往复泵(卷名：机械工程)
reciprocating pump
依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵。往复泵按往复元件不同分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵3种类型。
活塞泵 由泵缸、活塞、吸入阀、排出阀和驱动机构组成。图1为单作用电动活塞泵。当活塞向右运动时，泵缸工作容积增大，缸内压力降低，单向吸入阀开启，液体进入泵缸内;当活塞向左运动（回行程）时，工作容积缩小，缸内压力升高，单向吸入阀封闭，液体冲开单向排出阀向外排出。活塞上装有密封填料，以阻止液体向活塞另一侧泄漏。活塞泵分为曲轴连杆传动和蒸汽直接作用两种类型；按泵缸数目和作用方式又分为单缸、双缸和多缸，以及单作用和双作用等型式。只在一个运动方向上排出液体的为单作用泵；在两个运动方向(往、复行程)上都排出液体的为双作用泵。双缸或多缸泵相当于两个或多个并联的单缸泵。多缸泵大部分为单作用式。活塞泵一般适用于较高压力（可达7兆帕）和较小流量（100米3／时以下），曲轴连杆传动活塞泵由电动机或内燃机通过减速机构传动，并借曲柄连杆机构（见曲柄滑块机构）将旋转运动变为往复运动。一般说，这种泵的压力比蒸汽直接作用泵高，往复次数也多，但它只能靠机械方法改变往复次数或行程长度调节流量，结构比较复杂。此外，在排出管路不通的情况下运转时（如排出阀未开启或管路堵塞），泵的压力和轴功率会增大到使泵缸破裂或使电动机烧坏，因此须设置安全阀防止过载。蒸汽直接作用活塞泵（图2）是利用蒸汽（有时也利用压缩空气）推动汽缸活塞，使装在同一活塞杆的泵缸活塞一起运动。这种泵靠改变蒸汽滑阀的开度(即改变进汽量）来调节流量。流量可从最大调节到零。同时还可通过改变蒸汽入口压力来改变泵的压力。当蒸汽压力不足以克服外部阻力时泵会自动停止运转，因而不会有过载的危险。蒸汽直接作用活塞泵只设计成单缸双作用或双缸双作用的。蒸汽直接作用泵有时流量达460米3／时。
柱塞泵 工作原理与活塞泵相同。两者区别在于柱塞是穿过装在泵缸上的固定填料密封件在泵缸内运动，其密封性较活塞的好。此外，柱塞推动液体作往复运动，其端面推着整个泵缸内的液体运动，所以柱塞的受力状况比活塞好得多。同时柱塞直径也比活塞直径小，所以柱塞泵可用于更高压力和更小流量。柱塞泵也可分为单缸和多缸，单作用和双作用等型式，但常见的是电动的单缸单作用和三缸单作用柱塞泵（图3）。柱塞泵也须设置安全阀，以防止过载。它的压力可以高达350兆帕以上，流量一般很小，小的高压柱塞泵流量只有数十升／时。
隔膜泵 工作原理与活塞泵类似，但它是依靠夹紧在泵缸之间的平隔膜和筒形隔膜，在柱塞通过液压油的推动下使泵缸工作容积交替发生变化，并通过排出阀和吸入阀的启闭来输送液体的。隔膜靠静密封将输送的液体与外部严密隔开，所以隔膜泵不会泄漏。按操作方式不同隔膜泵分为机械操作和液压(或气压)操作两种。前者靠直接与隔膜相连的柱塞形推杆的往复运动使隔膜产生交替的运动；后者则靠由外部供入压力油或压缩空气或者通过柱塞作用于液压腔中液压油产生脉冲压力使隔膜交替运动。隔膜泵有单缸和双缸、单隔膜和双隔膜之分。在双隔膜泵（图4）中，筒形隔膜用来隔离输送的液体，平隔膜用来隔离液压油，以防止隔膜破裂时输送的液体被油污染。隔膜用金属、橡胶或聚四氟乙烯等材料制成，损坏时可方便地更换。隔膜泵流量一般为1～25米3／时，液压操作金属隔膜泵压力可达25兆帕或更高，机械操作的压力较低。
应用特点 往复泵的主要特点是：①效率高而且高效区宽。②能达到很高压力，压力变化几乎不影响流量，因而能提供恒定的流量。③具有自吸能力，可输送液、气混合物，特殊设计的还能输送泥浆、混凝土等。④流量和压力有较大的脉动，特别是单作用泵，由于活塞运动的加速度和液体排出的间断性，脉动更大。通常需要在排出管路上（有时还在吸入管路上）设置空气室使流量比较均匀。采用双作用泵和多缸泵还可显著地改善流量的不均匀性。⑤速度低，尺寸大，结构较离心泵复杂，需要有专门的泵阀，制造成本和安装费用都较高。活塞泵主要用于给水，手动活塞泵是一种应用较广的家庭生活水泵。柱塞泵用于提供高压液源，如水压机的高压水供给，它和活塞泵都可作为石油矿场的钻井泥浆泵、抽油泵。隔膜泵特别适合于输送有剧毒、放射性、腐蚀性的液体、贵重液体和含有磨砾性固体的液体。隔膜泵和柱塞泵还可当作计量泵使用。