往复泵
往复泵的工作原理及特点
3
4
Q （=0） 3.14
1.57
0.14
0.32
Q （=0.2） 3.2
1.6
0.25 0.32
图1-2 电动往复泵的流量变化曲线
1-1-3 往复泵的特点
1. 有较强的自吸能力。
靠自身抽出泵及吸入管中的空气而将液体从低处吸入泵内的能力。 自吸能力可由自吸高度和吸上时间来衡量。
泵吸口造成的真空度越大，则自吸高度越大 造成足够真空度的速度越快，则吸上时间越短。
1-1-3 往复泵的特点(2)
3. 额定排出压力与泵的尺寸和转速无关
P取决于泵原动机的n、轴承的承载能力、泵的强度 和密封性能等。
为防过载，泵起动前必须打开排出阀，且装设安全阀。 以上是共有特点。此外，往复泵还有： 4. 流量不均匀，排出压力波动
为减轻Q ，常采用多作用往复泵或设置空气室。
第一篇
船用泵和空气压 缩机
第一章 往复泵
第一节 往复泵的工作原理及特点
1-1-1 往复泵的工作原理
➢ 工作原理 ➢ 容积式泵，其对液体作功的主要运动部件
是做往复运动的活塞或柱塞，亦可分别称 为活塞泵或柱塞泵。
图1—1单缸活塞泵的工作原理图。
1-1-2 往复泵的流量
➢ 往复泵的理论流量即活塞的有效工作面在 单位时间内所扫过的容积：
q = Av ➢ 曲柄连杆机构将回转运动转换为往复运动，故v和泵q将周
期性地变化。一般曲柄连杆长度比 ≤0.25，v可用曲柄销 的线速度在活塞杆方向的分速度代替，即
v = r sin ➢ 式中: -曲柄角速度,常数; -曲柄转角 ➢ 单作用泵的流量也近似地按正弦曲线规律变化。
➢ 单作用泵的流量是很不均匀的。 ➢ 多作用往复泵流量的均匀程度显然要比单作用泵强。 ➢ 三作用泵流量的均匀程度不但优于单、双作用泵，而且比四作用
往复泵
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二十八、往复泵
28.6往复泵的流量
流量脉动率
瞬时流量脉动率与缸数、作用数及λ 有关。见表3一2和表3一3。 只有当压力为确定的常数时，才能利用上述各式汁算 往复泵所消耗功率的计算，与离心泵的相同：
往复泵总效率为机械效率、容积效率和指示效率之乘积。 指示效率可理解为缸内水力损失程度。 往复泵机械效率：对曲柄驱动取0.858~0.85，对蒸汽泵取0.90~0.96； 往复泵容积效率对清水取0.8~0.98，对油品、液态烃等取0.60~0.80。
二十八、往复泵
28.7往复泵的流量脉动的缓解
工作原理
必须指出，空气室消减流量脉动的效果不仅取决于空气室中空气容积， 而且与管路的配置有很大关系。 吸入空气室原理一样。
空气室的结构形式及特点
如图3一4，空气室按充入气体压力可分为： 常压式和预压式两种类型。
1、常压式空气室
空气室内充有常压气体的，为常压式空气室。 一般充入气体为空气，当泵输送介质为易燃、 易爆液体时，充入氮气或其他化学性质不活 泼的气体。
泵的瞬时流量
不考虑容积损失的前提下，泵在每一瞬间排出或吸入的流量称为理沦 瞬时流量简称瞬时流量。 每一个工作腔的瞬时流量在数值上应等于工作腔容积的变化率。整台 泵的瞬时流量应为各工作腔的瞬时流量（在同一瞬间）之和。
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二十八、往复泵
28.6往复泵的流量
对于单缸单作用的机动泵的瞬时流晕，先计算活寨的瞬时速度为：
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二十八、往复泵
28.6往复泵的流量
往复泵是由曲柄连杆机构驱动的。按曲柄连杆速度方程式可知，活塞
从缸头到缸尾速度是从零按正弦曲线增大，在汽缸中部最大，然后又按 正弦曲线降速到零。活塞推动排出的液体，流速随活塞规律运动，往复 泵排出流量也是按正弦波曲线的，造成流量脉动， 不但流量是不均匀的，严重时，可能与管线一起 发生共振。
往复泵
6.1.5健全设备档案做到设备技术状况月报，季报和年 报。突发事故及时上报，及时处理解决，做到设备 档案齐全，准确无误。
6.1.6认真学好看懂和掌握设备使用说明书所介绍的章 节，内容，便于实际操作及维护，保养等。
泵的维护及保养
往复泵液力端
往复泵液力端
• 1、泵头：泵头为不锈钢整体锻造而成，吸、排液 阀垂直布置，吸液孔在泵头底面，排液孔在泵头 侧面，同阀腔相通，简化了排出管路系统。
• 2、密封函：密封函与泵头以法兰连接，柱塞的密 封形式为碳素纤维纺织的矩形软填料，具有良好 的高压密封性能。
• 3、柱塞：表面镀有镍铬合金，具有良好的减磨防 腐性能
3）泵的压力取决于管路特性 由这一特性又导致往复泵在启动和操作过程 中与离心泵有重大区别：
往复泵的特点
a、在泵的排出管路上必须设置安全阀，以保证排 出压力不高于它的额定值；
b、在泵启动前，必须把管路上的排出阀门全部打 开，不允许排出管路堵塞，否则就有可能造成 设备或人身伤亡事故；
c、往复泵允许降压使用，只不过没有充分发挥原 设计的功能而已；
6.2.7定期检查皮带的松紧度。 6.2.8定期更换易损件
泵的维护及保养
6.2.9调整各部位间隙，检查各部位螺栓，螺母有否 松动并扭紧。
6.2.10需长期停用的泵（特别是污水泵）应用清水 冲洗，放净泵体内的液体，拆洗所有阀组件，涂 上防锈油，并对整个泵进行防腐保养、封存、待 用。
