泵的發展歷程文化
摘要：它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵的歷史悠久，在公元前就已經有了原型。泵通常按工作原理分容積式泵、動力式泵和其他類型泵。
一、泵的歷史：
泵是輸送液體或使液體增壓的機械。他主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。 泵最初是作為提水的器具出現在歷史上的。例如埃及的鏈泵(公元前17世紀)，中國的桔槔(公元前17世紀)、轆轤(公元前11世紀)和水車(公元1世紀)。比較著名的還有公元前三世紀，阿基米德發明的螺旋桿，可以平穩連續地將水提至幾米高處，其原理仍為現代螺桿泵所利用。 公元前200年左右，古希臘工匠克特西比烏斯發明的滅火泵是一種最原始的活塞泵，已具備典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出現了蒸汽機之后才得到迅速發展。 1840～1850年，美國沃辛頓發明泵缸和蒸汽缸對置的，蒸汽直接作用的活塞泵，標志著現代活塞泵的形成。19世紀是活塞泵發展的高潮時期，當時已用于水壓機等多種機械中然而隨著需水量的劇增，從20世紀20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐。漸被高速的離心泵和回轉泵所代替。但是在高壓小流量領域往復泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵獨具優點，應用日益增多。 回轉泵的出現與工業上對液體輸送的要求日益多樣化有關。早在1588年就有了關于四葉片滑片泵的記載，以后陸續出現了其他各種回轉泵，但直到19世紀回轉泵仍存在泄漏大、磨損大和效率低等缺點。20世紀初，人們解決了轉子潤滑和密封等問題，并采用高速電動機驅動，適合較高壓力、中小流量和各種粘性液體的回轉泵才得到迅速發展。回轉泵的類型和適宜輸送的液體種類之多為其他各類泵所不及。 利用離心力輸水的想法最早出現在列奧納多·達芬奇所作的草圖中。1689年，法國物理學家帕潘發明了四葉片葉輪的蝸殼離心泵。但更接近于現代離心泵的，則是1818年在美國出現的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的所謂馬薩諸塞泵。1851～1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼被發明，使得發展高揚程離心泵成為可能。 早在1754年，瑞士數學家歐拉就提出了葉輪式水力機械的基本方程式，奠定了離心泵設計的理論基礎，但直到19世紀末，高速電動機的發明使離心泵獲得理想動力源之后，它的優越性才得以充分發揮。
在英國的雷諾和德國的普夫萊德雷爾等許多學者的理論研究和實踐的基礎上，離心泵的效率大大提高，它的性能范圍和使用領域也日益擴大，已成為現代應用最廣、產量最大的泵。
二、泵的分類：
泵通常按工作原理分容積式泵、動力式泵和其他類型泵。 容積式泵：容積式泵是依靠工作元件在泵缸內作往復或回轉運動，使工作容積交替地增大和縮小，以實現液體的吸入和排出。工作元件作往復運動的容積式泵稱為往復泵，作回轉運動的稱為回轉泵。前者的吸入和排出過程在同一泵缸內交替進行，并由吸入閥和排出閥加以控制；后者則是通過齒輪、螺桿、葉形轉子或滑片等工作元件的旋轉作用，迫使液體從吸入側轉移到排出側。如圖所示的兩個齒輪泵是最典型的容積式泵：
容積式泵的主要特點是：①一定的泵在一定轉速或往復次數下的流量是一定的，幾乎不隨壓力而變。工作點壓力和軸功率取決于與泵連接的裝置系統的情況，因此當泵在排出管路不通（相當于系統阻力無限大）的情況下運轉時，其壓力和軸功率會增大到使泵或原動機破壞，所以必須設置安全閥來保護泵（蒸汽直接作用或壓縮空氣驅動的泵例外）。②往復泵的流量和壓力有較大脈動，需要采取相應的消減脈動措施；回轉泵一般無脈動或只有小的脈動。③具有自吸能力，泵啟動后即能抽除管路中的空氣吸入液體。④啟動泵時必須將排出管路閥門完全打開。⑤往復泵是低速機械，尺寸大，制造和安裝費用也大；回轉泵轉速較高，可達3000轉／分。⑥往復泵適用于高壓力(有高達350兆帕的)和小流量（100米3／時以下）；回轉泵適用于中小流量（400米3／時以下）和較高壓力（35兆帕以下）。總的來說，容積泵的效率高于動力式泵，而且效率曲線的高效區較寬。往復泵的效率一般為70～85％，高的可達90％以上。⑦往復泵適宜輸送清潔的液體或氣液混合物，有的泵如隔膜泵可輸送泥漿、污水等，主要用于給水、提供高壓液源和計量輸送等。回轉泵適宜輸送有潤滑性的清潔的液體和液氣混合物，特別是粘度大的液體，主要用于油品、食品液體的輸送和液壓傳動方面。
