容积式泵(正位移泵)

泵送有毒和有毒的液体。

活塞泵排量泵 - 通常是⼿动泵送少量液体或凝胶的简单装置。

普通的洗⼿液是这样⼀台泵。

径向活塞泵△图为齿轮泵最简单的旋转容积式泵。

它由两个啮合的齿轮组成，其在紧密配合的壳体中旋转。

齿轮泵⼴泛⽤于汽车发动机油泵和各种液压动⼒单元。

△图为螺杆泵螺杆泵⼴泛⽤于泵送困难物料，如污染污染⼤颗粒的污泥，轴旋转时，转⼦逐渐将流体向上推动到橡胶套上。

这种泵可以在低体积下产⽣⾮常⾼的压⼒。

△图为叶瓣泵叶瓣泵将两个长螺旋转⼦之间的液体置换，当两个长螺旋转⼦之间垂直于90°旋转时，它们在三⾓形密封线结构内旋转，如图通过旋转将⼀部分液体转换位置。

该设计产⽣具有相等体积和⽆涡流的连续流动。

它可以低脉动率⼯作，有点类似⼼脏。

△图为360°蠕动泵蠕动泵包含⼀个安装在圆形泵壳内的柔性管。

当转⼦转动时，压缩管的部分关闭（或堵塞），迫使流体通过管。

另外，当管⼦通过凸轮之后，当管⼦处于其⾃然打开状态，将流体吸⼊到泵中。

这个过程称为蠕动，许多⽣物系统都利⽤这种⽅式运输⽔流，如胃肠道。

△图为绳泵1000多年前我们的先⼈就发明了这种泵，松散吊绳被降低到井中，并通过长管浸⼊⽔中。

在绳索上有很多与管道直径相匹配的圆盘或结，他们能密闭⼀段⽔柱，并将⽔柱拉上来。

脉冲泵脉冲泵使⽤由⽓体（通常是空⽓）产⽣的压⼒。

在⼀些脉冲泵中，滞留在液体（通常是⽔）中的⽓体被释放并积聚在泵的某处，产⽣可以将部分液体向上推的压⼒。

△图为离⼼泵离⼼泵通过增加流速将动能添加到流体。

当流体流出排出管道之前或当流体离开泵进⼊排放管道时，能量的这种增加转化为势能（压⼒）的增量。

动能转化为压⼒由热⼒学第⼀定律，或更具体地由伯努利原理解释。

热⼒学第⼀定律（the first law of thermodynamics）不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律，表达式为Q=△U+W。

表述形式：热量可开泵后，泵轴带动叶轮⼀起⾼速旋转产⽣离⼼⼒。

The principles of Chemical Engineering主讲主讲、、制作制作：：齐世学烟台大学化学生物理工学院Ch2流体输送设备（Fluid transport machine）概述§11 概述离心泵2 离心泵§23 其它类型泵其它类型泵§3气体输送与压缩设备§44 气体输送与压缩设备一、往复泵§2 2 其它类型泵其它类型泵1. 往复泵的结构往复泵是一种容积式泵，它靠活塞的往复运动依次开启吸入阀和排出阀从而吸入和排出液体入和排出液体。

亦称正位移泵。

主要部件主要部件：：泵缸泵缸、、活塞活塞、、活塞杆活塞杆、、吸入单向阀和排出单向阀入单向阀和排出单向阀。

活塞与单向阀之间的空隙称为工作室间的空隙称为工作室。

2. 工作原理☻左右两端点亦称死点。

☻两端点之间的距离叫行程或冲程。

☻流量不均匀流量不均匀。

☻单动泵、双动泵、三联泵三联泵。

QθQθ3. 往复泵与离心泵的比较①流量流量：：单动双动rT ASn Q =rT Sn a A Q )2(−=☻理论上与H 无关无关，，只要往复一次只要往复一次，，泵就排出一定的液体就排出一定的液体。

☻由于活塞衬填不严由于活塞衬填不严、、阀门开闭滞后阀门开闭滞后、、高压头泄漏高压头泄漏，，造成Q T ↓。

TV T Q Q η=V η——容积效率容积效率，，中型泵为0.9~0.95。

②压头压头（（扬程扬程）：）：与泵的几何尺寸无关与泵的几何尺寸无关，，只要机械强度及功率允许功率允许，，需要多高就能提供多大的压头需要多高就能提供多大的压头。

Q QH HH'0a'aHQQ TQ☻正位移特性特性：：Q T 与管况无关与管况无关。

③功率和效率功率和效率：：V e e N N gQH N ηρ/ ; ==④允许吸上真空度允许吸上真空度：：也有气蚀现象与离心泵一样靠减压吸入液体与离心泵一样靠减压吸入液体，，同样也要考虑安装高度要考虑安装高度，，避免气蚀发生避免气蚀发生。

