气动隔膜泵工作原理动画

1．大气压强

大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压或气压。

①大气压强是指地球上某个位置的空气产生的压强地球表面的空气受到重力作用，由此而产生了大气压强．地球上面的空气层密度不是相等的，靠近地表层的空气密度较大，高层的空气稀薄，密度较小．大气压强既然是由空气重力产生的，高度大的地方，它上面空气柱的高度小，密度也小，所以距离地面越高，大气压强越小．通常情况下，在2千米以下，高度每升高12米，大气压强降低1毫米水银柱．

②气体和液体都具有流动性，它们的压强有相似之处、大气压向各个方向都有，在同一位置各个方向的大气压强相等.但是由于大气的密度不是均匀的，所以大气压强的计算不能应用液体压强公式．

③被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的．它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的．

④大气压强公式：P=ρ气gh

2．大气压产生的原因

地球周围包着一层厚厚的空气，它主要是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和氦、氖、氩等气体混合组成的，通常把这层空气的整体称之为大气．它上疏下密地分布在地球的周围，总厚度达1000千米，所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强，就像浸在水中的物体都要受到水的压强一样．

大气压产生的原因可以从不同的角度来解释．课本中主要提到的是：空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强．讲得细致一些，由于地球对空气的吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其他物体来支持它，这些支持着大气的物体和地面，就要受到大气压力的作用．单位面积上受到的大气压力，就是大气压强；第二，可以用分子运动的观点解释（分子运动论的知识将来初三会学到）．因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成，而这些分子必然要对浸在空气中的物体不断地发生碰撞．每次碰撞，空气分子都要给予物体表面一个冲击力，大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力，从而形成大气压．若单位体积中含有的分子数越多，则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多，因而产生的压强也就越大．

利用分子运动论的观点可以解释：为什么大气层不均匀分布，能造成大气压下高上低的现象．

3．托里拆利实验

托里拆利实验测出了大气压强的具体数值.，在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开堵管口的手指时，管内水银面下降一些就不再下降，这时管内外水银面的高度差为760mm．

管内留有760mm高水银柱的原因正是因为有大气压的存在．由液体压强的特点可知，水银槽内液体表面的压强与玻璃管内760毫米水银柱下等高处的压强应是相等的．水银槽液体表面的压强为大气压强，由于玻璃管内水银柱上方是真空的，受不到大气压力的作用，管内的压强只能由760mm高的水银柱产生．因此，大气压强银760毫米高水银产生的压强相等．

通常情况下，表示气体压强的常用单位有帕斯卡、托、毫米水银柱（毫米汞柱）、厘米水银柱（厘米汞柱）、标准大气压，它们的符号分别是pa、mmhg、cmhg、atm.

看动画演示可访问www.a-sky.com/kj/tl.swf

4．气体压强与体积的关系

这里所说的气体压强并不是指大气压强，而是指一定质量的气体的压强.

由于气体的压强实质上是大量的做无规则运动的气体分子与容器壁不断碰撞而产生的，因此当其他条件不变的情况下，气体体积减小会使气体分子与容器壁碰撞的次数增多而使压强增大.

在温度不变时，一定质量的气体体积越小，压强越大；体积越大，压强越小.

5．沸点与大气压的关系

实验表明，一切液体的沸点，都是气压减小时减小，气压增大时增大，同种液体的沸点不是固定不变的．说水的沸点是100℃必须强调是在标准大气压下．

由于气压随高度增加，所以水的沸点随高度降低，例如：海拔1000米处水沸点约105℃，3千米处约97℃，在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶，水很难沸腾，因而在高山上烧饭要用不漏气的高压锅，锅内气压可以高于标准大气压，使水沸点高于100℃，不但饭熟得快，还可以节省燃料．

6．活塞式抽水机的工作原理

活塞式抽水机是利用活塞的移动来排出空气，造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽出，当活塞压下时，进水阀门关闭而排气阀门打开；当活塞提上时，排气阀门关闭，进水阀门打开，在外界大气压的作用下，水从进水管通过进水阀门从上方的出水口流出．这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把水抽出来．

7．离心式水泵的工作原理

水泵在起动前，先往泵壳内灌满水，排出泵壳内的空气，使泵内中心部分压强小于外界大气压强，当起动后，叶轮在电动机的带动下高速旋转，泵壳里的水也随叶轮高速旋转，同时被甩入出水管中，这时叶轮附近的压强减小，大气压使低处的水推开底阀，沿进水管泵壳，进来的水又被叶轮甩入出水管，这样一直循环下去，就不断把水抽到了高处．

活塞式抽水机和离心泵，都是利用大气压，把水抽上来，因为大气压有一定的限度，因而抽水机抽水的高度也有一定的限度，不超过10．3米．

8. 标准大气压强

大气压强不但随高度变化，在同一地点也不是固定不变的，通常把1.01325×10 /5（次幂）Pa的大气压强叫做标准大气压强。它相当于760mm水银柱所产生的压强。

