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齿轮泵 vs 叶片泵 vs 活塞泵

三台容积式泵,并排对比。用下面的视图比较齿轮泵、叶片泵与活塞泵各自如何封住固定容积的液体并把它挤出去,以及它们分别适合什么用途。

齿轮泵 vs 叶片泵 vs 活塞泵 三种把固定容积液体封住再挤出去的方式 齿轮泵 叶片泵 活塞泵 两个齿轮用齿间空隙带走液体 滑动叶片扫过一腔液体 活塞先吸入、再压出 进 进 进 出 出 出
发生的顺序 封住固定容积 → 封闭隔离 → 带它绕行 → 挤出去
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详细说明

三台泵,一个思路

齿轮泵、叶片泵与活塞泵都属于容积式泵。每一种都把固定容积的液体封在一个封闭空间里,再把它挤出去,因此流量取决于转速,而不是系统回压有多大。同样重要的是,三者都不是像离心泵那样给液体加速——它们是直接把液体“排”出去。

为什么要对比它们?

三者干的是同一件事,但各有长处。齿轮泵简单耐用,叶片泵平稳安静,活塞泵能承受很高压力。把它们并排放在一起,就能方便地为具体用途挑选合适的泵。

部件及其作用

1. 齿轮泵:靠齿间空隙带走液体

两个齿轮在紧密配合的壳体里相互啮合。液体被夹在齿间的空隙里,沿每个齿轮的外圈从入口一侧带到出口一侧,再由啮合处把它挤出去。

2. 叶片泵:滑动叶片扫过液体

叶片泵的转子在壳体里偏心安装,叶片可以进出滑动。转子转动时,转子与壳体之间的间隙时大时小,于是每片叶片把一腔液体从入口扫到出口。

3. 活塞泵:活塞吸入再压出

曲柄带动气缸里的活塞。向外冲程时打开入口阀、吸入液体;回程时再把液体经出口阀压出去。流量是一股一股的,但压力可以很高。

4. 为什么三者表现相似

因为它们都封住固定容积,所以无论压力多高,三者送出的流量都大致不变;也正因为如此,一旦出口被堵住,压力都可能升得足以造成危险——所以溢流阀必不可少。

5. 如何在三者中选择

看重简单与成本就选齿轮泵;需要平稳安静的流量就选叶片泵;追求极高压力就选活塞泵。

齿轮泵、叶片泵、活塞泵有什么共同点?

三者都是容积式泵。它们各自把一定容积的液体封在一个封闭空间里,再把它从出口挤出去。所以它们的流量取决于转速,而不是取决于系统回压有多大。

为什么不用离心泵呢?

离心泵适合在中等压力下输送大流量的稀薄液体,但压力一升高流量就明显下降。容积式泵无论压力高低都能送出几乎相同的流量,而且能达到高得多的压力。

液压系统里用哪种泵最好?

大多数液压系统用齿轮泵或叶片泵。齿轮泵结构简单、结实、便宜;叶片泵更平稳、更安静。需要极高压力时才选用活塞泵。

为什么活塞泵的流量是脉动的?

它在曲柄每转中只有一半在压出液体,所以输出是一股一股的。很多活塞泵采用多个缸体,或加上蓄能器,让流量更平滑。

把这些泵的出口堵住会怎样?

因为它仍然想送出同样固定容积的液体,压力会一路升高,总得有地方让步。所以容积式泵必须装溢流阀来保护管路。

常见误区

这类泵能把远处的液体吸上来。 看上去像是泵把液体往自己这边拉。
它撑开空间,再由大气把液体压进来。 是大气压把液体推进逐渐变大的空间;泵只是把压力降下来让这发生。
泵越大压力就一定越高。 尺寸看起来就等于力量。
流量和压力是两回事。 尺寸主要决定流量;压力由负载以及驱动与壳体的强度决定。
把出口堵上就能让它慢下来。 挡住流量好像没什么大碍。
堵住出口会建起危险的高压。 容积式泵会一直想送出固定容积,所以必须用溢流阀保护系统。
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。