第三节其它类型泵 一往复泵 1.往复泵的结构和工作原理 往复泵的结构如图所示，主要部件包括：泵缸：活塞：活塞杆：吸入阀、排出阀。其中 吸入阀和排出阀均为单向阀， 工作原理 ①活塞由电动的曲柄连杆机构带动，把曲柄的旋转 运动变为活塞的往复运动：或直接由蒸汽机驱动，使活 塞做往复运动： ②当活塞从左向右运动时，泵缸内形成低压，排出 阀受排出管内液体的压力而关闭：吸出阀由于受池内液 压的作用而打开，池内液体被吸入缸内： ③当活塞从右向左运动时，由于缸内液体压力增加， 吸入阀关闭，排出阀打开向外排液。 说明①往复泵是依靠活塞的往复运动直接以压力能的形 式向液体提供能量。 ②单动泵，活塞往复运动一次，吸、排液交替进行 各一次，输送液体不连续：双动泵，活塞两侧都装有阀 室，活塞的每一次行程都在吸液和向管路排液，因而供 液连续。 ③为耐高压，活塞和连杆往往用柱塞代替。 2.往复泵的流量和压头 (1)理论平均流量0(/s): 单动泵：=Asn/60 其中：A一活塞战面积，m:s一活塞冲程，m:n一活塞往复频率，次/min 双动泵：Q=24-a小sn/60a一活塞杆的截面积， (2)实际平均流量0：Q=n,27 一容积效率。主要是由于阀门开、闭滞后，阀门、活塞填料函泄漏。 (3)流量的不均匀性 往复泵的瞬时流量取决于活塞截面积与活塞瞬时运动速度之积，由于活塞运动瞬时速度 的不断变化，使得它的流量不均匀。单动和双动往复泵的流量如图所示。 实际生产中，为了提高流量的均匀性，可以采用增设空气室，利用空气的压缩和膨胀来 存放和排出部分液体，从而提高流量的均匀性。采用多缸泵也是提高流量均匀性的一个办法， 多缸泵的瞬时流量等于同一瞬时各缸流量之和，只要各缸曲柄相对位置适当，就可使流量轧 为均匀。 (4)流量的固定性 往复泵的瞬时流量虽然是不均匀的，但在一段时间内输送的液体量却是固定的，仅取决
第三节 其它类型泵 一 往复泵 1．往复泵的结构和工作原理 往复泵的结构如图所示，主要部件包括：泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀。其中 吸入阀和排出阀均为单向阀。 工作原理： ①活塞由电动的曲柄连杆机构带动，把曲柄的旋转 运动变为活塞的往复运动；或直接由蒸汽机驱动，使活 塞做往复运动。 ②当活塞从左向右运动时，泵缸内形成低压，排出 阀受排出管内液体的压力而关闭；吸出阀由于受池内液 压的作用而打开，池内液体被吸入缸内； ③当活塞从右向左运动时，由于缸内液体压力增加， 吸入阀关闭，排出阀打开向外排液。 说明①往复泵是依靠活塞的往复运动直接以压力能的形 式向液体提供能量。 ②单动泵，活塞往复运动一次，吸、排液交替进行， 各一次，输送液体不连续；双动泵，活塞两侧都装有阀 室，活塞的每一次行程都在吸液和向管路排液，因而供 液连续。 ③为耐高压，活塞和连杆往往用柱塞代替。 2．往复泵的流量和压头 （1）理论平均流量 QT （m 3 /s）： 单动泵： QT = Asn / 60 其中： A —活塞截面积，m 2； s —活塞冲程，m； n —活塞往复频率，次/min 双动泵： QT = (2A− a)sn / 60 a —活塞杆的截面积，m 2。 （2）实际平均流量 Q ：Q =vQT V —容积效率。主要是由于阀门开、闭滞后，阀门、活塞填料函泄漏。 （3）流量的不均匀性 往复泵的瞬时流量取决于活塞截面积与活塞瞬时运动速度之积，由于活塞运动瞬时速度 的不断变化，使得它的流量不均匀。单动和双动往复泵的流量如图所示。 实际生产中，为了提高流量的均匀性，可以采用增设空气室，利用空气的压缩和膨胀来 存放和排出部分液体，从而提高流量的均匀性。采用多缸泵也是提高流量均匀性的一个办法， 多缸泵的瞬时流量等于同一瞬时各缸流量之和，只要各缸曲柄相对位置适当，就可使流量较 为均匀。 （4）流量的固定性： 往复泵的瞬时流量虽然是不均匀的，但在一段时间内输送的液体量却是固定的，仅取决 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
