往复泵的分类和特点分析
往复泵的构造特点及工作原理13
往复泵的工作原理一、往复泵的构造和工作原理往复泵的活塞由连杆曲轴与原动机相连。
原动机可用电机，柴油机;或液压马达,亦可用蒸汽机两点结论:1.液缸体(泵头)和吸入管路必须严格密封,不得漏气,否则泵不能正常吸水;2.由于往复泵是依靠大气压力与液缸体内压力表差吸水,往复泵的吸水高度理论上不能超过十米.往复泵启动时不需灌入液体，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。
二、往复泵的主要性能参数:1.流量:理论流量: 当曲轴以不变的角速度旋转时,活塞(柱塞)是作往复变速运动的,所以泵的流量也是随时间变化的.但对使用者来说,往往要知道在一定时间内所输送液体的体积.因此就需要研究往复泵的理论平均流量,在不计泵内任何容积损失,泵在单位时间内排出的液体的容积称为泵的理论平均流量,简称理论流量;单作用泵: Q t=ASnZ双作用泵: Q t=ASnZ(1+K)式中::Q t----泵的理论流量(l/min);A----活塞(柱塞)的截面积;(dm2); A=πD2/4;(D---活塞(柱塞)直径(dm));S----行程(dm);n----泵速(min-1);Z----缸数;k----系数; k=1-Ar/A=1-(Dr/D)2;实际流量:实际上泵所排出液体的体积要比理论上计算出来的要小;往复泵在单位时间内所排出液体的量称为实际流量;Q=ηv Q t式中: ηv----- 容积效率;往复泵的流量与压力无关，与缸套尺寸、活塞冲程及往复次数有关2.排出压力:往复泵的排出压力是指泵出口处液体的压力p2(表压),单位为帕.(1Pa=1 N/m2);在样本或铭牌中标示的排出压力是指该泵所允许的最大排出压力,称额定排出压力.3.功率及效率:有效功率:单位时间内,通过泵的液体所获得的能量.称为有效功率.(水功率) N e=PQ/60 (Kw)式中: P-----泵的排出压力(MPa)Q------泵的实际流量(l/min)输入功率:动力机传递给泵输入轴上的功率.称为泵的输入功率.(轴功率)N= N e/η(Kw);式中: η----泵的总效率;配套功率:指驱动泵原动机的功率N P;N P=k m N/ηP (Kw);式中: k m-------功率储备系数(k m=1.05-1.5)ηP-------原动机的效率;4.泵的总效率: 有效功率N e与轴功率N之比η= N e/N=ηvηhηm式中: ηv-------泵的容积效率ηh------ 泵的水力效率;ηm-------泵的机械效率;三、往复泵工作特点:1. 瞬时流量是脉动的;2. 平均流量是恒定的;往复泵的流量不能用排出管路上的阀门来调节，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。
往复泵的分类及性能参数讲解
油气集输工艺技术
往复泵的分类及性能参数
开发系集输教研室 彭朋
一、往复泵的分类教学内容
1、按工作件的式样不同 分类
活塞泵
柱塞泵
一、往复泵的分类教学内容
柱塞式计量泵
一、往复泵的分类教学内容
2、按作用方式不同 分类
活塞往复一次，只有 泵缸的一侧各吸入和排出 液体一次。
单作用泵
一、往复泵的分类教学内容
一、往复泵的分类教学内容
6、按泵的排出压力不同 分类
低压泵（pd ≤2.5MPa ） 中压泵（2.5MPa ＜ pd ≤10MPa ） 高压泵（10MPa ＜ pd ≤100MPa ） 超高压泵（pd >100MPa ）
一、往复泵的分类教学内容
7、根据活塞（或柱塞）每分钟往返次数 分类
低速泵（n ≤100min -1） 中速泵（100min -1＜ n ≤550min -1） 高速泵（n＞550min -1）
双作用泵
活塞往复一次，吸、 排液体两次。
一、往复泵的分类教学内容