6.2.11如若启用停放较长时间的泵，应对泵进行全 面检查、保养，否则不予启用运行。
振动及其解决办法
b、由于吸入量不足（瓶颈现象）或吸入带有气 体进入（吸入管漏气），使其柱塞抽空而造成 泵体震动，以及吸入管线震动。
简述往复泵的工作原理
简述往复泵的工作原理
往复泵是靠活塞在气缸内作往复运动来输送液体的，它由泵头、泵体、活塞和气缸等组成。
往复泵的工作原理：往复泵工作时，活塞从气缸的顶部进入，向下运动，当活塞接近下止点时，活塞环关闭，缸体内充满液体，此时，活塞继续下降，在缸体底部与进液口之间形成负压区；当活塞接近上止点时，活塞又回到上止点。
如此不断地重复上述动作。
往复泵的主要特点是：往复泵的工作原理是靠压缩空气从进气口进入气缸内，活塞在气缸内作往复运动来输送液体。
活塞在气缸内运动时，由进液口进入的液体进入气缸后被吸入并从出液口流出。
活塞在气缸内作往复运动时，将缸体内的空气排出并从出液口排出。
往复泵由泵头、泵体、活塞、气缸、进液口和出液口等部分组成。
往复泵有一根与缸体连在一起的轴，并通过轴承连接在电动机上。
驱动轴上的皮带轮带动主轴旋转时，使连杆推动活塞上行并通过气缸与缸体上的进液口相通；当活塞下行时，连杆带动曲轴旋转时使曲轴也下行并通过进液口与缸体上的出液口相通。
—— 1 —1 —。
第3章 往复泵
3.3 往复泵工作过程分析
二、排出过程：
往复泵在排出过程中，活塞表面压力随着活塞在排出过 程中的位置而变化，主要受液体惯性力的影响，并在排出过 程刚开始时，活塞表面压力达到最高值。 往复泵排出管路越长、原动机转速越高、活塞面积越大， 排出行程中产生的惯性力就越大，活塞表面压力波动越大， 会引起液流不连续，管路振动，甚至引起管内压力急剧变化 即水击现象。这些使泵和原动机工作条件恶化，甚至造成部 件或管路系统的破坏。
排出空
3.4 往复泵空气室 气室
2、排出空气室工作原理
当往复泵的瞬时流量大于平均流量时，排出管流动阻力较大，泵的 排出压力较高，空气室内气体被压缩，泵缸所排液体一部分（超出 按平均流量供应的部分），进入空气室储存；
当瞬时流量小于平均流量时，排出管流动阻力较小，排出压力较低， 空气室内的气体膨胀，一部分液体中从空气室流向排出管，从而使 排出管路中的流量接近均匀。
3.3 往复泵工作过程分析
影响泵吸入性能的各种因素
1．被输送液体温度的影响 要保证泵正常吸入，活塞表面压力必须大于液体温度对应的饱
和蒸汽压力。液体温度越高，其饱和压力pv越大。如当水温为 100℃时，其饱和蒸汽压力等于标准大气压，这时往复泵无法在安 装高度为正值时正常工作。 2．泵的几何安装高度的影响
2、按泵轴中心线分：立式泵、卧式泵 3、按活塞结构形式分：活塞泵、柱塞泵 4、按泵的作用特点分：
单作用泵 双作用泵 差动泵
3.1.2往复泵的分类
（1）单作用泵 仅活塞的一端腔室工作，吸 排阀各一个；活塞往复一次， 吸排液体一次。
3.1.2往复泵的分类
（2）双作用泵 活塞的两端腔室均工作，吸排 阀各两个；活塞往复一次，吸 排液体两次。流量比单作用泵 增加一倍，且比较均匀。
第十二章往复泵
1
t
t
t 2 t1
2
th
所以：
则：
1
( 2 1 )
1
1
( 2 1
180
0
)
FSn 1 V ' 2 F r sin d ( 2 1 ) 0 1 60 180
2Fr cos
一、往复泵的特性 理论上说往复泵的泵量不随泵压的变化而变化，而 实际上往复泵的泵量随泵压的上升，由于泄漏量的增加 而有所减小。 Q Qtp Q 0
P
二、往复泵管路的特性
往复泵管路中损失的总水头可用下式计算：
H hL hLs hLd ls ld 1 1 1 1 2 [( s s ) (d d ) ]Q ds Fs 2 g dd Fd 2 g ls ld 1 1 1 1 (d d ) 令：( s s ) ds Fs 2 g dd Fd 2 g
理论瞬时流量的变化规律近似的按正弦规律变化。两者 的 区别仅在于有杆腔的活塞杆占据了一定的体积，因而理论 瞬时流量稍小于无杆腔。多缸泵的理论瞬时流量使所有液缸 在同一瞬时流量的叠加值，其合成曲线也按正弦规律变化。
下图是不同液缸数的单作用往复泵的理论瞬时流量曲线图:
单缸单作用
双缸单作用
三缸单作用
四缸单作用
1.往复泵每个液缸无杆腔排送液体的理论瞬时流量为：
Q th F u
'
m /s
3
2.往复泵每个液缸有杆腔排送液体的理论瞬时流量为：
Q th ( F f )u
'
m /s
3
活塞的运动是有曲柄-连杆机构带动的，因此，活 塞的运动速度可用下式近似计算：
往复泵
第章往复泵一、结构与工作原理往复泵由液力端和动力端组成。
液力端直接输送液体，把机械能转换成液体的压力能；动力端将原动机的能量传给液力端。
液力端由液缸、柱塞或活塞、阀、填料函、集合管和缸盖组成。
动力端由曲轴、连杆、十字头、小连杆、轴承和机架组成。
当曲柄逆时针旋转时，柱塞由液缸里向外运动，液缸的容积增大，压力降低，被输送的液体在压力差的作用下克服吸入管和吸入阀等的阻力损失进入到液缸。
当曲柄转过180°以后，柱塞由液缸外向里运动，液体被挤压，液缸内液体压力急剧增加，在这一压力作用下吸入阀关闭而排出阀被打开，液缸内液体在压力差的作用下被送到排出管路中去。
当往复泵的曲柄不停地旋转时，往复泵就不断地吸入和排出液体。
