泵与压缩机-往复泵

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1、泵与压缩机主讲:冯进长江大学机械工程学院§4其它型式的泵在石油储运工业中，使用最多的是离心泵，这是由于离心泵的流量，扬程能满足生产的需要，而且适应性强，结构简单、使用维护方便等特点所决定。在其它一些场合下需要有特殊的使用性能时，如在输送含有气体的液体时需要有自吸能力的泵，像自吸式离心泵、旋涡泵等。在输送压力高、流量小、输送液体粘度大及含有气体的介质时，需要选用某些容积式泵来完成任务。本章主要介绍往复泵。§4.1往复泵往复泵是容积泵的一种，它依靠活塞在泵缸中往复运动，使泵缸工作容积呈周期性的扩大与缩小来吸排液体。由于往复泵结构复杂、易损件多、流量有脉动，大流

2、量时机器笨重，所以在许多场合为离心泵代替。但在高压力、小流量、输送粘性大的液体，要求精确计量及要求流量随压力变化小的情况下仍采用各种型式的往复泵。往复泵是泵类产品中出现最早的一种，在旋转式原动机出现以前，往复泵几乎是唯一的泵类。在旋转式原动机出现后，出现了象离心泵等其它类型泵，在某些应用场合取得了往复泵。但往复泵的特点并没有被其它类型泵所代替，至今仍将作为一种不可缺少的泵类，被广泛采用。§4.1.1往复泵的结构及工作原理1.往复泵的结构往复泵主要由两部分组成，即动力部分和水力部分。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

3、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，开始排出过程，直到活塞运动到最左端为止。活塞往复一次，称为一个冲程。在一个冲程泵吸入和排出液体各一次，这种泵称为单作用泵。在一个冲程泵吸入和排出液体各两次，称为双作用泵。3.往复泵的工作原理活塞在缸内往复运动，实现工作腔容积变化，使吸入阀和排出阀交替开闭

4、，从而实现吸排液体的目的，将机械能转换为液体的压能。4.往复泵的工作特点1)往复泵的流量与往复泵活塞(柱塞)的直径D、冲程长度S、活塞(柱塞)每分钟往复次数n及液缸数z有关，而与往复泵的扬程、输送介质的温度和粘度无关。2)往复泵的扬程取决于往复泵在其中工作的装置特性，只要往复泵有足够的强度、原动机功率，以及相应的密封能力，活塞就可以把液体排出。3)往复泵不能象离心泵那样在关死点运转，因此在往复泵装置中必须装有安全阀或其它安全装置。4)往复泵有良好的自吸能力，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。往复泵也存在某些缺点；1

5、)往复泵的流量较小，且流量不均匀。2)由于往复泵的转速比较低，所以，其外形尺寸和重量较大。3)往复泵的结构比较复杂。§4.1.2往复泵的分类1.按泵的液力端特点分类1）按与输送介质接触的工作构件分类活塞泵、柱塞泵和隔膜泵2）按作用特点分类单作用泵、双作用泵和差动泵3）按缸的数量分类单缸泵、双缸泵、三缸泵、多缸泵4）按缸的布置位置分类卧式泵、立式泵、角式泵、对置式泵2.按泵的动力端传动特点分类曲柄连杆泵、凸轮泵、无曲柄泵3.按泵的驱动方式分类机动泵、直动泵、手动泵4.按泵的排出压强分类低压泵（小于1MPa）中压泵(1～10MPa)高压泵（大于10MPa）5.

6、按泵的冲次大小分类低速泵（n＜80rpm）中速泵（80rpm＜n＜250rpm）高速泵（250rpm＜n＜550rpm）超高速泵（n＞550rpm）6.按泵的输送介质分类油泵、酸泵等。7.按泵的用途分类注水泵、计量泵等。§4.1.3往复泵的流量1.理论平均排量往复泵的理论流量是单位时间内活塞所排出的液体体积，在理论上等于活塞工作面在吸入行程中单位时间内在泵缸中扫过的体积，泵的理论平均排量。单作用泵双作用泵2.理论瞬时排量由于活塞作变速运动，所以往复泵工作过程中的流量也是变化的。因此，为了研究流量变化规规律，就必须知道每一瞬时的排量。在排出过程中，任一瞬时往

7、复泵的理论排量等于活塞的面积与活塞运动速度的乘积。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当活塞从左往右运动，左腔吸入液体，速度υ≥0。当活塞从右往左运动，左腔排出液体，速度υ≤0。因此，单缸单作用泵的理论瞬时排量为：（υ≤0）（A）单缸单作用泵的理论瞬时排量单缸单作用泵理论瞬时排量和平均排量（B）双缸单作用泵的理论瞬时排量双

8、缸单作用往复泵的两曲柄的相位角为α0=1800。当缸1的活塞从左往