泵是一种用途极其广泛的设备，具有多种用途和应用。无论是输送液体或气体、将垃圾泵上山、从低洼地区排水、在工业应用中转移化学物质，还是将流体输送到偏远地区；泵每次都能提供有效的解决方案。但市场上有如此多的类型，选择正确类型的泵 可能是一项艰巨的任务。为了让您更简单，这里概述了 13 种不同的工业泵类型 及其应用和优点。
什么是泵？
泵是一种利用电能产生机械运动来移动流体（液体、气体甚至泥浆）的设备。泵可以按多种方式分类。例如，它们是泵的三大类之一，其他泵还有直接提升泵、排量泵和重力泵，根据它们如何用于移动流体泵类型进行分类。此外，虽然某些类型的泵可能位于流体外部，但其他类型的泵可能被浸没。
泵使用往复式或旋转式机构，通过将能量转化为机械力来移动流体。泵的动力可以来自多种来源。泵所需的能量可以从多种来源获得，包括体力劳动、电力、发动机和风力。这些泵有各种尺寸可供选择，从小型工业泵到医疗应用中使用的大型泵。不同类型的泵有不同的能量需求。我们将探讨泵的类型及其用途。
机械泵
机械泵是用于将流体（通常是液体）从一个地方输送到另一个地方的装置。它们通过产生机械能来工作，然后将机械能转化为流体流。机械泵通常用于各种行业和应用，包括工业流程、供水系统、加热和冷却系统以及石油和天然气生产。
机械泵的类型
机械泵有不同类型，包括离心泵、往复泵和旋转泵。每种机械泵类型都基于不同的原理运行，并且适合特定的应用。例如，离心泵利用离心力来移动流体，而往复泵则利用活塞或隔膜来产生压力和位移。另一方面，旋转泵使用旋转元件来产生流体流。
机械泵的用途
- 在汽车领域，泵用于水冷却、燃油喷射和从井中抽水。
- 泵用于输送石油和天然气，以及能源行业许多领域的冷却塔和其他 HVAC（供暖、通风和空调）系统。
- 泵在医疗领域用于通过生化过程制造药物，并取代人造心脏和阴茎假体等人造身体部件。
流体每单位体积的能量随着功率的增加而增加。液压能接收来自机械能的能量传递。纳维-斯托克斯方程（控制微分方程）通常描述了这种能量转换。另一方面，伯努利方程是一个简单的公式，考虑了流体中存在的各种能量。以下方程提供了沿流线任意给定位置处不可压缩流体的伯努利方程的原始形式。
2v2+gz+ρp=常数
流体速度、压力、参考平面上方的高度以及某个位置的密度分别由变量 v、p、z 和 表示。重力加速度也称为 g。
因此，泵的输入和出口之间的总压差如下：
Δp= 2(v22−v12)+gΔz+ρΔpstatic
静压差是上式中的最后一项。泵施加到流体的功率与其接收的功率之比称为泵的效率，可以使用以下关系计算：
η=PQΔp
体积流体流量或 Q，以 m3/s 表示。
制造商的信息有时以泵曲线的形式提供，可以提供泵的效率。通常，它是通过流体动力学模拟产生的，例如针对特定泵几何形状或测试的纳维-斯托克斯解决方案。泵的设计和运行参数（例如转速、流体粘度和密度）会影响泵的效率。
其值取决于特定泵的工作扬程 (H) 和排出速率，并且不是恒定的：
η=PρgQH
在最佳效率点 (BEP)（位于性能范围的中间）之前，离心泵的效率随着流量的增加而上升，但随着流量进一步增加，效率会下降。此外，随着时间的推移，间隙增大和叶轮尺寸缩小等磨损效应会降低泵的效率。
泵的类型
正如本文开头所述，泵有多种分类方式。在这一部分中，我们将按一般机械配置进行分类。动态泵和正排量泵是泵的两种基本类型。
动态泵
能量传递在动态泵中连续发生。动力泵主要分为三大类：
涡轮泵
该领域最常用的泵是涡轮泵。叶轮或涡轮泵的主要运动部件是转子，它安装在带有许多叶片的旋转轴上。当液体通过叶轮时，叶片的运动增加了液体的动量。这些泵因其特定的结构部件、较低的体积与输入功率比以及广泛的工业应用而最为普遍。所有涡轮泵都属于涡轮机械系列。
根据液体在转子内的行程，涡轮泵最常按这种方式分类。
离心泵