柱塞在泵缸内往复一次只有一次排液的泵，叫单作用泵。
当柱塞两面都起作用，即一面吸入，另一面排出，这时一个往复行程内完成两次吸排过程，其流量约为单作用泵的两倍，称为双作用泵。
二、特点及应用场合1、柱塞泵的特点：1）流量只取决于泵缸几何尺寸、曲轴转速n，而与泵的扬程无关。
因此其不可用排出阀调节流量，只有另找出路。
例如我们厂现应用回流阀调节。
2）只要原动机有足够的功率、填料密封有相应的密封性能、零部件有足够的强度，活塞泵可以随着排出阀开启压力的改变产生任意高的扬程。
例如我厂P201泵出口压力随T201压力而改变。
3）活塞泵在启动时，不同于离心泵而是要开出口阀启动（见泵操作规程）4）自吸性能高；5）由于排出流量脉动造成流量的不均匀，有的需设法减少与控制排出流量和压力脉动，尽量控制流量的稳定。
2、应用场合：往复泵使用于输送压力高、流量小的各种介质，当流量小于100m3/h，排出压力大于10Mpa 时，有较高的效率和良好的运行性能，亦适合输送粘性液体。
另外，计量泵也属于往复式容积泵，计量泵在结构上有柱塞式、隔膜式和波纹管式，其中柱塞式计量泵与往复活塞泵结构基本一样，但计量泵中的曲柄回转半径还可调节，借以控制流量。
往复泵
第二章往复泵第一节往复泵的工作原理和特点第二节泵的正常吸入和排出工作条件第三节往复泵的空气室和泵阀第四节往复泵的实例第一节往复泵的工作原理和特点按结构柱塞式活塞式单作用泵一、往复泵的分类定义：往复泵是一种容积式泵，它是靠活塞或柱塞的往复运动，使工作容积发生变化而实现吸排液体的泵。
多作用泵双作用泵差动作用泵径向柱塞泵轴向柱塞泵二、往复泵的工作原理1.单作用往复泵活塞往复一次，吸排液体一次；仅活塞的一端腔室工作，吸排阀各一个。
二、往复泵的流量1.理论流量：活塞的有效工作面在单位时间内所扫过的容积。
60t Q KA Snm 3／hK ——泵的作用数；S ——活塞行程，m ；n ——泵的转速，r ／min ；A ——活塞平均有效工作面积，m 2。
（1）瞬时流量：任一时刻泵的理论流量。
sm Av q /3=工作面积为的活塞以速度为排送液体。
v ()2m A 电动往复泵是通过曲柄连杆机构将电动机的回转运动转换为活塞的往复运动，活塞速度是周期性地变化的，故其瞬时流量也将周期性地变化。
βωsin r v =2.往复泵的流量不均匀度（2）流量不均匀度：瞬时最大流量qmax 与平均流量qm 之比值称为流量不均匀度，用δ表示。
mq q /m ax =δ（3）改善流量不均的措施： 采用多作用泵； 泵的出口加装空气室二、往复泵的特点1、有较强的自吸能力。
2、额定排出压力主要取决于原动机的功率、泵本身的强度和密封的性能，而与泵流量大小无关 3、理论流量与工作压力无关，只取决于转速、泵缸尺寸和作用数4、流量不均匀，存在惯性影响。
5、转速不宜太快。
第二节泵的正常吸入和排出工作条件一、泵的正常吸入条件(1)泵必须能造成足够低的吸人压力，其值由吸人条件所决定。
ppsrdr-h d∑ZsZdZ∆vdvspdpspdrpsrHZggh v Z p ps s s sr sρ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++-=∑22(2)泵吸口处的真空度不得大于泵的允许吸上真空度，()[]p p H p p Hp p vsssassag '/≤-≤-ρ>H s 吸入真空度标定值[H ] 允许吸上真空高度一、泵的正常吸入条件二、泵的正常排出条件ppsrdr-h d∑h ∑Z sZ dZ∆v dv spdpspdrpsrHZ(1)泵必须能产生足够大的排出压力，其值由排出条件所决定。
泵与压缩机-往复泵_图文
1）泵的理论瞬时流量
曲柄转角α从左止点开始算起，即在左止 点时α =00，逆时针旋转方向量度。活塞位移 x也以左止点为起点， α =00 ， x ＝0。
（1）活塞位移
其中：
活塞位移
（2）活塞运动速度 其中：
其中：
活塞运动速度
（3）活塞运动加速度 其中：
活塞运动加速度
（4）单作用泵的理论瞬时排量
4.实际流量 实际上，往复泵所排出液体的体积要比
理论上计算的体积小。往复泵在单位时间内 所排出液体量称为实际流量，用Q表示。
a—流量系数， a小于1。
实际流量和理论流量差别的原因有： 1)由于吸人阀和排出阀开闭迟缓所引起。 2)阀、活塞和液缸体、活塞杆和填料箱等
有关地方的不严密引起的泄漏。 3)在吸入管路中的压力降低时，从吸入液
水力部分。动力部分又称动力端，主要由曲柄 、连杆、十字头等组成。水力部分又称液力端 ，主要由泵头、缸套、活塞，活塞杆、吸入阀 、排出阀及密封盘根等组成。
2.往复泵的工作过程
活塞从最左端往右运动，工作腔容积增大
，压强降低，吸入阀打开，排出阀关闭，液体 从吸入管流入缸内，开始吸入过程，直到活塞 运动到最右端为止。活塞从最右端往左运动， 工作腔容积减小，压强上升，吸入阀关闭，排 出阀打开，液体从缸内流入排出管，开始排出 和密封 不严的影响，造成液体泄漏，实际排液量为 ：
一般往复泵的流量系数a ＝0.85～0.98。
§4.1.4往复泵的压强和扬程
1.排出压强p2 往复泵的排出压强是指泵出口处的压强换
算到基准面上的值，用p2表示，单位为Pa。 往复泵的基准面，对卧式泵是指包括液缸中心 线的水平面，对立式泵是指包括活塞(柱塞)行 程中点的水平面，
