積或重量。即流量有容積流量和重量流量，常用流量一般指的是容積流量。

進(jìn)口（出口）容積流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)機(jī)組進(jìn)口（出口）的氣體容積，以Qj（Qc）表示，單位為m3/min。

2、 壓力——氣體作用在單位面積上力的大小。

壓力分相對(duì)壓力（表壓和真空壓）和絕對(duì)壓力。相對(duì)壓力也稱表壓力，是容器內(nèi)的實(shí)際壓力與周圍大氣壓的差值。在壓力測(cè)量中，所測(cè)到的壓力都是相對(duì)壓力,而在理論計(jì)算時(shí)，往往要用絕對(duì)壓力，絕對(duì)壓力是指實(shí)際作用在容器器壁上的壓力，是氣體的真實(shí)壓力。其關(guān)系可表示為：絕對(duì)壓力=相對(duì)壓力+大氣壓

壓力的常用單位有 帕（Pa ）、兆帕（MPa ）、公斤力/厘米2（kgf/cm2 ）、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm ）、工程大氣壓（at ）、毫米汞柱（mmHg ）、毫米水柱（mmH2O ）等，上述各壓力單位之間的換算關(guān)系為：

1 Mpa=103kPa=106Pa=10 kgf/cm2

1 atm=1.033 kgf/cm2=760 mmHg

1 at=1 kgf/cm2 =104 mmH2O=735.6 mmHg

3、效率——對(duì)壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，它表示氣體經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后，氣體所獲得的有效能量與實(shí)際耗功的比值，以η表示。壓縮機(jī)屬高能耗設(shè)備，一臺(tái)機(jī)組效率的高低是評(píng)價(jià)壓縮機(jī)的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。

四、壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

氧化鋁生產(chǎn)中主要使用的壓縮機(jī)有離心式壓縮機(jī)、活塞式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)，這里對(duì)以上三種壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理做以舉例說(shuō)明。

1、離心壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)原理

離心壓縮機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接電機(jī)、變速器、壓縮機(jī)做增速傳動(dòng)，氣體在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子葉輪葉片的作用下被加速加壓。經(jīng)多級(jí)葉輪串級(jí)串段壓縮及中間冷卻，原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化為氣體的動(dòng)能和壓力能送入流程。

離心壓縮機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成內(nèi)部的連續(xù)流道，由進(jìn)氣口吸入的氣體流經(jīng)旋轉(zhuǎn)著葉輪，提高了氣體的動(dòng)能，為進(jìn)一步將氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能以提高氣體壓力，并使氣體進(jìn)入下一級(jí)葉輪時(shí)流動(dòng)均勻，氣體在葉輪出口后，導(dǎo)入由擴(kuò)壓器、彎道、回流器組成的隔板中，而后進(jìn)入下級(jí)葉輪，繼續(xù)提高氣體壓力，如此串級(jí)進(jìn)行壓縮，氣體經(jīng)二級(jí)葉輪壓縮后匯集蝸室由中間出氣口進(jìn)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻，冷卻后的氣體再由中間進(jìn)氣口進(jìn)入第二段第一級(jí)繼續(xù)壓縮，如此串段壓縮氣體。氣體經(jīng)末段末級(jí)葉輪壓縮后匯集蝸室，由蝸室后的圓形出風(fēng)口送入流程。

2、活塞壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)原理

活塞壓縮機(jī)為復(fù)動(dòng)式，活塞的往返行程均壓縮氣體，當(dāng)電機(jī)拖動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)便帶動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在借助于氣體的壓力差而自動(dòng)啟閉的吸氣閥和排氣閥的作用下，氣體經(jīng)吸氣閥吸入氣缸，在氣缸中被壓縮后，其容積縮小，壓力升高，自排氣閥排出缸體，為使氣體溫度不致升得太高，同時(shí)節(jié)省功耗，氣體在進(jìn)入二級(jí)缸前，需進(jìn)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻。氣體經(jīng)二級(jí)壓縮后，通過(guò)排氣支座，逆止閥進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。