标准大气压强的值在一般计算中常取1.01×10 /5（次幂）Pa（101Pa），在粗略计算中还可以取作10 /5（次幂）Pa（100KPa）。

9.大气压强与海拔高度

在海拔3000m之内，每上升10m大气压强约减小100Pa，每上升120m大气压强约减小1mmHg。

液环真空泵就是这种靠偏置叶轮在泵腔内回转运动使工作室容积周期性变化以实现抽气的真空泵。它的工作室由旋转液环和叶轮构成，其结构和工作原理与液环压缩机相似。下面这个3D动画比较直观：

当工作液体为水时，称水环式真空泵，水环真空泵是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000 Pa，串联大气喷射器可达270~670 Pa。

当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。

水环真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000Pa，串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa表压力。

水环泵最初用作自吸水泵，而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中，如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等，水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，水环泵应用日益增多。

如图：在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。

　 综上所述，水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。

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水环式真空泵的优点

1）结构简单，制造精度要求不高，容易加工。

2）结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。

3）压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。

4）由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。

5）吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。

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水环式真空泵的缺点

1）效率低，一般在30%左右，较好的可达50%.

2）真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。

由于水环泵中气体压缩是等温的，故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些突出的特点，尽管它效率低，仍然得到了广泛的应用。

图：http://www.51clean.com/co_cp_view.asp?id=1042

螺旋离心泵螺旋离心泵

图：http://www.kdhb.com/pro/show.asp?id=91&zt_up=泵类产品

图6 螺杆泵的抽气原理

② 矩形螺旋式真空泵

如图7 所示, 有矩形断面的右螺旋和左螺旋的一对转子相啮合, 由同步齿轮带动实现非接触式的高速运转, 气体由上侧进入, 在泵腔内压缩由

图7 矩型螺旋式真空泵

转子下端排除,转子旋转一周排气一次。转子和泵体内表面形成一种螺旋密封结构, 矩形断面间隙泄漏较少,故可得到较高的压缩比, 泵的压缩比和抽速与转子的螺旋导角,转子与泵体的间隙,螺旋的啮合率,螺旋圈数,转子直径和旋转速度等因素有关。由于它的螺旋圈数多, 比上述的螺杆式干泵的压缩比高, 而抽速低, 这种泵可从大气压抽到极限压力10-1Pa,抽速为40～80m3/h的泵有市售。

图：http://www.chvacuum.com/pumps/jixie/03779.html

将n对磁体（n为偶数）按规律排列组装在磁力传动器的内、外磁转子上，使磁体部分相互组成完整藕合的磁力系统。

当内、外两磁极处于异极相对，即两个磁极间的位移角Φ＝0，此时磁系统的磁能较低；当磁极转动到同极相对，即两个磁极间的位移角Φ＝2π/n，此时磁系统的磁能较大。

去掉外力后，由于磁系统的磁极相互排斥，磁力将使磁体恢复到磁能较低的状态。于是磁体产生运动，带动磁转子旋转。

扩展资料：

泵运转时，必须用少量的液体对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承的摩擦副进行冲洗冷却。冷却液的流量通常为泵设计流量的2%-3%，内磁转子与隔离套之间的环隙区域由于涡流而产生高热量。

当冷却润滑液不够或冲洗孔不畅、堵塞时，将导致介质温度高于永磁体的工作温度，使内磁转子逐步失去磁性，使磁力传动器失效。当介质为水或水基液时，可使环隙区域的温升维持在3-5℃；当介质为烃或油时，可使环隙区域的温升维持在5-8℃。

磁力泵滑动轴承的材料有浸渍石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能，所以磁力泵的滑动轴承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小，所以轴承间隙不得过小，以免发生抱轴事故。

由于磁力泵的滑动轴承以所输送的介质进行润滑，所以应根据不同的介质及使用工况，选用不同的材质制作轴承。

轴带动叶轮高速旋转，在离心力的作用下对液体作功，把机械能转换成液体能量，液体(水)飞

离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口的

排出管流出。潜水泵的设计出发点是“不缠绕、不堵塞”，有的型号还装有撕裂机构或切割装

置，能将水中长纤维、带状物等撕裂后排出。潜水泵的先天弱点是，其抽送的介质多为软质，

对水中含沙量限制在3%以内，含沙量大时，易损坏密封，电机一旦进水，轴承、绕组绝缘损

坏，导致电机烧毁

泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。

泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。

泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。

泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以画成曲线来表示，称为泵的特性曲线，每一台泵都有自己特定的特性曲线。