往复泵概述
psr越小，吸入压力ps就越低，即吸入条件越差。 2．吸高的影响
由上式可见，在其它条件不变时，吸高Zs越大， ps就越低，吸入条件越差。一般泵的吸高为5～6米。 3．吸入管流速和管路阻力的影响
由上式可见，在其它条件不变时，吸入管流速v、
和管路阻力Σhs越大，则ps越小，吸入条件越差。
往复泵概述 reciprocating pump
一、往复泵的工作原理 二、往复泵的流量 三、往复泵的特点 四、泵的正常工作条件 五、复习思考题
一、往复泵的工作原理
1.往复泵定义：依靠活塞（柱塞）在泵缸中往复运动，
使泵缸内工作空间的容积发生变化，产生吸排作用的 泵。它是一种容积式泵
2.应用场合：常作为舱底水泵、压载水泵、应急消防 泵、燃油输送泵等。
室工作，吸排阀各一个。
6. 双作用往复泵工作原理 活塞往复一次，吸排液体两次；活塞的两端腔室
均工作，吸排阀各两个。
7、作用数K 泵在一个360度的曲柄回转角度内，吸（排）液
体的次数。 K与泵的工作腔室数、泵缸数目有关。
单作用泵 K＝1 双作用泵 K＝2 三作用泵 K＝3
8、自吸能力 具有能将泵的吸入管和泵内的空气排除的能力。
1
2
3
Байду номын сангаас
4
σQ(λ＝0) σQ(λ＝0.2)
3.14 3.20
1.57 1.60
0.14 0.25
0.32 0.32
1.多作用往复泵流量的均匀程度显然要比单作用泵强； 2.作用数K越大，流量越均匀； 3.奇数K的往复泵比偶数K的往复泵的流量均匀。
三、往复泵的特点
1. 有较强自吸能力 泵依靠自身进行抽出泵内及吸入管 路中的空气。容积式泵和喷射泵都有自吸能力，离心泵 一般几乎没有自吸能力。自吸能力的大小与泵的工作原 理及其技术状态（工作腔室的密封状态有关，为避免干 摩擦，缩短启动时间，可安装吸入底阀）。
往复泵知识点总结
往复泵知识点总结一、往复泵的定义和作用往复泵是一种通过往复运动将液体进行压缩输送的泵，也称为柱塞泵或活塞泵。
它主要由泵体、密封装置、活塞、进出口阀等部件组成。
往复泵通过活塞的上下往复运动，使得泵腔内液体发生周期性的压缩和排放，从而实现液体的输送和增压。
往复泵广泛应用于石油、化工、冶金、建筑等领域，是一种常见的工业泵类产品。
二、往复泵的工作原理1. 压缩阶段：当活塞上升时，泵腔内的液体受到压缩，进口阀关闭，出口阀打开，液体被排放出泵腔。
2. 吸入阶段：当活塞下降时，泵腔内形成负压，出口阀关闭，进口阀打开，外部液体被吸入泵腔。
3. 重复上述两个阶段，实现液体的连续压缩和排放，从而完成液体的输送和增压。
三、往复泵的优缺点1. 优点：往复泵结构简单、运行稳定、压力稳定，适用于高压输送，且可实现高效能输送。
2. 缺点：往复泵的维护成本较高，工作过程中容易产生振动和噪音，对环境和设备有一定的影响。
四、常见的往复泵类型1. 活塞泵：活塞泵的泵体内为空腔，通过活塞的上下往复运动，实现液体的压缩和排放。
2. 膜式泵：膜式泵通过膜片的往复运动，实现泵腔内液体的压缩和排放，主要用于输送易挥发或腐蚀性液体。
3. 柱塞泵：柱塞泵采用柱塞和柱塞管的组合，通过柱塞的运动实现泵腔内液体的压缩和排放，适用于高粘度液体的输送。
五、往复泵的应用领域1. 石油工业：往复泵主要用于油田、采油平台及管道输送等环节，用于输送原油、提高原油压力和输送天然气等作用。
2. 化工工业：往复泵常用于化工生产中，用于输送酸碱液体、润滑油等化工原料。
3. 冶金工业：往复泵广泛用于冶金生产中，用于输送金属熔渣、高温熔融金属等。
六、往复泵的维护和保养1. 定期检查泵体、密封装置、活塞等部件的磨损程度，及时更换损坏部件。
2. 定期清洗泵内的积水和杂物，保持泵内清洁。
3. 定期对泵体进行润滑，保证泵的正常运转。
4. 严格按照生产厂家的维护要求，进行定期维护和保养，确保泵的正常运转。
1.1往复泵结构原理与特点
空气室的安装和管理
排出空气室:由于压力高空气量会减少(溶解)， 发现排出压力表波动太大时,应补气. 吸入空气室:吸入压力低空气量会增加(逸出),为 防瞬时断流,吸入短管下端应成斜切口或钻小孔 改善往复泵流量不均匀性常用的方法是设置排 出空气室。
3) 对泵阀的要求
六字口诀：严、轻、快，阻力小(★★★)
(1)关闭严密。阀和阀座密封试验倒入煤油5min 不漏。 (2)撞击要轻。无声工作条件 hmax ⋅ n ≤ 600 ~ 650 (3)启闭迅速及时。n↑hmax越大→ηv和自吸能力↓ (4)阻力要小。提高水力效率，增大允许吸入真 空度。要求阀比载荷不能过大。
四、往复泵的结构和管理 5.安全阀 在阀箱和阀箱盖外侧有带安全阀的旁通 管,实例图中未示出 作用:当排压达到安全阀开启压力时,阀 打开,将吸、排室沟通,防止压力进一步 升高而损坏设备 安全阀开启压力为额定排压的1.1~1.15倍。全 流压力不大于额定排压+0.25MPa。 。
四、往复泵的结构和管理 6. 泵阀 1) 泵阀的结构和类型
镶于缸体内,青铜, 防海水腐蚀,便于修理更换 圆度和圆柱度应符合要求,厚度减少＞15﹪换新
缸 漏光检查---不多于2处,距开口处圆周角＜30°, 套 每处弧长≯ 45°
{
受压零件(泵缸、缸盖、安全阀阀体、阀箱)应 进行水压试验，压力为安全阀排放压力的1.5倍， 时间≮5min应不渗漏。