泵的概念及分类泵的定义泵是输送流体或使流体增压的机械。

它把原动机的机械能转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能。

泵的实际运用非常广泛，品种系列繁杂，分类方法也是各不相同。

泵的分类按泵的作用原理：叶片式泵：泵对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的，离心泵、轴流泵、混流泵都属于叶片式泵。

容积式泵：泵对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的。

一般使工作室容积改变的方式有往复运动和旋转运动两种，加活塞式往复泵、柱塞式往复泵都属于容积式泵。

其它类型泵：指除叶片式泵和容积式泵以外的特殊类型泵。

主要有：螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵、气升泵等。

其中螺旋泵是利用螺旋推进原理来提高液体的位能，其它上述泵特点都是利用高速液流或气流的动能或动量来输送液体的。

按泵轴位置立式泵、卧式泵按吸口数目分单吸泵、双吸泵按驱动泵的原动机分电动泵、汽轮机泵、柴油机泵、气动隔膜泵往复泵定义：往复泵包括活塞泵、计量泵和隔膜泵，通称往复泵。

它是正位移泵的一种，应用比较广泛。

往复泵是通过活塞的往复运动直接以压力能形式向液体提供能量的输送机械。

以电机为驱动部件的往复泵叫机动泵以蒸汽、气体或液体为驱动部件的往复泵叫直动泵特点：①自吸能力强；②理论流量与工作压力无关，只取决于转速、泵缸尺寸及作用数。

可获得很高的排压，且流量与压力无关，吸入性能好，效率较高，其中蒸汽往复泵可达80%~95%；③泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动；④流量不均匀；⑤转速不宜太快；⑥原则上可输送任何介质，几乎不受介质的物理或化学性质的限制；⑦结构较复杂，易损件较多。

活塞泵定义：活塞泵又叫电动往复泵，从结构分为单缸和多缸。

靠活塞往复运动，使得泵腔工作容积周期变化，实现吸入和排出液体。

特点：①扬程较高；②活塞泵适用于高压、小流量的场合；③输送常温无固体颗粒的油乳化液等。

计量泵计量泵也称定量泵或比例泵。

计量泵是一种可以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在0-100%范围内无级调节，用来输送液体（特别是腐蚀性液体）一种特殊容积泵。

双螺杆泵原理
双螺杆泵，也称正位移泵，是一种用于输送粘性、腐蚀性液体、高温介质和含固体颗粒的流体的容积式泵。

它的工作原理如下：
双螺杆泵由两个相互啮合的螺杆和泵体组成。

其中一个螺杆为主动螺杆，另一个为从动螺杆，泵体内部分别对应着两个螺杆的螺纹形状，两个螺杆同时转动时，在泵体内部会形成一串密封的容积隙。

当主动螺杆旋转时，从动螺杆受到主动螺杆齿与齿之间的啮合作用，沿轴线滚动，并且随着主动螺杆的旋转而跟随其运动。

在从动螺杆的作用下，泵体内的介质随着容积隙的移动被吸入，随着容积隙的变小被压缩并向出口处排出。

由于双螺杆泵是以容积变化作为工作原理，因此输送介质时压力稳定，流量平稳，而且能在相对较高的压力下运行。

此外，双螺杆泵内部几乎没有搅拌和剪切力，适用于输送高粘度、易结晶、易挥发的介质，更加稳定可靠。

常用化工设备种类及简介一、动设备动设备定义、种类（1）石油化工动设备定义石油化工动设备是指在石油化工生产装置中具有转动机构的工艺设备。

（2）石油化工动设备种类石油化工动设备种类可按其完成化工单元操作的功能进行分类，一般可分成流体输送机械类、非均相分离机械类、搅拌与混合机械类、冷冻机械类、结晶与干燥设备等。

动设备（容积泵、离心泵、往复式压缩机、离心式压缩机等）的结构及工作原理（1）容积泵的结构及工作原理容积泵又称“正位移泵”。

通过若干封闭的充满液体的空间（如缸体），周期性地将能量施加于液体，使液体压力直接增加到所需值的泵，包括往复泵、转子泵等。

1）往复泵往复泵是活塞泵、柱塞泵和隔膜泵的总称，它是容积式泵中应用比较广泛的一种。

按驱动方式，往复泵可分为机动泵（电动机驱动）、直动泵（蒸汽、气体或液体驱动）和手动泵三大类。

往复泵是通过活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量的液体输送机械。

①活塞泵活塞泵的主要部件是泵缸、活塞、活塞杆、单向开启的吸入阀和排出阀。

泵缸内活塞与阀门间的空间为工作室。

②计量泵计量泵又称比例泵，其装置特点是通过改变柱塞的冲程大小来调节流量，当要求精确输送流量恒定的液体时，可以方便而准确地借助调节偏心轮的偏心距离，改变柱塞的冲程来实现。

