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
• 用一台三效单动往复泵向压强为981kPa(表压)的密闭 容器送20℃的清水。主管路内径为50mm(绝对粗糙度 为0.25)，管长(包括局部阻力的当量长度)为100m， 旁路直径为30mm。已知泵的活塞直径D=70mm，冲 程S=0.2m，往返次数nr=240min-1，容积效率 η v=0.95。试求：
隔 膜 泵 1- 吸入活门；2- 压出活门；3- 活柱 4- 水（或油）缸；5- 隔膜
② 计量泵 也是往复泵的一种
多股进料，按比例输送
③ 齿轮泵 齿轮泵可用于输送粘稠液体以至膏状物 ，属容积式转子泵
齿轮泵
④ 螺杆泵
属容积式转子泵，在高压下输送粘稠性液体
双螺杆泵
离心泵、往复泵、转子泵比较 指标 流量，m3/h 扬程 ，m 效率 离心泵
z 泵缸数; 式中： S 冲程;
A 活塞面积; nr 往复次数.
b）压头与流量无关，取决于管路需要
理论上，往复泵压头可按系统需要无限增大。 实际上，受泵体强度及泵原动机限制。 注意：这一点不同于离心泵
H
H
H’
H
Q QT
往复泵特性曲线
Q Q
往复泵工作点
Q
(2) 往复泵的流量调节 ① 改变活塞冲程； ② 改变活塞往复次数；
2.3 容积式泵(正位移泵)
2.3.1 往复泵
(1) 结构和工作原理
① 结构:
泵缸、活塞、阀门。
冲程：活塞在两端点间移动的距离。 冲程容积：活塞往复一次的容积排量。
1 2 3
5 4
1—泵缸 2—活塞 3—活塞杆 4—吸入阀 5—排出阀
往复泵装置简图
② 工作原理
●
活塞右移时，排出阀关闭，
吸液阀开启，开始吸液，
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
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
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，
2往复泵
6．液体粘度对泵的效率影响不大，因而可以输送粘度较大的液体。 液体粘度对泵的效率影响不大，因而可以输送粘度较大的液体。 7．结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多。 结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多。
船舶电气自动化
汽蚀
船舶辅机
液体在泵内流动时，压力是不断发生变化的。 液体在泵内流动时，压力是不断发生变化的。在泵的入口处或某些 局部区域，压力有可能降低到等于或低于液体温度相应的汽化压力， 局部区域，压力有可能降低到等于或低于液体温度相应的汽化压力， 这时部分液体则发生汽化，溶解在液体中的气体也可能逸出， 这时部分液体则发生汽化，溶解在液体中的气体也可能逸出，形成 气泡。 气泡。 在气泡破裂的瞬间， 在气泡破裂的瞬间，周围的液体以极高的速度冲向气泡原来占有 的空间，形成高频、高冲击力的水击，其局部压力高达10MPa 的空间，形成高频、高冲击力的水击，其局部压力高达 甚至100MPa以上。冲击频率可达每秒几万次。 以上。 甚至 以上 冲击频率可达每秒几万次。 部件在压力的冲击下产生疲劳、点蚀。此外， 部件在压力的冲击下产生疲劳、点蚀。此外，液体中的活泼气 体借助于气泡凝结时放出的热量，对金属产生化学腐蚀。 体借助于气泡凝结时放出的热量，对金属产生化学腐蚀。 气泡的形成、发展和破裂， 气泡的形成、发展和破裂，以至材料受到破坏 的全过程称为汽蚀现象。 的全过程称为汽蚀现象。
船舶辅机
第二章 往复泵
reciprocating pump
第一节 往复泵的工作原理和特点 第二节 往复泵的结构 第三节 往复泵的管理和维修
船舶电气自动化
往复泵的分类
船舶辅机
定义：往复泵是一种容积式 容积式泵 定义：往复泵是一种容积式泵，它是靠活塞或柱塞的往
往复泵的结构及工作原理
往复泵的结构及工作原理
往复泵是一种常用的工业泵，它通过往复运动来实现液体的输送。
往复泵的主要结构包括泵体、活塞、活塞杆、阀门和密封装置等。
泵体是往复泵的主体部分，一般由铸铁或不锈钢制成。
泵体内有一个密封严密的腔室，活塞和活塞杆则位于泵体内部。
活塞是往复泵的重要部件，它由密封性好的材料制成，通常为橡胶或金属。
活塞与泵体内壁之间形成了一个密闭的腔室。
当活塞向前运动时，腔室内的压力会增大，从而推动液体向前运输。
活塞杆与活塞连接，透过泵体上的密封装置将活塞杆与泵体隔离。
活塞杆的作用是将活塞的运动传递给泵体外部的驱动装置。
往复泵上一般还设有吸入阀和排出阀。
吸入阀通常位于泵体底部，当活塞向后运动时打开，允许液体进入泵体；排出阀通常位于泵体顶部，当活塞向前运动时打开，允许液体从泵体排出。
往复泵的工作原理是通过外部的驱动装置，使活塞来回运动。
驱动装置通常为电机或发动机。
当驱动装置工作时，将活塞杆与活塞一起向后拉动，此时，腔室内的压力降低，吸入阀打开，液体被吸入泵体；接着，驱动装置将活塞杆与活塞一起向前推动，此时，腔室内的压力增大，排出阀打开，液体被排出泵体。