9
10
12
13
盘阀
环片阀
锥阀
球阀
本教材实例采用盘阀
四、往复泵的结构和管理 6. 泵阀 2) 泵阀阻力
p2 As = p1 Av + Gvs + Rs + I v
p2 − p1 1 Gvs = (Gvs + Rs ) + g jv ρg ρ g Av
1章_往复泵解析
在钻井过程中，需要携带出井底的岩屑和供给井底 动力钻具的动力，这种用于向井底输送和循环钻井液的 往复泵，被称为钻井泵或泥浆泵；
为了加固井壁，向井底注入高压水泥的往复泵被 称为固井泵或水泥泵；
为了造成油层的人工裂缝，提高原油产量和 采收率，用于向井内注入含有大量固体颗粒的液体 或酸碱液体的往复泵，称为压裂泵；
Q瞬＝Fu
m3/s。
图1－4为曲柄滑块机构传动的往复泵运动简图， 它将泵主轴的等速旋转运动(角速度ω)转变为活塞 的往复直线运动。
X r cos＋ L (r sin ）
2 2
若泵的实际排量为Q，则有：
Q/Q理均＝α Q＝αQ理均
(1－4)
式中：α－排量系数，一般泵的α在0.85－0.95范 围内，对于吸入条件较好的大型泵，α可能大一些， 有的可达0.97—0.99。
1.2.2往复泵的排量曲线
1.瞬时排量 由于往复泵活塞速度是变化的，故每个液缸的排 量也因之而变化。 设活塞的截面积为F，活塞运动速度为u，则单缸 泵在排出过程的理论瞬时排量为：
通常以泵的上述主要特点来区分各种不同类型 的泵，如单缸单作用立式柱塞泵、双缸双作用卧式 活塞泵、三缸单作用柱塞泵等。
1.1.3往复泵的基本参数 反映泵基本工作性能的参数有： 1.泵的排量： 泵的排量是指单位时间内泵通过 管道所输送的液体量。 排量通常以单位时间内的体积表示，称作体积排
量，代表符号为Q，单位为l/s 或m3／s。
螺杆泵。
(2)叶轮式泵 依靠旋转的叶轮对液体的动力作 用，把能量连续地传递给液体，使液体的速度能 （为主)和压力能的能量增加，随后通过压出室将 大部分速度能转换为压力能。如离心泵，轴流泵和 旋涡泵属于这一类。
(3)其它类型泵如射流泵
往复泵
第二节往复泵往复泵是利用活塞的往复运动，将能量传递给液体，以完成液体输送任务。
往复泵输送液体的流量只与活塞的位移有关，而与管路情况无关，但往复泵的压头只与管路情况有关。
这种特性称为正位移特性，具有这种特性的泵称为正位移泵。
2-2-1 往复泵的构造及操作原理往复泵装置如图2-16所示。
主要部件有泵缸1、活塞2、活塞杆3、吸入阀4和排出阀5。
图2-16 往复泵装置简图1―泵缸；2―活塞；3―活塞杆；4―吸入阀；5－排出阀活塞由曲柄连杆机构带动作往复运动，在活塞周期性的往复运动的过程中泵缸内的容积和压强，周期性地变化，交替地打开和关闭吸入阀和排出阀，达到输送液体的目的。
活塞往复一次只吸液和排液一次称为单动泵。
活塞的往复运动由等速旋转的曲柄转换而来，速度变化服从正弦曲线，所以在一个周期内排液量也必然经历同样的变化，如图2-17（a）所示。
为了改变单动泵流量的不均匀性，可采用双动泵。
其工作原理如图2-18所示，在活塞两侧都装有吸入阀和排出阀，活塞往复一次，吸液和排液各两次，使活塞每个行程均有吸液和排液，其双动泵的流量曲线如图2-17（b）所示。
图2-17 往复泵的流量曲线图2-18 双动往复泵（a）单动泵（b）双动泵2-2-2 往复泵的流量调节往复泵的理论流量是由活塞所扫过的体积决定的，而与管路特性无关。
而往复泵提供的压头则只决定于管路情况。
往复泵的工作点也是管路特性曲线和泵的特性曲线的交点，如图2-19所示。
实际上，往复泵的流量随压头升高而略微减小，这是由于容积损失造成的。
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。
往复泵的流量调节方法如下。
图2-19 往复泵的工作点图2-20往复泵旁路调节流量示意图1―旁路阀；2―安全阀（1）旁路调节旁路调节如图2-20所示。
往复泵的结构和主要配
复习题
简述双缸双作用活塞泵的工作原理。
双缸双作用往复泵由哪几部分组成？
01
02
03
04
柱塞泵的用途：
将压裂液送入井内，并借助高压在油层中造成裂缝，或使原油层裂缝扩大的柱塞泵，称作压裂泵。
将水泥浆注入油井，使套管与井壁牢固连接的柱塞泵，称作水泥泵。
向井内输送高压水，进入油层驱油和补充地层能量的柱塞泵，称作注水泵。
Z
变型代号，用罗马字母表示 阀结构，锥阀省略，球阀为Q,板阀为B 额定排出压力（MPa），阿拉伯数字表示 额定流量（m3/h），阿拉伯数字表示 结构型式，立式“L”，卧式不表示 柱塞泵泵型代号，汉语拼音字母字头 柱塞数目，阿拉伯数字表示
空气包一般为顶压式，利用其内部气体的可压缩性进行工作。
空气包有排出和吸入之分： 排出空气包安装在泵的排出口附近；
吸入空气包安装在泵的吸入口附近； 作用是使吸入管中的液体流量趋于均匀，保持吸入压力稳定。
当液缸排出瞬时流量增加，液体压力加大时，胶囊内气体受压缩，空气包储存来自液缸内的一部分液体；
动画
双缸双作用往复泵由动力端（驱动部分）和液力端（水力部分）组成。
双缸双作用活塞泵的动力端由传动轴、主轴（曲轴）、齿轮、曲柄连杆机构、壳体（底座）等组成 其作用是变主轴的旋转运动为活塞的往复运动，同时传递动力和减速。 动画