3、按缸数不同 分类
单缸泵 双缸泵 三缸泵 多缸泵
一、往复泵的分类教学内容
4、按泵缸的布置方式及其相互位置不同 分类
卧式泵 立式泵 V型或星形泵
一、往复泵的分类教学内容
5、按活塞（柱塞）的数目不同 分类
单联泵 双联泵 三联泵 多联泵
2、往复泵的转数较低，需要装配 减速传动装置与 电动机相连；
三、往复泵的特点教学内容
3、往复泵的吸入能力强，适宜输送粘性液体和粘 度随温度变化大的液体；
4、往复泵效率高，压头高，但排量较小。
二、往复泵的性能参数教学内容
1、流量
与排出压力(泵的压头)无 关
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。
§6-5 往复泵的结构和特点
曲轴总成：
曲轴（被动轴）是钻井泵中最重要的零件之一，结构和受力都十 分复杂。
其上装有大人字齿轮和三根连杆大头。
大齿轮圈用铰制孔螺栓与曲轴上的轮毂紧固为一体。
国产三缸单作用泵的曲轴大体上有两种结构型式： • 一种是碳钢和合金钢铸造的整体式空心曲轴结构； •另一种是锻造直轴加偏心轮结构，其特点是改铸件为锻件，化整体 件为组装件，便于保证毛坯的质量，加工和修理比较方便。 国外三缸泵中有的采用锻焊结构曲轴，即将曲轴和齿轮轮毂都焊 接在直轴上，再加工为整体式曲轴。
吸 入 液 缸 及 吸 入 阀 总 成 总 成
吸 入 管 及 底 座
泵 壳 （ 机 座 ） 总 成
不足之处是，更换吸入阀 时需卸下吸入液缸及弯管， 泥浆漏失较多。
I型泵头：
这种直通形泵头的液力端结构紧凑，重量 较轻，缸内余隙流道长度短，有利于自吸；
但更换吸入阀座时，必须先拆除上方的排 出阀，采用带筋阀座时，还要先取出排出阀 座，检修比较困难。
四、柱塞泵
1. 柱塞泵的用途及代号
2. 柱塞泵的工作原理 3. 压裂泵 4. 固井水泥泵 5. 注水用柱塞泵
柱塞泵的用途及代号
用途：柱塞泵在石油矿场主要作为压裂泵、固井水泥泵和注水泵。 它们之间只有压力和流量等性能参数的不同，结构和工作原理并无 实质性区别。 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。
HT-400型三缸柱塞泵冲程长度为8’’，最高冲次为275min-1。
泵的动力端为蜗轮蜗杆传动
一种是圆柱蜗杆传动，传动比 8.6；
往复泵的基础介绍
第一节 往复泵的基本知识
2、往复泵 的工作原 理：
泵与压缩机多媒体课件
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第一节 往复泵的基本知识
吸入过程： 曲柄逆时针旋转（00~1800）， 带动活塞（柱塞）向右移动，液 缸内形成真空，液体在液面压力 的作用下，顶开吸入阀，进入液 缸。 排出过程： 曲柄继续旋转（1800~3600）， 带动活塞（柱塞）向左移动，液 缸内液体被挤压，压力升高，吸 入阀关闭，排出阀顶开，液体进 入排出管。 曲柄连续旋转，不断形成吸入和 排出过程。液体源源不断地排出。
第二节 往复泵的结构
泵与压缩机多媒体课件
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第二节 往复泵的结构
2、液力端：泵头、缸套、活塞、活塞杆、盘根盒、阀、空气包等。
作用：液体工作场所，实现液体的吸入、压缩、排出和压力、流量的平衡。
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第二节 往复泵的结构
液 力 端 布 置 方 案
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第二节 往复泵的结构
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第二节 往复泵的结构
