1. 液缸体与缸套
单作用泵的液缸体分为整体式和组合式两种类型。整体式液缸体的结构较为坚固,缸体间的距离较小,且所需的机械加工量较少。因此,它在单作用柱塞泵和活塞泵的制造中得到了广泛的应用。
2)双作用活塞泵的液缸体缸
双作用活塞泵的液缸体构造较为繁复,通常选用铸造方式成型,其流道孔可直接通过铸造工艺形成。在常温环境下,液缸体多采用铸铁材料,而在输送高温热油时,则会改用铸钢材质。
缸套作为一种便于替换的易损部件,其主要作用在于延长液缸体的使用寿命。对于同一款活塞泵而言,其缸套的外径保持一致,而内径则可进行调节。这种设计使得在行程和冲次固定的情况下,通过选择不同内径的缸套,能够实现对流量的调整。
由于柱塞泵的柱塞不与液缸壁接触,所以不需要缸套。
2. 活塞、活塞杆及其密封
活塞与柱塞的功能在于,它们在液缸内进行往复运动,依次在液缸内部形成真空或施加压力,以此实现液体的吸入与排出。针对流量较大且为中低压的往复泵,为了确保泵体结构紧凑且流量分布均匀,一般会选择使用活塞泵;而在流量较小但排出压力较高的情况下,则多采用柱塞泵。
1)活塞的结构型式及其密封
活塞类型包括单端面活塞与双端面活塞,分别如图1和图2所展示。单端面活塞设计相对简便,然而其残余空间较大,且刚度不足,因此主要适用于中低压活塞泵。

图1 单端面活塞

图2 双端面活塞
活塞和液缸体内壁之间的密封型式较多,主要有下面几种。
迷宫被封闭严密。活塞与液缸体(或缸套)之间可通过研磨实现紧密贴合,此外,在活塞的外圆柱面上开设了若干密封迷宫槽,以增大阻力损失,从而降低泄漏。这些迷宫槽不仅能储存液体,还能起到润滑摩擦面的作用,如图3所示。这种密封构造具有磨损低的优势,然而其密封效果并不理想;加之密封面需要达到较高的尺寸精度和光滑度,导致加工难度较大;因此,它主要适用于输送压力较低且粘度较高的液体。

图3 迷宫密封结构
在输送液体温度较低、压力不大的情况下,可以选用软填料进行密封。这种密封结构通常由棉线、石棉、亚麻等纤维材料编织而成,并在安装前涂抹油或石墨等润滑物质。为确保密封效果,填料需被紧紧压紧,但这会导致填料磨损加速,同时也会引起较大的功率损耗。
在压力较高的环境条件下,自封式密封结构是一种可行的选择,如图4所示。这种结构利用液体自身的压力,使密封元件(例如皮碗或橡胶碗等)与液缸体紧密贴合。它具备优良的密封效果,随着液体压力的增加,密封性能也随之增强;反之,压力减小,密封性能亦相应减弱。这种结构具有自动调节密封性能的特性,有助于降低摩擦功率的损耗。鉴于其密封功能是依赖液体自身的压力来实现的,因此不适宜应用于压力较低的泵类设备中。
图4 自封式密封结构
活塞环,这种带有开口的环形部件,其外径在未受约束时超过了液缸体的直径。当将其安装于液缸体内,得益于材料的弹性特性,活塞环会对液缸壁施加一定的压力,从而实现密封效果。因其结构设计简洁,因此被广泛采用。活塞环不仅是往复泵的关键组成部分,同时也是易损件中较为常见的一种。
2)活塞杆
活塞杆的一端与十字头相接,而另一端则与活塞相连接,其作用在于将动力从十字头传递至活塞。活塞杆的密封工作主要依靠填料来实现。
3. 泵阀
阀是往复泵的关键密封部件,同时也是易损部件,其功能在于交替地将泵的吸入管道和排出管道与液缸体进行快速连接或分离。泵阀分为吸入阀和排出阀两种,阀门的开关动作是通过阀上下液体之间的压力差自动完成的。阀的类型主要有盘状阀和重量阀开yun体育app官网网页登录入口,其中大型泵通常使用的是盘状阀。
盘状阀,亦称作弹簧自动阀,由阀座、阀板、弹簧以及升程限制器等部件构成,如图5(a)所示。该阀的密封机制主要依赖于阀板与阀座的金属环面之间的接触,或者阀板与非金属弹性密封圈之间的接触。非金属弹性密封圈不仅负责密封功能,还能在阀板关闭时起到缓冲撞击的作用。而弹簧则确保阀门能够及时关闭。为确保泵阀能够精确地坐落在阀座之上,从而确保阀门具备优良的密封效果,阀体内部设置了导向结构。
盘状阀可依据阀板与阀座密封接触面的不同连接方式,细分为平板阀类别,其中包含环形平板阀,如图5(b)部分所示;此外,还包括锥形阀,如图5(c)部分所示。
重量阀以球阀为主,如图5(d)所示。这类阀门因其密封接触面积较小且密封效果优良,因此在需要确保计量精度的小型计量泵中得到了广泛的应用。
图5 往复泵泵阀
阀座的设置、阀门的安装、弹簧的配置、导向杆(套)的嵌入以及升程限制器的安装。
03往复泵空气室
为了降低往复泵出口液流的波动,我们在泵的进口和出口管道附近安装了空气室,具体如图6所示。这些空气室通过利用气体的可压缩性和膨胀性,交替地储存或释放超出平均流量的一部分液体,以此实现降低管道内流量和压力波动的效果。位于进口侧的空气室被称为吸入空气室,而位于出口侧的空气室则被称为排出空气室。
排出空气室的功能在于:若泵的瞬时流量Q’T超出平均流量QT,则泵的排出压力pa会上升,空气室内的气体因而受到压缩,超过平均流量部分之液体则被储存在空气室中;反之,当瞬时流量低于平均流量时,排出压力会下降,空气室内的气体随之膨胀,空气室将部分液体释放至排出管,以此保持空气室后管路流量的相对稳定。
吸入空气室的功能与之相反,若泵的瞬时流量Q'T超过平均流量QTkaiyun.ccm,空气室内的气体便会膨胀,并向泵释放部分液体;反之,当泵的瞬时流量小于平均流量时,吸入压力会上升,空气室内的气体随之被压缩,吸入管中的一部分液体便流入空气室kaiyun全站网页版登录,这样的机制也有助于保持吸入空气室前管路中的流量相对稳定。
在配备空气室的往复泵设备中,液体流动的不稳定性主要局限于泵的工作室与对应的空气室之间,而在空气室之外的吸入和排出管道中,液体的流动则相对稳定。然而,空气室内的压力是不断波动的,因此无法彻底消除流量的波动现象。

图6 往复泵空气室装置示意图
Ps,Pd—泵人口、泵出口处压力(由压力表测定),Pa;
PA,PB—吸液罐、排液罐液面上的压力,Pa;
HA,HB—吸液罐、排液罐液面至泵中心轴线的标高,m;
zds—泵进口中心到出口处的垂直距离,m