动力机的动力由皮带传送到传动轴皮带轮上， 通过传动轴上的主动齿轮（小斜齿轮）驱动主轴上的被动齿轮（大斜齿轮），带动主轴及固定其上的偏心轮旋转， 再通过连杆等带动十字头和活塞做往复运动。 动画
第七章 往复泵
⒊ 按作用方式分：分有单作用泵、双作用泵。 ⒋ 按驱动或传动方式分：机械传动泵、蒸汽驱动泵、液压直 接驱动泵、手动泵等。 ⒌ 按液缸的布置方式分：卧式泵、立式泵、V形或新星泵等。
注意：往复泵是一种容积泵（或称正位移泵）——单位时间 输送液体量 恒定。
往复泵有自吸能力，启动前不灌泵。
三、往复泵的基本性能参数
m
N i N m Ni
Q v Q QV
H h H hh
N0 m v h Ni
试验测定，一般情况下η=0.75~0.90。
4、泵的冲数
泵的冲数是指单位时间内活塞（或柱塞） 的往复次数n（min-1)。
补充：往复泵的特点 （1） 往复泵的流量仅与往复泵活塞的直径、行程、转速及液缸数有关，与管路 的情况、所输送流体的温度、粘度无关。 （2） 往复泵的压头取决于往复泵在其中工作的管路特性。只要管路有足够的承 压能力，原动机也有足够的功率以及相应的密封能力，活塞就可以把液体排出。因 此，同一台往复泵在不同管路中产生的压头也不同。 （3） 往复泵不能象离心泵那样在关死点运转，否则要损坏往复泵，故往复泵装 置中必须安装有安全阀或其它安全装置。 （4） 往复泵有很好的自吸能力。即泵在一定的安装高度下，不需要灌泵就可以 在规定的时间内启动并达到正常工作状态。 （5） 往复泵的效率较高。 （6） 往复泵的流量较小，且流量不均匀，结构比较复杂，适用于高压头、小流 量的场合. ( 7 ).结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多 由于上述特点，笨重(在Q相同时与其它泵相比) ，造价高，管理维护麻烦，在许 多场合它已被离心泵所取代。但舱底水泵和油轮扫舱泵等在工作中容易吸入气体， 需要具有较好的自吸能力，故常采用往复泵；在要求小流量Q、高压头P时，也可 采用往复泵。 但不宜输送腐蚀性液体及含有固体颗粒的悬浮液。
往复泵
往复泵简介往复泵图片往复泵（reciprocating pump）依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵。
往复泵按往复元件不同分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵3种类型。
应用特点往复泵的主要特点是：①效率高而且高效区宽。
②能达到很高压力，压力变化几乎不影响流量，因而能提供恒定的流量。
③具有自吸能力，可输送液、气混合物，特殊设计的还能输送泥浆、混凝土等。
④流量和压力有较大的脉动，特别是单作用泵，由于活塞运动的加速度和液体排出的间断性，脉动更大。
通常需要在排出管路上（有时还在吸入管路上）设置空气室使流量比较均匀。
采用双作用泵和多缸泵还可显著地改善流量的不均匀性。
⑤速度低，尺寸大，结构较离心泵复杂，需要有专门的泵阀，制造成本和安装费用都较高。
活塞泵主要用于给水，手动活塞泵是一种应用较广的家庭生活水泵。
柱塞泵用于提供高压液源，如水压机的高压水供给，它和活塞泵都可作为石油矿场的钻井泥浆泵、抽油泵。
隔膜泵特别适合于输送有剧毒、放射性、腐蚀性的液体、贵重液体和含有磨砾性固体的液体。
隔膜泵和柱塞泵还可当作计量泵使用。
一、往复泵的构造和工作原理主要部件泵缸、活塞，活塞杆及吸人阀、排出阀。
工作原理活塞自左向右移动时，泵缸内形成负压，则贮槽内液体经吸入阀进入泵缸内。
当活塞自右向左移动时，缸内液体受挤压，压力]增大，由排出阀排出。
活塞往复一次，各吸入和排出一次液体，称为一个工作循环；这种泵称为单动泵。
若活塞往返一次，各吸入和排出两次液体，称为双动泵。
活塞由一端移至另一端，称为一个冲程。
往复泵装置简图二、往复泵的流量和压头往复泵的流量与压头无关，与泵缸尺寸、活塞冲程及往复次数有关。
单动泵的理论流量为QT =Asn 往复泵的实际流量比理论流量小，且随着压头的增高而减小，这是因为漏失所致。
往复泵的压头与泵的流量及泵的几何尺寸无关，而由泵的机械强度、原动机的功率等因素决定。
三、往复泵的安装高度和流量调节往复泵启动时不需灌人液体，因往复泵有自吸能力，但其吸上真空高度亦随泵安装地区的大气压力、液体的性质和温度而变化，故往复泵的安装高度也有一定限制。
第一章 往复泵
2
π 4
d
2
1 2 π D 4 2
d
2
m2
D ——泵缸直径，m； d ——活塞杆直径，m。 一般d＝(0.12～0.5)D，低压泵取小值。
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第一节 往复泵的工作原理和特点
往复泵的实际流量Q＜理论流量Qt的原因
(1) 泵吸入的液体可能含有气泡； (2) 活塞换向时，由于泵阀关闭迟滞造成液体流失； (3) 活塞环、活塞杆填料等处由于存在一定的间隙以及泵阀关闭不严等 会产生漏泄。 输送常温清水的往复泵
1．吸入液面的压力 由上式可见，在其它条件不变时，吸入液面压力psr越小，吸入压力ps 就越低，即吸入条件越差。 2．吸高的影响 由上式可见，在其它条件不变时，吸高Zs越大，ps就越低，吸入条件 越差。一般泵的吸高为5～6米。 3．吸入管流速和管路阻力的影响 由上式可见，在其它条件不变时，吸入管流速v、和管路阻力Σhs越大， 则ps越小，吸入条件越差。
