往复泵技术简介

  往复泵是工业泵中不可缺少的一类产品。它的突出优点是：可获得高的排压，且流量与压力无关，适应输送介质十分广泛，吸入性能好，效率高，泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动。在当今世界能源紧缺的形势下，往复泵作为节能产品，在石油开发、管道输煤、煤ɑ工、电站排渣、矿山开采等方面起着重要作用，而且在压力容器检测和实现现代化石油化工工业全面自动化操作方面也是不可缺少的品种。
往复泵是泵类产品中出现最早的一种，至今已有2100多年的历史。在旋转式原动机出现以前，往复泵几乎是唯一的泵类。在旋转式原动机出之后，才逐步的产生了离心泵和转子泵等其它类型的泵。后出现的泵，由于它们的结构比较简单、操作比较方便，而且还有体积小、重量轻、流量均匀等一系列优点，致使原来使用往复泵的地方逐步地为这些泵所取代。目前，往复泵的产量只占整个泵类总产量很少的一部分。但是，往复泵具有的特点并没有被其它类型泵所代替。有些特点仍为其它类型泵所不及，因此，它非但不会被淘汰，而且仍将作为一种不可缺少的泵类，被广泛使用。
一、往复泵的特点
  在离心式和容积式两大类泵中，往复泵属于容积式泵。亦即它也是借助工腔里的容积周期性变化来达到输送液体的目的的；原动机的机械能经泵直接转化为输送液体的压力能；泵的流量只取决于工作腔容积变化值及其在单位时间内的变化次数 (频率)，而(在理论上)与排出压力无关。
往复泵和其它类型容积式泵的区别，仅在于它实现工作腔容积变化的方式和结构特点上：往复泵是借助于活塞（柱塞）在液缸工作腔内的往复运动（或通过隔膜、波纹管等挠性元件在工作腔内的周期性弹性变形）来使工作腔容积产生周期性变化的。在结构上，往复泵工作腔是借助密封装置与外界隔开，通过泵阀 (吸入阀和排出阀)与管路沟通或闭合。往复泵这一实现工作腔容积变化的方式和结构特点，构成了此类型泵性能参数和总体结构的一系列特点。这些特点也正是此类型泵借以生存、竞争和发展的依据：
1.瞬时流量是脉动的
这是因为在往复泵中，液体介质的吸入和排出过程(即容积变化过程)是交替进行的，而且活塞(柱塞)在位移过程中，其速度又在不断地变化之中。在只有一个工作腔(单缸泵)的泵中，泵的瞬时流量不仅随时间而变化，而且是不连续的；在具有多个工作腔(多缸泵)的泵中，如果工作腔的工作相位安排适当，则可减小排出集液管路中瞬时流量的脉动幅度，乃至可达到实用上可认为是稳定流的地步。当然，此时相应的泵的结构也就变得复杂了。也正因为如此，往复泵的工作腔不宜设置过多。因此，往复泵瞬时流量的脉动性也就不可避免，只不过因不同泵型其脉动程度有大有小而已。
2.平均流量(即泵的流量)是恒定的
由前述往复泵实现工作腔容积变化的方式和墓固氐憧芍，当泵的设计合理、制造质量又好时，泵的流量只取决于工作腔容积变化值及其频率，而（在理论上）与排出压力无关，且与输送介质（液体）的温度、粘度等物理、化学性质无关。当泵的每分钟往复次数一定时，泵的流量也是恒定的。往复泵这一特点也正是作为计量泵选型的拇　Ｓ捎谑芑钊（柱塞）密封技术以及泵阀，液缸体等设计技术及材料强度等方面的限制，往复泵的工作腔容积一般不宜太大 (特别是高压时)，工作腔数目不宜太多，每分钟往复次数也不宜太高。因此，泵的流量也不可能很大。
3.泵的压力取决于管路特性
离心式泵流量和扬程是由泵本身所限定的，而且两者是密切相关的。往复泵则不同，它的排出压力不能由泵本身限定，而是取决于泵装置的管路特性，并且与流量无关。换句话说，不论泵装置的管路有多大的水力阻力，原则上泵都可以按其主要结构参数所决定的恒定流量予以排出。也就是说，如果认为输鸵禾迨遣豢裳顾醯(因液体压缩率很小，通常可这样认为，但在高压或超高压下、液体的压缩性也不容忽视)，那么，在理论上可认为往复泵的排出压力将不受任何限制，即可根据泵装置的管路特性，建立泵的任何所需的排出压力。