活塞壓縮機(jī)的詳細(xì)工作過(guò)程分為吸氣、壓縮、排氣三個(gè)過(guò)程，利用動(dòng)力帶動(dòng)曲軸連動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，利用氣閥的開閉通過(guò)這三個(gè)過(guò)程，將壓縮空氣移進(jìn)風(fēng)包里去。

生產(chǎn)中所用大部分是復(fù)動(dòng)〈雙動(dòng)〉活塞式壓縮機(jī)，氣缸兩端都有吸氣閥和排氣閥，因此活塞在往復(fù)過(guò)程中，氣缸左右兩端各有吸氣、壓縮、排氣三過(guò)程。

3、螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)原理

螺桿壓縮機(jī)的氣缸截面呈"∞"字形，其中配置兩個(gè)轉(zhuǎn)子，一個(gè)為具有凸齒的螺桿，稱為陽(yáng)轉(zhuǎn)子或陽(yáng)螺桿，另一個(gè)為具有齒槽的螺桿，稱為陰轉(zhuǎn)子或陰螺桿。一般前者為四個(gè)齒，后者為六個(gè)槽。工作時(shí)兩轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，每對(duì)相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)，氣體便自一端進(jìn)入，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)后由另一端排出。

螺桿壓縮機(jī)屬容積型壓縮機(jī)，工作原理和往復(fù)式壓縮機(jī)相同，其工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過(guò)程。

                       第八章   除塵設(shè)備

氧化鋁生產(chǎn)中有很多能產(chǎn)生粉塵的場(chǎng)所。如礦石破碎，煤粉制備，熟料燒結(jié)及破碎，氧化鋁焙燒輸送等場(chǎng)所都存在著大量的粉塵，粉塵粒度約在100μm以下，有一定數(shù)量的粉塵粒度在10μm以下。這些粉塵如不采取一定的措施加以回收，而讓其到處飛揚(yáng)，不僅增加了原料、燃料和動(dòng)力消耗，提高產(chǎn)品成本，加速機(jī)械設(shè)備的磨損，而且污染環(huán)境，影響人民身體健康，為此，必須加強(qiáng)通風(fēng)防塵工作，正確造擇和使用收塵設(shè)備，做到技術(shù)上先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)上合理，從而保護(hù)環(huán)境、造福人類。

第一節(jié)   旋風(fēng)除塵器

旋風(fēng)除塵器是利用高速旋轉(zhuǎn)的含塵氣流的離心力將粉塵從空氣中分離出來(lái)的干法除塵設(shè)備。旋風(fēng)除塵器可以將高濃度固、氣混懸物中的粉粒從空氣中分離出來(lái)，以供生產(chǎn)使用。如煤粉制備中的粗粉和細(xì)粉分離和氣力輸送中的分離器，此時(shí)亦可叫旋風(fēng)分離器。燒結(jié)窯的懸浮預(yù)熱裝置也需使用旋風(fēng)分離器。在氧化鋁生產(chǎn)中旋風(fēng)除塵器是一種應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率較高的除塵設(shè)備，收塵效率可達(dá)60～90%。

第二節(jié)   袋式除塵器

袋式除塵器是用過(guò)濾的方法將含塵氣體中的塵粒阻留在纖維織物上，因而使氣體得到凈化的收塵設(shè)備。過(guò)濾織物做成袋狀，故稱為袋式除塵器。

袋式除塵器用于收集非粘結(jié)性，非纖維狀粉塵。和旋風(fēng)除塵器相比，它的收塵效率高，可穩(wěn)定在98%，能收集的最小顆粒為1μm。和同樣收塵效率的電收塵器相比，袋式除塵器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，投資費(fèi)低，操作簡(jiǎn)單可靠。缺點(diǎn)是阻力損失大；纖維織袋易破損需經(jīng)常檢查更換；由于使用合成纖級(jí)織物，氣體溫度不能過(guò)高，合成纖維織物允許氣體溫度不超過(guò)160℃，無(wú)機(jī)纖維織物溫度可達(dá)260℃；另外，氣體若濕含量高則容易堵塞濾布孔眼，造成收塵阻力加大，凈化能力降低。