1. 单作用往复泵 活塞往复一次，吸排液 体一次； 活塞的一端腔室工作， 吸排阀各一个。
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第一节 往复泵的工作原理和特点
2. 双作用往复泵 活塞往复一次，吸排液体两次；活 塞的两端腔室均工作，吸排阀各两个。
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第一节 往复泵的工作原理和特点
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p
dr
p
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第二节 泵的正常工作条件
二、泵的正常排出条件
（1） 泵必须能产生足够大的排出压力， 其值由排出条件所决定。稳定流动时所 必需的排出压力：
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3．泵阀 检查泵阀与阀座的密封面(阀线)是否完好，否 则研磨。密封面刻痕太深时，研磨前可先光车。 泵阀各弹簧的张力应该均勾，自由高度应基本 相等；如果弹簧失去弹性，自由高度减少5％ 以上，应予换新。 4．填料函 填料（盘根 ，盼更）安装松紧程度适当， 应允许有少量液体滴漏，以润滑和冷却活塞杆。 当软填科磨损漏泄增加时，可均匀地压紧填料 压盖。如果填料磨损太多，压紧压盖也不能减 轻漏泄，即应更换填料。
综述：a、转速提高使Hmax 加大，关闭滞后， 落座敲击严重，使升程限制器损坏。故限制往 复泵转速提高的主要因素：惯性水头和泵阀 b、减轻泵阀比载荷Hv。虽可减小阀的阻力，但 会使hmax加大，并使关闭滞后和敲击加剧。Hv一 般取2—3m，最大4—6m。通常，低压泵Hv可选得 小些，以免h过低；高速泵则应选大一些，以 减小hmax，使阀关闭及时、减轻撞击；此外， 吸入阀的Hv值常比排出阀小，以利于提高泵的 允许吸上真空度。
第二节 泵的正常工作条件
一、泵的正常吸入条件 保证泵正常吸入所需的条件可表达如下： 1）泵必须能造成足够低的吸入压力。 Ps=Psr－（Zs+Vs2/2g+Σ hs）ρ g MPa （1--5） 2)泵吸口处的真空度不得大于泵的允许吸上真 空度。即 Pa－Ps≤Hs （1--6） 或 （ Pa－Ps）/ ρ g ≤[Hs] （1--7） 从而 P‘s＞ Pv （1--8） 式中 P‘s——泵内最低吸入压力
2．泵阀阻力 P2As=P1Av+Gvs+Rs+Iv N 式中：p1、p2---阀盘上下的液体压力，Pa。 As---阀座孔截面积，m2 Gvs---阀和弹簧在液体中的重力，N Rs---阀的弹簧力，N Av---阀盘面积，m2 Iv---阀盘作不等速运动的惯性力， N
若As≈Av，则 （P2－P1）/ρ
二、泵正常排出的条件
泵正常排出的条件可表述如下： (1)泵必须能产生足够大的排出压力 Pd＝Pdr十(Zd十∑hd)g (1—9) 式中：排出管路损失∑hd中已包括了排出管出 口的速度头损失Vd2／2g。 (2)容积式泵的排出压力不得超过额定排出压 力。有时限制排出压力的波动率。对叶轮式泵， 工作扬程不应超过封闭扬程，并接近额定扬程
Chapter1 往复泵 Reciprocating Pump
§1—1
往复泵的工作原理和特点Principle & Characteristic 往复泵的作用数： 单作用泵 双作用泵 三作用泵 四作用泵
二．
往复泵的流量 flow
1、往复泵
的理论流量即活塞的有效工 作面在单位时间内所扫过的容积： Qt=60K Ae S n m3/h 式中: k----泵的作用次数 S----活塞行程， m n----泵的转速，r/min Ae---活塞平均有效工作面积， m2
二、往复泵的泵阀 valve
pump
1．泵阀的类型 泵阀常用的形式有盘阀、环阀、锥阀、 球阀等。
盘阀和环阀适用于常温清水、低粘度油
或其它粘度不大的介质。这两种阀易于 加工而且耐磨，故应用广泛。其中，环 阀的阀隙过流周长较大，较适合于大流 量的场合，但刚性较差，不宜在高压下 使用。
锥阀刚性好，而且阀隙阻力小，适用于输送粘 度较大的液体及压力较高的场合。 球阀在工作中自身能够旋转，磨损均匀，而且 密封面很窄，故对固态杂质不太敏感，密封性 能较好；同时流道圆滑，阻力较小，适合于输 送粘度较高的液体；但其尺寸不宜过大，多用 于流量不大、泵的转速较低(通常n≤100r／ min)的场合。
3．瞬时理论流量q 当曲柄连杆长度比λ =r/l≤0、25 时， q=A v = A rω sinβ 式中，A——活塞有效工作面积 r——曲柄半径 β ——曲柄转角 ω ——曲柄运动角速度 Nhomakorabea
4.流量脉动率σ Q和流量不均匀度δ
Q
由于活塞运动速度不均匀，造成排量不均匀，出现 脉动率，多作用泵流量均匀程度比单作用泵强，三 作用泵流量最均匀。 流量脉动率σ Q=（ qmax － qmin ）/ qm 流量不均匀度δ Q=（ qmax－ qm ）/ qm
