第01节 往复泵原理
01船舶辅机-往复泵
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二、CS型手摇往复泵 型手摇往复泵
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三、电动往复泵
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e
ρ
⋅
d
s
输出功率
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§1-3 泵的性能参数 五、效率
定义： 定义：是泵的效率（总效率）是指泵的输出功率与输入 功率之比，用η 表示 公式： 公式：
η = Pe / P
六、允许吸上真空度
定义： 定义：泵泵工作时吸入口处的真空度高到一定程度时，由 于液体在泵内的最低压力降到其饱和蒸汽压力pv，液体就可 能在泵内汽化，使泵不能正常工作。泵工作时所允许的最大 允许的最大 吸入真空度即称“允许吸上真空度”，用Hs表示 吸入真空度 单位： 单位： MPa
单作用泵
活塞式
双作用泵 多作用泵
按结构
差动作用泵 径向柱塞泵
柱塞式
轴向柱塞泵
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第一节 往复泵的工作原理和特点
属容积式泵（靠泵内容积的变化产生吸排） 属容积式泵（靠泵内容积的变化产生吸排） 活塞、活塞杆、泵缸、泵阀、 一、基本组成 活塞、活塞杆、泵缸、泵阀、曲柄连杆机 构 二、工作原理 1.单作用往复泵 1.单作用往复泵 活塞往复一次， 活塞往复一次，吸 排液体一次； 排液体一次； 仅活塞的一端腔室 工作， 工作，吸排阀各一 个。
v = r ω sin β
N0101往复泵的原理
Ae = 1 2 π 2 π 2 π 2 π 2 1 2 4 D + 4 D − 4 d = 4 D − 2 d
D
d
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第一章 往复泵
船舶辅机
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第一章 往复泵
[ 13 ]
7.空气室 (Air accumulator) 空气室和泵之间的流量 不均匀，空气室之外的 空气室之外的 管路流量均匀。 管路流量均匀。 排出空气室作用： 排出空气室作用：降低 流量和排压波动率。 流量和排压波动率。 吸入空气室作用： 吸入空气室作用：降低 吸压波动，防止气穴现 吸压波动， 象。 双缸四作用往复泵排出空气室容积应大于液缸行程容积的4倍。 排出空气室容积应大于液缸行程容积的4 排出空气室容积应大于液缸行程容积的
7
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第一章 往复泵
[2]
第一节 往复泵的工作原理和特点 Section 1 Principle and characteristics of reciprocating pump 一、往复泵的工作原理 阀箱三层 上层通排出管 中层通泵缸 下层通吸入管
三缸三作用 曲柄夹角120 120° (曲柄夹角120°)
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第一章 往复泵
[4]
Ballast pump of M/V Tianhuai
Reciprocating pump in MAM Lab.
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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见的工业泵类，主要用于输送高粘度、高压力的液体或气体。
它的工作原理是通过往复运动的活塞来产生压力差，从而实现液体或气体的输送。
下面将详细介绍往复泵的结构及工作原理。
一、往复泵的结构往复泵主要由以下几个部分组成：1.泵头：泵头是往复泵的核心部件，负责产生压力差。