往复泵通过反复的往复运动，不断地将液体吸入和排出，从而
实现了输送液体的功能。
它适用于输送各种液体，如水、油、化学品等，广泛应用于工业生产中的液体输送领域。
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
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。
往复泵标准
往复泵标准嘿，朋友们！今天咱来聊聊往复泵呀！往复泵，这玩意儿就像是个不知疲倦的大力士，一直在那辛勤工作着。
你看它呀，一上一下，来来回回地运动，就像咱跑步一样有节奏。
它可重要啦！就好比是人体的心脏，给各种流程提供着动力呢。
要是没有它，那好多事儿可都没法干啦！想想看，在工厂里，那些液体要输送到各个地方，没有往复泵可咋行？它就像个忠诚的卫士，默默地坚守在自己的岗位上，把液体准确无误地送到该去的地方。
往复泵的工作原理其实也不难理解。
它就像是个会吸气呼气的大力士，把液体吸进来，再用力推出去。
而且啊，它可皮实了，不容易出毛病。
不像有些机器，娇气得很，时不时就闹点小脾气。
咱再说说它的优点吧。
它的压力那可是杠杠的！不管遇到多大的阻力，它都能勇往直前，把液体推送过去。
这就好像是个勇敢的战士，永不退缩。
而且它还挺灵活的呢，可以根据不同的需求来调整自己的工作状态。
就像咱人一样，能适应各种不同的环境和情况。
不过呢，往复泵也不是完美无缺的。
它在工作的时候会有点小动静，就像人跑步会喘气一样。
但这也没办法呀，谁让它那么努力工作呢！那咱在使用往复泵的时候要注意些啥呢？首先得给它找个合适的地方安家，不能太挤也不能太松。
然后呢，要定期给它做做保养，就像咱人要体检一样。
可不能亏待了它呀，不然它要是闹脾气不工作了，那可就麻烦啦！还有啊，使用的时候要注意观察它的状态，要是发现有啥不对劲的地方，赶紧处理。
可别等小毛病变成大问题了才着急。
总之呢，往复泵就是咱工业生产中的好帮手，虽然它不是最耀眼的明星，但却是不可或缺的存在。
咱可得好好珍惜它，让它为我们的生活和工作发挥更大的作用呀！往复泵就是这么牛，你说是不是？。
船舶辅机——往复泵
三、活塞与活塞环
活塞 活塞是泵工作的主要部件，用铸 铁铸成，其结构如左图所示 活塞直径一般比缸径小1～2毫米。泵缸与 活塞间的气密靠活塞上装设的活塞环来保证。 活塞环(又叫涨圈) ： 1、材料：活塞环材料应比缸壁软，常用材料 有铸铁，青铜和非金属材料（如夹布胶木）等， 根据输送液体性质选定。一般水泵多用夹布胶 木。 夹布胶木的特点：是在水中浸泡会胀大，长期离开水又会干缩。工厂制 造或船上换装新的这种活塞环时，是先经热水浸泡变软后取出，使开口 撑开到8mm左右，等冷却后放人缸内及环槽内，检查各间隙值，符合要 求后才可装入使用。 2、安装： 1）活塞环在环槽中要能松动自如，搭口间隙、轴向间隙以及天地 间隙都符合规定要求，活塞环借助本身外张弹力与缸壁贴紧。 2）活塞环的切口通常切成45°～60°。 3）安装活塞环时上、下两环的搭口要错开120°或180°。
6．效率——容积效率受泵的密封性能、转速、泵阀性能和液 体粘度影响较大。 往复泵的容积效率总是低于100%，原因主要有三点： 1) 活塞换向时，由于吸人阀和排出阀的关闭迟滞，产生了液体 的流失。 2) 泵的阀门、活塞与泵缸间、活塞杆与填料涵间的不密封引起 的漏泄损失。 3) 泵吸人的液体中含有气体。气体可能是因压力降低时从液体 中逸出的，也可能是液体 本身汽化产生，另外还可能从填料箱 等处漏人。
三、性能曲线 往复泵的特性曲线： 往复泵的特性曲线是指流量Q、功率 P、效率η等特性参数与压头H之间的关系 曲线。如左图所示。 从图中看出 1、当泵轴转速一定时，理论流量是一 条与压头无关的直线。但实际上压头H增 高时， 由于漏泄的增加，实际流量略有 减少。 2、功率曲线是一条随压力增高而上升的 近似直线。 3、效率曲线是一条上拱曲线，且在一个 相当宽的压头范围内，保持较高值，最高 效率点对应的压头即为泵的额定工作压头。
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
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。
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3.往复泵的结构和管理
往复泵的主要结构有：泵缸和缸 套；活塞和活塞环；填料函；润滑设 施；泵阀；安全阀；空气室等。
Marine Auxiliary Machinery 为 防 止 空 气 漏 活塞 泵缸：铸铁 飞溅润滑（连 入 泵 缸 和 液 体 活塞环（胀圈）： 缸套：青铜 杆螺栓）：曲 径向间隙 胶木胀圈 从 泵 缸 漏 出 ， 三层阀箱 金属、胶木； 防止海水腐蚀 轴轴承、连杆 采胶木浸水后会膨胀 用 软 填 料 轴 上层通排出管 要保证缸套的圆 大小端、十字 封换 —— 油 纱 盘 中层通泵缸 新 时 应 先头 将其在 度和圆柱度。可用 根 （ 浸 油 的 棉 下层通吸入管 热水中浸泡变软； 轴 灯光检查或内径千 、 麻 纤 维 ， 方 向 分卡测量。泵缸和 形截面） 间 阀箱要进行水压试 隙 盘 根 填 料 有 斜 验，在1.5倍的安全 开口间隙 切 口 ， 安 装 时 阀排放压力下，5 切 口 要 错 开 ， 分钟内不渗漏。 松紧要适度。