一、袋式除塵器的機(jī)理

1、袋式除塵器機(jī)理

氣體中大于濾布孔眼的塵粒被濾布阻留，空氣則通過(guò)濾布纖維間的孔眼排出。在空氣排出時(shí)，小于孔眼的1～10μm的塵粒隨著氣流外逸時(shí)，塵粒由于本身的慣性作用，撞在纖維上失去能量貼附于濾布上。小于1μm的微粒，則由于塵粒本身的擴(kuò)散作用及靜電作用，通過(guò)孔眼時(shí)，因孔徑小于熱運(yùn)動(dòng)的自由徑，使微粒與濾布纖維相撞而粘附于濾布上，因此微小塵粒也能收下來(lái)。

過(guò)濾過(guò)程中，由于濾布表面及內(nèi)部粉塵不斷疏松堆積，形成一層由塵粒組成的粒塵料層，顯著地改善了過(guò)濾作用，氣體中粉塵幾乎全部被過(guò)濾下來(lái)，但過(guò)濾阻力也增加了。隨著粉塵的加厚，濾布阻力增加，使處理能力能低。為了保證穩(wěn)定的處理能力，必須定期徹底清理濾布上的部分粉塵層。因?yàn)闉V布絨毛的粘附作用，濾布上總有一定厚度的粉塵層清理不下來(lái)，成為濾布外的第二過(guò)濾介質(zhì)。

2、袋式除塵器的過(guò)濾阻力

袋式除塵器的阻力可以看作是濾布本身阻力和粉塵堆積層阻力兩者之和，即：

△p=△p0+△pd(kg/m2)

式中△p——袋式除塵器的總阻力，kg/m2

△p0——氣體通過(guò)濾布的阻力，kg/m2

△pd——氣體通過(guò)粘附粉塵層時(shí)的阻力，kg/m2。

因?yàn)V布本身阻力△p0只有十多個(gè)毫米水柱，在沒有清灰前由于料層很厚，物料層阻力△pd成為主要阻力。由此可知，粉塵愈細(xì)，粉塵層的阻力△pd愈大。如果粉塵層孔隙率愈小，阻力△pd也愈大。例如當(dāng)孔隙率ε由0.85降至0.80，△pd的值增大1.6倍，也就是說(shuō)ε僅減少了5%，而阻力卻境大了60%。

三、過(guò)濾收塵裝置

（一）布袋收塵器結(jié)構(gòu)   如圖17-4所示，布袋收塵器的結(jié)構(gòu)主要包括下列幾部分：布袋及其骨架、清灰裝置、濾袋吊架、濾袋支撐板、進(jìn)氣管、排氣管、灰斗、排灰閥、排灰口。下面將重點(diǎn)分別介紹布袋和清灰裝置。

1、布袋  是布袋收塵器的主要部分，有色冶煉廠常用的布袋，一般長(zhǎng)為2000～3500毫米，直徑為120～300毫米。采用布袋的個(gè)數(shù)決定于過(guò)濾面積，布袋一般為圓形。

2、清灰裝置  清灰方式分間歇式與連續(xù)式兩大類，前者是將布袋收塵器分為若干個(gè)清灰區(qū)，各清灰區(qū)間歇地輪流清灰，正進(jìn)行清灰的清灰區(qū)暫停處理煙氣，因此收塵效率較高；后者為不間斷處理煙氣，每隔一定時(shí)間進(jìn)行清灰，適用于處理煙塵濃度較高的煙氣。

清灰裝置可分為四種類型：機(jī)械振動(dòng)型、逆氣流型、吹灰圈和脈沖反吹型，如圖4-2所示。目前應(yīng)用最多的是脈沖反吹型清灰裝置。脈沖氣源的發(fā)生，可用機(jī)械脈沖控制器、氣動(dòng)脈沖控制器或電氣控制器，后者具有壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕、工作穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活和能遠(yuǎn)距離控制等優(yōu)點(diǎn)。

（二）濾布  濾布的選擇是布袋收塵關(guān)鍵的問(wèn)題。濾袋壽命長(zhǎng)，不僅能降低費(fèi)用，而且可提高收塵效率和改善勞動(dòng)條件，因此正確選擇濾布非常重要。

