高压往复泵的工作原理及工作特点

浏览次数:上一篇:高压清洗泵的日常保养与维护 下一篇:高压柱塞泵与低压柱塞泵的区别介绍 | 日期:2021-05-21
高压往复泵是发展最早的动力机械,是容积泵的一种,依靠活塞(或柱塞)的往复运动,使泵缸工作室的容积周期变化,将原动机的机械能量转化为液体的压力能量。其突出优点是得高排压,流量与压力无关,吸入性能好,效率高,泵性能不随压力和输送介质粘度的变化而变化。常用于高压输送高粘度、大密度、高含砂量、高腐蚀性液体,流量较小时。
 
01高压往复泵的工作原理。
高压往复泵结构通常由两部分组成:一部分是直接输送液体,将机械能量转换为液体压力能量的液力端,另一部分是将原动机能量传递给液力端的传动端。液力端主要包括液缸体、活塞(或柱塞)、吸入阀和排出阀等部件,吸入阀和排出阀为单向阀的传动端主要有曲柄、连杆、十字头等部件。活塞、吸入阀和排出阀组成的空间称为泵的工作室。
 
高压往复泵的工作原理分为吸入和排出两个过程。曲柄以角速w逆时针旋转时,活塞从左止点(外止点,即活塞离曲轴旋转中心最远)向右移动,液缸工作室容积增大,压力下降,吸入罐中的液体在压力差的作用下克服吸入管路和吸入阀等的阻力损失进入液缸,开始吸入过程,直到活塞运行到右止点,吸入过程结束,曲柄旋转180°后,活塞从右止点(内止点)向左移动,液缸工作室容积减小,液体被挤出,液体被挤出活塞由原动机驱动,往返一次,完成一次吸入过程和一次排出过程,称为工作循环。高压往复泵的曲柄以角速w不断旋转时,高压往复泵不断吸入和排出液体。
 
内外两个止点之间的距离称为活塞的行程或行程,用s表示。活塞往复一次,称为冲程(或冲程)。行程S与曲柄半径R的关系为S=2R。
 
高压往复泵的工作原理及工作特点
 
02高压往复泵的工作特点。
从高压往复泵的工作原理可以看出高压往复泵具有以下工作特点:
 
1)流量与扬程无关。
高压往复泵的流量只与活塞的直径d、行程s和往复次数n有关,与泵的扬程无关。高压往复泵在排放管道的任何压力下,其流量基本不变,流量与扬程的关系曲线基本直线。但是,高压时,由于泄漏损失增加,流量略有减少。因此,高压往复泵不能像离心泵那样,通过调节排放阀改变排放压力的方法来调节流量。此外,由于高压往复泵的流量与排放压力无关,高压往复泵适用于输送粘度较大的液体。
 
2)具有自吸能力。
高压往复泵启动前不需要像离心泵那样先灌泵,可以自己吸入液体。但是,实际使用时,希望泵内充满液体,一方面能够实现液体的立即吸入和排出,另一方面能够避免活塞(或柱塞)在泵缸内产生干燥摩擦。高压往复泵的自吸能力与转速有关,转速提高,不仅增加了液体流动阻力,还增加了液体流动中的惯性损失。泵缸内的压力低于液体蒸汽化压力时,泵空出,吸入能力丧失。因此高压往复泵的转速不宜过高,一般泵的转速为80~200r/min,吸入高度为4~6m。
 
3)产生的扬程无限高。
高压往复泵的扬程取决于泵在其中工作的装置特性,排出阀的开度越小,泵缸内的液体越难排出。但是,活塞往复行程所需的时间接近一定,液体接近不能压缩,因此输出液体的压力(即产生的扬程)也越高。只要原动机功率充足,泵和管道材料强度充足,填充剂密封具有相应的密封性能,理论上高压往复泵的排放压力无限高。也就是说,同一个高压往复泵可以在不同的装置产生不同的扬程。
 
由此可见,高压往复泵不能像离心泵那样关闭开始。同时,从安全的角度来看,高压往复泵装置必须安装安全阀,以防止排出阀堵塞引起的恶性事故。
 
4)可用作高压往复泵。
容积泵的流量取决于密封工作室容积变化的大小和次数。高压往复泵正常工作时,泵的流量可的容积和往复次数计算泵的流量。通过采用各种行程调节机构,高压往复泵可作为计量泵使用。
 
5)流量不均匀。
高压往复泵的吸入和排出液体的过程是不连续的,活塞是变速直线运动,瞬时流量不均匀,排出压力脉动,泵在运行中容易产生冲击和振动。特别是当排放压力的变化频率与排放管的自振频率相等或成为全倍数时,会引起共振。高压往复泵的流量、压力脉动使原动机负荷不均匀,缩短泵和管道的寿命。同时,流量和压力的脉动会使高压往复泵的吸入条件恶化。因此,高压往复泵的结构多采用多缸泵、双作用泵和空气室设置方法,减少流量和压力脉动。
 
目前,高压往复泵的最高压力可达1000MPa以上。与离心泵相比,高压往复泵一般效率高,特别是在小流量下效率高。
 
高压往复泵的主要缺点是体积大、重、结构复杂、成本高、流量不均匀。