往復泵

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wangfubeng
往復泵
reciprocating pump

   依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸內往復運動使缸內工作容積交替增大和縮小來輸送液體或使之增壓的容積式泵。往復泵按往復元件不同分為活塞泵、柱塞泵和隔膜泵3種類型。
   活塞泵  由泵缸、活塞、吸入閥、排出閥和驅動機構組成。圖1[單作用電動活塞泵]為單作用電動活塞泵。當活塞向右運動時，泵缸工作容積增大，缸內壓力降低，單向吸入閥開啟,液體進入泵缸內;當活塞向左運動（回行程）時，工作容積縮小，缸內壓力升高，單向吸入閥封閉，液體沖開單向排出閥向外排出。活塞上裝有密封填料，以阻止液體向活塞另一側泄漏。活塞泵分為曲軸連桿傳動和蒸汽直接作用兩種類型；按泵缸數目和作用方式又分為單缸、雙缸和多缸，以及單作用和雙作用等型式。只在一個運動方向上排出液體的為單作用泵；在兩個運動方向(往、復行程)上都排出液體的為雙作用泵。雙缸或多缸泵相當于兩個或多個并聯的單缸泵。多缸泵大部分為單作用式。活塞泵一般適用于較高壓力（可達7兆帕）和較小流量（100米(／時以下）,曲軸連桿傳動活塞泵由電動機或內燃機通過減速機構傳動，并借曲柄連桿機構（見曲柄滑塊機構）將旋轉運動變為往復運動。一般說，這種泵的壓力比蒸汽直接作用泵高，往復次數也多，但它只能靠機械方法改變往復次數或行程長度調節流量，結構比較復雜。此外，在排出管路不通的情況下運轉時（如排出閥未開啟或管路堵塞），泵的壓力和軸功率會增大到使泵缸破裂或使電動機燒壞，因此須設置安全閥防止過載蒸汽直接作用活塞泵（圖2[蒸汽直接作用活塞泵(單缸雙作用)]）是利用蒸汽（有時也利用壓縮空氣）推動汽缸活塞，使裝在同一活塞桿的泵缸活塞一起運動這種泵靠改變蒸汽滑閥的開度(即改變進汽量）來調節流量。流量可從最大調節到零。同時還可通過改變蒸汽入口壓力來改變泵的壓力。當蒸汽壓力不足以克服外部阻力時泵會自動停止運轉，因而不會有過載的危險。蒸汽直接作用活塞泵只設計成單缸雙作用或雙缸雙作用的。蒸汽直接作用泵有時流量達460米(／時。
   柱塞泵  工作原理與活塞泵相同。兩者區別在于柱塞是穿過裝在泵缸上的固定填料密封件在泵缸內運動，其密封性較活塞的好。此外，柱塞推動液體作往復運動，其端面推著整個泵缸內的液體運動，所以柱塞的受力狀況比活塞好得多。同時柱塞直徑也比活塞直徑小，所以柱塞泵可用于更高壓力和更小流量。柱塞泵也可分為單缸和多缸，單作用和雙作用等型式，但常見的是電動的單缸單作用和三缸單作用柱塞泵（圖3 [三缸單作用電動柱塞泵]）。柱塞泵也須設置安全閥，以防止過載。它的壓力可以高達350兆帕以上，流量一般很小,小的高壓柱塞泵流量只有數十升／時。
   隔膜泵  工作原理與活塞泵類似，但它是依靠夾緊在泵缸之間的平隔膜和筒形隔膜，在柱塞通過液壓油的推動下使泵缸工作容積交替發生變化，并通過排出閥和吸入閥的啟閉來輸送液體的。隔膜靠靜密封將輸送的液體與外部嚴密隔開，所以隔膜泵不會泄漏。按操作方式不同隔膜泵分為機械操作和液壓(或氣壓)操作兩種。前者靠直接與隔膜相連的柱塞形推桿的往復運動使隔膜產生交替的運動；后者則靠由外部供入壓力油或壓縮空氣或者通過柱塞作用于液壓腔中液壓油產生脈沖壓力使隔膜交替運動。隔膜泵有單缸和雙缸、單隔膜和雙隔膜之分。在雙隔膜泵（圖4[液壓操作雙隔膜泵]）中,筒形隔膜用來隔離輸送的液體，平隔膜用來隔離液壓油，以防止隔膜破裂時輸送的液體被油污染。隔膜用金屬、橡膠或聚四氟乙烯等材料制成，損壞時可方便地更換。隔膜泵流量一般為1～25米(／時，液壓操作金屬隔膜泵壓力可達25兆帕或更高，機械操作的壓力較低。
   應用特點  往復泵的主要特點是：①效率高而且高效區寬。②能達到很高壓力，壓力變化幾乎不影響流量，因而能提供恒定的流量。③具有自吸能力，可輸送液、氣混合物，特殊設計的還能輸送泥漿、混凝土等。④流量和壓力有較大的脈動，特別是單作用泵，由于活塞運動的加速度和液體排出的間斷性，脈動更大。通常需要在排出管路上（有時還在吸入管路上）設置空氣室使流量比較均勻。采用雙作用泵和多缸泵還可顯著地改善流量的不均勻性。⑤速度低，尺寸大，結構較離心泵復雜，需要有專門的泵閥，制造成本和安裝費用都較高。活塞泵主要用于給水，手動活塞泵是一種應用較廣的家庭生活水泵。柱塞泵用于提供高壓液源，如水壓機的高壓水供給，它和活塞泵都可作為石油礦場的鉆井泥漿泵、抽油泵。隔膜泵特別適合于輸送有劇毒、放射性、腐蝕性的液體、貴重液體和含有磨礫性固體的液體。隔膜泵和柱塞泵還可當作計量泵使用。
　　　　　　　　　　　　　　　　　胡昌