第一章 往复泵讲解

我国规定船用双缸四作用电动往复泵排出空气室容积应大于液缸行程容 积(πD2S/4)的4倍。
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第三节 往复泵的空气室和泵阀
二、往复泵的泵阀
1. 泵阀的种类
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第三节 往复泵的空气室和泵阀
二、往复泵的泵阀
2. 泵阀阻力 根据泵阀开启瞬间受力的平衡关系：
p
2

1．吸入液面的压力 由上式可见，在其它条件不变时，吸入液面压力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。
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。
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第一节 往复泵的工作原理和特点
2. 双作用往复泵 活塞往复一次，吸排液体两次；活 塞的两端腔室均工作，吸排阀武汉理工大学 轮机工程系
第一节 往复泵的工作原理和特点
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第一节 往复泵的工作原理和特点
六、往复泵的特点
1．有较强的自吸能力。 自吸能力可由自吸高度和吸上时间来衡量。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。 2．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。
Qt=60 K AeS n
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第三节 往复泵的空气室和泵阀
二、往复泵的泵阀
4.对泵阀的要求（除了希望机构简单、
工艺性好和检修方便以外，还希望阀
“严、轻、快、小”） 1)关闭严密；
2)关闭时撞击要轻，工作平稳无声；
无声工作条件 hmax•n≤ 600～650 3) 启闭迅速及时；
4）阻力小。（注：比载荷小其阀阻力小，但会使hmax加大，使阀关闭
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p
dr

p
sr
第二节 泵的正常工作条件
二、泵的正常排出条件
（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。稳定流动时所 必需的排出压力：
hd
p
dr
Z
d
v
d
p
d

p
dr
Z d hd ρg
H
Z
Z
p
d
（2） 容积式泵的排出压力不得超过额定 排出压力，否则，将可能造成原动机过 载，甚至使泵的密封或部件损坏。 泵的排出压力主要取决于排出液面上的压 力、排出高度和排出管路的阻力。
0.60 ~ 0.80
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第一节 往复泵的工作原理和特点
2.瞬时流量：任一时刻泵的理论流量。
q Av
m /s
3
瞬时流量q等于工作面积为A m 的活塞以速度 v 排送的液体量。 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 v是周 期性地变化的，故其瞬时流量也将周期性地变化。
往复泵的实际流量Q＜理论流量Qt的原因
(1) 泵吸入的液体可能含有气泡； (2) 活塞换向时，由于泵阀关闭迟滞造成液体流失； (3) 活塞环、活塞杆填料等处由于存在一定的间隙以及泵阀关闭不严等 会产生漏泄。 输送常温清水的往复泵
η
v
0.80 ~ 0.98
输送热水、液化烃、石油产品的往复泵
η
v
q Av
m3 / s
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。
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第三节 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。
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第四节 电动往复泵的实例和管理
三、往复泵的管理
1.启动、运转和停泵
2.活塞环和缸套 3.泵阀
4.填料函
四、往复泵的故障分析
1.启动后不能供液
2.运转中发生异常响声
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习 题
1.《船舶辅机考试必备》中本节的全部习题。 2．往复泵为何要设空气室?对空气室的使用管理上应特别注 意什么问题? 3．往复泵打不上水的原因有哪些? 4．对往复泵水阀的要求有哪些? 5．影响往复泵容积效率的主要因素是什么? 6．往复泵的转速对泵的吸入性能有何影响？ 7. 名词解释：
若转速过高，泵阀迟滞造成的容积损失就会相对增加；而泵阀撞击更为 严重，引起的噪声增大，磨损也将加剧；液流和运动部件的惯性力也将随之 增加，而产生有害的影响。由于转速受限，故往复泵较难进入大流量泵的范 畴。
6．运送含固体杂质的液体时，泵阀容易磨损和泄漏。 7．结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多。
3. 泵阀的运动规律 阀的升程h公式
h
q α lc
v f v

q
v
v
μ l 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。
滞后和敲击加剧。一般hmax取2～3m）
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第四节 电动往复泵的实例和管理
一、命名
国标 以船用电动往复泵为例 缸数 1. CDW25-0.35 2. DSL40-0.4 C-船用、D-电动、W-往复泵、L-立式、S-输水 特征代号 流量m3/h
额定排出压力 Mpa
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1 π Ae 2 4
D
2
π 4
D
2
π 2 π 2 1 2 d D d 4 2 4
m2
D ——泵缸直径，m； d ——活塞杆直径，m。 一般d＝(0.12～0.5)D，低压泵取小值。
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第一节 往复泵的工作原理和特点
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。
Qt =60 K AeS n
m3/h
K——泵的作用数； S——活塞行程，m； n——泵的转速，r／min； Ae——活塞平均有效工作面积，m2。
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第一节 往复泵的工作原理和特点
对于活塞两侧空间都工作的往复泵，平均有效工作面积:
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p
dr

p
sr
第二节 泵的正常工作条件
一、泵的正常吸入条件
（1）泵必须能造成足够低的吸入压力， 其值由吸入条件所决定。
hd
p
dr
Z
d
p
s

p
sr
2 v s Zs hs ρg 2g
v
d
H
Z
Z
p
d
（2）泵吸口处的真空度不得大于泵的允 许吸上真空度，
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第三节 往复泵的空气室和泵阀
液体的流程：
吸入长管 吸入 空气室 吸入短管 吸入阀 泵腔
泵腔
排出阀
排出短管
空气室 排出
排出长管
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第三节 往复泵的空气室和泵阀
船用往复泵一般排出管路较长，为了减排出压力和流量的脉动，常装设排 出空气室。而吸入端只要压力波动不致使吸入真空度超过允许吸上真空度， 一般不装设吸入空气室。
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第二节 泵的正常工作条件
影响泵吸入压力的各种因素
2 v s ρg ps psr Z s 2 g hs
4．被输送液体温度的影响
由上式可见液体温度对吸入压力ps的直接影响。液体温度是否影响 吸入压力主要视其对液体密度和管路阻力的影响而定。同时，液体温度 越高，其饱和压力pv越大，泵的允许吸上真空度Hs越小，这就易使正常吸 入条件(2)得不到满足。 5．被输送液体密度的影响 由上式可见，在其它条件相同时，所输送液体的密度ρ越大，则泵的 吸入压力 ps 就越低，吸入条件越差。 6．惯性水头的影响 在液体作不稳定流动(即各处流速随时间而变)时才存在的附加水头， 可用hl表示。
第四节 电动往复泵的实例和管理
二、实例 2CDL系列
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第四节 电动往复泵的实例和管理
二、实例 2CDL系列
1.电动机－转动联轴器 2.减速齿轮箱 3.曲轴－连杆－十字头－活塞杆－ 活塞 4.泵体－泵缸套
5.泵阀箱－泵阀
6.安全阀 （1.1～1.15）Pe
7.润滑系统 循环泵
三、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 多作用泵的作用次数记为K
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第一节 往复泵的工作原理和特点
四、自吸能力 具有能将泵的吸入管和泵内的空气排除的能力。
五、往复泵的流量
m3/h
3．额定排出压力与泵的尺寸和转速无关，主要取决于泵原动机的功率、 轴承的承载能力、泵的强度和密封性能等。