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泵是輸送液體或使液體增壓的機(jī)械。它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其它外部能量傳送給液體,使液體能量增加。
泵主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬、液態(tài)氨等,也可輸送氣液混合物以及含懸浮固體的液體。
古代就有各種提水的器具。如埃及的鏈泵(公元前17世紀(jì));中國的桔槔(公元前17世紀(jì))、轆轤(公元前11世紀(jì))、水車(公元1世紀(jì))。
公元前3世紀(jì),阿基米德發(fā)明的螺旋桿,可以平穩(wěn)連續(xù)地將水提至幾米高處,其原理仍為現(xiàn)代螺桿泵所利用。
公元前2世紀(jì),古希臘克特西比島發(fā)明活塞滅火泵,已具備典型活塞泵主要元件。
技術(shù)**臺(tái)葉片泵,是公元5世紀(jì)葡萄牙人在圣多明各銅礦中所用的排水離心泵,該木制葉輪裝有雙曲率葉片,現(xiàn)陳列在巴黎博物館中。
在現(xiàn)代,活塞泵只是出現(xiàn)蒸汽機(jī)之后才得到迅速發(fā)展,時(shí)間在18世紀(jì)末期。到1840年至1850年之間,美國沃辛頓發(fā)明了泵缸直接與蒸汽缸對置的,蒸汽直接作用的活塞泵,標(biāo)志現(xiàn)代活塞泵形成。整個(gè)19世紀(jì)是活塞泵稱雄時(shí)代,直到20世紀(jì)20年代起,低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐漸被高速離心泵和回轉(zhuǎn)泵所代替。但是在高壓小流量領(lǐng)域,往復(fù)泵仍占有主要地位,尤其是隔膜泵、柱塞泵*優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用日益增多。
回轉(zhuǎn)泵的出現(xiàn)與工業(yè)上對液體輸送的要求日益多樣化有關(guān)。早在1588年就有了關(guān)于四葉片滑片泵的記載,以后陸續(xù)出現(xiàn)齒輪泵等其它各種回轉(zhuǎn)泵,但直到19世紀(jì)仍存在泄漏大、磨損大和效率低等缺點(diǎn)。到20世紀(jì)初,人們解決了轉(zhuǎn)子潤滑和密封等問題,并采用高速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),適合較高壓力、中小流量和各種粘性液體,回轉(zhuǎn)泵才得以迅速發(fā)展?;剞D(zhuǎn)泵的類型和適宜輸送的液體種類之多為其它各類泵所不及。
回轉(zhuǎn)泵的種類,除了齒輪泵、滑片泵、螺桿泵、螺茨泵外,還研制了詹尼泵(徑向柱塞泵)和海爾肖泵(軸向柱塞泵),一般流量無脈動(dòng)或只有小的脈動(dòng)。在當(dāng)代,是需求增長率zui高的品種之一。
15世紀(jì)末,列奧那德·達(dá)·芬奇就有利用離心力來提升水的設(shè)想。而離心泵真正制造者是法國物理學(xué)家德尼斯·帕潘,帕潘于1705年制造了離心泵。這臺(tái)離心泵結(jié)構(gòu)是多個(gè)徑向葉片葉輪,配上蝸形體泵殼。
現(xiàn)代意義上*臺(tái)離心泵,是于1818年由美國麻省泵廠生產(chǎn)的,設(shè)計(jì)者是個(gè)美國人,姓氏都無從考證了。當(dāng)時(shí)在美國出現(xiàn)的是具有徑向直葉片,中開式的雙吸葉輪并配有蝸殼的離心泵,稱謂馬薩諸塞泵。第二年,即1819年英國泰勒公司也開始生產(chǎn)離心泵。
1831年,布萊克·康耐克迪丘公司把*臺(tái)立式離心泵投放市場。
1846年美國*設(shè)計(jì)了三級(jí)葉輪離心泵,幾年后(1849年)英國格溫設(shè)計(jì)了一臺(tái)帶蝸殼多級(jí)泵,并在這臺(tái)泵上進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