它通常由泵体、活塞和活塞杆组成。
泵体是一个密封的容器，内部设有进口和出口。
活塞是一个金属圆筒，与泵体内的柱状腔室配合。
活塞杆与活塞连接，通过往复运动推动活塞在泵体内的腔室内产生压力差。
2.阀门：往复泵通常配有吸入阀和排出阀。
吸入阀负责控制液体或气体从进口流入泵体内，排出阀负责控制液体或气体从泵体内流出。
这些阀门通常是单向阀，即只允许液体或气体在一个方向上流动，以确保泵的正常工作。
3.压力控制装置：往复泵通常需要一个压力控制装置来控制输出压力。
压力控制装置通常是一个调节阀或压力传感器，可以根据需要调整泵的输出压力。
二、往复泵的工作原理往复泵的工作原理基于活塞的往复运动，通过变化活塞在泵体内的腔室容积，从而产生压力差来实现液体或气体的输送。
具体的工作原理如下：1.吸入阶段：当活塞向后移动时，泵体内的腔室体积增大，压力降低。
此时，进口阀打开，允许液体或气体从进口进入泵体。
2.排出阶段：当活塞向前移动时，泵体内的腔室体积减小，压力升高。
此时，进口阀关闭，出口阀打开，液体或气体被推出泵体，流向出口。
3.压力控制：往复泵通常需要一个压力控制装置来控制输出压力。
当输出压力达到设定值时，控制装置会减小活塞的运动范围或调整阀门的开度，从而限制液体或气体的出口流量，以维持恒定的输出压力。
需要注意的是，往复泵的压力差和输出流量受到多种因素的影响，例如活塞的往复速度、活塞材料的摩擦系数、泵体内部的尺寸等。
因此，对于不同的应用场景和需求，需要根据具体情况来选择适合的往复泵型号和参数。
总结起来，往复泵通过活塞的往复运动，在泵体内产生压力差，从而实现液体或气体的输送。
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
往复泵的工作原理
柱塞自左向右移动，工作缸内形成负压，则贮槽内液体经 吸入阀进入泵缸内。柱塞自右向左移动，缸内液体受挤压，压 力增大，由排出阀排出。
〖作业〗
1、往复泵的由哪些部分组成。 2、往复泵的工作原理是什么？
二、往复泵的性能要点
⑴效率高而且高效区宽。 ⑵泵的压力取决于管路的特性，理论上能达到很高压力，压力 变化几乎不影响流量，因而能提供恒定的流量。 ⑶有良好的自吸性能。往复泵在活塞挤向缸头时，比较容易把 空气挤出，可以保持较大真空度。容易吸入流体。自吸能力比 离心泵要大些。 ⑷流量和压力有较大的脉动，但平均流量恒定。采用双作用泵 和多缸泵还可显著地改善流量的不均匀性。 ⑸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。 ⑹对液体的污染度不是很敏感。可输送液、气混合物，特殊设 计的还能输送泥浆、混凝土等。
三、往复泵的分类
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。 “1_1_9_1往复活塞泵结构”所示为活塞泵。柱塞泵和隔膜泵 的结构及工作原理如下：
柱塞自左向右移动，工作缸内形成负压，则贮槽内液体经吸入 阀进入泵缸内。柱塞自右向左移动，缸内液体受挤压，压力增 大，由排出阀排出。
三、往复泵的分类
〖新课导入〗
离心泵在化工企业中得到广泛应用。然而在石油矿 场上常需要在高压下输送高黏度、高密度或者高含砂 量的液体，而对流量要求不大。在这些条件下离心泵 的效率较低，而且极易磨损，必须使用另外一种设备 来代替离心泵工作——往复泵。
一、往复泵的结构原理
往复泵依靠活塞、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。 1、往复泵的结构
往复泵由动力端与液力端组成。动力端包括皮带轮、传动轴、 齿轮、连杆、十字头和装有曲柄(或偏心轮)的主轴等；液力端 包括工作缸、活（柱）塞、拉杆和铸造的阀箱、吸入阀、排出 阀，每个阀都有阀座、阀体及可换的胶皮。另外在阀箱的排出 部分装有空气包和安全阀。
往复泵工作原理
往复泵工作原理
往复泵是一种常见的流体输送和压缩装置，其工作原理如下：
1. 压缩室：往复泵由一个压缩室和一个或多个活塞组成。
活塞与压缩室之间有个阀门，用来控制流体的进出。