于活塞面积、冲程和往复频率一一流量的固定性」 (5)往复泵的压头 因为是靠挤压作用压出液体，往复泵的压头理论上 可以任意高。但实际上由于构造材料的强度有限，泵内 的部件有泄漏，故往复泵的压头仍有一限度。而且压头 太大，也会使电机或传动机构负载过大而损坏。 讨论：往复泵的理论流量是由单位时间内活塞扫过 的体积决定的，而与管路的特性无关。而往复泵提供 压头则只与管路的情况有关，与泵的情况无关，管路的 阻力大，则排出阀在较高的压力下才能开启，供液压力 必然增大：反之，压头减小。这种压头与泵无关，只取决定管路情况的特性称为正位移特性。 3,往复泵的操作要点和流量调节 往复系的效 一般都在70%以上，最高可达90%，它适用于所需压头较高的液体输送 往复泵可用以输送粘度很大的液体，但不宜直接用以输送腐蚀性的液体和有固体颗粒的悬浮 液，因泵内阀门、活塞受腐蚀或被颗粒磨损、卡住，都会导致严重的汇漏。 (1)由于往复泵是靠贮池液面上的大气压来吸入液体，因而安装高度有一定的限制。 (2)往复泵有自吸作用，启动前无需要灌泵。 (3) 一般不设出口阀，即使有出口阀，也不能在其关闭时启动， (4)往复泵的流量调节方法： ①用旁路阀调节流量。泵的送液量不变，只是让部分被压出的液体返回贮池，使主管中 的流量发生变化。显然这种调节方法很不经济，只适用于流量变化幅度较小的经常性调节 ②改变曲柄转速：因电动机是通过减速装置与往复泵相连的，所以改变减速装置的传动 比可以很方便地改变曲柄转速，从而改变活塞自往复运动的频率，达到调节流量的目的 二计量泵 在工业生产中普遍使用的计量泵是往复泵的一种，它正是利用往复系流量固定这一特点 而发展起来的。它可以用电动机带动偏心轮从而实现柱 塞的往复运动。偏心轮的偏心度可以调整，柱塞的冲程 就发生变化，以此来实现流量的调节。 计量泵主要应用在一些要求精确地输送液体至某 一设备的场合，或将几种液体按精确的比例输送。如化 学反应器一种或几种催化剂的投放，后者是靠分别调节 名缸计量泵中每个活寒的行程来实现的 三隔膜泵 隔膜泵也是往复泵的一种，它用弹性薄膜（耐腐 橡胶或弹性金属片)将泵分隔成互不相通的两部分，分 别是被输送液体和活柱存在的区域。这样，活柱不与输 隔膜泵 送的液体接触。活柱的往复运动通过同侧的介质传递到 隔膜上，使隔膜亦作往复运动，从而实现被输送液体
于活塞面积、冲程和往复频率——流量的固定性。 （5）往复泵的压头 因为是靠挤压作用压出液体，往复泵的压头理论上 可以任意高。但实际上由于构造材料的强度有限，泵内 的部件有泄漏，故往复泵的压头仍有一限度。而且压头 太大，也会使电机或传动机构负载过大而损坏。 讨论：往复泵的理论流量是由单位时间内活塞扫过 的体积决定的，而与管路的特性无关。而往复泵提供的 压头则只与管路的情况有关，与泵的情况无关，管路的 阻力大，则排出阀在较高的压力下才能开启，供液压力 必然增大；反之，压头减小。这种压头与泵无关，只取决定管路情况的特性称为正位移特性。 3．往复泵的操作要点和流量调节 往复泵的效率一般都在 70%以上，最高可达 90%，它适用于所需压头较高的液体输送。 往复泵可用以输送粘度很大的液体，但不宜直接用以输送腐蚀性的液体和有固体颗粒的悬浮 液，因泵内阀门、活塞受腐蚀或被颗粒磨损、卡住，都会导致严重的汇漏。 （1）由于往复泵是靠贮池液面上的大气压来吸入液体，因而安装高度有一定的限制。 （2）往复泵有自吸作用，启动前无需要灌泵。 （3）一般不设出口阀，即使有出口阀，也不能在其关闭时启动。 （4）往复泵的流量调节方法： ①用旁路阀调节流量。泵的送液量不变，只是让部分被压出的液体返回贮池，使主管中 的流量发生变化。