通过将旋转动能转化为流体动力能，离心泵移动流体。发动机或电动机通常是旋转能量的来源。当液体进入泵时，叶轮将液体引向旋转轴，从而加速液体。当准备退出时，它径向向外流入泵扩散器或蜗壳室。
这些泵用于各种行业，例如泵送污水、水、石油和石化产品。这些泵种类繁多的关键原因是它们的高流量能力、混合潜力、与磨料溶液的兼容性以及相对简单的工程设计。
轴流泵
一种流行的泵称为轴流泵，主要由管道中的轴向叶轮（螺旋桨）组成。电动机、汽油机或柴油机或电动机都可以直接操作叶轮。
由于泵吸入口（入口）和排出口（出口）处的半径差异非常小，因此流体颗粒在流经泵期间不会改变其径向位置。因此，这种泵被称为轴流泵。
螺旋桨式叶轮封闭在外壳内。流过叶轮叶片的流体产生压力。平行于叶轮轴运动的是流体。它使流体能够轴向通过叶轮。
下图为轴流泵的性能特性图。正如所证明的，泵最佳效率点的扬程可以比零流量时的扬程高三倍。此外，随着流量的减少，所需的功率也会减少，其中最强大的功率是在零流量下使用的。
与流量增加时需要更多功率的径流式离心泵相比，这一特性降低了功率需求。此外，当螺距增加时，功率和泵头要求也会增加。因此，它使泵能够适应系统的需求并以其最有效的水平运行。
轴流泵的主要优点是它可以在相对高流量和低扬程的情况下使用。
混流泵
带有混流叶轮的离心泵称为混流泵。它在流体流动方向的水平面上运行，结合了离心泵和轴流泵的特性。当液体通过叶轮时，被叶片以大于90度的角度送出并远离泵轴。
混流泵通常用于需要中等到高流量和中等扬程的应用。它通常用于供水、灌溉、污水应用、火电厂和核电厂的冷却水、处理海水和工业用途。
大多数混流泵采用带有扩散器的立式单级设计。然而，两级设计以及水平和垂直布局以及蜗壳的设计是可选的。泵的转子是带有固定叶片的混流叶轮。
外围泵
外围泵是结合了离心式和正排量特性的专用泵。它们的流量比离心泵低，但可以产生正排量泵的高扬程。
它们的动力学工作原理与离心泵相当。然而，它们使用径向定向的类似涡轮的叶轮来移动流体，而不是带有叶片的叶轮。当叶轮旋转时，流体的速度以圆周运动增加。该圆形通道提供将压力转换为速度所需的扩散。外围泵比离心泵噪音大，因为它们的内部间隙更小且形式更紧凑。通常，这些泵具有单级。然而，也有更多阶段的变化。
典型规格包括 1 至 200 GPM 的流量、50 至 1,200 英尺的总扬程以及 0.5 至 75 马力的功率范围。当需要高扬程、低流量、操作灵活、结构紧凑时，它们效果很好。例如，它们在面包店、干洗店和啤酒厂等商业机构中用于深井泵送和冷却水循环器。
特种泵
其他形式的动态泵包括电磁泵、液压油缸、气举泵和喷射泵。
喷射泵
这种泵借助喷射（通常是蒸汽）产生低压。流体被低压吸入并移动到高压区域。
液压油缸（Hydram）
液压油缸是一种水力电动循环水泵。该装置利用水锤的力来产生压力，使一些输入的水能够被提升到其初始起始位置之上。
气举泵或气泡泵
气举通过将压缩空气、水蒸气或其他物质的气泡注入出口管来人为地提升流体。因此，流出管处的流体静压力小于入口管处的流体静压力。在石油领域，这种方法常用。例如，美国 10% 的油井使用了气举，但油藏压力不足以钻井。
电磁泵
电磁泵是一种利用电磁力推动液态金属（或任何其他导电液体）的机器。由于与液体移动方向成一定角度施加的磁场，电流通过它发送。由此产生的电磁力使导电液体移动。该泵可在冷却系统中用于泵送液态金属应用。
正排量泵
正排量泵通过捕获和挤压特定体积的流体，将特定体积的流体推向排放管。
一些容积泵的吸入侧的空腔扩大，而排出侧的空腔收缩。当吸入侧空腔扩大时，流体进入泵内，当空腔收缩时，流体排出。每个操作周期都有固定的体积。
与离心泵不同，容积泵可以在特定速度 (rpm) 下提供相同的流量，而不管排出压力如何。因此，正排量泵是一种恒流量装置。随着压力的增加，内部泄漏会略有增加，从而无法保持恒定的流量。
