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曲柄連桿三柱塞水泵的性能及發(fā)展

發(fā)布時(shí)間:2016年09月13日 09:29   閱讀:4715   返回   來源:澤德
  目前,三柱塞水泵被廣泛應(yīng)用于石油、冶金、煤礦、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域。該泵包括兩部分:一部分為直接輸送液體,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體壓力能的液力端,由缸體、活塞(柱塞)、吸入閥和壓出閥等組成。三個(gè)柱塞平行布置在一個(gè)平面上,相位角相差120°,每一個(gè)柱塞帶有一對(duì)吸人閥和排出閥。為了減少體積和重量,也有的泵將液力端的三個(gè)柱塞沿圓周方向布置,因此泵的液力端為圓柱形而不是方形。另一部分為將原動(dòng)機(jī)的能量傳給液力端的傳動(dòng)端,包括曲柄、連桿、十字頭等。曲柄為三拐軸,從曲柄的軸向投影來看,三拐的中心圍繞曲柄旋轉(zhuǎn)中心按120°夾角平均分布,使得慣性力(力矩)得到較好的平衡。
  1.潤(rùn)滑形式
  該泵的傳動(dòng)端均采用油潤(rùn)滑的形式,并與液力端隔開,潤(rùn)滑部件包括曲柄/連桿副、滾動(dòng)軸承副、十字頭/導(dǎo)向套副等摩擦副。因此,整個(gè)泵只有柱塞和缸體用水潤(rùn)滑,大大降低了摩擦副設(shè)計(jì)、選材和制造的難度。
  2.流量脈動(dòng)
  用最大瞬時(shí)流量與最小瞬時(shí)流量的差值和理論平均流量的比值來表示流量脈動(dòng)系數(shù),流量脈動(dòng)會(huì)引起壓力脈動(dòng),加大泵的振動(dòng)和噪聲,這也是三柱塞泵面臨的主要問題之一。為了減小振動(dòng)和噪聲,有些三柱塞泵配有蓄能器。
  3.轉(zhuǎn)速
  在輸出流量確定的情況下,提高往復(fù)泵的輸入轉(zhuǎn)速,即提高泵在單位時(shí)間內(nèi)的往復(fù)次數(shù),可以減小泵的總體尺寸和重量。但是,隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的增加,吸入管道和配流閥的水力損失會(huì)隨之增加,從而使泵的吸入性能變差。同時(shí),隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的提高,相應(yīng)零件的磨損隨之增加,降低了易損件的壽命。特別是泵的吸入和排出閥,隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的提高,慣性力增加,閥芯和閥座之間的撞擊加劇;同時(shí),配流閥的起閉出現(xiàn)響應(yīng)滯后,其動(dòng)作不能快速響應(yīng)柱塞的運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生流量損失,降低泵的容積效率。因此,為了提高往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度,必須從提高吸人性能、改善柱塞及密封結(jié)構(gòu)形式、提高易損件的壽命、合理設(shè)計(jì)配流閥的結(jié)構(gòu)等多方面人手。一般情況下,臥式三柱塞泵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度為180~720 次/min。因此,在三柱塞電動(dòng)機(jī)泵組中,電動(dòng)機(jī)通過減速后再驅(qū)動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn),常見的減速方式有皮帶輪減速和齒輪減速。
  近年來,隨著材料和加工工藝水平的提高,很多采用閥配流的泵轉(zhuǎn)速已經(jīng)突破此范圍。特別是在一些對(duì)功率重量比要求嚴(yán)格的場(chǎng)合,提高泵的轉(zhuǎn)速是在保證功率輸出的前提下減小體積和重量的主要手段。
 

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