二、泵的定义与历史来源

输送液体或使液体增压的机械。广义上的泵是输送流体或使其增压的机械，包括某些输送气体的机械。泵把原动机的机械能或其他能源的能量传给液体，使液体的能量增加。

水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代已有各种提水器具，如埃及的链泵（前17世纪）、中国的桔槔（前17世纪）、辘轳（前11世纪）、水车（公元1世纪） ，以及公元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明了最原始的活塞泵-灭火泵。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载， 以后陆续出现了其他各种回转泵 。1689年，法国的D.帕潘发明了4叶片叶轮的蜗壳离心泵。1818年 ，美国出现了具有径向直叶片 、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。1840～1850年，美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继发明，使发展高扬程离心泵成为可能。随后，各种泵相继问世。随着各种先进技术的应用，泵的效率逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大。

三、泵的分类依据

泵的种类繁多，按工作原理可分为：①动力式泵，又叫叶轮式泵或叶片式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。②容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。③其他类型的泵，以其他形式传递能量。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量 ；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。另外，泵也可按输送液体的性质、驱动方法、结构、用途等进行分类。

四、泵在各个领域中的应用

从泵的性能范围看，巨型泵的流量每小时可达几十万立方米以上，而微型泵的流量每小时则在几十毫升以下；泵的压力可从常压到高达19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被输送液体的温度最低达-200摄氏度以下，最高可达800摄氏度以上。泵输送液体的种类繁多，诸如输送水（清水、污水等）、油液、酸碱液、悬浮液、和液态金属等。

在化工和石油部门的生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很多装置中还用泵来调节温度。

在农业生产中，泵是主要的排灌机械。我国农村幅原广阔，每年农村都需要大量的泵，一般来说农用泵占泵总产量一半以上。

在矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。矿井需要用泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程中，需用泵来供水先等。

在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。

在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动、潜艇的沉浮等都需要用泵。高压和有放射性的液体，有的还要求泵无任何泄漏等。

在船舶制造工业中，每艘远洋轮上所用的泵一般在百台以上，其类型也是各式各样的。其它如城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等，都需要有大量的泵。

总之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火车、船舶，或者是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行。正是这样，所以把泵列为通用机械，它是机械工业中的一类生要产品。

按工作原理分

1、容积式泵

靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加。

根据运动部件运动方式的不同又分为：往复泵和回转泵两类。根据运动部件结构不同有：活塞泵和柱塞泵，有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵。

2、叶轮式泵

叶轮式泵靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。

根据泵的叶轮和流道结构特点的不同叶轮式又可分为：

离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵。

3、喷射式泵（jet pump）

是工作流体产生的高速射流引射流体，然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。

泵还可以按泵轴位置分为：

立式泵、卧式泵。

按吸口数目分为：

单吸泵、双吸泵。

按驱动泵的原动机来分：

电动泵、汽轮机泵、柴油机泵、气动隔膜泵。

运用领域

在化工和石油部门的生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很多装置中还用泵来调节温度。

在农业生产中，泵是主要的排灌机械。我国农村幅员广阔，每年农村都需要大量的泵，一般来说农用泵占泵总产量一半以上。

在矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。矿井需要用泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程中，需用泵来供水等。

在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、油气混输泵、循环水泵和灰渣泵等。

在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动、潜艇的沉浮等都需要用泵。高压和有放射性的液体，有的还要求泵无任何泄漏等。

总之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火车、船舶，或者是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行。正是这样，所以把泵列为通用机械，它是机械工业中的一类主要产品。

电动泵，即用电驱动的泵。电动泵是由泵体、扬水管、泵座、潜水电机(包括电缆)和起动保护装置等组成。泵体是潜水泵的工作部件，它由进水管、导流壳、逆止阀、泵轴和叶轮等零部件组成。叶轮在轴上的固定有两种方式。

扩展资料

注意事项

1、如果水泵有任何小的故障切记不能让其工作。如果水泵轴的填料完磨损后要及时添加，如果继续使用水泵会漏气。这样带来的直接影响是电机耗能增加进而会损坏叶轮。

2、如果水泵在使用的过程中发生强烈的震动这时一定要停下来检查下是什么原因，否则同样会对水泵造成损坏。

3、当水泵底阀漏水时，有些人会用干土填入到水泵进口管里，用水冲到底阀处，这样的做法实在不可取。因为当把干土放入到进水管里当水泵开始工作时这些干土就会进入泵内，这时就会损坏水泵叶轮和轴承，这样做缩短了水泵使用寿命。当底阀漏水时一定要拿去维修，如果很严重那就需要更换新的。

4、水泵使用后一定要注意保养，比如说当水泵用完后要把水泵里的水放干净，最好是能把水管卸下来然后用清水冲洗。

5、水泵上的胶带也要卸下来，然后用水冲洗干净后在光照处晾干，不要把胶带放在阴暗潮湿的地方。水泵的胶带一定不能沾上油污，更不要在胶带上涂一些带粘性的东西。

6、要仔细检查叶轮上是否有裂痕，叶轮固定在轴承上是否有松动，如果有出现裂缝和松动的现象要及时维修，如果水泵叶轮上面有泥土的也要清理干净。

参考资料来源：百度百科-泵

参考资料来源：百度百科-水泵