肯定的な変位ポンプは遠心ポンプのずっと前に開発されました。 液体は固定容積の容器から肯定的に転置される。 肯定的変位ポンプは低い吸引圧力で作動している間高圧を開発することができる。 それらは一般に一定容積ポンプと言われます。 遠心ポンプとは違って、容量は作動する圧力によって影響されない。 流量は、通常、ポンプの速度を変化させることによって、またはリサイクルすることによって調節される。 正変位ポンプは2つのグループに分かれています: 回転式および交換ポンプ。

ロータリーポンプ

ロータリーポンプは、通常、流体粘度が非常に高いか、他のポンプで経済的に処理するには流量が小さすぎるサービスに制限され 回転式ポンプは一般的エンジン、タービン、減速装置およびプロセス機械類軸受けを通して円滑油オイルを循環させるためにです。 回転式ポンプは固定量の運転者シャフトのあらゆる回転のための液体を転置する。 それらにベーン、葉、ギヤおよびねじのような異なったポンプ要素がある。 図1.1.1. 図1は、生産作業で最も一般的に使用される回転ポンプの3つ（内歯車、外歯車、およびねじ）を示しています。

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  図。 1-一般的に使用される回転ポンプ。

ほとんどのメーカーは、容量（すなわち、全体）によって回転ポンプを評価しています。 容量はポンプの総液体の変位より少ないスリップです。 スリップは高圧排出から低圧の吸引に漏る量の液体です。 スリップはすべての回転式ポンプが回転要素とポンプハウジング間の整理を要求するので起こる。 これらの整理は排出と吸引の側面間の漏出道を提供する。 大きい整理のポンプは、機械化の許容か摩耗のために、比例してより大きいスリップを表わす。 回転式ポンプは水または堅いか研摩の粒子を含んでいる液体のようなnonlubricating液体を動かすことができない。 回転式ポンプは全盛を失わないで短いある一定の時間のためのたくさんの空気か蒸気を動かすことができます。

回転式ポンプは自吸式であるが、長期の間乾燥して動くように設計されていない。 最もよい操作のために、ポンプ部屋を完全に満ちている保つ吸引の港に十分な液体がなければなりません。

図。 図2は、回転式正変位ポンプの速度、容積効率、および変位の関係を示しています。 次に、より一般的なタイプの回転ポンプの動作原理について説明します。

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  図。 2-回転式肯定的変位ポンプの速度、容積測定の効率および変位間の関係。

スライディングベーン

ベーンのセットは、ベーンがロータの出入りをスライドさせるロータに取り付けられています。 回転子は包装に中心を離れて取付けられる。 ベーンが吸引の港を過ぎて回ると同時に、回転子から包装が付いている一定した接触を維持している間滑る。 ばねかシーラーリングは包装に対してベーンを握るのを助けます従ってベーンは包装の壁に対して近いシール、か適合を、作ります。 引っ掛けられた液体は吸引の港から排出の港に強制される。

滑走ベーンの設計は中型容量および頭部を提供することができる。 それらは一定した回転子の速度のための一定した流動度を提供する。 それらは低粘着性の液体をよく使用し、摩耗を幾分自己償いている。 それらは非常に粘性液体との使用のために適していない(より厚い液体はベーンの滑走の行為と干渉する)。 大きい摩耗区域はベーンとシリンダー間の摩擦適合に起因する。

柔軟なベーン。 適用範囲が広いベーンはベーンが一般に柔らかく、柔軟な材料で、回転子と必要であることを除いて滑走のベーンに類似している。 回転子が回ると同時に、ベーンはシリンダーの風変りな形に曲がり、合致します。 それらは単純で安価であり、真空を発生させることができる。 それらは乾燥した動くべきではないし、低温液体とそして低ヘッドの塗布でだけ使用されるべきである。

