第一部分：往复泵工作原理基础理论

往复泵 reciprocating pump第一节 第二节 第三节 第四节 水泵分类 往复泵的工作原理和特点 泵的正常工作条件 往复泵的空气室和泵阀

第一节 水泵分类

第一节 水泵分类按用途分： 1、往复泵：注水泵、增压注水泵、调剖泵、钻机泥浆泵、 洗井泵、压裂泵、固井泵、注聚泵、输油泵、试压泵、加 药泵等 2、离心泵：注水泵、输油泵、消防泵、排污泵、捞砂泵、 锅炉给水泵等 按工艺流程分： 1、往复泵：开工泵、尾矿输送泵、一段钾泵等 2、离心泵：化工流程泵、脱碳泵、脱硫泵等

第二节 往复泵的工作原理和特点往复泵属于容积式泵(靠泵内工作容积的变化产生吸排)一、基本组成二、工作原理 1. 单作用往复泵 活塞(柱塞)往复一次， 吸排液体一次；仅活塞(柱 塞)的一端腔室工作，吸排 阀各一个。活塞(柱塞)、活塞杆(连接杆)、泵液缸、泵阀、曲柄连杆机构

第二节 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 ，吸排阀各两个。

第二节 往复泵的工作原理和特点

第二节 往复泵的工作原理和特点三、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

第二节 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。

第二节 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:

Ae

1 π 2 4

D

2

π 4

D

2

π 4

d

2

π 2 1 2 D d 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。

η 第二节 往复泵的工作原理和特点 =0.6~0.92ν

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

ην=0.6~0.92

第二节 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

2 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。

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 q max, q min, q m 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

脉动率

σ

Q

表1—1作用数K σ Q(λ =0) σ Q(λ =0.2) 1 3.14 3.20 2 1.57 1.60 3 0.14 0.25 4 0.32 0.32

1.多作用往复泵流量的均匀程度显然要比单作用泵强； 2.作用数K越大，流量越均匀； 3.奇数K的往复泵比偶数K的往复泵的流量均匀。

第二节 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

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。

以上3个特点也是容积式泵共有的特点

第二节 往复泵的工作原理和特点六、往复泵的特点4.流量不均匀，从而会导致排出压力波动。 为了减轻这种弊端，常采用多作用往复泵或设置空气室。 5.转速不宜太快。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。

p

dr

p

sr

第三节 泵的正常工作条件 h

d

p

dr

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。

p

s

Z s vs hs ρg psr 2g 2

Z

d

v

d

(2)泵吸口处的真空度不得大于泵的允许 吸上真空度。

HZ Z

p

d

p p H p p / ρg H p pa s s a s s ' s v

p

s

Z

s

Hs 吸入真空度标定值 [Hs] 允许吸上真空高度 P’s 最低吸入压力

p hs

sr

v

s