2. 吸入过程：当活塞从压缩室的最低点开始上升时，压缩室内的压力降低。
随着活塞的上升，阀门打开，流体从外部进入压缩室。
3. 压缩过程：当活塞下降时，阀门关闭，阻止流体回退。
随着活塞的下降，压缩室内的流体被压缩和推送，使其增加压力。
4. 排出过程：当活塞再次上升时，阀门打开，将压缩室内的流体推向出口管道，完成一次循环。
往复泵通过不断变换压缩室内的体积，实现流体的吸入、压缩和排出。
这种循环不断重复，使得流体能够被连续地输送和压缩。
往复泵的工作原理适用于多种领域，如液体输送、气体压缩、冷冻系统等。
它具有结构简单、可靠性高、耐用等特点，在工业和民用领域得到了广泛应用。
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 —。
往复泵和空气包原理
3
(2)叶轮式泵 (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。
4
(3)其它类型泵如射流泵， (3)其它类型泵如射流泵， 其它类型泵如射流泵
60
在这种情况下，泵的有效压头就等于 排出池与吸入池液面高度差和管路中的水 头损失。
61
以上各式都不能直接确定泵的有效压 头，实际上，现场多采用比较简便的办 法，直接确定泵的有效压头。如图1－8 所示，在泵入口处(Ⅱ－Ⅱ断面)安装真 空表，在泵出口处(Ⅲ－Ⅲ断面)安装压 力表。 因为： 表压力＝绝对压力－大气压力 (绝对压力>大气压力) 真空度＝大气压力－绝对压力 (绝对压力<大气压力)
33
34
1.2.2往复泵的排量曲线 1.2.2往复泵的排量曲线
1.瞬时排量 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
35
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。
1.3.1往复泵的有效压头 1.3.1往复泵的有效压头 液体的位置水头，压力水头和速度水 头分别表示单位重量液体所具有的位能， 压能及动能大小。它们之和是液体的总水 头，即单位重量液体所具有的总能量，以 J/N表示。
56
图1－8所示的泵和管 线系统，由于泵对液体 作功，即把机械能传递 给液体，液体本身能量 将增加，如以N表示重量 单位,以N.M(即J)表示能 量单位，以H表示单位重 量液体由泵获得的能量， 则H的单位为(J/N) 称作泵的有效压头或扬 程。
第一部分：往复泵工作原理基础理论
p
ρ
p
1
ζ 2g H v
Cv、lv、Av为阀隙的流速、周长、过流面积 α为断面收缩系数 ζ为流速系数 μ为流量系数
第四节 往复泵的空气室和泵阀
二、往复泵的泵阀 3. 泵阀的运动规律 阀的升程h公式
h
q α l c
v f v
q
μ lv
v
v
2g
H
v
Ⅰ、仅考虑泵缸流量时的泵阀升程，正弦曲线； Ⅱ、阀下容积的瞬时变化时的修正量，余弦曲线； Ⅲ、Ⅰ+Ⅱ Ⅳ、实际泵阀升程曲线 结论： ①泵缸尺寸一定，曲柄转速越高，则qv越 大，hmax越大； ②阀隙的周长lv、比载荷Hv越大，则 hmax越小； ③流量系数μ大的阀，则阀的升程h小; ④阀的最大升程hmax越大，则关闭滞后 角越大。
2
v rω sin β
第二节 往复泵的工作原理和特点
3. 脉动率σ Q
泵供液的不均匀程度可用脉动率来表示：
σ
Q
q
max
q
min
/ q
m
式中 qmax, qmin, qm 分别为表示最大、最小和平均理论流量。
各种往复泵 σ Q 的理论值后表1—1所列，它与曲柄连杆长度比且关。
λ r / l 0.25
q Av
m /s
3
v rω sin β
1、空气室的作用原理 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。
第四节 往复泵的空气室和泵阀
当往复泵的瞬时流量q大于平均流量qm时，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），进入空气室储存；当瞬时流量q小于 平均流量qm时，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。