当然，在往复泵实际出厂时，都有一个泵的排出压偷墓娑ǎ这不是说该泵的排出压力不会再升高，而只是说，由于受到配带原动机的额定功率 (或其它动力源参数)和该泵本身的结构强度 (包括液力端和传动端所有承压、受力的零部件)的限制，不允许高出这一排出压力下使用而已。由这一特点导致往复泵在启动和操作过程中与离心泵有着痛笄别:
①在泵的排出管路上必须设置安全阀，以保证泵的排出压力不高于它的额定值：
②在泵启动前，必须把管路上的排出阀门全部打开，且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；
③往复泵允许降压使用，此时不会产生超载，没有机件损伤的可能，只不过没有充分发挥原设计的功能而已。
4.对输送的介质 (液体)有较强的适应性
往复泵原则上可以输送任何介质，几乎不受介质的物理性能或化学性能的限制。当然，在实际应用中，有时也会遇到不能适应的情况。但是，当遇到这种情况时，多半是因为液力端的材料和制造工艺以及密封技术一时不能解决的缘故，其它类型泵就不能做到这一点。
5.有良好的启吸性能
往复泵不仅有良好的吸入性能，而且还有良好的自吸性能去，因此，对多数往复泵 (除高速泵外)来说，在启动前通常不需灌泵。
由上述往复泵的主要特点可以看出往复泵的主要适用范围。即往复泵主要适用于高压 (或超高压)、小流量，要求泵的流量恒定或定量(计量)或成比例地输送各种不同的介质 (液体)，或者要求吸入性能好或者要求有自吸性能的场合。
二、往复泵的分类
  往复泵（相对离心泵山玻┑奶氐憔龆了它的"通用性"越来越差而专业配套性越来越强。于是就出现了这样的情况——虽然它的产量少，但泵型和品种却繁多，以致于已经无法按照某一统一原则来进行分类了。这里所讲的分类，只能是按照这类型泵各方面特点进行比较，并兼顾到目前己经晒吡说某坪簦予以相对的分类和命名：
(一) 按泵的液力端特点分
l.按与输送介质接触的工作构件可分为：活塞泵、柱塞泵和隔膜 (包括油隔离)泵
2.按泵的工作原理或流量的脉动特性可分为：单作用泵、双作用泵、差动泵、单缸泵，双缸泵、三缸泵、多缸泵等；
3.按泵的活塞(柱塞)数目可分为：单联泵、双联泵、三联泵，多联泵等；
4.按活塞 (柱塞)中心线所处的位置可分为：卧式泵、立式泵、角度式(Y形，V形等)泵，对置式泵和轴向平行式 (无曲柄)泵等。
(二)按泵输送介质某一突出特性分
根据泵设计时靡适用的介质可分为：热油泵、酸泵、碱泵、盐泵、液氨泵、甲铵(氨基甲酸铵)泵、泥浆泵、重水泵、清水泵、高温泵、低温泵、超低温泵、高粘液泵、低粘液泵等。
(三)接泵的用途分
根据泵主要的使用部门或主要用途可分为：工业用泵、农业用泵、陆用泵、船用泵、化糜帽谩⒃子能用泵、电站用泵、石油矿场用泵、液压机用泵、压裂泵、固井泵、农药喷雾用泵、注水泵、清砂泵、清渣泵、除锈泵、试压泵、消防泵、计量泵、平流泵等。
三、往复泵的应用与发展
综合前述可知，往复泵是一类品种多、批量少，而通用化程度较低、专业配套性很强的产品。它常常是随着某一生产工艺的需要而产生，又随着这一生产工艺的重大改革或取消而更新或淘汰。当这种生产工艺长期稳定时，也有基本上适应这一工艺需要的定型产品。从上述分类可知，往复泵的应用仍然十分广泛。下面将列举若干实际应用领域来补说明这一情况。例如：
用于化肥生产配套用的有铜液泵、碱液泵和氨基甲酸铵(甲铵)泵和液氨泵等；
用于高压聚乙烯装置配套用的超高压催化剂注射泵等;
用于11.5万t/a、30万t/a乙烯、3万t/a乙醛、5万t/a炳烯腈、2.5万t/a芳烃等装置上的各种药液注射计量泵以及用于各研究院所中试验装置上的各种计量泵等;