1852年阿波德使用了扭曲葉片,使泵效率提高到68%(Q=5.2m3/min,H=6m)。
1850年英國物理學(xué)家和工程師湯姆遜采用了導(dǎo)葉代替蝸殼。
1865年,英國機(jī)械師發(fā)明了由船底吸水短管離心式噴水推進(jìn)泵,該泵功率760馬力。
1887年根據(jù)奧斯保爾·雷諾的,由英國馬特·普拉特公司建造了多級(jí)帶導(dǎo)葉離心泵。
1894年在多級(jí)泵中*次采用了平衡盤,進(jìn)行自動(dòng)平衡,以減小軸向力。
在整個(gè)19世紀(jì),可以說是往復(fù)活塞泵時(shí)代,一是能滿足當(dāng)時(shí)的技術(shù)要求,二是效率比離心泵高,抽吸能力也較好。往復(fù)活塞泵的推廣使用對離心泵發(fā)展造成了某種阻力。葉片泵發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的采用,將葉片泵和高速電動(dòng)機(jī)直接連結(jié),決定性地?cái)U(kuò)大了葉片泵的使用領(lǐng)域,并且將容積泵從早先由它獨(dú)占的許多領(lǐng)域中排擠出去。
1899年礦用多級(jí)泵的揚(yáng)程已經(jīng)從400米提高到1200米。
有了高速電動(dòng)機(jī),1904年KSB公司提供了鍋爐給水用高壓離心泵系列(多級(jí)導(dǎo)葉離心泵),1905年蘇爾壽兄弟工廠開始了高壓多級(jí)離心泵成批生產(chǎn)。
1907年開始生產(chǎn)混流泵,斜流泵和軸流泵,從此有了低揚(yáng)程、大流量泵。
1904年美國Byron jaekson公司*個(gè)成功設(shè)計(jì)制造了臥式連接的潛水泵和潛水電機(jī),這是現(xiàn)代潛水泵的“祖先”。
1926年,世界上*臺(tái)潛水電泵問世。
1928年,該公司發(fā)明直接的立式潛水泵。
1928年,威樂水泵有限公司(創(chuàng)建于1872年)發(fā)明了熱水供暖循環(huán)管道泵。
1929年,F(xiàn)riedrich、Wilhelm Pleuger在柏林研究成功了潛水電機(jī)的深井潛水泵,并成立了世界的Pleuger(普洛)公司。
1934~1936年,發(fā)明了雙蝸殼筒式高壓泵。
1938年,中國四川劉樸、曹瑞芝等工程師發(fā)明并研制了水力抽水機(jī)(水輪泵)。
1944年,海沃德、泰勒公司研制成功濕式屏蔽泵,是世界上*臺(tái)無密封的泵,電機(jī)為濕式。
干式的屏蔽泵,產(chǎn)生在美國,時(shí)間在1947年。
1947年,英國HMD公司首先研制了磁力泵,*臺(tái)磁力泵在英國*化工廠使用。
1948年,瑞典Flygt公司創(chuàng)造了世界*臺(tái)給、排水用淺水潛水電泵,后來也用在排污水,從根本上簡化了泵的型式,改革了建筑基坑和礦井等排水設(shè)備,并且很快在*范圍內(nèi)獲得成果。
1952年美國化工泵公司主席Pane P·Litjenberg研制了*臺(tái)耐腐蝕屏蔽泵。1965年,他放棄了其它技術(shù)工作和商業(yè)活動(dòng),全力以赴屏蔽電泵研究,改進(jìn)推力平衡、軸水、電機(jī)效率,提高了電泵結(jié)構(gòu)的可靠性。
1953年,發(fā)明了雙吸葉輪,雙蝸殼的立式泵。
1954年,發(fā)明了高速、高壓單級(jí)泵。
1954年,美國西部機(jī)械公司(Western Machine Company)發(fā)明并開發(fā)成功旋流泵。
1960年,瑞士馬丁·斯塔爾工程師發(fā)明了螺旋離心泵,由瑞士Hidrosta Pump公司生產(chǎn)。
1975年,高溫高壓鍋爐給水泵主要性能參數(shù)已達(dá)到Pmax=400kgf/cm2,Q=3000m3/h,n=10000轉(zhuǎn)/分。已能設(shè)計(jì)單級(jí)揚(yáng)程800米,流量每小時(shí)5000立方米,功率40000千瓦的泵。
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