有时，还可通过一台电机带动几台计量泵的方法将几种液体按比例输送或混合。

③隔膜泵当输送腐蚀性液体或悬浮液时，可采用隔膜泵。

隔膜泵实际上就是柱塞泵。

隔膜式计量泵可用来定量输送剧毒、易燃、易爆和腐蚀性液体。

2）转子泵转子泵又称回转泵，属正位移泵，它们的工作原理是依靠泵内一个或多个转子的旋转来吸液和排液的。

石油化工中较为常用的有齿轮泵和螺杆泵。

①齿轮泵目前石油化工中常用的外啮合齿轮泵的结构泵壳内有两个齿轮，其中一个为主动轮，它由电机带动旋转；另一个为从动轮，它是靠与主动轮的相啮合而转动。

两齿轮将泵壳内分成互不相通的吸入室和排出室。

当齿轮旋转时，吸入室内两轮的齿互相拨开，形成低压而将液体吸入；然后液体分两路封闭于齿穴和壳体之间随齿轮向排出室旋转，在排出室两齿轮的齿互相合拢，形成高压而将液体排出。

容积式泵的工作原理
容积式泵是一种通过容积变化产生压力差的泵，其工作原理可分为四个基本步骤：
1. 吸入阶段：泵的吸入腔体扩大，形成负压区域，使得进流管路中的介质被吸入泵内。

2. 封闭阶段：泵的吸入腔体与流出腔体之间的连通通道被关闭，避免介质返流。

同时，泵的吸入腔体逐渐缩小，将吸入的介质逐渐压缩。

3. 推压阶段：泵的流出腔体的容积减小，导致压力升高，介质被推出泵体。

4. 排放阶段：泵的流出腔体继续缩小，推出泵体的介质排放至出流管路。

容积式泵通过不断改变各腔体的容积，使得介质在不同腔体间被推压、流动。

泵体内部通常设置配流机构，如齿轮或柱塞等，用于控制各腔体之间的连通与关闭。

由于泵体内没有旋转部件，因此具有较好的密封性能和抗污染能力。

容积式泵广泛应用于多种工业领域，如化工、石油、食品、医药等。

泵按工作原理可分为两大类：容积式泵和叶片式泵容积式泵：活塞式（有脉动）、回转式（流率均匀）一、往复泵是正位移泵之一，通常由液力端和动力端组成。

液力端直接输送液体，把机械能转换成液体的压力能，动力端将原动机的能量传给液力端。

液力端由曲轴、连杆、十字头、轴承等组成；液力端由液缸、活塞（或柱塞）、吸入阀及排出阀等组成。

活塞在做往复运动的同时，缸内工作容积随之发生周期变化，由泵阀控制液体单向吸入、排出，形成工作循环使能量增加。

往复泵为容积式泵，分为电动泵（隔膜泵、柱塞泵）、蒸汽直接作用泵。

往复泵的轴封通常是填料密封。

当输送不允许泄漏介质时，可采用隔膜式往复泵。

往复泵适用于高压、小流量、高粘度、要求泵流量恒定或定量（计量）或成比例地输送各种不同液体、要求吸入性能好或有自吸性能的场合。

往复泵主要有以下特点：（1）压力与流量几乎无关，只是流量由于压力的增加而增大漏损，轴功率随压力和流量而变化；（2）瞬时流量不均匀、脉动。

不同泵型脉动程度不同；（3）往复泵的排出压力取决于管路特性，在泵排出管路必须设置安全阀，启动时必须打开排出管路上的所有阀门；（4）具有自吸能力，启动时不需灌泵。

但实际使用时，为避免缸内运动不见干摩擦，在初次启动前应先灌一次泵；（5）流量可根据工艺流程的需要进行调节、控制和精确计量。

旁路调节流量简便可行但不经济，一般适用于流量变化较小的经常性调节；改变活塞冲程和往复次数经济性好但操作不便，在经常性调节中目前仍很少采用。

往复泵的配置要求：（1）为减小流体脉动幅度、使流量均匀，可在紧靠泵的吸入侧和排出侧分别设置缓冲罐（三乙基铝泵一般不设）。

进口阻尼器能提高泵抗汽蚀性能，出口阻尼器减少脉动。

（2）每台往复泵的出口与第一个阀门之间应设置安全阀，若泵自带安全阀，则可不设。

（3）往复泵通常不设止回阀。

一、计量泵又称比例泵或定量泵，从操作原理来看就是往复泵。

在0～100%额定流量范围内可调节，且在额定条件下和最大相对行程长度处的流量计量精度不低于±1%。