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3.往复泵的结构和管理
往复泵的主要结构有：泵缸和缸 套；活塞和活塞环；填料函；润滑设 施；泵阀；安全阀；空气室等。
Marine Auxiliary Machinery 为 防 止 空 气 漏 活塞 泵缸：铸铁 飞溅润滑（连 入 泵 缸 和 液 体 活塞环（胀圈）： 缸套：青铜 杆螺栓）：曲 径向间隙 胶木胀圈 从 泵 缸 漏 出 ， 三层阀箱 金属、胶木； 防止海水腐蚀 轴轴承、连杆 采胶木浸水后会膨胀 用 软 填 料 轴 上层通排出管 要保证缸套的圆 大小端、十字 封换 —— 油 纱 盘 中层通泵缸 新 时 应 先头 将其在 度和圆柱度。可用 根 （ 浸 油 的 棉 下层通吸入管 热水中浸泡变软； 轴 灯光检查或内径千 、 麻 纤 维 ， 方 向 分卡测量。泵缸和 形截面） 间 阀箱要进行水压试 隙 盘 根 填 料 有 斜 验，在1.5倍的安全 开口间隙 切 口 ， 安 装 时 阀排放压力下，5 切 口 要 错 开 ， 分钟内不渗漏。 松紧要适度。
Ball V/V
泵阀
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泵阀的阻力和运动规律
阀借助阀盘上下的压差克服重力和 弹簧张力自动开启，在压差消失时借弹 簧力和重力自动关闭，并可在相反的压 力差下关紧。
泵阀
As≈Av
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p2As=p1Av+Gvs+Rs+Iv
v 能吸入： ps p sr z h g s s 2g 不汽化： ps min pv
2 s
pa p s pa ps H s 或者 [H s ] g
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v ps psr z h g s s 2 g
B.阀的比载荷越小，惯性载荷越大 C.阀的水头损失等于阀的比载荷
D.阀的比载荷越小，最大升程越大
泵阀
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[例].往复泵排出阀张力加大会（ A.增加阀敲击的可能性 B.降低泵容积效率 C.提高泵的水力效率 D.利ine Auxiliary Machinery
双缸四作用(曲柄夹角90)
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２.往复泵的性能特点
（1）强的自吸能力。
自吸能力是指依靠自身抽出吸入 段内的空气而吸排液体的能力，取决 于泵的密封性能。用自吸高度和自吸 时间衡量。 往复泵的自吸能力很强。
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v =rωsinβ q = Av=Arωsinβ
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可见活塞的运动速度是按正弦规律变 化的，运动速度的不均匀，导致流量的不 均匀(惯性力影响较大)。 三作用泵的均匀性最好，单作用泵的 均匀性最差。
A.降低泵的启动功率
B.贮存液体帮助自吸 C.降低流量和排出压力脉动率
D. 减小吸压脉动，防止“气穴”现
象
空气室
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[例].解决往复泵流量不均匀常用的方 法是（ ）
A.设吸入空气室
B.设排出空气室
C.降低转速
D.设臵飞轮使转速更均匀 注：通常说的往复泵流量不均匀指的 是能量增加后的流量即排出流量。
空气室
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空气室和泵之间的流 量不均匀，空气室之 外的管路流量均匀。 排出空气室作用：降 低流量和排压脉动。 吸入空气室作用：降 低吸压波动，防止气 穴现象。
空气室
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空气室
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D.活塞做往复运动
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(5)转速不宜太快 转速越高，管路损失越大。转速过 高，泵阀迟滞造成的容积损失会相对增 加，且惯性水头加大，泵阀的撞击所引 起的噪音和磨损也将加剧。
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(6)对液体污染度不敏感 但含固体杂质的液体容易磨损泵阀， 排送含杂质液体应加装吸入滤器。 (7)结构复杂，易损件多 活塞环、泵阀、填料和轴承是往复 泵的易损件，管理维护难。但往复泵自 吸能力强，且能够在高压小流量下工作， 舱底水泵、扫舱泵、柴油机压油泵、气 缸注油器等场合仍在使用。
空气室
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[例].往复泵工作时间长，吸入空气室 气量会（ ），排出空气室气量会 （ ），如果排压波动幅度大，应该 （ ）；
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1.泵的正常吸入条件 必须能产生足够的真空度(能吸入)， 但不能大于允许吸上真空度(不汽化)。
