什么是柱塞泵
英文名称:plunger pump
定义:利用柱塞在泵缸体内往复运动,使柱塞与泵壁间形成容积改变,反复吸入和排出液体并增高其压力的泵。
柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动,使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点,被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合,诸如液压机、工程机械和船舶中。
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柱塞泵工作原理是:
柱塞泵是往复泵的一种,属于体积泵,其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动,往复运动,其吸入和排出阀都是单向阀。
当柱塞外拉时,工作室内压力降低,出口阀关闭,低于进口压力时,进口阀打开,液体进入;柱塞内推时,工作室压力升高,进口阀关闭,高于出口压力时,出口阀打开,液体排出。当传动轴带动缸体旋转时,斜盘将柱塞从缸体中拉出或推回,完成吸排油过程。
柱塞与缸孔组成的工作容腔中的油液通过配油盘分别与泵的吸、排油腔相通。变量机构用来改变斜盘的倾角,通过调节斜盘的倾角可改变泵的排量。
柱塞泵工作原理:柱塞泵是通过柱塞杆在气缸内做往复运动,从而产生压力差来输入流体的。其优点主要是适用范围广,能输出高压力介质缺点主要有结构较复杂,维修量大,运行时震动较大,噪音大,易损件较多。柱塞泵有单缸的,也有多缸的,结构约有不同。
柱塞泵的结构形式:
柱塞泵分为两种有代表性的结构形式的轴向柱塞泵和径向柱塞泵;由于径向柱塞泵属于一种新型的技术含量比较高的高效泵,随着国产化的不断加快,径向柱塞泵必然会成为柱塞泵应用领域的重要组成部分;径向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与驱动轴垂直的柱塞泵。
径向柱塞泵工作原理:驱动扭矩由驱动轴 通过十字联轴器 传递给星形的液压缸体转子,定子不受其它横向作用力。转子装在配流轴上。位于转子中的径向布置的柱塞,通过静压平衡的滑靴紧贴着偏心行程定子。当柱塞后拉时,由入口单向阀出口单向阀和柱塞形成的密闭腔容积增加,压力降低,出口阀关闭,进口阀打开,液体进入腔体内;柱塞前推时,由入口单向阀出口单向阀和柱塞形成的密闭腔容积减少,工作室压力升高,进口阀关闭,高于出管道压力时,出口阀打开,液体排出。如此,随着柱塞的往复运动,液体不断的从入口管道通过柱塞泵进入出口管道。
活塞泵是液压系统的重要装置,它利用柱塞在泵缸内的往复运动来改变柱塞与泵壁之间的容积,并反复吸入和排出液体来增加其压力。柱塞泵根据布置方向的不同,可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵。与齿轮泵和叶片泵相比,活塞泵的容积效率很高,可以达到0.920.98,所以额定工作压力很高,可以达到35MPa左右,可以输出更高的转速。功率质量比是所有液压泵中最大的。柱塞泵输出流量大,压力脉动小,运行稳定,排量易变,可制造成各种类型的变量泵。柱塞泵由于其良好的综合性能,广泛应用于高压、大流量以及流量需要调节的场合,如工程机械、航空、武器装备等领域。但柱塞泵结构复杂,成本高,对油液洁净度要求高,自吸能力差,使用维护要求高。
1.轴向柱塞泵的故障分析与维修轴向柱塞泵是在多孔圆筒的圆周上均匀布置若干柱塞的液压泵,柱塞的轴线与圆筒的中心线平行或倾斜一个角度。根据其分配方式的不同,可分为两类:阀板分配和阀门分配。根据不同的传动方式和结构特点,阀板柱塞泵可分为斜盘型和斜轴型。以斜盘轴向柱塞泵为例。1.1斜盘轴向柱塞泵的结构和工作原理斜盘轴向柱塞泵的结构和工作原理。泵工作时,斜盘和阀板固定,电机带动传动轴、缸体和柱塞一起转动。柱塞的尾部有一个弹簧,使柱塞的球端始终与斜盘的工作面保持紧密接触。柱塞缸中的柱塞孔壁和阀板一起形成密封腔。当传动轴以图中所示方向转动时,最上端的柱塞在斜盘的限制下开始向右移动,减小封闭容积,油从配流盘的油压口排入系统,实现油压过程;最下面的柱塞沿着斜盘的工作面逐渐向左延伸,油在大气压下进入缸孔,实现吸油过程。1.2斜盘轴向柱塞泵故障分析轴向柱塞泵工作时,主要故障是流量逐渐减小,直至超过最小使用极限;或者突然崩溃停止工作。这两种现象一般是由以下几个方面引起的:1)轴承和传动轴被咬粘损坏;柱塞孔的间隙增大;柱塞球头磨损,柱塞卡住;单向阀阀口密封不好,内漏和弹簧损坏,柱塞不动。
柱塞泵就是给内燃机定量供油,使转速可控并能稳定工作的重要设备。
柱塞泵已经有好几十年的历史,它的流行取决于两个主要原因:
1、它们不需要外部的能源——流水的力为它们提供了所需的能量。
2、它们的装置极其简单,只有两个运动的部件。
柱塞泵的基本原理很简单。这种泵使用相对较大的运动水体的动量来将相对较小体积的水抽向高处。
要使用柱塞泵,必须有水源位于水泵的上方。例如,在山腰上要有一个池塘,这样就可以在池塘下面安装水泵。用水管将水从池塘引向水泵。水泵有一个阀门,这个阀门让水通过水管并将水流加速。
1、当水达到了最大速度时,阀门关闭。
2、阀门关闭后,流动的水由于惯性在泵内产生了巨大的压力。
3、压力打开了第二个阀门。
4、高压水流过第二个阀门,流向输水管道(这条管道通常有一个气室,以便在水冲进来时容纳尽可能多的高压水)。
5、这时泵内的压力下降。第一个阀门再次打开以允许水流动并再次积累动量。而第二个阀门关闭。
6、如此循环往复。
输水管能将水抬升至高于泵和水源的位置。例如,如果泵在池塘下3米处,那么输水管的出口可以在泵上30米。
可以看出,柱塞泵有一个很大的缺点,它浪费了大量的水。通常,在这类水泵消耗的水中,实际上只有大约10%顺着输水管流了上去。剩下的水都在积累动量时流出了水泵。
柱塞泵并没有什么神奇之处。我们可以用另一种设计方式来实现同样的功能:
1、从池塘流下的水驱动一个水车。
2、水车连接着一个普通的轴传动式水泵(或者往复泵、离心泵等等)。
3、由这台水泵将水抽上高处。
这种设计有更多运动部件,但是它能够实现同样的功能,并且能够很容易的放大或缩小到任意尺寸。可见人们从很久以前就有利用流水能量的想法了!