往复泵原理
齿轮泵结构简单，而且价格比其它高压泵便 宜，所以广泛使用在液压技术方面。由于齿轮和 泵体之间的间隙较小，因此所抽送的液体一般不 宜含有腐蚀性颗粒或其他类型的颗粒杂质。典型 结构见图7-25所示。 图7-25是中压大流量高速油泵的示图。主动 轴和从动轴采用由输送介质润滑的滑动轴承。由 于填料函处于吸入管的压力之下，因此，只要吸 入压力同外界的大气压力没有显著的差别，则填 料函几乎处于无载荷状态。主动轴的端面受载情 况也是如此。这里就达到了压力平衡。从动轴通 过其平衡孔，也可达到压力平衡。 图7-26是这种泵的特性曲线。随着泵的压力的 提高，体积流量仅仅略微下降点。在给定的最高 压力为15Pa (14.72bar表压)下，由于转数高 达1450r/min（24.17r/s），该泵就未能达 到最佳效率。
2. 工作原理
密封工作腔： 齿间槽、壳体、端盖组成 啮合线、吸油腔、排油腔
吸油过程：轮齿脱开啮合→V ↑ → p ↓ →吸油； 排油过程：轮齿进入啮合→V ↓ → p ↑ →排油。
二、外啮合齿轮泵结构上存在的几个问题
1. 困油现象
1) 产生原因： ε> 1，构成闭死容积Vb 压 Vb由大→小，p↑↑， 油液发热，轴承磨损。 Vb由小→大，p ↓↓， 汽蚀、噪声、振动、金属表面剥蚀。 2) 危害：影响工作、缩短寿命 3) 措施：开卸荷槽 原则： Vb由大→小，与压油腔相通 Vb由小→大，与吸油腔相通 保证吸、压油腔始终不通
二）、回转泵结构及用途回转泵在原理上与往复泵 同属于容积式泵，它与往复泵不 同的是往复泵使用做往复运动的 活塞或柱塞，而回转泵则使用做 回转运动的转子，并且在往复泵 上，阀门是泵工作不可缺少的部 件，但在回转泵上却没有使用阀 门的必要，同时回转泵的液体流 量是连续的，没有液体流量的加 速和减速情况的存在。在结构上 取消了曲柄传动机构，使得回转 泵的结构较为简单，其结构型式 大致可分为齿轮式及滑片式两种。
0101往复泵
第一章往复泵1. 往复泵的作用数一般是指活塞在的排水次数。
A.每秒钟内B.每分钟内C.电动机每转D.曲轴每转2. 往复泵阀箱被吸入阀和排出阀分隔为三层，中层通。
A.吸入管B.排出管C.泵缸D.空气室3. 双缸四作用往复泵漏装一个泵阀，如不计活塞杆体积，理论上流量将。
A.减少1/2B.减少1/4C.减少1/8D.为零提示：往复泵漏装一个泵阀则使用该阀的泵缸工作空间失效。
双缸四作用往复泵共有四个工作空间（每个泵缸的活塞两侧）。
4. 影响往复泵理论流量的因素有。
A.泵的排出压力B.泵的作用次数C.泵的强度D.泵的内漏量5. 电动往复泵排量不均匀的直接原因在于。
A.活塞运动速度不均B.转速太慢C.液体的惯性力大D.活塞作往复运动6. 往复泵的转速不能太高，主要是由于的限制。
A.泵的结构强度B.泵阀工作性能C.泵的输出功率D.允许吸入真空度7. 往复泵转速增加时则。
A.流量增加B.工作压头增加C.功率增加D.A+B+C8. 双缸四作用往复泵如丢失一个泵阀，则少装阀对流量影响最小。
A.吸入B.排出C.为带活塞杆的泵缸空间工作的D.与C相反提示：丢失一个泵阀则使用该阀的工作空间失效，带活塞杆的泵缸工作空间流量相对较小。
9. 往复泵如果反转。
A.不能排液B.吸、排方向不变C.安全阀顶开D.原动机过载提示：如果不考虑润滑问题，往复泵正、反转工作没有什么不同。
10. 下列往复泵中流量最均匀的是泵。
A.单作用B.双作用C.三作用D.双缸四作用11. 往复泵流量（单位为m3/h）估算式是。
（K为泵作用数；A为活塞有效工作面积，单位为m2；S为活塞行程，单位为m；n为曲轴转速，单位为r/min；η是泵的效率；ηv是泵的容积效率）。
A.Q=KASn ηvB.Q=KASnηC.Q=60KASn η D.Q=60KASnηv12. 为保证水泵工作时不发生汽蚀，水泵的吸入压力Ps与泵所输送液体温度下对应的饱和蒸气压力Pv之间的关系必须是。
往复泵的工作原理及特点
往复泵的工作原理及特点往复泵是一种常用的离心泵，它的工作原理是通过活塞来实现液体的压缩与抽送。