動力式泵：動力式泵靠快速旋轉的葉輪對液體的作用力，將機械能傳遞給液體,使其動能和壓力能增加，然后再通過泵缸，將大部分動能轉換為壓力能而實現輸送。動力式泵又稱葉輪式泵或葉片式泵。離心泵是最常見的動力式泵。
動力式泵的主要特點是：
①一定的泵在一定轉速下所產生的揚程有一限定值。工作點流量和軸功率取決于與泵連接的裝置系統的情況(位差、壓力差和管路損失)。揚程隨流量而改變（圖2）。②工作穩定，輸送連續,流量和壓力無脈動。③一般無自吸能力,需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空后才能開始工作。④離心泵在排出管路閥門關閉狀態下啟動，旋渦泵和軸流泵在閥門全開狀態下啟動，以減少啟動功率。⑤離心泵適合于用高速電動機和汽輪機等直接驅動,結構簡單,制造成本低，維修方便。⑥適用性能范圍廣，離心泵的流量可以從幾到幾十萬米3/時，揚程可以從數米到數千米；軸流泵一般適用于大流量和低揚程（20米以下）。離心泵和軸流泵的效率一般在80％以下，高的可達90％。⑦適宜輸送粘度很小的清潔液體（例如清水），特殊設計的泵可輸送泥漿、污水等或水輸固體物。動力式泵主要用于給水、排水、灌溉、流程液體輸送、電站蓄能、液壓傳動和船舶噴射推進等。 其他類型的泵：其他類型的泵是指以另外的方式傳遞能量的一類泵。例如射流泵是依靠高速噴射出的工作流體 ，將需要輸送的流體吸入泵內，并通過兩種流體混合進行動量交換來傳遞能量；水錘泵是利用流動中的水被突然制動時產生的能量，使其中的一部分水壓升到一定高度；電磁泵是使通電的液態金屬在電磁力作用下 ，產生流動而實現輸送；氣體升液泵通過導管將壓縮空氣或其他壓縮氣體送至液體的最底層處，使之形成較液體輕的氣液混合流體，再借管外液體的壓力將混合流體壓升上來。
三、泵在中國的發展
解放前： 我國現代泵產業起源于19世紀末20世紀初。當時中國正處于半封建半殖民地時期，基本上沒有工業，農業也很落后，偶爾有少量的泵需要修造，這是應礦業開發排水和海運船舶用泵之需要產生的。30年代，仿制泵進入了一個小高潮，至抗戰前，上海生產水泵廠家有20多家。抗戰時期（1938-1945），上海，漢口等地的機器廠內遷重慶、四川、云南等內地。抗戰勝利后，眾多內遷機器廠相繼遷回原地，上海迂回機器廠最多，又開始制造水泵。另外，又有新成立機器廠也生產水泵，如潘德民工程師建立的上海三番機器廠。還有長春魁利金、北京同益、武漢開明、新華和沈陽都相繼生產水泵。具體生產力量無從考察，但是但從渤海地區、江浙地區抽水機站的泵總量7000臺可知，當時生產量已經不小，因為這里不包括上海、漢口、天津、廣州、南京等地自來水用泵量和工礦給排水用泵量。
形成期：解放后，即50年代，國家開始了工業化建設，實施了第一個五年計劃和第二個五年計劃，工業的發展對泵的需求越來越多，要求兼營生產水泵到專營制造水泵。 第一個改為專業水泵制造廠的是在沈陽。1953年9月1日有沈陽第六機器廠改名為沈陽水泵廠（這個廠是1932年成立的小型機修修配廠，日本占領時期曾是日本荏原公司離心泵的修造廠。1948年11月2日由中國人民解放軍沈陽特別軍事管制委員會經濟處接管，廠名改為沈陽第二機械廠。1952年12月，劃歸中央重工業部第一機械工業局領導，又更名為沈陽第六機器廠）。另外規模較大的生產往復泵與離心泵的國營企業也有一些。1956年，私營企業全部公司合營，一機部組織沈陽水泵廠有關工程師對全國兼營生產水泵企業進行了生產、技術情況調研，為一機部和各省機械廳定點，并改為專業水泵廠打下了基礎。在這個背景下，至五十年代末，一些機械廠或機器廠相繼更名為水泵廠，進行專門的水泵生產。我國計劃經濟模式，在五十年代后期已經完成。當時部里負責產供銷，省里負責人財物。但是技術、質量沒有統一的負責部門。因此機械部決定，由沈陽水泵廠出面（代表機械部）籌備成立全國水泵行業組織。全國負責全行業技術和質量工作。1960年10月在沈陽，正式成立由哈爾濱、長春、沈陽、本溪、大耐、北京、石家莊、保定、陽泉、博山、上海、上一、上深、浙江、龍巖、鷹潭、新鄉、武漢、長沙、佛山、重慶、蘭州共23家專業水泵廠參加的全國水泵行業組織。至此，我國泵產業已經初步形成。