濾布種類可分為：

1、天然纖維  如棉花、羊毛、柞蠶絲纖維。棉纖維對(duì)10微米以下的煙塵截留率低，故一般很少采用。毛織濾布一般作為絨布（呢料），它的透氣性好，阻力小，容塵量大，收塵效率高，易于清灰，但造價(jià)高。柞蠶絲濾布透氣性好，阻力小，但容塵量低，過(guò)濾速度大時(shí)效率低。天然纖維最高使用溫度為80℃。

2、無(wú)機(jī)纖維  目前廣泛采用的是玻璃纖維，它的過(guò)濾性能好，阻力小，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫，最高工作溫度為250℃，不吸濕，價(jià)格不高，耐拉強(qiáng)度高，但較脆不耐磨，不抗折。用芳香基有機(jī)硅或氟樹脂溶液浸洗處理后，能提高耐磨性、疏水性、柔軟性，使表面光滑易清灰，延長(zhǎng)使用時(shí)間。

3、合成纖維  已被廣泛采用的有：

聚酰胺纖維（尼龍、錦綸），一般在80℃以下工作，耐磨性好，耐堿，但不耐酸。]

聚丙烯腈纖維（晴綸、奧倫），可在100℃下長(zhǎng)期工作，耐磨性好，耐稀酸不耐堿。

聚脂纖維（滌綸），一般用于130℃以下，強(qiáng)度高，耐磨性好，僅次于聚酰胺纖維，耐稀堿而不耐濃堿，對(duì)氧化劑和有機(jī)酸定性較好，但不耐高濃度的硫酸，可用于冶金和水泥140℃以下的煙氣凈化。

第三節(jié)   電除塵器

氧化鋁生產(chǎn)中，煙氣中的塵灰粒度是極小的，粒徑5μm以下的塵灰具有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，這樣的粒徑選用旋風(fēng)除塵器是收集不下來(lái)的。由于煙氣量大而且溫度高，采用袋式除塵器也是不行的。為此，捕集煙氣中的塵灰以采用電除塵器為較適宜的設(shè)備。

一、電除塵的機(jī)理

1、電除塵的機(jī)理

1立方厘米的空氣中有1500對(duì)離子，而1立方厘米空氣中氣體分有2687億億個(gè)，相比之下，離子數(shù)太多了。若在空氣中加上電場(chǎng)，這1500對(duì)正負(fù)離子依電場(chǎng)作用力的方向向電極運(yùn)動(dòng)形成極微量的電流。當(dāng)電壓升高，離子加速，能量增大。離子加速到臨界速度——即此時(shí)能碰撞中性分子打出新的電子來(lái)，造成氣體的新的電離，這稱為碰撞電離。電壓繼續(xù)升高，電離現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生，使氣體的電離區(qū)域里充滿了自由電子和正負(fù)電子。這就是絕緣氣體在強(qiáng)電場(chǎng)下電離的情況，如果將電收塵器做成一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)，將含塵氣體通過(guò)這樣一個(gè)以高壓直流電的正負(fù)兩極間維持的、足以使氣體電離的靜電場(chǎng)時(shí)，氣體電離所產(chǎn)生的正負(fù)離子作用于通過(guò)靜電場(chǎng)的塵灰表面而使塵灰?guī)щ�。按照�?kù)倫定律，帶電塵灰分別向極相反的電極移動(dòng)而沉積在電極上，達(dá)到塵灰和氣體分離的目的。

2、電除塵工作時(shí)電暈放電的分析

電除塵器工作是依靠在強(qiáng)電場(chǎng)下氣體放電而進(jìn)行，這是一種不均勻電場(chǎng)下氣體的局部放電——電暈放電。電暈放電的條件：①放電在大氣壓下0.1Mpa（1kgf/cm2）進(jìn)行；②放電只能在不均勻電場(chǎng)中產(chǎn)生。