g=[（Gvs+Rs）+Iv ]/ρ gAv （P2－P1）/ρ g作为阀的阻力 令 Hv= （Gvs+Rs）/ρ gAv 为阀的比载 荷。阀开启后，阀的阻力由Hv决定，一 般Hv通过调节Rs来实现
3、泵阀的运动规律
4、对泵阀的要求
①关闭严密。倒置注入煤油，5min内应无 渗漏。 ②关闭时撞击要轻，工作平稳无声。 泵阀无声工作的条件是： hmax．n≤600～650 当n较高时，n hmax可提高到700～750；对 有橡胶密封面的阀，n hmax允许提高到800～ 1000 ③启闭迅速及时。 ④泵阀的阻力要小。
5．被输送液体密度的影响 所输送液体的密度越大，则泵的吸入压 力入就越低。 6．惯性水头的影响 惯性水头是在液体作不稳定流动(即各处 流速随时间而变)时才存在的附加水头，可用 hi表示。它与作变速运动的液段长度及其加速 度成正比。往复泵为了避免因流量脉动引起的 惯性水头使吸入压力脉动过大，常采用多作用 泵，必要时可设吸入空气室。
2、活塞环和缸套 表1-4列出非金属胀圈的安装间隙
新胶木环的安装方法：先用热水浸泡，变软后 取出，将开口撑到8mm左右，冷却后安装，检 查各间隙值。 缸套的圆度和圆柱度符合要求：胀圈装入后用 灯光检查，整个圆周上的漏光不应多于2处， 且与开口距离不小于30°，每处径向间隙弧长 不大于45°。必要时应该用内径千分卡测量缸 套的圆度和圆柱度，如发现磨耗超过标准，即 需镗缸，并换新活塞。缸套厚度减少超过15％ 则应换新。
一、电动往复泵的典型结构
活塞环常用材料有金属(灰铸铁、青铜、
钢）和非金属(夹布胶木、塑料等)两类。 活塞杆一般采用软填料密封装置。软填 料一般用浸油的丝麻、棉纱等编制而成， 并压制成方形断面，俗称油纱盘根。软 填料的圈数根据排出压力由表1—3选取。
泵阀的阀箱分成两组，位于泵缸前后，
对于两侧空间都工作的活塞泵，其有效
工作面积 Ae＝1/2[D2/4+(D2/4- d2/4)] ＝ /4(D2-d2/2) m2 式中：D——泵缸直径，m； d——活塞杆直径，m。一 般d=（0、12~0、5）D，低压泵取小值
2．实际流量Q＜理论流量Qt（即Q=Qtη v η v=80~~90%），因为： 1）泵吸入的液体中可能含有气泡；压力降低 时溶解在液体中的气体会逸出，液体本身也可 能汽化；空气从填料箱等处漏入 2）活塞换向时，泵阀关闭迟滞造成液体流失。 3）活塞环、活塞杆填料等处存在一定的间隙 以及泵阀关闭不严等产生泄漏
§1--4 电动往复泵的实例和 管理 example & management
根据我国国标GB11034-89规定的船用电
动往复泵的型号表示形式，可举例如下： CDW25-0.35,其中各项含义是： C—船用；D—电动；W—往复泵； 25—额定流量m3/h 0.35—额定排出压力（MPa)。
式中qmax、qmin——最大、最小瞬时理论流量 qm——平均理论流量 σ Q，δ Q与曲柄连杆长度比λ 有关，σ Q，δ Q越 大，流量越不均匀
三、往复泵的特点
1．有较强的自吸能力。由自吸高度和吸上时 间来衡量。自吸能力与泵的型式和密封性能有 重要关系。起动前将泵缸内灌满液体，可改善 泵的自吸能力。 2．理论流量与工作压力无关，只取决于转速、 泵缸尺寸和作用数。调节流量不能采用节流调 节法，应采用变速调节法、回流(旁通)调节法 或通过调节柱塞的有效行程来改变流量。
泵的排出压力主要取决于排出液面上的
压力、排出高度和排出管路和阻力。 为减小往复泵流量和排出压力的波动， 除采用多作用泵外，常装设排出空气室。
§1--3 往复泵的空气室和泵 阀 Air Chest & Pump Valve
一、往复泵的空气室
air chest 1．空气室的作用原理 principle 往复泵的空气室是一个充有空气的容器， 装设在泵的吸入口或排出口附近，分别 称为吸入空气室和排出空气室。
三、电动往复泵主要故障分析
l、泵起动后不能供液 泵本身原因： (1)填料密封不严或缸套、胀圈磨损过多，胶 木涨圈干缩或卡死等； (2)阀箱中吸、排阀损坏、搁起或严重漏泄。 吸入方面 (3)吸入管漏气，最大可能是在法兰垫片、滤 器压盖等处； (4)吸口露出液面。
二、电动往复泵的管理要点
1、起动、运转和停车 起动：(1)检查滑油箱的油位。 (2)盘车使曲轴转动1—2转，以查明有否 妨碍运转的因素。 (3)开足排出和吸入截止阀。 （4）对于刚修过的泵，点启动检查转向 是否正确。 （5）接通电源，使泵起动。
运转：（1）排出压力和吸入压力是否合适； （2）滑油压力应保持0．08—0．12MPa，油温 不应超过70℃； （3）轴承温度应不超过70℃； （4）检查填料函是否过热和过多的泄漏，声 音是否正常 停车：（1）先切断电源，再关闭吸入阀和排 出阀； （2）长期停用时应放水，并对各运动件涂油 脂。
当往复泵的瞬时流量q大于平均流量qm时，[图 1-3(b)中曲轴转角由β 1至β 2段]排出管流动阻 力较大，泵的排出压力Pd较高，空气室内气体 被压缩，泵缸所排液体一部分(超出按平均流 量供应的部分，如图中面积bcdb所示)进入空 气室储存 当瞬时流量小于平均流量时(曲柄转角由β 2至 β 3)，排出管流动阻力较小，排出压力Pd较低， 空气室内的气体膨胀，一部分液体(比按平均 流量供应不足部分，如图中面积dgfed所示） 从空气室流向排出管，从而使排出管路中的流 量接近均匀。