Ball V/V
泵阀
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泵阀的阻力和运动规律
阀借助阀盘上下的压差克服重力和 弹簧张力自动开启，在压差消失时借弹 簧力和重力自动关闭，并可在相反的压 力差下关紧。
泵阀
As≈Av
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p2As=p1Av+Gvs+Rs+Iv
v 能吸入： ps p sr z h g s s 2g 不汽化： ps min pv
2 s
pa p s pa ps H s 或者 [H s ] g
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v ps psr z h g s s 2 g
B.阀的比载荷越小，惯性载荷越大 C.阀的水头损失等于阀的比载荷
D.阀的比载荷越小，最大升程越大
泵阀
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[例].往复泵排出阀张力加大会（ A.增加阀敲击的可能性 B.降低泵容积效率 C.提高泵的水力效率 D.利ine Auxiliary Machinery
双缸四作用(曲柄夹角90)
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２.往复泵的性能特点
（1）强的自吸能力。
自吸能力是指依靠自身抽出吸入 段内的空气而吸排液体的能力，取决 于泵的密封性能。用自吸高度和自吸 时间衡量。 往复泵的自吸能力很强。
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v =rωsinβ q = Av=Arωsinβ
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可见活塞的运动速度是按正弦规律变 化的，运动速度的不均匀，导致流量的不 均匀(惯性力影响较大)。 三作用泵的均匀性最好，单作用泵的 均匀性最差。
A.降低泵的启动功率
B.贮存液体帮助自吸 C.降低流量和排出压力脉动率
D. 减小吸压脉动，防止“气穴”现
象
空气室
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[例].解决往复泵流量不均匀常用的方 法是（ ）
A.设吸入空气室
B.设排出空气室
C.降低转速
D.设臵飞轮使转速更均匀 注：通常说的往复泵流量不均匀指的 是能量增加后的流量即排出流量。
空气室
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空气室和泵之间的流 量不均匀，空气室之 外的管路流量均匀。 排出空气室作用：降 低流量和排压脉动。 吸入空气室作用：降 低吸压波动，防止气 穴现象。
空气室
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空气室
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D.活塞做往复运动
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(5)转速不宜太快 转速越高，管路损失越大。转速过 高，泵阀迟滞造成的容积损失会相对增 加，且惯性水头加大，泵阀的撞击所引 起的噪音和磨损也将加剧。
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(6)对液体污染度不敏感 但含固体杂质的液体容易磨损泵阀， 排送含杂质液体应加装吸入滤器。 (7)结构复杂，易损件多 活塞环、泵阀、填料和轴承是往复 泵的易损件，管理维护难。但往复泵自 吸能力强，且能够在高压小流量下工作， 舱底水泵、扫舱泵、柴油机压油泵、气 缸注油器等场合仍在使用。
空气室
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[例].往复泵工作时间长，吸入空气室 气量会（ ），排出空气室气量会 （ ），如果排压波动幅度大，应该 （ ）；
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1.泵的正常吸入条件 必须能产生足够的真空度(能吸入)， 但不能大于允许吸上真空度(不汽化)。
作用数
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作用数（actions） ①往复泵→单作用泵
往复泵在曲 轴每转排出 液体的次数
作用数
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②往复泵→双作用泵