奠定期： 我國水泵行業成立后，23家專業泵廠圍繞一機部訂貨會議訂貨要求以及沈陽水泵研究所的指導，已經有了相當的分工。如圍繞中央工作配套需要，大連主要做耐酸泵，本溪主要做蒸汽、電動往復泵，沈陽主要做電站，石油化工用泵，石家莊主要做污水泵，雜質泵，天津主要做螺桿泵、潛油泵，陽泉主要做電動試壓泵和礦用泵，長沙、武漢主要做水利用泵，上海主要做穿用泵，上海一泵主要做多級泵，重慶專做計量泵。這些廠為了地區和省內配套需要以及考慮到運輸的方便也兼做一些其它各種類型泵。為了更好地實行對全國泵行業管理和服務，1962年6月16日，第一機械工業部正式批準沈陽水泵研究所為部二類研究所，負責泵行業的技術質量工作，是國家水泵技術歸口單位。沈陽水泵研究所在領導行業同時，還進行了泵的應用研究和特殊泵的開發工作。1967年第一機械工業部決定由沈陽水泵廠幫助籌建甘肅天水水泵廠，本溪水泵廠幫助籌建陜西寶雞水泵廠，從而使西北地區的專業水泵廠增多。與此相適應，50年代末至60年代，各省農業機械研究所相繼成立，這些所的排灌機械研究所都有一批專業人員在進行農業泵的研究開發工作，開發成功了一批農業泵，如湖南農機所的湘農系列泵，浙江機科所的浙農系列泵和水錘泵，福建農機所的閩農系列泵。 在農業排灌的農用泵專業人才培養方面，1961年，經高教部批準，在吉林農業大學由戴桂蕊副教授籌建“排灌機械”專業，1963年遷入鎮江農機學院（現今已相繼改名為江蘇工學院，江蘇理工大學、江蘇大學），培養農用泵，柴油機專業人員。到60年代末，我國工農業泵工廠已達50家，中國泵工業的制造基礎初步奠定了。
農業泵為主的發展期：
七十年代，我國泵制造業發展有兩個特點，一是建立農業泵生產體系，農業泵廠大量涌現；二是原有工業泵廠進行了大規模技術改造，擴大了規模和生產能力，勞動生產率進一步提高。經過七十年代泵產業的發展，我國泵工廠數已從六十年代50家左右增加到七十年代末190家左右。 這一時期特點是各農業泵廠和農用潛水泵廠迅速成長，一大批電機廠順著產業后延，也大量生產潛水泵，如合肥電機廠（是1956年上海內遷的上海三益電機廠）在1972年12月26日成功試制了我國第一臺高壓（6千伏安）大功率（1200千瓦）揚程為498米、流量為沒西歐暗示550立方米的大型潛水泵，在八十年代開始生產大型潛水泵、礦用防爆潛水泵；上海人民電機廠生產小型農用、工程潛水泵。在農用泵產業發展中，中國農業機械研究院和各省農機所排灌研究室起到了很大推動作用，也培養了一批工廠實用人才，農業機械部定點的泵研究所是中國農業機械化科學研究院、吉林農機研究所、浙江機械科學研究所、江蘇工學院排灌機械研究所和福建水輪泵研究所5家。七十年代末高等技術專業人才培養也有了變化。六十年代中、后期、哈工大水機專業撤銷，經重機學院轉入甘肅工業大學，同時浙江大學也撤銷了水機專業，改為液壓專業，到70年代末80年代初，清華水利系的水力動力裝置專業改為水力機械專業。北京農機、成都農機學院的排灌機械專業改名為水力機械專業。這樣，華中理工，清華，甘工大，鎮江農機、北京農機和成都農機學院六個院校的水機專業在八十年代后，為中國泵產業迅速發展培養了大量專業人才。
技術性泵的發展期：
八十年代，進入改革開放年代。中國泵產業也結束了封閉發展的30年，迎來了改革開放的春風。為了填補我國泵產品的空白，縮短與國外技術差距，機械部和各級政府動用了國家外匯和地方外匯支持泵行業開展技術引進工作。為此，泵行業中，各主要制造廠開始了大規模引進先進產品和技術項目。
整個八十年代至九十年代初，我國泵行業以引進、消化、吸收、移植國外先進技術和產品為主，帶動了全行業新產品大量開發，是我國泵產業一百年來新產品品種增加最快的年代。但是在引進消化、吸收中也有不理想的一面，提高和改善很差，對引進的產品幾乎沒有一種經我國改進和提高，能與原技術輸出國相競爭，在國際市場上占有一席之地，大部分產品只能占領國內市場。這一點應引以為鑒。八十年代初，機械部以及各省機械廳又開始狠抓產品質量，對質檢設施給予資金投入，全面質量管理開始貫徹，開始實行“工業泵生產許可證”制度。八十年代中后期，對中國泵產業來說，又是鄉鎮泵制造業蓬勃發展時期，這是八十年代我國泵產業發展的主要特色。產生了一批至今還有知名度的廣一、豐球、亞太等泵制造廠。 到80年代末，即1990年，我國泵制造業生產廠家已達949家，整個產業生產泵366.4萬臺，銷售額34.29億，占世界第七位，排在世界主要工業國美國（266.25億）、日本（132.51億）、德國（148.58億）、英國（67.97億）、法國（65.1億）、意大利（43.62億）之后。
工業泵科技發展期：
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