「动图GIF」动画演示泵的工作原理

  泵在过程流体机械中占有很大比例，它是一种通用机械，是输送流体并提高流体压力的机器。在各个工业领域中，凡是有流体输送的地方就有泵在工作，其主要应用场景范围有水利、石油、化工、城市给排水、冶金和交通运输等工业部门。根据作用原理，泵可大致分为三大类：

  ①容积泵：利用容积周期性变化来输送并提高流体压力，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵等；

  ②叶片泵：依靠泵内非常快速地旋转的叶轮将能量传给液体，提高压力并输送流体，如离心泵、混流泵、轴流泵等；

  ③其他类型的泵：利用液体静压力或流体动能来输送液体的流体动力泵，如射流泵、水锤泵等。

  离心泵特点：①结构紧密相连；②输送流体种类多， 流量和扬程范围宽；③适用于轻度腐蚀性液体；④控制选择多；⑤流量均匀、运转平稳、振动小，不需要特别减震措施；⑥设施安装、维护检修费用较低。

  ①多级离心泵为立式结构，具有占地面积小的特点，泵重心重合于泵脚中心，因而运行平稳、振动小、寿命长。

  ②多级离心泵口径相同且在同一水平中心线上，无需改变管路结构，可直接安装在管道的任何部门，安装极为方便。

  ④多级离心泵扬程可通过改变泵级数（叶轮数量）来满足多种要求，故适用范围广。

  适合使用的范围：多级离心泵具有高效率节约能源、性能范围广、运行安全平稳、低噪音、长寿命、安装维修方便等优点；通过改变泵的材质、密封形式和增加冷却系统，可输送热水、油类、腐蚀性和含磨料的介质等。

  螺杆泵特点：螺杆泵除了具有容积泵的共同特点外，还因其轴向流动连续均匀、脉动小、内部速度低以及允许有较多的空气和其他气体混入等优点，使它可以在不允许有液体发生搅动和旋转的许多场合得到应用。

  适用范围：大范围的使用在石油、化工、化纤、电力、海上平台工程、造船、精密机床好食品等工业部门，用来代替离心泵、往复泵、齿轮泵、叶片泵等作为输油泵、液压泵、润滑油泵、燃油泵和封液泵等。

  往复泵特点：①自吸能力强；②理论流量与工作所承受的压力无关，只取决于转速、泵缸尺寸及作用数；③额定排出压力与泵的尺寸和转速无关；④流量不均匀；⑤转速不宜太快；⑥对液体污染度不敏感；⑦结构较复杂，易损件较多。

  适用场合：适用于输送流量小，压力较高的各种介质，如低黏度、高黏度、易燃、易爆、剧毒等多种介质。特别是当流量小于100m/h，排除压力大于10Mpa时更加显示出它的高效率和良好的运行性能。

  双动往复泵特点：和单作用往复泵类似，但是流量比单作用往复泵均匀，而且是低冲刺，减小泵的易损件的磨损，整体振动减小，零部件受力大为改善，综合性能优于单作用往复泵。

  齿轮泵特点：①结构相对比较简单，价格实惠公道；②工作要求低，应用广泛；③端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多固定的密封工作腔，只能用作定量泵；④质量轻、工艺性好、价格实惠公道、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载，维护方便、工作可靠；⑤径向力不平衡、流动脉动大、噪声大、效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复，不能做变量泵用。

  适用范围：一般输送润滑性质的液体，如石油部门输送燃料油和润滑油；在机械行业中用于速度中等，作用力不大的液压系统和润滑油系统中作为辅助油泵；在化工行业中可用于输送如尼龙、聚乙烯、聚丙烯和其他熔融树脂等高黏度物料。

  叶片泵特点：输出流量比齿轮泵均匀，运行平稳，噪声小；工作所承受的压力高，容积效率也高，单作用叶片泵易实现流量调节，双作用叶片泵因转子所受径向液压力平衡，常规使用的寿命长；但是叶片泵自吸能力差，对油液污染较敏感，叶片容易被杂质卡死，工作可靠性差；结构较为复杂，对制作精度要求比较高，造价高。

  旋涡泵特点：旋涡泵结构相对比较简单，流量小，扬程高；效率很低（由于液体在流道内撞击损失较大），最高不超过45%，通常为15%～40%；大多数旋涡泵都具有自吸能力，有些旋涡泵还可以抽气或抽送气液混合物。

  (1)在化学工业中输送酸、碱及其他腐蚀性液体，要求泵具有小流量、高扬程、较慢的化学反应速度和较高的耐腐的能力。由于旋涡泵的工作零件简单，因此易于实现上述要求。

  (2)抽送介质密度小的液体（如汽油、酒精等）。由于这些液体易于挥发，因此抽送时多为气液混输，如机场、汽车配油站，甚至于飞机的加油。旋涡泵能进行气液混输，在上面讲述的情况下工作，一般时间短，所以，效率低就不是主体问题了。