往复泵有很多种类型，包括柱塞泵、活塞泵和齿轮泵等。
往复泵的基本工作原理是通过活塞在缸体内上下运动实现液体的吸入和排出。
当活塞向上运动时，使得活塞腔内的压力降低，导致液体通过吸入阀进入泵体；当活塞向下运动时，活塞腔内的压力升高，导致液体通过排出阀被抽送出去。
往复泵的工作原理可以简单概括为吸、排、压三个过程。
往复泵的主要特点包括以下几个方面：1.高压能力：往复泵具有较高的压力能力，能够将液体压缩至较高的压力，适用于一些高压应用场合。
2.稳定性好：由于活塞运动的特性，往复泵的稳定性较好，抽送液体的流量稳定，能够满足一些对稳定性要求较高的工况。
3.移动性好：往复泵通常采用活塞和缸体结构，相对较小的体积，便于移动和安装。
4.可靠性强：往复泵结构相对简单，零件少，易于维护和保养，因此可靠性较高。
5.适用范围广：往复泵可以用于各种不同的液体介质，包括清水、油类、腐蚀性介质等，适用范围较广。
往复泵还有一些其他的特点，例如：-节约能源：往复泵运行时通过活塞的上下往复运动完成液体的抽送，相对于其他类型的泵，能耗较低。
-适用性强：往复泵能够适应高温、高压、强腐蚀性等复杂工况，具有一定的适应性。
-操作维护简便：往复泵结构简单，操作和维护比较容易，维修和更换零件相对简单。
-高效率：往复泵能够实现相对高的效率，将电能转换为液体能，提高了能源利用效率。
总之，往复泵以其高压能力、稳定性好、移动性好以及可靠性强等特点，广泛应用于各行各业。
无论是处理高压液体、抽送特殊介质还是要求稳定和可靠性的工况，往复泵都能够提供满足需求的解决方案。
第01节 往复泵原理
21
船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
3）. 泵阀的运动规律
1－只考虑泵缸流量； 2－阀下容积瞬时变化
3－两者代数和； 4－考虑管路阻力和泵 阀惯性。
升程变化曲线
hmax越大，则泵阀的滞后 现象越严重。
22
船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
第一章 往复泵 第一节 往复泵的工作原理和特点 一、往复泵的工作原理 二、往复泵的流量 三、往复泵的特点 四、往复泵的结构和管理 五、故障分析
1
船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
一、往复泵的工作原理
1-Piston 2-Cylinder 3Valvechest 4-Discharge Chamber实物图 5-Discharge V/V 6-Outlet 7-Suction V/V 8-Suction Chamber 9-Inlet
16
船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
5. 安全阀 [Safety Valve]
排压太高时，自动Biblioteka 开，使排出室和吸 入室相同（可连接）
1．船用电动往复泵额定排出压力为Pdh，则安全阀的开启压力和 排出阀关闭时安全阀的排放压力应为________。 A.1.5pdh和≯pdh+0.25MPa B.(1.1~1.15) pdh和≯pdh+0.25MPa C.(1.1~1.15) pdh和1.5pdh D.pdh和≯pdh+0.25MPa
A．不能排液 D．原动机过载 B．轴承无法润滑 C．活塞与缸套 D．减速齿轮 C．安全阀顶开 C．安全阀顶开 D．原动机过载 In MAM Laboratory 15
往复式泵专题教育课件
zd
pd g
2g
qd max A2
2
pmin g
zd
pd g
2g
qd min A2
2
所以
p
pmax
pmin
2A22
(qd2max
q2 d min
)
K
q( 2
p d max
q2 d min
)
流量不均匀系数：
q1
qd
max qth qth
q2
qth
qd min qth
一般q1＝q2 ＝ q
p
4kq
q2
q th
令 pm≈p1m+p2m（静压与摩擦阻力）
Vm
pm As 4p2m q
V0
pm p0
Vm
pm2 As 4p2m p0q
V=k0V0