由于正排量泵没有像离心泵那样的关闭扬程，因此它不能与泵排出侧的关闭阀门相反地运行。如果正排量泵在关闭的排出阀上运行时继续产生流量，则排出管线中的压力会增加，直至管线破裂。泵将因此受到严重损坏。因此，排放侧需要一个溢流阀或安全阀。它可能是内部的或外部的。
根据流体输送方式，容积泵可分为旋转泵和往复泵。
旋转泵
旋转泵中使用的旋转机构会产生真空，将液体吸入泵中并进行传输。它们特别有效，因为随着粘度的升高，它们可以在高流速下处理高粘度流体。
然而，泵的设计需要在旋转部件和外边界之间留有微小间隙，从而导致逐渐、连续的旋转。当旋转泵高速旋转时，流体会产生侵蚀，导致液体通过的间隙变大，效率降低。
旋转泵有六大类
齿轮泵
最简单的旋转泵就是这个。它有两个在配件外壳内旋转的啮合齿轮。液体被牙齿之间的缝隙推到外边缘周围，从而将液体困住。由于齿靠近中心，流体不会返回到网格区域。齿轮泵经常用于汽车发动机的液压动力装置和油泵。
螺杆泵
一种更复杂的旋转泵（称为螺杆泵）使用两个或三个具有相反螺纹的螺杆，使得一个螺杆沿顺时针方向旋转，另一个沿逆时针方向旋转。螺钉安装在平行轴上。流体由螺杆通过泵泵送。运动部件和壳体之间的间隙很小，就像其他旋转泵一样。
旋片泵
在空腔内旋转的转子由固定在其上的叶片组成。在其他情况下，叶片被张紧并具有不同的长度，以在泵转动时保持与壁的接触。这种类型的缺点包括与其他真空泵相比，它较少用于高粘度和高压流体，并且其设计复杂。它们被认为适合低粘度流体，因为它们可以承受短暂的干燥性能。转到此处了解旋片泵的基础知识。
空心盘泵
空心盘泵（也称为偏心盘泵或空心旋转盘泵）在圆形外壳内装有圆柱形转子，可与涡旋压缩机相媲美。当转子旋转到一定程度时，液体被截留在转子和壳体之间，推动流体通过泵。它用于高粘度流体，包括石油衍生化合物。此外，它可以在高达 290 psi 的压力下运行。
振动泵
振动泵也称为振动泵，其工作原理与线性压缩机类似。它们通过使用弹簧加载的活塞和通过二极管连接到交流电的电磁体来发挥作用。唯一的移动部件是电磁体中心的弹簧加载活塞。
在交流电的正周期期间，二极管通过电磁体发送能量。由于形成的磁场，活塞被迫向后，压缩弹簧并产生吸力。二极管在负交流循环期间切断电磁体的电流，使弹簧减压并使活塞向前移动。因此，流体以类似于往复泵的方式移动。
由于成本低廉，被广泛应用于低价浓缩咖啡机中。然而，振动泵的运行时间不能超过一分钟，因为它们会产生大量热量。
往复泵
往复泵使用一个或多个摆动活塞、柱塞或隔膜来输送流体，而阀门则将流体引导至特定方向。泵必须首先将柱塞向外拉以降低腔室压力，然后才能进行抽吸。当柱塞被推回时，压力升高，打开排出阀，将流体迅速释放到输送管中。
正排量泵的吸入侧和排出侧必须使腔室膨胀和收缩。当吸入侧的空腔膨胀时，流体进入泵，当空腔收缩时，流体从排出处排出。对于每个操作周期，体积保持恒定。
这些泵有单缸（一缸）、双缸（两缸）、三缸（三缸）、四缸（四缸）以及更多型号。活塞运动方向（单作用）或吸入和排出两个方向（双作用）。泵的动力可以来自手动或发动机。
往复泵通常用于需要低流量和相当大阻力的应用，例如泵送混凝土和重油（它们是高粘度流体）。例如，经常使用手动往复泵从井中抽水。此外，用于充气的标准脚踏泵和自行车泵使用往复动作。
往复泵主要分为以下几种类型
活塞泵
高压密封件和活塞都是活塞泵的部件。它可以在各种压力下发挥作用。可以在不显着影响流量的情况下进行高压操作。该泵也可用于含有固体颗粒的粘稠液体。活塞泵是灌溉或配水系统以及需要高稳定压力的环境中的标准配置。
振荡机制是操作的基础，向下冲程填充泵室，向上冲程排出泵流体。
柱塞泵
正排量泵（柱塞泵）具有固定的高压密封件，可通过光滑的圆柱形柱塞滑动。这使它们与活塞泵区分开来，并使它们能够承受更高的压力。为了输送城市和工业污水，通常使用柱塞泵。
隔膜泵
柱塞泵和隔膜泵的工作原理相同。柱塞通过在压力下对液压油加压而使泵缸的隔膜弯曲。使用隔膜泵泵送危险液体。