外歯車

外歯車は、ハウジング内で回転する二つの等しいサイズの噛み合い歯車、一つのドライバと他のアイドラーで構成されています。 ギヤがポンプの吸引の側面でunmeshと同時に、真空は形作られます。 圧力は液体が排出の港にギヤ歯と場合の間で運ばれるポンプに液体を強制する。 排出で、ギヤ歯の一致は液体が吸引に戻ることを防ぐ境界を作成する。 歯車ポンプはどちらかの方向で運転されたとき均等によく作動する。 シャフトのシールの作り付けの安全弁または裁ち切りのような特殊機能が、使用されるときシャフトの回転が正しいことを保障するために注意はより多くの容量を生成するために、1つのシャフトに複数のギアセットを使用するモデルもあります。

外的歯車ポンプは密集して、高圧を作り出すことができる。 それらは非常に粘性液体のためにうってつけである。 それらは材料の広い範囲で容易にポンプでくまれた液体との両立性を保障するために製造される。 近い許容のために、それらはきれい流動適用に限られる。

内歯車

内歯車ポンプは、駆動軸が内歯を有するリング歯車を回転させることを除いて、原則として外歯車と同様である。 外的なギヤ歯（アイドラー）はオフセットの中心で回り、回転の部分的なアークだけによってドライブギヤと一致する。 固定三日月形フィルターは網ポイントの反対の内部および外的ギヤ歯の先端間のスペースを占める。 ギヤ歯が入力ポートで外れると同時に、液体は各ギヤの歯スペースで入り、引っ掛かり、そして排出の港に運ばれます。 2つのギヤの一致および歯スペースの除去はポンプからの液体を強制する。

横方向歯車ポンプは、低ヘッド用途に使用されています。 それらは100つのpsiの最高の背圧に限られ、排出の側面の圧力安全弁を要求する。 小さい整理があるので、固体を含んでいる液体を扱うことができない。 製造業者はどの歯車ポンプでも流動処理の固体と使用される前に常に相談されるべきです。

ローブ

ローブポンプは、回転要素が歯車の歯の代わりに二つ、三つ、または四つのローブを持っている以外は、歯車ポンプと同じように動作します。 葉は互いに駆動できないので、タイミングギアが使用されます。 葉は決して互いに接触に入って来ない従ってポンプは乾燥した動くようにすることができる。 ローブはプロダクト完全性が維持されなければならないところでそして液体が敏感なせん断である適用で使用される。 包装と葉の間で作成される大きい容積は多くのプロダクトがプロダクト自体を傷つけないでポンプでくまれるようにする。 主な利点は、ローブ間に金属間の接触がないため、摩耗のために製品に痕跡を残す鉄、鋼、または他のポンプ建設材料の可能性が大幅に低減されることで 一方、それらはギアまたはベーンポンプよりも高価であり、修理および維持が困難である。

ねじ

ねじポンプは単一回転子（進歩的なキャビティ）または多数回転子（intermeshing）設計のどれである場合もあります。 ねじポンプは比較的高速ポンプであるが、吸引の道を書き入れるように必要な流れの逆転のためにNPSHは頻繁に問題である場合もある。 ねじポンプは高ヘッドの塗布のために使用される;それらは操作の作成の使用中の共通の回転式ポンプタイプである。

単一ねじ

単一ねじ設計では、液体は回転ねじの踏面と内部静止した要素の踏面の間で引っ掛かる。 これらのポンプは高い固形分が付いている粘性液体そして液体のために使用される。 それらは重要な吸込揚力および比較的高圧を作り出してもいいです。 それらは変更の整理か部品なしでクリーンウォーターから沈積物まで及ぶ液体を扱ってもいい。 一方では、それらは高く、扱いにくく、維持しにくく交換部品は高いです。

Multiple screw

multiple-screw設計では、中央駆動ねじと密着ハウジング内の一つ以上のアイドラーねじとの間に流体が流れます。 二つのねじポンプでは、両方のシャフトはタイミングギヤによって運転される。 3ねじポンプでは、ねじ踏面は切られます従って1つのねじは他の2つを運転できます。 ねじの回転は入口で真空を作り出し、ポンプを通して液体を動かし、そして排出に液体を渡します。 小さいサイズではエンジンおよび産業機械に潤滑油を供給するのに、それらが使用されています。 中間サイズでは、エレベーターを作動させるのに油圧エネルギーの源としてオフィスビルでそれらが使用されています。 大型では、それらがはしけおよびタンカーに荷を積み、荷を下すのに使用されています。