作用数
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作用数（actions） ①往复泵→单作用泵
往复泵在曲 轴每转排出 液体的次数
作用数
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②往复泵→双作用泵
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三缸三作用(曲柄夹角120)
• 往复泵的自吸工作能力最强，且 泵送油类比泵送水的自吸工作能 力更高。 • 容积式泵+喷射泵：具有自吸工作 能力； • 叶轮式泵：不具有自吸工作能力。
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（2）理论流量取决于作用数、泵的结 构尺寸、转速，与工作压力无关。
(4)流量不均匀 Marine Auxiliary Machinery
以单缸单作用泵为例： 往复泵的瞬时流量q q=Av m3/s 活塞的运动速度v: r/l<<0.25 v≈rωsinβ m/s ω=2πn
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(4)流量不均匀
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单缸单作用泵的基本结构
工作容腔 泵缸体
排出阀
曲柄连杆机构
活塞
吸入阀
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吸排原理
吸入过程 —— 活塞移动，工作 容腔的容积增大，形成低压， 这时排出阀关闭，液体或 管内 空气经吸入阀吸入； 排出过程 —— 活塞移动，工作 容腔的容积减小，压力提高， 顶开排出阀而吸入阀关闭，排 出液体或气体。 向上 向下 播放 放映 返回 退出
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• 瞬时流量的变化将导致泵吸排 压力的变化，及管路阻力变化。 为减轻这种波动，常采用多作 用往复泵或在泵的吸排端设空 气室。
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[例].往复泵排量不均匀的直接原因是 （ ）
A.转速太慢
B.液体的惯性力大 C.活塞的运动速度不均匀
排出空气室空气量会减少(溶解)， 必要时补气；吸入空气室空气量会 增加(逸出)。 吸入管下端做成 斜切口，当吸入 空气室液面降低 时，少量气体随 液体排出，不至 于突然断流。
空气室
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[ 例 ]. 往复泵设排出空气室的作用是 （ ）；设吸入空气室的作用是（ ）
P2 P 1 g 1 Gvs [(Gvs R s ) jv ] gAv g 1 Gvs Hv jv gAv g Gvs Rs Hv 为阀的比载荷 gAv
泵阀运动规律
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泵阀的最大升程 hmax 理论上出现在 活塞行程的中点（即活塞瞬时速度最大 时），但实际上却要滞后一些。由于泵 阀运动的滞后，在活塞抵达行程的终点 时，泵阀并未来得及完全关闭，而要在 曲柄再转过几角后才能关闭，即称为泵 阀的关闭滞后角，（其实际值比理论值 要大些）。
讨论： 提高泵的转速：流量提高，使阀的升程加大， 关闭滞后和落座敲击加重。因此，除惯性水头外， 泵阀是限制往复泵转速提高的另一个主要原因。 减轻泵阀比载荷 Hv ： 可减小阀的阻力，但 会使hmax加大，并使关闭滞后和敲击加剧。 低压泵Hv可选得小些，以免机械效率过低； 高速泵则应选大一些，以减小hmax ，使阀关闭及 时、减轻撞击；此外，吸入阀的hmax值常比排出 阀小，以利于提高泵的允许吸上真空度。
泵阀性能要求
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1.关闭严密 对阀和阀座做密封试验：将两者倒臵， 倒入煤油，5min内无渗漏。 2.启闭迅速 3.工作无声 hmax· n ≤ 600 ～ 650 hmax—阀的最大升程mm； n—泵的转速r/min. 4.泵阀的阻力要小
泵阀
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泵阀
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在泵缸尺寸既定的情况下： ①曲轴转速越高，阀隙的流量就越大， 阀最大升程hmax 也就越大 ②间隙的周长或阀的比载荷越大，则 hmax 就越小 ③其它条件相同时，流量系数μ大的阀 升程较小 ④最大升程 hmax 越大，则阀的关闭滞后角 θ也就越大。也即泵阀关闭的滞后现象 也就越加严重。
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注意： 往复泵的排出流量调 节，应采用变速、回流、旁 通调节或结构尺寸（行程） 调节，而不能采用改变排出 阀开度的办法。
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(3) 额定排出压力与泵的尺寸和转速无关，