3、剩余液量系数 旳拟定
V 1
As As
t2
t1
qth
qd
dt
qd旳变化规律未知，可近似取qd＝qth
4、结构尺寸旳拟定（略）
（二）吸入空气室旳计算
H
h
6、指示效率i
i
Pe Pi
gqH gqth Hi
Vh
7、机械效率m
m
Pi P
8、总效率
Pe P
Pe Pi
Pi P
Vhm
四、吸入性能
活塞表面压力旳限制 1、不稳定流动伯努利方程
作用于微元流束旳力旳平衡条件
z1
p1l g
c12l 2g
z2
p2l g
c22l 2g
1
g
cds t
第一节 往复式泵旳作用原理及应用
往复泵结构及工作原理
往复泵结构及工作原理
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。
二、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。
往复泵的流量不能用排出管路上的阀门来调节(就是不能用出口阀控制压力，流量)，而应采用旁路管或改变活塞的往复次数、改变活塞的冲程来实现。
往复泵启动前必须将排出管路中的阀门打开。
往复泵的活塞由连杆曲轴与原动机相连。
原动机可用电机，亦可用蒸汽机。
往复泵适用于高压头、小流量、高粘度液体的输送，但不宜于输送腐蚀性液体。
有时由蒸汽机直接带动，输送易燃、易爆的液体
产生高压就是靠的柱塞往复运动来压缩介质。
介质可以是水或者空气什么的。
看你什么用途了。
如果你具备条件，找个师傅带你扒泵，拆完了再装就全懂了，很简单的。
往复泵原理和特点
2)活塞换向时，由于泵阀关闭迟滞造成液体流失。 3)活塞环、活塞杆填料等处的间隙以及泵阀关闭不严等产生 的漏泄。
一般输送常温清水的往复泵， h v ＝0.80～0.98；
1-1-2 往复泵的性能特点
3.活塞 以速度v (m／s)排送液体时，
1-1-３ 往复泵的结构和管理
２、往复泵的缸套
缸体—灰铸铁或黄铜浇铸，内镶青铜或不锈钢缸套。
泵缸缸套的圆度和圆柱度应符合要求。 胀圈装配，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度，每 处径向间隙弧长不大于45度。 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；如缸套 磨损或镗缸后，其厚度减少超过15％则应换新。 泵缸及阀箱等受压部件应1.5倍安全阀排放压力试 验。（安全阀动作压力=1.1~1.15额定排压）试验 时间不小于5分钟，无泄露。 表1－３列出缸套磨损的极限标准。
1-1-2 往复泵的性能特点
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。
自吸能力与泵的型式和密封性能有重要关系。当泵阀、泵缸等 密封变差，或余隙容积较大时，其自吸能力就会降低。故起动 前灌满液体，可改善泵的自吸能力。
1-1-1 往复泵的工作原理
观看往复泵动画
第一章往复泵 1-1往复泵的工作原理和特点
1-1-1 往复泵的工作原理
结构：
双作用泵容积 式往复泵， 活塞、吸排 阀、曲柄、 连杆、活塞 杆、缸体、 泵体、轴封
1-1-1 往复泵的工作原理
1-1-1 往复泵的工作原理
《石油工程流体机械》第一章 往复泵
可得到该瞬时整台泵的瞬时流量。
.
（2）双作用泵每个缸的瞬时理论流量：
此部分内容自学！
提示：同样，首先对液缸编号，然后再对每个液缸分成前后两
个工作室；写出所有液缸对应的前后两个工作室的瞬时流量表
达式；将同一瞬时各缸相应工作室的瞬时流量叠加，便可得到
该瞬时下的整台泵的瞬时流量。
用精确解的运动规律，同样可以绘出，只不过不是象正弦曲线
那样有对称性的曲线而异。
.
.
.
（3）流量不均度
任何一种往复泵曲柄转一周，瞬时流量都是变化的。
最大瞬时流量： Qp max ，流量曲线的最高点。
最小瞬时流量： Q p min ，流量曲线的最低点。
理论平均流量： Qth
流量不均度：
Q
Q p max Q p min
dt
2
（1-5）
2
dx
a 2 r 2 (cos cos2 )
d t
d n
t
式中，
；
dt
30
.