显然这种调节方法很不经济，只适用于流量变化幅度较小的经常性调节。 ②改变曲柄转速：因电动机是通过减速装置与往复泵相连的，所以改变减速装置的传动 比可以很方便地改变曲柄转速，从而改变活塞自往复运动的频率，达到调节流量的目的。 二 计量泵 在工业生产中普遍使用的计量泵是往复泵的一种，它正是利用往复泵流量固定这一特点 而发展起来的。它可以用电动机带动偏心轮从而实现柱 塞的往复运动。偏心轮的偏心度可以调整，柱塞的冲程 就发生变化，以此来实现流量的调节。 计量泵主要应用在一些要求精确地输送液体至某 一设备的场合，或将几种液体按精确的比例输送。如化 学反应器一种或几种催化剂的投放，后者是靠分别调节 多缸计量泵中每个活塞的行程来实现的。 三 隔膜泵 隔膜泵也是往复泵的一种，它用弹性薄膜（耐腐蚀 橡胶或弹性金属片）将泵分隔成互不相通的两部分，分 别是被输送液体和活柱存在的区域。这样，活柱不与输 送的液体接触。活柱的往复运动通过同侧的介质传递到 隔膜上，使隔膜亦作往复运动，从而实现被输送液体经 Q a a' H' H 隔膜泵 1— 吸入活门; 2—压出活门; 3—活柱; 4—水（或油）缸; 5—隔膜
球形活门吸入和排出。 隔膜泵内与被输送液体接触的唯一部件就是球形活门，这易于制成不受液体侵害的形 式。因此，在工业生产中，隔膜泵主要用于输送腐蚀性液体或含有固体悬浮物的液体。 四齿轮泵 齿轮泵的结构如图所示。泵壳内有两个齿轮， 一个用电动机带动旋转，另一个被啮合者向相反方 向旋转。吸入腔内两轮的啮相互拨开，于是形成低 压而吸入液体：被吸入的液体被齿嵌住，随齿轮转 动而到达排出腔。排出腔内两齿相互合拢 于是 形成高压而排出液体。 齿轮泵的压头较高而流量较小，可用于输送點 稠液体以至膏状物料，（如输送封油），但不能用于 输送含有固体颗粒的悬浮液。 图1-62齿轮泵 五螺杆泵 螺杆泵内有一个 或一个以上的螺杆。在 单螺杆泵中，螺杆在有 内螺旋的壳内云动， 液体沿轴向推进，挤压 到排出口。在双螺杆须 中，一个螺杆转动时带 (a)单螺杆 (问)双螺杆菜 动另一个螺杆，螺纹互 相啮合，液体被拦截在 螺杆泵 啮合室内沿杆轴前进 从螺杆两端被挤向中 央排出。此外还有多螺杆泵，转速高，螺杆长，因而可以达到很高的排出压力。三螺杆泵排 出压力可达1ONPa以上 螺杆泵效率高，噪音小，适用于在高压下输送粘稠性液体，并可以输送带颗粒的悬浮液。 六旋涡泵 悔涡泵是一种特殊类型的璃心，泵。它的叶轮是一个圆盘，四周铣有凹曲，成辐射状排列 叶轮在泵壳内转动，其间有引水道。泵内液体在随叶轮旋转的同时，又在引水道与各叶片之 间，因而被叶片拍击多次，获得较多能量。 液体中旋涡泵中获得的能量与液体在流动过程中讲入叶轮的次激有关。当流量减小时】 流道内认体的运动速度减小，液体流入叶轮的平均次数增多，泵的压头必然增大：流量增大
球形活门吸入和排出。 隔膜泵内与被输送液体接触的唯一部件就是球形活门，这易于制成不受液体侵害的形 式。因此，在工业生产中，隔膜泵主要用于输送腐蚀性液体或含有固体悬浮物的液体。 四 齿轮泵 齿轮泵的结构如图所示。泵壳内有两个齿轮， 一个用电动机带动旋转，另一个被啮合着向相反方 向旋转。吸入腔内两轮的啮相互拨开，于是形成低 压而吸入液体；被吸入的液体被齿嵌住，随齿轮转 动而到达排出腔。排出腔内两齿相互合拢， 于是 形成高压而排出液体。 齿轮泵的压头较高而流量较小，可用于输送粘 稠液体以至膏状物料，（如输送封油），但不能用于 输送含有固体颗粒的悬浮液。 五 螺杆泵 螺杆泵内有一个 或一个以上的螺杆。在 单螺杆泵中，螺杆在有 内螺旋的壳内运动，使 液体沿轴向推进，挤压 到排出口。在双螺杆泵 中，一个螺杆转动时带 动另一个螺杆，螺纹互 相啮合，液体被拦截在 啮合室内沿杆轴前进， 从螺杆两端被挤向中 央排出。此外还有多螺杆泵，转速高，螺杆长，因而可以达到很高的排出压力。