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第二节 往复泵的结构
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第二节 往复泵的结构
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7800×3300×2110
9500
9500
8000
17000
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第二节 往复泵的结构
3ZB70-400三缸柱塞泵 OFM600三缸柱塞泵
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。
往复泵简介
往复泵知识简介一.序言往复泵是一种最早和最常见的机械产品之一，适于输送液体流量不很大、扬程较高的场合，被广泛用于石油、化工、机械、环保等行业。
特别在强腐蚀性、易燃易爆、高粘度、高精度等要求时是离心泵及其它泵无法替代的。
二．往复泵的特点：1.瞬时流量是脉动的在往复泵工作中，输送液体的过程是先吸入后排出周而复始交替进行的，而且柱塞在抽动过程中的速度又随时间在不断的变化，因此泵的瞬时流量也是变化而脉动的。
2.平均流量是恒定的泵的（平均）流量只取决于柱塞直径大小、冲程长短、泵速快慢以及工作腔（或柱塞）数多少，而与排出压力和输送液体的化学物理性质无关。
当一台往复泵的泵速确定时，这台泵的流量就恒定了。
3.泵的压力取决于管路特性往复泵的压力不能由泵本身来产生，而是取决于管路特性，在通常的使用条件下，无论管路有多么大的阻力，泵都是恒量排液，即泵的排出压力值可不受任何限制的。
往复泵在出厂时的压力，是受配带原动机功率和泵本身结构强度的限制，在铭牌上加以限定。
所以在泵的排出管路上必须设臵安全阀，以保证排出压力不高于额定值。
为此，在泵启动前，必须把排出管路上的阀门全部打开，且不能让排出管路堵塞，否则有可能造成设备损坏或人身伤亡事故。
4.对输送介质有较强的适应性往复泵输送液体原则上讲是不受其物理性能和化学性能限制的，除液力材料和密封技术等一时不能解决外，对输送介质的适应性比其它类型泵都强。
5.有良好的自吸能力即泵在一定的安装高度下，不需要灌注，泵就可以在规定的时间内达到正常工作状态。
从上述特点看，往复泵主要用于高压或超高压、中小流量的场合，或要求流量恒定或按比例地输送各种不同介质的场合，以及要求有自吸性能的地方。
三．往复泵的分类：利用工作腔中的容积周期性变化来输送流体的机械称容积泵，又分往复式和回转式两种，往复泵是容积泵中最常见的一种泵。
往复泵按液力端特点又分柱塞泵、活塞泵和隔膜泵以及计量泵。
往复泵按动力端特点又分机动泵（电动型和内燃机型）和直动泵（蒸汽、气体或液压直接驱动型）。
往复泵的定义、工作原理及特点
定义往复泵是容积式泵的一种，是依靠泵缸内的活塞作往复运动来改变工作容积，将能量以静压力形式传给液体，以增加液体的动能，将机械能转变为压力能从而达到输送液体的目的。
工作原理现以活塞式为例来说明往复泵工作原理。
活塞泵主要由活塞在泵缸内作往复运动来吸入和排除液体。
当活塞开始自极左端位置向右移动时，工作室的容积逐渐扩大，室内压力降低，流体顶开吸水阀，进入活塞所让出的空间，直到活塞移动到极右端为此，此过程为泵的吸水过程。
当活塞从右端开始向左端移动时，充满泵的流体受挤压，将吸水阀关闭，并打开压水阀而排出，此过程称为泵的压水过程。
活塞不断往复运动，泵的吸水与压水过程就连续不断地交替进行。
此泵特点是：泵压力可以无限高，流量与压力无关，具有自吸能力，流量不均匀。
此泵适用于小流量、高压力的输液系统。
一、单缸往复泵的工作原理活塞往复一次，即两个行程时，泵只吸入和排出液体各一次，交替进行，输送液体不连续，称为单动泵，也称单缸往复泵。