（1-6）
※活塞位移、速度、加速度的精确方程为:
sin 2 )
2
u r (sin sin 2 )
2
2
a r (cos cos 2 )
(2)有效功率：单位时间内泵排出口所具有的有效液体能，
又称输出功率，用 N 表示，单位同上。
5.泵的效率：
N
Na
6.泵速：单位时间内活塞或柱塞往复次数，称作泵的冲数 n，
-1
单位：min 。
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阀箱分两组，位于泵缸前后，上下分三层： 活塞杆填料函 [Stuffing Box] 上层是排出室，与排出管相通；中层通泵缸 利用盘根 [Pacing]密封。 上下空间，通过泵阀(共8个)与吸入室和排出 室相通。下层是吸入室，与吸入管相通。 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
D
d
Q Qtv 实际流量： 因为液体中含有气体、泵阀关闭迟滞、泄漏。
5
船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
以上是往复泵的平均流量[Mean Cap.]，下面分析瞬 时流量[Instantaneous Cap.]。
单作用
双作用
q Av Ar sin
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水压实验： 安全阀排放压力的1.5倍，实验时间不 小于5min，不应有渗漏。
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
第一章 往复泵 第一节 往复泵的工作原理和特点 一、往复泵的工作原理 二、往复泵的流量 三、往复泵的特点 四、往复泵的结构和管理 五、故障分析
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
一、往复泵的工作原理
1-Piston 2-Cylinder 3Valvechest 4-Discharge Chamber实物图 5-Discharge V/V 6-Outlet 7-Suction V/V 8-Suction Chamber 9-Inlet
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]4. 流量Βιβλιοθήκη 均匀，排压波动。(多作用泵、空气室)
5. 受泵阀工作性能限制(避免惯性水头太大、泵 阀关闭滞后和敲击严重)，转速不宜太高
6. 液体含固体杂质会磨损泵阀、泄漏。(滤器)
7. 结构复杂，易损件多。 (活塞环、泵阀、填料) 问题：往复泵转速增加，则( )。 A. 流量增加 B. 工作压头增加 C. 功率增加 D. A+B+C
三作用
双缸四作用
活塞运动速度不均匀造成流量不均匀 Q (qmax qmin ) / qm 不均匀程度用脉动率Q表示。 三作用泵流量最均匀(Q最小) ，单作用Q最大
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
三、往复泵的特点[Characteristics]
1. 强自吸能力[Self-priming]：自身可抽出吸入段内 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
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
2. 泵缸与缸套[Piston ring & Cylinder Liner]
材料： 泵缸体灰铸铁浇铸，内镶青铜缸套，防腐蚀
漏光检查：
0；且距开口 缸套要检查圆度和圆柱度 (内径千分尺 )，活 漏光处≤2处；每段弧长≤45 塞环装入后灯光检查漏光情况 。（标准） 不应小于 300.
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上层通排出管 阀箱 中层通泵缸 三层 下层通吸入管 作用数K：活塞每一往 复行程(曲轴每一转)吸 排液体的次数。
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
单缸单作用
单缸双作用 双缸四作用 (曲柄夹角90)
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
二、往复泵的流量 理论流量[Theoretical Capacity]：活塞有效工作面在 单位时间扫过的容积。
Qt 60kAe S n (m / h)
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1 2 2 2 2 1 2 Ae D D d D d 24 4 2 4 4
三缸三作用 (曲柄夹角120)
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
问题：1. 双缸四作用往复泵漏装一个泵阀，如 不计活塞杆体积，理论流量将( )。 A. 减少1/2 B. 减少1/4 C. 减少1/8 D.为零 2. 双缸四作用往复泵如少装一个泵阀，则少装 ( )阀对流量影响最小。 A. 吸入 B. 排出 C. 为带活塞杆的泵缸空间的 D. 为不带活塞杆的泵缸空间的
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
四、往复泵的结构和管理
命名：
国标 以船用电动往复泵为例
缸数
特征代号
流量m3/h
额定排出压力 Mpa
1. CDW25-0.35
25-额定流量(m3/h) 0.35-额定排出压力 (MPa)
2. DSL40-0.4
C-船用、D-电动、W-往复泵、L-立式、S-输水
2. 理论流量取决于作用数、泵缸内径、行程、转 Qt 60kAe S n 速，与工作压力无关。 3. 额定排出压力与泵尺寸、转速无关，取决于原 动机功率、轴承承载能力、强度、密封性能。所 以必须设安全阀[Safety Valve]，开排出阀起动。实 际排压取决于管路阻力、排出液面高度和压力 以上是容积式泵共有特点
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
下 一 张
In MAM Laboratory
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
曲轴[Crankshaft]有两个曲拐，夹角 90C。曲轴由三个滚柱轴承支撑， 其中最后一个是自整位轴承。
齿轮滑油泵[Lubricating Pump]由曲轴 带动。供油润滑曲轴轴承，连杆大、 小端轴承，减速齿轮。
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船舶辅机第1章 往复泵[Reciprocating Pump]
1. 活塞和活塞环[Piston & Piston ring] 活塞： 活塞由青铜铸造 活塞环易损件 活塞环有金属(灰铸铁、青铜、钢)和 非金属(胶木、塑料)两类。胶木的安装 前用热水浸泡膨胀，等冷却后放入缸内 及环槽，注意检查安装间隙。 In MAM Laboratory