往復ポンプ

往復ポンプは、一定の容積またはシリンダ内のピストン、プランジャー、またはダイヤフラムの一定の前後の動きによって液体 往復ポンプは粘性および研摩の液体を扱うことができる。 それらは遠心および回転式ポンプによって比較されたとき低速機械である。 それらはより高い効率、一般に85から94%を提供します、従ってより少ない馬力を要求します。 交換ポンプは高圧および少量の適用のために最も適している。 それらは頻繁に流れの脈動の性質のために脈動の減衰器を要求する。 それらに遠心か回転式ポンプより高い設置済み費用（通常高性能によって相殺される）および高い維持費がある。

プランジャーおよびピストン-ポンプ

プランジャー-ポンプでは、プランジャーは固定充填シールを通って移動し、液体キャビティに押し込まれ、液体キャビティから引き出される。 ピストン-ポンプでは、液体キャビティの内で前後に動くピストンはシリンダーからの液体を押す。 プランジャーまたはピストンの動きは流れの交互になる増加そして減少を作成する。 プランジャーかピストンが後方に動くと同時に、シリンダーの利用できる容積は増加し、液体が一方通行の吸引弁を通してシリンダーに入るように吸引弁 プランジャーまたはピストンが前方に移動すると、シリンダ内の利用可能な容積が減少し、液体の圧力が増加し、液体が一方向吐出弁を介して強制的に

効率は、ヘッドや速度に関係なく高いままです（速度の増加とともにわずかに減少する傾向があります）。 往復ポンプは遠心ポンプや回転ポンプよりも低速で動作するため、粘性液体の取り扱いに適しています。 それらは高圧および大容量を作り出すことができ、自動プライミングである。 一方では、それらは多数の可動部分のためにより多くの維持を要求する。 それらは重量で重く、遠心か回転式ポンプよりより多くの床面積を要求する。 さらに、それらは弁および座席を腐食しがちである固体を含んでいる液体の処理で悪い。 プランジャーおよびピストン-ポンプは弁を通る脈動の流れそして圧力降下のためにより大きいNPSHsを要求する。 脈動の流れの結果として、それらは吸引および排出配管設計への特別な関心が音響および機械振動を避けるように要求する。

ダイヤフラムポンプ

図。 図3は、典型的な流体（ガス、空気、または液体動力）ダイヤフラムポンプを示しています。 その動作原理はプランジャーおよびピストン-ポンプに類似しているが、プランジャーかピストンの代りに、液体を転置する適用範囲が広い脈動のダイヤフラムがあることを除いて。 ダイヤフラムの片側のパワー流体圧力を変化させると、ダイヤフラムは、液体をポンプ側チャンバに引き込むか、またはポンプ側チャンバから液体を排出する代わりに偏向させる。 ダイアフラムポンプは、粘性、腐食性、腐食性の液体、または大量の固体を含む液体をポンプで送ることができます。 さらに、ダイヤフラムポンプは自吸式で、液体なしで周期的に動くことができ、詰まる箱がないし、少数の可動部分があるので修理して安価である。

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  図。 3-ダイヤフラムポンプ。

ダイヤフラムポンプは、小さな流量（90gal/min）、中程度の吐出圧力、および中程度の温度に制限されています。 それらは頻繁な維持を要求し、時間の疲労の失敗を表わす。 漏れは、パワー流体とプロセス流体を混合することによって危険を引き起こす可能性があります。 ガス/空気動力のダイヤフラムポンプは油溜めポンプとして一般的です。

ダイヤフラムを使用してプランジャーまたはピストンポンプに電力を供給することができます。 このタイプのポンプは少量および大きヘッドの適用のためにうってつけである、速度は力の液体の絞る弁によって制御することができるので