  (3)抽送含有气体的液体，抽送含有高弹性气体的液体（如丙烷、丁烷等）。抽送吸入管中部分蒸发的液体。

  气体隔膜泵特点：良好的柔韧性，还要有较好的耐腐蚀和抗老化性能；气动隔膜泵的密封性能较好，能够较为容易地达到无泄漏运行，可用于输送酸、碱、盐等腐蚀性液体及高粘度液体；具有自吸能力：不需灌引水，吸程高达7m；不必用电，在易燃、易爆场所使用安全可靠；本泵无须用油润滑，不会过载、空转对泵也无任何影响等。

  适用场合：各种强酸、强碱、强腐蚀液体，各种剧毒、易燃、易挥发液体；各种高温液体, 最高可耐150℃；要求高纯、高洁净物料的输送，气动隔膜泵无需润滑，没有润滑剂污染物料之忧。如在医药中间体及产品，实验室药剂等的输送；饮食业泵吸花生酱、泡菜、土豆泥、小红肠、果酱苹果浆、巧克力、啤酒花及发酵粉稀浆、糖浆、糖蜜等。

  水环式真空泵特点：结构相对比较简单，制造精度要求不高，容易加工；结构紧密相连，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置；由于泵腔内没有金属摩擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小；吸气均匀，工作平稳可靠，简单易操作，维修方便，但是效率低，一般在30%左右。

  适用场合：在工业生产的许多工艺过程中，如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和线. 蒸汽喷射泵

  蒸汽喷射泵特点：:启动快，工作所承受的压力范围宽，抽气量大,能直接排入大气，结构相对比较简单，因无运动构件而运行可靠，使用期长。这种泵很适于抽除含尘、可凝性、腐蚀性和易燃易爆气体。

  适用范围：输送或压缩混合气体、蒸汽、液体和固体的设备,气体或液体常被作为动力介质。

  工作原理：活塞泵靠活塞往复运动，使得泵腔工作容积周期变化，实现吸入和排出液体。活塞泵由泵缸、活塞、进出水阀门、进出水管、连杆和传动装置组成。靠动力带动活塞在泵缸内作往复运动。当活塞向上运动时，进水阀开启，水进入泵缸，同时活塞上的水阀关闭，活塞上部的水随活塞向上提升;当活塞向下运动时，进水阀关闭，活塞上的阀门开启，同时使泵缸下腔的水压人上腔，并升入出水管，如此反复进水和提升，使水不断从出水管排出。活塞泵分为单、双作用式；单、双、多缸式；卧、立、斜式；机动、手动、脚踏、畜力式。活塞泵的流量Q=0.71～6000m3/h，排出压力P2≤39.2Mpa，大多数情况下P2≤24.5Mpa。

  工作特点：活塞泵的流量是由泵缸直径、活塞行程及活塞每分钟的往复次数确定的；扬程取决于装置管路特性，同一台活塞泵流量不变，而扬程可随着装置管路特性变化。即扬程提高，而流量不变，只在高压区，流量稍有减少。活塞泵适用于高压、小流量的场合，特别是流量小于100m3/h，排出压力大于9.8Mpa时，更显示出它较高的效率和良好的运行性能。它吸入性能好，能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体。因此，在石油化学工业、机械制造工业、造纸、食品加工、医药生产等方面应用很广。低中速活塞泵速度低，可用人力操作和畜力拖动，适用于农村给水和小型灌溉。

  工作原理：靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵；罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v内，再经排气口排出。由于吸气后v空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。 但当转子顶部转过排气口边缘，v空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间v中去，使气体压强突然增高。当转子继续转动时，气体排出泵外。罗茨泵在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，能轻松实现高转速运行。

  工作特点：在较宽的压强范围内有较大的抽速；起动快，能立即工作；对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感；转子不必润滑，泵腔内无油；振动小，转子动平衡条件较好，没有排气阀；驱动功率小，机械摩擦损失小；结构紧密相连，占地面积小；运转维护费用低。

  工作原理：泥浆泵，是指在钻探过程中向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液的机械，它是将地表冲洗介质——清水﹑泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下，经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端，以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的，由动力机带动泵的曲轴回转，曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下，实现压送与循环冲洗液的目的。

  工作特点：瞬时流量是脉动的；平均流量是恒定的；泵的压力取决于管路特性；对输送介质(液体)有较强的适应性；有良好的自吸能力。

  工作原理：气气增压泵以压缩空气为动力，将低压气体压力升高后连续输出，最终输出压力可升高至动力源压力的两倍甚至数十倍，是无污染的气体增压装置。根据输出压力和结构及形式又分成低压泵和高压泵。低压泵大多数都用在当现场气源压力不足或不稳定，不能确保气动装置的最低使用压力时，维持气动装置正常工作，满足设备的局部高压用气要求。

  工作特点：工作所承受的压力范围大，选用不相同的型号的泵可获得不同的压力区域，调节输入气压输出气压相应得到调整。可达到极高的压力，气体90Mpa；流量范围广，对所有型号泵仅0.1Kg气压就能平稳工作，此时获得最小的流量，调节进气量后可得到不同的流量；易于控制，从简单的手动控制到完全的自动控制均可满足规定的要求；自动重新再启动，无论何种问题导致保压回路压力下降，将自动重新再启动，补充泄漏压力，保持回路压力恒定；操作安全，采用气体驱动，无电弧及火花，可在危险场合使用；最大节能可达70%，因为保持保压不消耗任何能量。

