往復(fù)式低溫液體泵工作原理

當(dāng)活塞（或柱塞）從左向右移動(dòng)時(shí)，泵缸內(nèi)部的容積就增大，壓力隨著降低，進(jìn)入管路的液體壓力大于泵缸中的壓力時(shí)，液體在壓差作用下，打開吸入閥而進(jìn)入泵缸內(nèi)。在傳動(dòng)箱的曲柄轉(zhuǎn)過180度后，活塞向左移動(dòng)。由于低溫液體基本是不可壓縮的，低溫液體立即被活塞壓縮而壓力迅速升高，同時(shí)從密封部分（從活塞隊(duì)活塞環(huán)或柱塞與泵缸的間隙中）泄露的低溫液體量也增加，會(huì)使泵缸中的壓力升高的速度變得小一點(diǎn)，但壓力還是一直在升高。直到泵缸中的液體壓力大到足夠打開排出閥時(shí)，低溫液體經(jīng)過排出閥向排液管道輸出。當(dāng)活塞被曲柄拉動(dòng)又向右移動(dòng)時(shí)，重復(fù)以上過程。

往復(fù)式低溫泵前半個(gè)周期是吸入低溫液體，后半個(gè)周期是排出低溫液體。排液是間斷式的，不是連續(xù)性的。

液力端主要包括排出閥、吸入閥（或吸液窗口）、泵缸和缸套、活塞（或柱塞）、密封器、各種連接管及補(bǔ)償管。這部分零件都接觸到低溫液體，一般都采用銅、不銹鋼和聚四氟乙烯等低溫材料，并注意去除油脂、防水、防止異物進(jìn)入。

往復(fù)式低溫液體泵除具有一般往復(fù)式泵的特點(diǎn)外，還應(yīng)特別注意其低溫液體泵的特點(diǎn)，現(xiàn)綜述如下。

①往復(fù)式低溫液體泵的流量與缸套直徑D、活塞行程S、泵的轉(zhuǎn)速（活塞或柱塞的往復(fù)次數(shù)N）、密封特性有較大的關(guān)系．而與泵的揚(yáng)程（或排出壓力）的關(guān)系較?。ㄈ莘e式特征），如圖《工作特點(diǎn)》所示。

在圖《工作特點(diǎn)》中可以看到往復(fù)式低溫液體泵的性能曲線基本上是一條垂直的直線，只有當(dāng)壓力較高時(shí)，由于在密封部分的泄漏量增加會(huì)使流量減少。因此，往復(fù)式低溫液體泵是不能用排出管道上的閥門來調(diào)節(jié)流量的，這是與離心式低溫泵完全不同的，所以在管道布置和操作時(shí)必須充分注意，千萬不能將排出管道上的液體閥關(guān)死!否則會(huì)損壞泵，甚至出事故。為避免誤操作，在截止閥前設(shè)置安全閥或其他安全裝置，也可以不設(shè)截止閥而僅設(shè)置單向閥。正常操作時(shí)泵排出管路上的截止閥必須常開。

②往復(fù)式低溫液體泵的揚(yáng)程（或排出壓力）受系統(tǒng)力的影響。只要原動(dòng)機(jī)的功率足夠，傳動(dòng)箱及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度富裕，密封性能良好時(shí)，其排出壓力可以滿足不同裝置的需要。如充瓶過程中往復(fù)式低溫液體泵的排出壓力也相應(yīng)地從瓶內(nèi)剩余壓力1MPa變化到14.7MPa。

③液力端（泵頭）處在極低溫條件下工作，熱量的傳入會(huì)帶來不良影響，所以應(yīng)切實(shí)做好絕熱工作，密切注意連接處的密封、防止泄漏。所用材料要適合于低溫下工作，對(duì)防腐性也有一定要求。要防止異物進(jìn)入。

往復(fù)式低溫液體泵運(yùn)行時(shí)排氣壓力升得慢或不 上壓的原因主要是汽蝕和液體泄漏， 上述原因只是 一個(gè)特例，在生產(chǎn)運(yùn)行中很少見。