往復ポンプの性能に関する考慮事項

往復ポンプは定容積ポンプです。 排出圧力の変化は流動度に影響を与えない。 これらのポンプが同じ容量を提供し続けるので排出の流れを絞るどの試みでもポンプ包装や排出の配管に重圧をかけるかもしれません。 従って、交換ポンプは閉鎖した排出のブロック弁と始められるか、または作動するべきではないです。 流れは速度によって調整されます。

容量

往復ポンプの容量は、シリンダ変位少ないスリップです。 単動シリンダの場合、シリンダ変位は

（Eq. 1)

複動シリンダの場合、シリンダ変位は

(Eq. 2）

ここで、

s=シリンダ変位

A=プランジャーまたはピストン面積

A=ピストンロッド断面積

LS=ストローク長

N=速度

m=ピストンまたはプランジャーの数。

スリップは容積測定の効率、詰まる箱の損失および弁の損失のためにシリンダー変位のパーセントとして容量の損失です。 体積効率（機械的効率と混同しないでください）は、通常95〜97％です。 また、ある程度の圧縮性を有する軽質炭化水素を圧送する場合にも効率が低下する。ポンプ容量は、

(Eq. 3）

ここで、

q=ポンプ容量。

速度

速度は、往復ポンプの容量とそのメンテナンスコストの両方を決定する主な要因です。 高速で動くことはパッキングの生命を短くし、すべての移動部品の加速および減速力を高める。 最大”定格”速度以下での運転は、ポンプが無人で運転される場合、スペアがなくスタンバイがない場合、ダウンタイムのペナルティが高い場合、ユニットの保守が不十分な場合、長寿命が望まれる場合、およびNPSHマージンが低い場合に有利である可能性がある。 最高の定格速度で作動することは要求します:

• クリーン、クールな流体
• 厳格に固定された配管と優れた配管レイアウト
• 良いNPSHマージン
• 強固な基盤
• うまく設計された吸引と放電脈動ダンパー

• 設置ガイドライン

  正変位ポンプが適切に設置され、操作されていれば、満足のいく性能を長時間実現することができます。 これらのポンプは多くの異なったサービスのためのいろいろな設計で製造される。 各製造業者の指示は特定の機械か適用装置のために注意深く続かれるべきです。 次の議論は肯定的変位の交換ポンプのための一般的な設置指針に関連しています。

  基礎とアライメント

  ほとんどのポンプ基礎は鉄筋コンクリートで構築されています。 ポンプおよび運転者はアンカー・ボルトが付いている具体的な基礎にしっかり止められている鋳鉄か鋼鉄支承板にボルトで固定されます。 小さいポンプは支承板アセンブリを収容するには十分に大きい基礎を必要とする。 大型ポンプは、ポンプとドライバーの重量の3〜4倍の基礎を必要とします。

  アンカー-ボルトの袖の取付け

  各アンカー-ボルトは洗濯機によって合い、ボルトより大きい直径が三から四倍ある管の袖を通して渡されます。 ボルト袖の単位は前もって決定された基礎版の穴の位置のコンクリートに置かれます。 袖の洗濯機の単位の柔軟性はマイナーな調節が具体的な基礎が置いた後でさえも最終的なきつく締まる前にボルト位置でなされるようにする。

  金属のシムの調節

  金属のシムが基礎のポンプを置くのに使用されています。 ポンプシャフトとフランジが完全に水平になるまで調整が行われます。 ポンプと運転者間の直線は吸引および排出ラインにポンプを接続する前にそれから調節される。 後者は支承板の最初の位置の間に一直線に並ぶべきである。

  グラウト

  パイプの歪みのために、配管がしっかりとボルトで固定されたら、ポンプアセンブリ全体を再確認する必要があります。 配管をボルトで固定することによってドライブ直線が変わらなければ、支承板と具体的な基礎間のスペースはグラウトを詰めることで満ちている。 グラウトを詰めることは支承板の下ですべての利用可能空間を満たすには十分に流動べきである。