用于提供造船或机械制造大型锻压设备上配套用的液压机用泵;
用于输送石油及其副产品和电蛄锅炉给水备用配套的各种蒸汽直动泵;
用于陆上石油钻井或海上石油开发配套用的钻井泥浆泵、压裂泵、固井泵和注水泵等;
用于铸造、轧钢方面的水力清砂、除锈泵;
用于长距离管道输送煤粉、冶金矿尾矿的油隔离泵，用于矿井排水的无曲柄泵以及用于加固井壁、防止地下水害的注浆、堵水用泵等;
用于船舶的舱底泵;
用于农药喷雾机配套用的农用泵;
用于水压试验或容器爆破试验以及水力切割配套的高压泵和超高压泵；
用于城市污水清洗车配套的清洗泵，用于消防的消防泵;
用于电站或船台等污水处理的各种计量泵。
总之，往复泵无论是在工业或农业、陆上和海上、国防与民用、科研与生产等各个部门，仍然是作为一种不可缺少的品种被广泛地采用着。总括各类往复泵，它的排出压力可由常压，一直到15000kgf/cm2，其流量范围由cc/h-600m3/h，输送介质的温度由-200-450℃，粘度由0.1cp-250000cp。被输送的介质，由一般常温清水直至具有强腐蚀、易挥发、易结晶、易燃、易爆、剧毒、恶臭、磨砺性强槐戎卮蟆⒄扯雀摺⒂蟹派湫曰蚱渌贵重液体等。
从今后发展的角度来看，尽管往复泵原来占据的位置有不少已被其它类型泵所取代，其产量也很少，但这并不意味着往复泵有全部被取代的趋势。实际情况是:在各类型泵的生存与竞争中，则是更加突出地发挥了它们各自的特长，显示其本身的优越性，从而更好地为国民经济、为四个现代化服务。由此可知，要想求得往复泵的生存与更进一步的发展，从根本意义上来讲，就是要扬长避短，充分发挥往复泵本身的优势。这就是说：
第一，要充分发挥往复泵配套性强、适应介质广泛的优势。对于其它任何一类泵来荆它所适应的介质都要受到限制。例如，离心泵就不能适应粘度很高的液体；转子泵则通常不能适应于化工介质。而目前随着石油化工、化学工业、医药卫生等部门生产技术的发展，使得输送介质的名目繁多、性状各异。有些介质对其它类型泵来讲，就不能适应，但对往复泵来讲，因为它驹蛏喜皇芙橹实奈锢砗突学性能的限制，可见，往复泵是大有用武之地的。
第二，要充分发挥往复泵在流量比较小而排出压力又很高的情况下，它的整机效率高、运转经济性好的优势。
对于我们从事往复泵研究、设计和生产的部门来讲，如何正确地宣传往复泵的特点，如九力地发展新品种以满足用户的需要，是面临的新任务。特别是当排出压力很高 (高压或超高压)而流量又很小时，其它类型泵已经不仅是效率很低的问题，而是根本不能适用。因此，往复泵主要是在高压或超高压、流量小或比较小的范围内发展新品种。在这一领域内，往复泵是独占优势的。
第三，要充分发挥往复泵的流量恒定而且与排出压力无关的优势。
往复泵这一特长是它成为计量泵选型的基础，而计量泵这一新品种是随着现代工业朝着自动化操作，远距离自动控制这一发展形势而出现的。由于计量泵这一新品种的出现，使得原来生产工艺由手工进行牧吓浔日庖换方冢被计量泵所代替，使物料配比实现了远距离自动控制下的连续操作，并使物料配比更加准确无误，从而为提高产品质量、降低成本、改善劳动条件、提高全员劳动生产率、全面实现工艺流程的自动化创造了条件。计量泵虽然只是从本世纪五十年代才兴起的新品种，但是至牟唤鍪窃谑油、化工合成装置上被广泛采用，而且在水处理装置、研究院所的中间试验装置以及化学分析仪器、医药食品加工和矿井注浆堵水方面也已被广泛采用。
当然，要求得往复泵的不断发展，不仅要注意到充分发挥它的特长或优势，而且还要不断地克服它的缺点。为此，就男爰忧考际趸础的研究、不断地提高产品质量，注意采用新技术、新材料、新工艺，以及在保证产品好用、耐用的同时，要力求结构简单、操作方便、体积小、重量轻和外形美观。