1、汽蝕

汽蝕是由于工作腔內(nèi)存在氣體， 使工作腔存在 氣液兩相工質(zhì)， 而氣體是可壓縮介質(zhì)， 導(dǎo)致泵不能正常工作。引起汽蝕的原因很多， 主要有：

①管路 和泵頭冷端保冷效果差；

②吸入管路和回氣管路布 置不當(dāng)；

③吸入管路和回氣管路堵塞造成排液、回氣不暢；

④液體貯槽和泵頭冷端真空度變差等。

2、泄漏

泄漏是指液體在壓縮時(shí)漏回液缸或膨脹時(shí)從排出閥漏回工作腔， 當(dāng)泄漏量與排出量差不多時(shí)， 也 就沒有實(shí)際流量， 從而引起排氣壓力不上升。引起 泄漏的根本原因有：

①吸入閥和排出閥泄漏；

②活塞環(huán)和密封件磨損失效；

③吸入閥閥座與缸套的密 封泄漏；

④缸套排出孔前后兩個(gè)臺(tái)階處的密封墊泄 漏。

往復(fù)式低溫液體泵吸入管路

( 1)安裝時(shí)，液體貯槽出液口與液體泵進(jìn)液口 間的吸入管路盡可能短，且有沿貯槽向泵下斜的角 度， 并對(duì)吸入管路進(jìn)行良好的絕熱材料包扎。以減 少管路壓力損失和汽化損失， 并使管路中汽化的氣 體返回貯槽。

( 2)有些吸入管路上裝有濾網(wǎng)，應(yīng)檢查濾網(wǎng)、出液口和閥門是否堵塞，避免造成液體泵進(jìn)液不暢。

( 3)液體泵運(yùn)行時(shí)，可將貯槽中的氣體適當(dāng)放空，以提高吸入管路液體的過冷度，盡量避免液體 泵發(fā)生汽蝕；有條件的可提高貯槽的液面高度。

往復(fù)式低溫液體泵回氣管路

( 1)貯槽氣相出口與液體泵回氣口間的回氣管 路布置時(shí)管程也應(yīng)盡可能短， 且有沿貯槽向泵下斜 的角度， 管路變徑時(shí)應(yīng)采用錐形縮節(jié)過渡， 避免產(chǎn)生氣阻和虹吸現(xiàn)象;并對(duì)吸入管路進(jìn)行良好的絕熱 包扎， 減少汽化損失;在回氣管路的頂部應(yīng)加裝放 空閥。

( 2)出現(xiàn)故障時(shí)，打開放空閥直接排放回氣和可能存在的液體， 若故障消除， 則說明壓力損失和 汽化損失較嚴(yán)重， 使液體泵產(chǎn)生汽蝕而出現(xiàn)故障。 這與管路的安裝及絕熱材料包扎有很大關(guān)系， 有條件的應(yīng)及時(shí)處理?？蓵簳r(shí)通過增加液體過冷度、 增加貯槽液面高度、回氣放空閥適當(dāng)打開等措施來解決。若故障不能消除， 很大可能是泄漏引起的。

往復(fù)式低溫液體泵其他部位

( 1)缸套在兩個(gè)臺(tái)階處都有密封墊。要保證兩個(gè)臺(tái)階處的密封性能良好，對(duì)缸套與缸座的尺寸配合要求較高， 特別是更換缸套或密封墊后更應(yīng)注意尺寸的變化，保證排出液體不漏回液缸。

( 2)活塞環(huán)及密封件磨損失效，應(yīng)及時(shí)更換，盡量避免泄漏的發(fā)生。

( 3)泵頭冷端是一個(gè)真空夾套型的冷端，應(yīng)保 護(hù)好其真空接頭，必要時(shí)還可對(duì)泵頭進(jìn)行保冷處理。2100433B

活塞(或柱塞)往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌跡為鉛垂線的往復(fù)式低溫液體泵。