  動作温度の考慮事項

  配管、ポンプ、およびドライバ間のアライメントが変化しないことが不可欠です。 従って理想的には、直線はポンプ施設管理の最初の冷たい直線の後で実用温度でなされるべきで熱拡張のために直線の変更を除去する。

  配管

  動作速度の選択に続いて、適切な配管設計は、ポンプ設置設計における最も重要な考慮事項です。 配管不良は、多くの場合、平均以上のダウンタイム、高いメンテナンスコスト、および運用担当者の信頼の損失につながることができ、詳細への不注意の

  吸引配管は、直接、曲がりのない、できるだけ短く、ポンプ吸引接続よりも少なくとも一つの公称パイプサイズが大きい必要があります。 方向配管変更は長半径の肘によってなされるべきである。 完全な開始ブロック弁は吸引の配管に取付けられているべきです。 吸引の容器は自由なガスの進化のための十分な保持時間があり、排出のノズルの渦のブレーカが装備されているべきである。 吸引およびバイパスラインは最低の液体レベルの下で容器に入るべきである。

  吸引配管は、速度限界を超えないように十分に大きくする必要があります。 平らな側面が付いている風変りな減力剤は同心の減力剤の代りに使用されるべきです。 吸引の配管は吸引のこし器および脈動のダンパーを含むべきである。 吸引のこし器は定期整備が保証することができなければ取付けられているべきではないです。 プラグを差し込まれたこし器に起因する流動飢えた状態は固体摂取よりポンプへのより多くの損傷を引き起こすことができます。

  排出配管は、直接であり、過度の曲がりがなく、ポンプ排出接続よりも少なくとも一つの公称パイプサイズが大きい必要があります。 方向配管変更は長半径の肘によってなされるべきである。 同心の減力剤は使用されるかもしれませんが実用的ポンプに同様に近くに置かれるべきです。 起爆剤および開始を促進するためには、逆止弁およびブロック弁が付いているバイパス（リサイクル）ラインは吸引の源に取付けられているべきで 脈動の減衰器が最初の取付けに含まれていなければ、脈動の減少が要求されるかもしれなければフランジを付けたようになった関係は提供される 排出の配管の重圧が起これば安全弁は排出のブロック弁の上流に取付けられているべきです。

  脈動の考慮事項

  往復ポンプからの流れは均一ではありません。 プランジャーの振動運動は、ポンプシリンダから配管システムへの音速で移動する外乱（脈動）を生成する。 脈動は、ポンプのピストン/プランジャ速度、内部バルブ、および動作速度の関数です。 脈動は、システムの圧力レベルを時間に関して変動させる。

  吸引の脈動により圧力レベルはキャビテーションで起因する流動蒸気圧の下で瞬間的に落ちることができます。

  吸引の脈動により圧力レベ Caviationによりポンプ部品の失敗をのような引き起こすことができます:

  • 弁
  • クロスヘッド
  • 棒
  • 等。

  Caviationによりまた失敗で起因する高い配管振動を引き起こすことができます:

  • 出口
  • 下水管
  • ゲージライン

  正常なパイプクランプおよ

  脈動は、配管システムの音響共鳴によって増幅することができ、圧力脈動によって引き起こされる揺れのためにポンプ流体端の故障および配管 簡単な配管レイアウトおよび低に適当なポンプ速度のために脈動の流れの効果を減少させるのに、脈動の減衰器が使用されている。 脈動の減衰器は吸引および排出両方に普通取付けられている。 減衰器は液体に満ちている場合もある;ガス緩和されるか、または調整された音響フィルター。 複雑で多ポンプ配管および高いポンプ速度のために、音響フィルターは使用される。

  脈動減衰システムの設計は、この章の範囲を超えています。 Multipumpの取付けの脈動を分析し、制御するために特別な専門知識は必要である。

  Nomenclature

  s	=	cylinder displacement
  A	=	plunger or piston area
  a	=	piston-rod cross-sectional area
  LS	=	stroke length
  N	=	speed
  m	=	number of pistons or plungers
  q	=	pump capacity

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