往复泵工作原理及分类–工程钻探与取样技术

1）往复泵的工作原理

往复泵是一种依靠活塞作直线往复运动而使缸内密闭容腔容积发生循环变化，进而实现将机械能转换成液体压力能的水力机械。图4-6是常用往复泵的结构及工作原理示意图。

以图中的活塞（5）为界，可将泵分为动力端和液力端两大部分。

在动力端（图中右侧），曲柄（1）在动力机驱动力下以角速度ω回转，通过连杆（2）和十字头（3）将回转运动转换为活塞（5）的往复直线运动。

当曲柄（1）由A点经由C点顺时针转向B点的过程中，液力端（图中左侧）的活塞（5）向右端运动，由活塞（5）、缸套（4）、吸入阀（8）、排出阀（9）以及泵头体组成的密闭容腔的容积逐渐增大，导致腔内压力逐渐降低。当腔内压力低于大气压力时，储液池中的液体就在压差作用下经过过滤器（6）和吸入管（7），顶开吸入阀（8）进入液缸内。这一过程是在活塞（5）由左端点运动到右端点的过程中发生的，称为泵的“吸入过程”。

图4-6　常用往复泵的结构及工作原理示意图

1—曲柄；2—连杆；3—十字头；4—缸套；5—活塞；6—过滤器；7—吸入管；8—吸入阀；9—排出阀；10—排出管

当曲柄（1）继续从B点经由D点向A点顺时针旋转过程中，活塞（5）又由右端点向左端点运动，此时密闭容腔的体积不断减小。由于液体不可压缩，其压力很快升高。当缸内压力升高到一定时，吸入阀（8）在压力作用下关闭，缸内液体顶开排出阀（9）进入排出管路。这个过程称为泵的“排出过程”。

曲柄（1）以角速度ω连续回转，上述吸入和排出过程也不断重复，从而实现液体的连续输送。

2）往复泵的分类(www.xing528.com)

往复泵的结构各异，种类繁多。按不同的分类方法，可将往复泵分为多种类型。如：

按推动液体运动的元件结构可分为：活塞式、柱塞式（图4-7）；

按推动液体运动的工作面可分为：单作用、双作用（图4-8）；

图4-7　柱塞泵液力端示意图

图4-8　双作用泵液力端示意图

按液缸数量可分为：单缸、双缸、三缸、多缸；

按液缸布置形式可分为：卧式、立式，等等。

在岩心钻探中，目前浅孔钻机多配用单缸双作用活塞式，中深孔和深孔钻机多配用三缸单作用活塞泵。水文水井以及油气钻井中多配用双缸双作用活塞泵。