往復泵是發展最早的動力機械，屬于容積泵的一種，依靠活塞（或柱塞）的往復運動，使泵缸工作室容積發生周期性變化，把原動機的機械能轉變為液體的壓力能。它的突出優點是：可獲得高的排壓，且流量與壓力無關，吸入性能好，效率高，泵的性能不隨壓力和輸送介質黏度的變化而變化。常用于高壓下輸送高黏度、大密度、高含砂量和高腐蝕性的液體，而流量相對較小的場合。

01 往復泵的工作原理

往復泵結構通常由兩大部分組成：一部分是直接輸送液體，把機械能轉換為液體壓力能的液力端，另一部分是將原動機的能量傳給液力端的傳動端。液力端主要包括液缸體、活塞（或柱塞）、吸入閥和排出閥等部件，吸入閥與排出閥均為單向閥；傳動端主要有曲柄、連桿、十字頭等部件。活塞、吸入閥及排出閥構成的空間稱為泵的工作室。

往復泵的工作原理可分為吸入和排出兩個過程。當曲柄以角速度w逆時針旋轉時，活塞從左止點（外止點，即活塞離曲軸旋轉中心最遠處）開始向右移動，液缸工作室容積增大，壓力降低，吸入罐中液體在壓力差的作用下克服吸入管路和吸入閥等的阻力損失進入液缸中，開始吸入過程，直到活塞運行到右止點，吸入過程結束；當曲柄轉過180°以后，活塞開始從右止點（內止點）向左移動，液缸工作室容積減小，液體受到擠壓，而通常情況下認為液體是不可壓縮的，于是泵缸內液體壓力急劇增加，在這一壓力作用下吸入閥關閉而排出閥被打開，泵缸內液體在泵內外壓差的作用下被排送到排出管路中，這個過程稱為排出過程，直到活塞運行到左止點，排出過程結束。活塞在原動機帶動下，來回往復一次，完成一次吸入過程和一次排出過程，稱為一個工作循環。當往復泵的曲柄以角速度w不停地旋轉時，往復泵就不斷地吸入和排出液體。

內、外兩止點之間的距離，稱為活塞的行程或沖程，用S表示。活塞往復一次，稱為一個沖程（或沖次）。行程S與曲柄半徑R的關系為S=2R。

02 往復泵的工作特點

從往復泵的工作原理可以看出，往復泵有以下工作特點：

1）流量與揚程無關

往復泵的流量只與活塞的直徑D、行程S和往復次數n有關，而與泵的揚程無關。往復泵在排出管路中任何壓力下，其流量基本是不變的，流量與揚程的關系曲線基本是一條直線。但在高壓時，由于泄漏損失增加，流量稍有減少。因此，往復泵不能像離心泵那樣，用調節排出閥改變排出壓力的辦法來調節流量。另外，由于往復泵的流量與排出壓力無關，往復泵適于輸送黏度比較大的液體。

2）具有自吸能力

往復泵啟動前不像離心泵那樣需要先行灌泵，能自行吸入液體。但實際使用時仍希望泵內充滿液體，一方面可以實現液體的立即吸入和排出，另一方面也可以避免活塞（或柱塞）在泵缸內產生干摩擦。往復泵的自吸能力與轉速有關，轉速提高，不僅液體流動阻力增加，而且液體流動中的慣性損失也加大。當泵缸內壓力低于液體汽化壓力時，會造成泵抽空而失去吸入能力。因此，往復泵的轉速不能太高，一般泵的轉速為80~200r/min，吸入高度為4~6m。

3）所產生的揚程可以無限高

往復泵的揚程取決于泵在其中工作的裝置特性，排出閥開度越小，泵缸內液體越難排出。但活塞往復一個行程所需要的時間是近似恒定的，液體又是近似不可壓縮的，所以輸出液體的壓力（即所產生的揚程）也就越高。只要原動機有足夠的功率，泵及管路材料強度足夠，填料密封有相應的密封性能，從理論上來講，往復泵的排出壓力可以無限高。也就是說，同一臺往復泵在不同的裝置中可以產生不同的揚程。

由此可知，往復泵不能像離心泵那樣進行“閉閘啟動”。同時，從安全角度考慮，往復泵裝置中必須裝安全閥，防止因排出閥堵塞而造成“憋泵”等惡性事故的發生。

4）可用作計量泵

容積式泵的流量取決于密封工作腔容積變化的大小和次數。往復泵正常工作時，可根據液缸的容積和往復次數計算出泵的流量。通過采用各種行程調節機構，往復泵可用作計量泵。

5）流量不均勻

往復泵吸入和排出液體的過程是不連續的，并且活塞做的是變速直線運動，因而瞬時流量不均勻，排出壓力脈動，泵在運轉中易產生沖擊和振動。尤其是當排出壓力的變化頻率與排出管路的自振頻率相等或成整倍數時，就會引起共振。往復泵的流量、壓力脈動會使原動機的負載不均勻，縮短泵和管路的使用壽命。同時，流量和壓力的脈動還會使往復泵的吸入條件變壞。因此，往復泵結構上常采用多缸泵、雙作用泵和設置空氣室的辦法來減少流量與壓力的脈動。

目前，往復泵最高壓力可以達到1000MPa以上。與離心泵相比，往復泵一般效率比較高，特別是在小流量下仍然有很高的效率。

往復泵的主要缺點是：體積大、笨重、結構復雜，成本高，流量不均勻。