導(dǎo)線周圍電場(chǎng)強(qiáng)度大，靠近平板附近電場(chǎng)強(qiáng)度要弱得多。這是因?yàn)橹睂?dǎo)線周圍各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度只與該點(diǎn)到直線中心的距離成反比，在不均勻電場(chǎng)條件下升高電壓，在細(xì)導(dǎo)線表面附近的空閘，電場(chǎng)強(qiáng)度首先達(dá)到電離的臨界值。在這個(gè)小范圍內(nèi)，空氣首先電離。電壓升到更大值后，電離氣體將由非自持放電轉(zhuǎn)為自持放電。在導(dǎo)線周圍這個(gè)不大的范圍里，電離激烈進(jìn)行，大量正負(fù)離子產(chǎn)生出來(lái)向正極運(yùn)動(dòng)，同時(shí)間生了發(fā)光現(xiàn)象和氣體爆裂聲（咝咝聲），這種特定形成的氣體放電稱為電暈放電。氣體產(chǎn)生電離和發(fā)光的區(qū)域稱為電離區(qū)。電暈放電屬于冷陰極發(fā)射，電暈極溫度不超過(guò)140～150℃。

（一）按荷電形式分一段式電收塵器如圖4-23（α）所示。

二段電收塵器如圖4-23（b）所示，其顆粒在第一段（又稱荷電段）。

（二）按收塵電極種類分  收塵電極的種類和材質(zhì)多種多樣，但可歸納為兩大基本類型，即板式與管式。圖4-33（α）為板式電收塵，圖4-33（b）為管式電收塵。其電極形式見圖4-34。

板式電收塵器多用于干法收塵，它的收塵電極接地，是由數(shù)個(gè)平行的平板（或網(wǎng)狀物）組成。每?jī)闪衅桨彘g懸掛著一組陰極線。陰極線通過(guò)絕緣管由收塵器的頂部穿出而與供電設(shè)備相連。

管式電收塵器多用于捕集氣體中的液體霧沫。它是在一個(gè)圓筒外殼內(nèi)，安裝許多管子作收塵電極。在管中心懸掛著放電電極的極線，此極線通過(guò)絕緣管穿過(guò)電收塵器頂蓋而與供電設(shè)備連接。

（三）按清灰方式分  清灰方式分為干式和濕式。

濕式電收塵器，即通過(guò)噴霧淋水或溢流等方式，在收塵電極表面形成連續(xù)的水膜，將附于極上的煙塵帶走。由于收塵電極保持非常清潔，所以能得到較高的電場(chǎng)強(qiáng)度，并且可避免反電暈和防止煙塵再飛散，處理的氣體流速也可比干式的大。因此收塵效率高，氣體處理量大，且放電電極與收塵電極都不需要振動(dòng)。但增加了含塵污水的處理工序，所以只有當(dāng)氣流含塵濃度低而效率要求很高時(shí)才采用。

干式電收塵器收塵極上的煙塵靠振動(dòng)打落入灰斗，因此得到的是干煙塵，它便于綜合利用，雖然收塵效率不如濕法高，但仍被廣泛采用，AO生產(chǎn)中就采用干式收塵器。

（四）按氣流方向分  可分為臥式與立式，前者氣流方向平行于地面（如圖4-33（α）所示）占地面積大，但操作方便，故目前被廣泛采用；后者氣流方向垂直于地面，通常由下而上，目前管式電收塵均采用立式。臥式收塵器可根據(jù)收塵效率的要求增加收塵器的長(zhǎng)度，目前從結(jié)構(gòu)和供電的要求考慮，板式電收塵器通常每隔3米左右隔成單獨(dú)的電場(chǎng)，一個(gè)電收塵器常由2～4個(gè)電場(chǎng)串聯(lián)而成。

電收塵器是高效率的收塵設(shè)備。它的特點(diǎn)是：能有效地捕集小到0.1甚至小于0.1微米的煙塵；①收塵效率高，能達(dá)到99.99%以上；②處理煙氣量大，能達(dá)每小時(shí)幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)立方米，能用于高溫氣體，通常可在400℃以下工作，采取專門措施，溫度還可以提高；煙氣濕度可大可��；③阻力損失小，有時(shí)還可小于100帕；可以回收干煙塵。其缺點(diǎn)是：一次投資費(fèi)用高，但由于維護(hù)費(fèi)少，所以總費(fèi)用不算高；設(shè)備占地面積大，安裝維護(hù)管理要求嚴(yán)格，一般的電收塵比電阻有一定要求。