容积泵的定义、种类和内部构造，千言万语不如一张图，原来科技这么有趣

容积泵，英文全称 Positive Displacement Pump，容积泵通过机械方式使截留的流体体积流过系统。在吸入侧，体积膨胀，而在排出侧，体积收缩。因此，无论出口压力、入口真空或流体性质如何，每转的体积都是固定的，并且理论上是恒定的。容积泵也是自吸的，在入口处产生强烈的真空。这可以简化整个系统设计，并且允许维护而无需手动重新灌注。

容积泵的性能与离心泵有很大的不同，离心泵依赖于加速流体的动量来输送压力下的流量，并且对压力变化非常敏感。下图比较了使用相同尺寸电机的外啮合齿轮泵（普通容积泵）和离心泵。虽然离心泵可以达到相当高的流量，但它们对压力非常敏感。

流量与压力无关只是理论上的。材料弯曲、内部泄漏（“漏气”）、磨损和其他变量导致轻微的压力依赖性。压力依赖性的量是泵的类型以及泵部件的精度的函数。在选择泵类型时，通常必须在精度、寿命和系统响应之间进行权衡。通过与泵设计人员密切合作并使用高精度、高质量的部件，可以最大限度地减少这种折衷的负面影响。

容积泵的结构形式可以分为 Reciprocating往复和Rotary旋转。

1 往复泵 Reciprocating positive displacement pumps

往复式泵通过机构的重复线性运动来操作。这种运动通常被称为冲程，泵的尺寸通常被指定为每次冲程的体积。由于往复泵的每转一次的排放，流动轮廓是脉动的。如果实施不当，脉冲流可能会导致过度振动和/或损坏液压系统，有时称为“水锤”。脉冲流还导致峰值流率高于平均流率，需要仔细设计液压回路。往复泵是精确、可重复的流体计量和配量的理想选择。

最常见的往复泵类型有：Diaphragm pump隔膜泵、Piston pump活塞泵和Plunger pump柱塞泵。

1.1 隔膜泵Diaphragm Pump

隔膜泵使用向内和向外弯曲的柔性膜（通常称为隔膜）。膜的运动改变泵内部的体积，并且当与阀耦合时，允许流体流入和流出泵。隔膜泵是真空、空气和低压腐蚀性流体的理想选择。

1.2 活塞泵Piston Pump

在活塞泵中，活塞在紧密配合的气缸内滑动。当活塞缩回时，体积膨胀。通常，入口上的阀打开，允许流体随着体积膨胀而进入泵中。当活塞反向时，体积收缩，出口上的阀门打开，允许流体离开泵。

1.3 无阀柱塞泵 Valveless Piston Pump

这种活塞泵的特殊版本是无阀的，有时也被称为无阀计量泵。该泵具有正弦线性运动和活塞的360°旋转。活塞端部有一个平面，可与活塞运动同步打开/关闭入口和出口。这种类型的泵消除了阀门，这可能会磨损和坚持，并大大简化了整体设计。

1.4 柱塞泵 Plunger Pump

柱塞泵以与活塞泵几乎相同的方式操作。不同之处在于柱塞通过密封件移动到泵容积中。柱塞的位移体积改变泵内的流体体积，导致泵送动作。

2 旋转式容积泵 Rotary positive displacement pumps

旋转容积泵使用一系列旋转容积来输送流体，而不是往复泵的线性运动。旋转元件抵靠泵壳体或抵靠其它旋转元件密封。通常，每转有多个体积，导致比往复泵更平稳的流动。然而，体积通常不如往复泵精确，这使得它们不太适合计量或分配应用。

最常见的旋转式容积泵类型有：

External gear pumps外啮合齿轮泵

Internal gear pumps内齿轮泵

Vane pumps叶片泵

Peristaltic pumps蠕动泵

Lobe pumps凸轮泵

2.1 外齿轮泵 External Gear Gump

外啮合齿轮泵是最简单和最常见的旋转齿轮泵。它们通常在单独的轴上有两个齿轮，其中一个轴连接到电机。齿轮的脱离在泵的入口处产生真空。当齿轮转动时，流体被截留在齿轮齿和壳体的腔壁之间。然后将其旋转到出口并排出。由于齿轮啮合，流体不能回流到入口，因此必须从出口排出。泵送的流体润滑齿轮啮合和相关的轴颈轴承。

2.2 内齿轮泵 Internal Gear Pump

内齿轮泵使用具有不同齿数的不同尺寸的齿轮，其中一个齿轮具有内齿。齿轮与泵壳偏心，从而在齿轮旋转时在齿轮啮合中打开间隙。这些体积由充当密封件的新月形元件分开。通过新月形后，网格开始关闭，将体积排放到出口。更高的功率要求，增加了新月形的复杂性，以及更困难的齿轮制造使内齿轮泵成为一个有点专业化的类别。

2.3 摆线 Gerotor

摆线泵是一种特殊类型的内齿轮泵，不使用新月形元件。内转子通常由马达驱动。消除月牙简化了设计，但需要高精度和低间隙。光滑的外形和操作允许使用其他传统齿轮泵无法使用的特殊材料。

2.4 叶片泵 Vane Pump

叶片泵只有一个相对于泵腔偏心的旋转元件。旋转元件包含多个叶片，其可以滑动或变形以配合腔壁的轮廓。叶片形成了一个紧密的滑动密封对腔壁，捕获的流体体积的入口和排放到出口。叶片泵对压力变化非常不敏感，因为叶片接触腔壁。然而，叶片和壁之间的滑动产生功率、噪声和寿命问题。

2.5 蠕动泵 Peristaltic Pump

蠕动泵有时被称为滚子泵，蠕动泵通过使用滚子将液体捕获在柔性管中并将其从入口移动到出口来移动流体。这种设计导致流体仅与管的内部接触。这一特性加上易于更换的管路，使蠕动泵成为一次性使用应用的理想选择，例如透析机中的血液接触。然而，频繁挤压管还需要频繁更换管，这使得它们在许多应用中很麻烦。蠕动泵具有脉冲流动，很像往复泵。

2.6 凸轮泵 Lobe Pump

凸轮泵类似于外齿轮泵，但具有叶形元件而不是齿轮。瓣形元件各自由具有定时齿轮的马达驱动。这消除了两个叶片之间的接触，减少了磨损并最大限度地减少了流体剪切。叶片泵能够处理更大的固体比其他容积泵由于齿数少。

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