  工作原理：气液增压泵工作原理类似于压力增压器，对大径空气驱动活塞施加一个很低的压力，当此压力作用于一个小面积活塞上时，产生一个高压。通过一个二位五通气控换向阀，增压泵可以在一定程度上完成连续运行。由单向阀控制的高压柱塞不断的将液体排出，增压泵的出口压力大小与空气驱动压力有关。当驱动部分和输出液体部分之间的压力达到平衡时，增压泵会停止运行，不再消耗空气。当输出压力下降或空气驱动压力增加时，增压泵会自动启动运行，直到再次达到压力平衡后自动停止。

  工作特点：输出压力高，液泵最大可达640MPa，气泵最大可至200MPa；使用范围广，工作介质可为液压油.水及大部分化学腐蚀性液体，而且可靠性高，免维护寿命长；输出流量范围广，对所有型号泵仅需较小驱动气压就能平稳工作，此时获得较小流量，调节驱动进气量后可获得不同流量；应用灵活，选用不相同的型号的泵，可获得不同的压力区域；易于调节，在泵的压力范围内，调节调节阀从而调节进气压力，输出液压相应相应得到无极调整；自动保压，无论何种问题导致保压回路压力下降，将自动启动，补充泄漏压力，保持回路压力恒定。操作安全，采用气体驱动，无电弧及火花，可在危险场所使用。

  工作原理：旋片真空泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片真空泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿旋片真空泵腔内壁滑动。两个旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分割成A、B、C三部分，当转子按箭头方向旋转时，与吸气口相通的空间A 的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的，正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的，正处于压缩过程。由于空间A的容积是逐渐增大（即膨胀），气体压强降低，旋片真空泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强，因此将气体吸入。当空间A与吸气口隔绝时，即转至空间B的位置，气体开始被压缩，容积逐渐缩小，最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时，排气阀被压缩气体推开，气体穿过油箱内的油层排至大气中。由旋片真空泵的连续运转，达到连续抽气的目的。如果排出的气体通过气道而转入另一级（低真空级），由低真空级抽走，再经低真空级压缩后排至大气中，即组成了双级旋片真空泵。这时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度。

  工作特点：体积小、重量轻、噪音低；设有气镇阀，可抽除少量水蒸气；在环境和温度五摄氏度到四十摄氏度范围内，进气口压强小于1.3X103帕的条件下允许长期连续运转，被抽气体相对湿度大于百分之九十时，应开气镇阀；设有自动防返油止回阀，启动方便；进气口连续畅通大气运转不允许超出一分钟；不适用于抽除对金属有腐蚀的，对泵油起化学反应的，含有颗粒尘埃的气体，以及含氧过高的，有爆炸性的，有毒的气体。

  工作原理：轴流管道泵的叶轮设计成轴流式。转速很高，如果电机功率、叶轮直径、管道直径足够大的话，流量可以很大。

  工作特点：管道泵结构紧密相连,机泵一体化,体积小.其立式结构具有安装占地面积小,运行平稳,安装无需调整；泵进出口设计成规格相同法兰,且位于同一中心在线,可象阀门一样直接安装在管路上,且中心低,便于管道布置,安装便捷.；泵与电机同轴,轴向尺寸短,使泵运行更加平稳,噪音低；取消传统轴封方式,避免了输送介质的外泄,因此具有完全无泄漏的显著特点。

  工作原理：水泵启动前先在泵壳内灌满水（或泵壳内自身存有水）。启动后叶轮非常快速地旋转使叶轮槽道中的水流向涡壳，这时入口形成真空，使进水逆止门打开，吸入管内的空气进入泵内，并经叶轮槽道到达外缘。另一方面，被叶轮排到气水分离室中的水又经左右回水孔流回到叶轮外缘。左回水孔流回的水在在压力差和重力的作用下，射向叶轮槽道内，并被叶轮击碎，与吸入管路来的空气混合后，甩向蜗壳，向旋转方向流动。然后与右回水孔流来的水汇合，顺着蜗壳流动。由于液体在蜗壳内不断冲击叶栅，不断被叶轮击碎，就同空气强烈搅拌混合，生成气水混合物，并不断地流动致使气水不能分离。混合物在蜗壳出口被隔舌剥离，沿短管进入分离室。在分离室内空气被分离出来，由出口管排掉，而水仍经左右回水孔流向叶轮外缘，并与吸入管空气相混合。如此反复循环，逐渐将吸入管路中的空气排尽，使水进入泵内，完成自吸过程。

  工作特点：排污能力强，特殊的叶轮防堵设计，确保了泵高效且无堵塞；高效率节约能源，采用优秀水力模型，效率比一般自吸泵高3～5%；自吸性能好，自吸高度比一般自吸泵高1米，且自吸时间更短。