往复式活塞泵是一种通过活塞在缸体内的直线往复运动实现流体吸入与排出的容积式泵。其核心功能在于将机械能转化为流体压力能，输出压力范围通常为5-300MPa，流量精度可控制在±0.5%以内。该设备凭借高压输出稳定性、介质适应性强等优势，广泛应用于石油开采、化工生产、高压清洗及精密制造等领域。
一、工作原理与分类
往复式活塞泵通过曲柄连杆机构将电机的旋转运动转换为活塞的周期性直线运动。活塞回程时，泵腔容积增大形成负压，吸入阀开启，流体进入腔室；活塞推进时，腔室压力升高，排出阀开启，流体被压入高压管路。根据作用形式可分为单作用泵（单侧做功，流量脉动大）和双作用泵（双侧交替工作，流量波动降低40%）。
二、核心结构与材料技术
1、活塞与缸体：
活塞表面采用碳化钨或陶瓷涂层，硬度≥HRC65，与缸体的配合间隙控制在5-10微米。缸体材料为双相不锈钢或高强度合金钢，耐受腐蚀性介质。
2、密封系统：
组合式密封结构包含石墨填料环、聚四氟乙烯导向环及金属波纹管，泄漏率≤1mL/h。超高压工况（＞100MPa）下采用液压平衡密封技术，通过注入高压隔离液抵消介质压力。
3、驱动单元：
曲轴采用42CrMo合金钢锻造，经渗氮处理后表面硬度达HRC60，疲劳寿命＞10⁷次循环。重型轴承可承受300kN的周期性冲击载荷，振动烈度≤4.5mm/s。
4、脉动抑制装置：
蓄能器或阻尼器吸收80%以上的压力波动，出口压力脉动控制在±2%以内。多缸并联设计进一步降低流量波动至±1%。
三、工业应用场景
1、石油压裂：
以70-140MPa压力向页岩层注入压裂液，单泵组流量达3m³/min，支撑剂浓度≤30%，裂缝导流能力提升50%。
2、化工流程：
输送浓硫酸（浓度98%）、液态硫磺（温度135℃）等介质，316L不锈钢泵体在25MPa压力下连续运行超8000小时。
3、高压水射流：
400MPa超高压水切割系统用于航空航天复合材料加工，切割精度达±0.05mm，替代传统机械加工工艺。
4、深海液压动力：
为3000米水下作业装备提供35MPa稳定液压，钛合金壳体耐海水腐蚀，压力补偿系统抵消深海静水压力。
四、操作与维护规范
1、启动准备：检查润滑油位（油窗1/2-2/3）、冷却水流量（≥10L/min）及密封系统压力（＞1.5倍工作压力）。
2、运行监控：实时记录轴承温度（≤85℃）、出口压力波动（±5%以内）及冲次频率偏差（±2%以内）。
3、定期维护：每500小时更换润滑油，每2000小时检测活塞圆度（公差≤0.02mm），每8000小时大修更换阀组与密封件。