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三缸三作用(曲柄夹角120)
• 往复泵的自吸工作能力最强，且 泵送油类比泵送水的自吸工作能 力更高。 • 容积式泵+喷射泵：具有自吸工作 能力； • 叶轮式泵：不具有自吸工作能力。
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（2）理论流量取决于作用数、泵的结 构尺寸、转速，与工作压力无关。
(4)流量不均匀 Marine Auxiliary Machinery
以单缸单作用泵为例： 往复泵的瞬时流量q q=Av m3/s 活塞的运动速度v: r/l<<0.25 v≈rωsinβ m/s ω=2πn
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(4)流量不均匀
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单缸单作用泵的基本结构
工作容腔 泵缸体
排出阀
曲柄连杆机构
活塞
吸入阀
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吸排原理
吸入过程 —— 活塞移动，工作 容腔的容积增大，形成低压， 这时排出阀关闭，液体或 管内 空气经吸入阀吸入； 排出过程 —— 活塞移动，工作 容腔的容积减小，压力提高， 顶开排出阀而吸入阀关闭，排 出液体或气体。 向上 向下 播放 放映 返回 退出
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• 瞬时流量的变化将导致泵吸排 压力的变化，及管路阻力变化。 为减轻这种波动，常采用多作 用往复泵或在泵的吸排端设空 气室。
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[例].往复泵排量不均匀的直接原因是 （ ）
A.转速太慢
B.液体的惯性力大 C.活塞的运动速度不均匀
排出空气室空气量会减少(溶解)， 必要时补气；吸入空气室空气量会 增加(逸出)。 吸入管下端做成 斜切口，当吸入 空气室液面降低 时，少量气体随 液体排出，不至 于突然断流。
空气室
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[ 例 ]. 往复泵设排出空气室的作用是 （ ）；设吸入空气室的作用是（ ）
P2 P 1 g 1 Gvs [(Gvs R s ) jv ] gAv g 1 Gvs Hv jv gAv g Gvs Rs Hv 为阀的比载荷 gAv
泵阀运动规律
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泵阀的最大升程 hmax 理论上出现在 活塞行程的中点（即活塞瞬时速度最大 时），但实际上却要滞后一些。由于泵 阀运动的滞后，在活塞抵达行程的终点 时，泵阀并未来得及完全关闭，而要在 曲柄再转过几角后才能关闭，即称为泵 阀的关闭滞后角，（其实际值比理论值 要大些）。
讨论： 提高泵的转速：流量提高，使阀的升程加大， 关闭滞后和落座敲击加重。因此，除惯性水头外， 泵阀是限制往复泵转速提高的另一个主要原因。 减轻泵阀比载荷 Hv ： 可减小阀的阻力，但 会使hmax加大，并使关闭滞后和敲击加剧。 低压泵Hv可选得小些，以免机械效率过低； 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hmax值常比排出 阀小，以利于提高泵的允许吸上真空度。
泵阀性能要求
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1.关闭严密 对阀和阀座做密封试验：将两者倒臵， 倒入煤油，5min内无渗漏。 2.启闭迅速 3.工作无声 hmax· n ≤ 600 ～ 650 hmax—阀的最大升程mm； n—泵的转速r/min. 4.泵阀的阻力要小
泵阀
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泵阀
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在泵缸尺寸既定的情况下： ①曲轴转速越高，阀隙的流量就越大， 阀最大升程hmax 也就越大 ②间隙的周长或阀的比载荷越大，则 hmax 就越小 ③其它条件相同时，流量系数μ大的阀 升程较小 ④最大升程 hmax 越大，则阀的关闭滞后角 θ也就越大。也即泵阀关闭的滞后现象 也就越加严重。
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注意： 往复泵的排出流量调 节，应采用变速、回流、旁 通调节或结构尺寸（行程） 调节，而不能采用改变排出 阀开度的办法。
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(3) 额定排出压力与泵的尺寸和转速无关，