当活塞受到外力（由动力部分曲柄连杆机构的运动而带动）的作用向一边移动时，泵体内工作室容积变大，压力下降，泵上面的排出阀自动关闭（靠弹簧内或重力），泵下面的吸入阀则自动关闭，将液体吸入泵内。
当活塞向反方向移动时，泵体内容积变小，造成高压，吸入阀则自动关闭，排出阀则被顶开，将液体排出泵外。
二、双缸往复泵的工作原理双缸往复泵的工作原理和单缸泵的原理是一样的，不同的是双缸往复泵有两个泵缸，因此在一个工作循环中，泵吸入和排出液体各两次特点1、适用压力范围广当排液压力波动时，流量比较稳定，往复泵可以设计成超高压、高压、中压或低压。
2、效率高往复泵压缩液体属于封闭系统，故效率较高。
3、适应性较强，排液量范围较较广。
可以用以输送粘度很大的液体，但不宜直接输送腐蚀性液体和有固体颗粒的悬浮液。
4、易损件较多，维修工作量较大。
5、因往复运动受惯性力的限制，转速不能过高，对于流量较大的，外形尺寸及其基础都较大。
6、容易污染工艺介质。
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往复泵的分类和特点分析
种类结构优点缺点适用范围材料特殊要求
盘状活塞式往复泵
活塞成盘
状，长度为
0.8~1.0倍活
塞直径
泵缸长度
较短，流
量大
泵缸分为两
空间，有压
力差易泄漏
常用水泵，
不适于高压
铸铁、钢、
青铜或塑
料
活塞上装设活塞环，以保持
与缸壁间的密封
柱塞式往复
泵采用柱塞，
柱塞小于
100mm为实
心，大于
100mm为空
心
不用安装
活塞环，
维修方
便，能承
受高压
加工成本高柴油机高压
油泵，气缸
油注油器
铸钢、铸
铁、青铜或
合金钢
柱塞表面加工要精密加工，
要高硬度
隔膜式往复
泵利用活塞或
柱塞的往复
运动，再以
气体液体或
机械传动使
隔膜反复股
东
耐磨损或
腐蚀
传动效果低传送含有固
体颗粒或酸
碱类的液体
往复泵按作用次数分类：单作用泵、双作用泵、三作用泵和四作用泵......
往复泵的总体特点：1、有自吸能力2、理论流量与工作压力无关，取决于作用数和泵的结构尺寸、转速
3、额定排除压力与泵的尺寸和转速无关，主要限于轴承的承载能力和泵的密封性能。
实际排除压力随转速升高增高
4、流量不均匀，且实际流量比理论流量小
5、转速不宜太快（泵阀迟滞）
6、对液体污染度不很敏感
7、结构复杂，易损件（活塞环、泵阀、轴承等）较多7、同流量下比离心泵的体积庞大
例：
电动往复泵
组成：电动机、齿轮减速器、曲柄连杆机构、水泵（缸体、活塞及活塞环、阀箱）、滑油泵、空气室(减少液流的惯性水头，减少流量和压力脉动)等
泵阀的种类：
种类优点缺点材料适用范围
盘阀构造简单，易于加工，便于研磨水力损失较大使用广泛
锥阀关闭迅速，不用弹簧，同流损失比
盘阀小制造安装困难，易偏
差，加工精度要求高
锡青铜
球阀使用寿命长，水力损失小与阀座的配合差，密封
性差黄铜或钢多用于运送油液或污秽性
液体，不宜用于高压泵
环阀流通面积大，阻力小加工和装配精度高流量较大，扬程不高的场合
水阀的工作要求：a、关闭严密b、阻力要小c、关闭时应无撞击声d、启闭要迅速及时
空气室的工作要求：船用往复泵吸入段只要压力波动不致使吸入真空度超过允许吸上真空度，一般不用装吸入真空室。
吸入真空室气体会越来越多，排除真空室气体会减少，长时间工作后要调整空气室气体量。
电动往复泵的维修：
1、泵缸及缸套，每年一次用内经千分尺测量缸套的椭圆度和锥度，若缸套磨耗超过标准，要锉缸并更换新活塞。
缸套磨损或锉缸后厚度减小超过15%，则立即更新!
2、活塞及胀圈（活塞环），用塞尺检测开口间隙并对比极限值，超过极限的要立即更换。
（非金属胀圈有胀缩特性，长期存放后需要放热水发胀后使用）
3、水阀，检查工作面的贴合情况及弹簧的工作情况。
水阀工作表面有刻痕的时候，可先光车，然后研磨。