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活塞泵如何工作

活塞泵把流体关在一个密闭腔体里,靠一个来回移动的柱塞把它推出去。跟着曲柄、活塞和两个单向阀,从吸入一路看到排出。

活塞泵 · 剖面 曲柄 → 连杆 → 活塞 → 两个单向阀 吸入管 流体被吸进来 入口单向阀 吸入行程开启 排出管 流体被压送出去 出口单向阀 排出行程开启 曲柄 把旋转动起来 连杆 推动活塞来回 活塞 来回推拉 泵体 外层壳体(半透明)
发生的顺序 曲柄 → 活塞 → 入口阀 → 出口阀
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详细说明

什么是活塞泵?

活塞泵是一种容积式泵:它不像离心泵那样把流体甩向外圈,而是把一份固定体积的流体“抓住”,用一个移动的柱塞把它推着走。因为流体是被夹住再推出去,而不是被旋转带动,活塞泵能建起很高的压力,而且几乎能顶住任何管路阻力继续送液。

为什么要看进内部?

从外面看,它不过是一只带进液管和排液管的本体。真正干活的部件——曲柄、连杆、活塞和一对单向阀——全都藏在里面,而正是它们让流体一个行程一个行程地、只朝一个方向被送出去。

部件及其作用

1. 曲柄把旋转变成往复行程

电机带动曲柄转动。由于销轴偏离圆心安装,随着曲柄绕圈,连杆被一边摆动一边前后滑动——一圈一圈的旋转就这样变成了一条直线的往复行程。

2. 吸入行程把流体吸进来

连杆把活塞往后拉。腔体越来越大的同时,内部压力降到低于入口压力,流体于是被推着沿吸入管往上。入口单向阀被顶离阀座,放流体进入。

3. 排出行程把流体压出去

曲柄继续转,现在推动活塞向前。腔体缩小,入口单向阀落座密封,流体无处可去,只能从出口单向阀压出去、沿排出管送走。

4. 两个单向阀保证只朝一个方向走

两个球阀朝向相反。一个只为流入的流体打开,另一个只为流出的流体打开,各自在流体试图倒流的瞬间立刻关闭。两者配合,把活塞的前后往复变成单向流动。

5. 流体是一股一股出去的

活塞只在推进行程做功,所以出流是一阵一阵的,而不是离心泵那种平稳连续的流。实际中常用蓄能器、缓冲腔,或让几个活塞错开相位来把流量抹平。

什么是容积式泵?

容积式泵靠把一份固定体积的流体“抓住”再硬推出去来输送,而不是靠高速旋转甩出去。活塞泵就是其中一种:活塞每次行程都把一份流体排出去。

为什么需要两个单向阀?

一个只管进、一个只管出,而且各自在流体试图倒流时立即密封。两者配合,把活塞的前后往复变成只有单向流动。

活塞泵为什么是一股一股出流?

活塞只在推进行程做功,所以出流是脉冲式的。实际中常加装蓄能器、缓冲腔,或用多个活塞错相工作来把流量抹平。

活塞泵能空转吗?

它能搬动一些空气,但无液空转会迅速磨损密封和活塞,也失去了流体提供的润滑,最好始终保持有液灌注。

它和离心泵有什么不同?

离心泵靠旋转叶轮把流体甩向外圈,得到平稳连续的流量;活塞泵抓住固定体积把它推出去,压力高、流量呈脉冲,且几乎不受管路阻力影响。

常见误区

活塞把流体“吸”了进来。 看起来像是泵把流体往自己这边拉。
活塞先降压,再由外界把流体压进来。 流体是被周围更高的压力推进去的,并不是被活塞拉进去的。
一个阀同时负责进和出。 人们会以为只有一只阀,进、出都靠它。
两个阀朝向相反。 一个为流入打开,一个为流出打开,各自防止逆流。
它输出的流量完全平稳。 管子里的流量应该是一条恒定均匀的流。
它是脉冲式输出。 流体只在推进行程移动,所以流量会一阵高一阵低,除非另加缓冲。
免责声明:本图解为教学目的做了大幅简化,真实系统变量与复杂度远超此处。不可用于工程生产用途,也不构成金融、政治或专业建议。