往復(fù)泵是發(fā)展最早的動(dòng)力機(jī)械，屬于容積泵的一種，依靠活塞（或柱塞）的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使泵缸工作室容積發(fā)生周期性變化，把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能。它的突出優(yōu)點(diǎn)是：可獲得高的排壓，且流量與壓力無關(guān)，吸入性能好，效率高，泵的性能不隨壓力和輸送介質(zhì)黏度的變化而變化。常用于高壓下輸送高黏度、大密度、高含砂量和高腐蝕性的液體，而流量相對較小的場合。

01 往復(fù)泵的工作原理

往復(fù)泵結(jié)構(gòu)通常由兩大部分組成：一部分是直接輸送液體，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的液力端，另一部分是將原動(dòng)機(jī)的能量傳給液力端的傳動(dòng)端。液力端主要包括液缸體、活塞（或柱塞）、吸入閥和排出閥等部件，吸入閥與排出閥均為單向閥；傳動(dòng)端主要有曲柄、連桿、十字頭等部件?；钊?、吸入閥及排出閥構(gòu)成的空間稱為泵的工作室。

往復(fù)泵的工作原理可分為吸入和排出兩個(gè)過程。當(dāng)曲柄以角速度w逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞從左止點(diǎn)（外止點(diǎn)，即活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處）開始向右移動(dòng)，液缸工作室容積增大，壓力降低，吸入罐中液體在壓力差的作用下克服吸入管路和吸入閥等的阻力損失進(jìn)入液缸中，開始吸入過程，直到活塞運(yùn)行到右止點(diǎn)，吸入過程結(jié)束；當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過180°以后，活塞開始從右止點(diǎn)（內(nèi)止點(diǎn)）向左移動(dòng)，液缸工作室容積減小，液體受到擠壓，而通常情況下認(rèn)為液體是不可壓縮的，于是泵缸內(nèi)液體壓力急劇增加，在這一壓力作用下吸入閥關(guān)閉而排出閥被打開，泵缸內(nèi)液體在泵內(nèi)外壓差的作用下被排送到排出管路中，這個(gè)過程稱為排出過程，直到活塞運(yùn)行到左止點(diǎn)，排出過程結(jié)束?；钊谠瓌?dòng)機(jī)帶動(dòng)下，來回往復(fù)一次，完成一次吸入過程和一次排出過程，稱為一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)往復(fù)泵的曲柄以角速度w不停地旋轉(zhuǎn)時(shí)，往復(fù)泵就不斷地吸入和排出液體。

內(nèi)、外兩止點(diǎn)之間的距離，稱為活塞的行程或沖程，用S表示?；钊鶑?fù)一次，稱為一個(gè)沖程（或沖次）。行程S與曲柄半徑R的關(guān)系為S=2R。

02 往復(fù)泵的工作特點(diǎn)

從往復(fù)泵的工作原理可以看出，往復(fù)泵有以下工作特點(diǎn)：

1）流量與揚(yáng)程無關(guān)

往復(fù)泵的流量只與活塞的直徑D、行程S和往復(fù)次數(shù)n有關(guān)，而與泵的揚(yáng)程無關(guān)。往復(fù)泵在排出管路中任何壓力下，其流量基本是不變的，流量與揚(yáng)程的關(guān)系曲線基本是一條直線。但在高壓時(shí)，由于泄漏損失增加，流量稍有減少。因此，往復(fù)泵不能像離心泵那樣，用調(diào)節(jié)排出閥改變排出壓力的辦法來調(diào)節(jié)流量。另外，由于往復(fù)泵的流量與排出壓力無關(guān)，往復(fù)泵適于輸送黏度比較大的液體。

2）具有自吸能力

往復(fù)泵啟動(dòng)前不像離心泵那樣需要先行灌泵，能自行吸入液體。但實(shí)際使用時(shí)仍希望泵內(nèi)充滿液體，一方面可以實(shí)現(xiàn)液體的立即吸入和排出，另一方面也可以避免活塞（或柱塞）在泵缸內(nèi)產(chǎn)生干摩擦。往復(fù)泵的自吸能力與轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速提高，不僅液體流動(dòng)阻力增加，而且液體流動(dòng)中的慣性損失也加大。當(dāng)泵缸內(nèi)壓力低于液體汽化壓力時(shí)，會(huì)造成泵抽空而失去吸入能力。因此，往復(fù)泵的轉(zhuǎn)速不能太高，一般泵的轉(zhuǎn)速為80~200r/min，吸入高度為4~6m。

3）所產(chǎn)生的揚(yáng)程可以無限高

往復(fù)泵的揚(yáng)程取決于泵在其中工作的裝置特性，排出閥開度越小，泵缸內(nèi)液體越難排出。但活塞往復(fù)一個(gè)行程所需要的時(shí)間是近似恒定的，液體又是近似不可壓縮的，所以輸出液體的壓力（即所產(chǎn)生的揚(yáng)程）也就越高。只要原動(dòng)機(jī)有足夠的功率，泵及管路材料強(qiáng)度足夠，填料密封有相應(yīng)的密封性能，從理論上來講，往復(fù)泵的排出壓力可以無限高。也就是說，同一臺往復(fù)泵在不同的裝置中可以產(chǎn)生不同的揚(yáng)程。

由此可知，往復(fù)泵不能像離心泵那樣進(jìn)行“閉閘啟動(dòng)”。同時(shí)，從安全角度考慮，往復(fù)泵裝置中必須裝安全閥，防止因排出閥堵塞而造成“憋泵”等惡性事故的發(fā)生。

4）可用作計(jì)量泵

容積式泵的流量取決于密封工作腔容積變化的大小和次數(shù)。往復(fù)泵正常工作時(shí)，可根據(jù)液缸的容積和往復(fù)次數(shù)計(jì)算出泵的流量。通過采用各種行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，往復(fù)泵可用作計(jì)量泵。

5）流量不均勻

往復(fù)泵吸入和排出液體的過程是不連續(xù)的，并且活塞做的是變速直線運(yùn)動(dòng)，因而瞬時(shí)流量不均勻，排出壓力脈動(dòng)，泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中易產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。尤其是當(dāng)排出壓力的變化頻率與排出管路的自振頻率相等或成整倍數(shù)時(shí)，就會(huì)引起共振。往復(fù)泵的流量、壓力脈動(dòng)會(huì)使原動(dòng)機(jī)的負(fù)載不均勻，縮短泵和管路的使用壽命。同時(shí)，流量和壓力的脈動(dòng)還會(huì)使往復(fù)泵的吸入條件變壞。因此，往復(fù)泵結(jié)構(gòu)上常采用多缸泵、雙作用泵和設(shè)置空氣室的辦法來減少流量與壓力的脈動(dòng)。

目前，往復(fù)泵最高壓力可以達(dá)到1000MPa以上。與離心泵相比，往復(fù)泵一般效率比較高，特別是在小流量下仍然有很高的效率。

往復(fù)泵的主要缺點(diǎn)是：體積大、笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，流量不均勻。