三螺杆泵排 出压力可达 10MPa 以上。 螺杆泵效率高，噪音小，适用于在高压下输送粘稠性液体，并可以输送带颗粒的悬浮液。 六 旋涡泵 旋涡泵是一种特殊类型的离心泵。它的叶轮是一个圆盘，四周铣有凹槽，成辐射状排列。 叶轮在泵壳内转动，其间有引水道。泵内液体在随叶轮旋转的同时，又在引水道与各叶片之 间，因而被叶片拍击多次，获得较多能量。 液体中旋涡泵中获得的能量与液体在流动过程中进入叶轮的次数有关。当流量减小时， 流道内认体的运动速度减小，液体流入叶轮的平均次数增多，泵的压头必然增大；流量增大 图 1-62 齿轮泵 螺杆泵
时，则情况相反。因此，其广Q曲线呈陡降形。旋涡泵的特点如下： (1)压头和功率随流量增加下降较快。因此启动时应打开出口阀，改变流量时，旁路 调节比安装调节阀经济。 (2)在叶轮直径和转速相同的条件下，旋涡泵的压头比离心泵高出24倍，适用于高 压头、小流量的场合。 (3)结构简单、加工容易，且可采用各种耐腐蚀的材料制造。 (4)输送液体的粘度不宜过大，否则泵的压头和效率都将大幅度下降。 (5)输送液体不能含有周体颗粒。 名是桑的性纯特五 项目 离心式 正位移式 往复式 旋转式 离心泵旋涡泵 往复泵计量泵隔膜泵齿轮泵 螺杆泵 流量 ①④⑥ ①④7 ②⑤⑧ ②⑤（⑦ ②⑤⑧ 3⑤7 ③⑤7⑦ 压头 ② ③ ③ ② 效率 ② 流量调节 ②34④ 用 启动 流体 2 3 5 ④⑤ 结构造价 ①② ①③ ⑤⑥⑦ ⑤0 560 34 ③4④ 流量：①均匀：②不均匀：③尚可：④随管路特性面而变：⑤恒定：⑥范围广、易达大流量：⑦小流量：⑧ 较小流量： 压头高低：①不易达到高压头：②压头较高：③压头高。 效率：①稍低、愈偏离额定越小：②低：③高：④较高： 流量调节：①出口阀：②转速：③旁路：④冲程 自吸操作：①有：@没有。 启动：①关闭出口阀：@出口阀全开： 坡输送流体：①各种物料（高粘度除外）：②不含固体颗粒，腐蚀性也可：③精确计量：④可输送悬浮液： ⑤高粘度液体：⑥腐蚀性液体：⑦不能输送腐蚀性或含周体颗粒的液体 结构与造价：①结构简单：②造价低：③结构紧凑：④加工要求高：⑤结构复杂：⑥造价高：⑦体积大
时，则情况相反。因此，其 H~Q 曲线呈陡降形。旋涡泵的特点如下： （1）压头和功率随流量增加下降较快。因此启动时应打开出口阀，改变流量时，旁路 调节比安装调节阀经济。 （2）在叶轮直径和转速相同的条件下，旋涡泵的压头比离心泵高出 2~4 倍，适用于高 压头、小流量的场合。 （3）结构简单、加工容易，且可采用各种耐腐蚀的材料制造。 （4）输送液体的粘度不宜过大，否则泵的压头和效率都将大幅度下降。 （5）输送液体不能含有固体颗粒。 各类泵的性能特点 项目 离心式 正位移式 往复式 旋转式 离心泵 旋涡泵 往复泵 计量泵 隔膜泵 齿轮泵 螺杆泵 流量 ①④⑥ ①④⑦ ②⑤⑧ ②⑤⑦ ②⑤⑧ ③⑤⑦ ③⑤⑦ 压头 ① ② ③ ③ ③ ② ② 效率 ① ② ③ ③ ③ ④ ④ 流量调节 ①② ③ ②③④ ④ ②③ ③ ③ 自吸作用 ② ② ① ① ① ① ① 启动 ① ② ② ② ② ② ② 流体 ① ② ⑦ ③ ④⑥ ⑤ ④⑤ 结构造价 ①② ①③ ⑤⑥⑦ ⑤⑥ ⑤⑥ ③④ ③④ 流量：①均匀；②不均匀；③尚可；④随管路特性而变；⑤恒定；⑥范围广、易达大流量；⑦小流量；⑧ 较小流量； 压头高低：①不易达到高压头；②压头较高；③压头高。 效率：①稍低、愈偏离额定越小；②低；③高；④较高； 流量调节：①出口阀；②转速；③旁路；④冲程 自吸操作：①有；②没有； 启动：①关闭出口阀；②出口阀全开； 被输送流体：①各种物料（高粘度除外）；②不含固体颗粒，腐蚀性也可；③精确计量；④可输送悬浮液； ⑤高粘度液体；⑥腐蚀性液体；⑦不能输送腐蚀性或含固体颗粒的液体 结构与造价：①结构简单；②造价低谦；③结构紧凑；④加工要求高；⑤结构复杂；⑥造价高；⑦体积大