LY3ZB型液压传动三缸柱塞泵的研制
  • 技术应用
  • 2017-05-05 15:31
  • 来源:中国液压网
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  •   往复式柱塞泵在油田具有极为广泛的用途,特别是在输送腐蚀性、磨砺性黏稠性介质的场合下,柱塞泵更具优越性。长期以来,油田广泛使用机械传动往复式柱塞泵,由于受到曲柄连杆机构的限制(曲柄半径受限),只能采用短冲程高冲次的工作方式,这种工作方式导致了泵吸入性能恶化阀箱疲劳开裂吸入阀和排出阀工作寿命短、流量脉动大等一系列问题,人们不得不采取多项措施来改善泵的工作状态。例如加装吸入、排出脉动阻尼器以改善泵的吸入性能,降低流量脉动;提高材质和改进热处理工艺来延长阀箱及泵阀的工作寿命等。此外,目前油田一些作业工艺要求工作介质在泵送过程中低剪切少扰动,在此情况下短冲程高冲次的机械式往复泵就显得无能为力了。液压传动柱塞泵容易实现长冲程低冲次工作方式,结构简单,标准化程度高,而且流量调整方便2泵流量特性与结构方案对液压传动柱塞泵而言,结构方案应尽可能的简单。可供选择的简单方案有双缸并列式和三缸并列式考虑到防止密封偏磨,则应采用立式结构因此,立式双缸并列结构为*简方案,自然液压系统也是*简单的。但双缸方案的缺点是吸入行程的柱塞运动速度必须大于排出行程的柱塞运动速度,这样才能留有余地使1号缸在排出终了之前,2号缸也进入排出状态,使两缸排出行程紧密衔接,达到泵排出流量均匀的目的。

      但这样一来,泵的吸入流量就很不均匀。参见的双缸泵流量特性曲线,可见有周期性的吸入流量为零的短暂过程对黏稠性介质而言,这种特性对泵的吸入性能影响很大,甚至导致吸入不良而产生气蚀采用三缸结构,常保持一个缸排出(排出行程的衔接阶段仍有两缸同时排出的短暂过程),由于三缸交替排出,使得任一个缸的吸入过程可占用接近于两倍的排出行程时间来完成,即吸入速度约为排出速度的1/2,这就大大改善了泵的吸入工况,而且泵吸入总管内也不存在短暂断流现象(参见)LY3ZB型液压传动三缸柱塞泵的设计初衷是用于输送黏稠性介质,因而,我们选择了三缸方案为了使泵结构尽可能紧凑,我们采用了直接用动力液压缸的活塞杆作为液缸柱塞的结构2液压系统工作原理LY3ZB型液压传动三缸柱塞泵的液压系统工作原理如所示主泵4采用手动伺服变量,只给3个动力液压缸的无杆腔供油,驱动三缸柱塞泵的排出行程。在排量调定的情况下,主液压泵4的输出可看作恒流源,因此,无论三缸柱塞泵是单缸排出过程还是两缸衔接过程,其输出流量理论上是恒定的3个回程泵1-2 2-23-2各给一个动力液压缸的有杆腔供油,动力液压缸上行回程时打压供油,动力液压缸下行时回程泵卸载动力液压缸换向及三缸协调工作由可编程序控制器通过对电磁换向阀的控制来完成事实上只要输送介质及吸入条件允许,协调控制程序并提高回程速研制出LY3ZB型液压传动三缸柱塞泵样机之后,我们对样机进行了一系列性能实验,其中*重要的实验内容是检验该泵能否体现设计意图达到设计性能指标,特别是三缸衔接配合是否协调,泵输出压力及主液压泵工作压力是否平稳。为柱塞泵的三缸位移曲线,这组曲线是在液压缸不预压、主液压泵排量调至*大排量的7(%、柱塞泵输出压力约为11MPa的条件下测得的。由该曲线图可以看出,液压系统及其控制程序能够体现该泵的设计意图,三缸工作协调为柱塞泵的排出压力曲线,该曲线是在液压缸下行前不预压的情况下测得的,其*高压力为11.6MPa,*低压力为10.5MPa,平均压力为11.5MPa,压力脉动率6=0.0987,尚不够理想为有预压柱塞泵排出压力曲线,其*高压力为11.5MPa,*低压力为109MPa,平均压力为11.1MPa,压力脉动率6=0.0367,泵工作压力十分平稳,完全可以满足油田用泵的技术要求时间(s)有预压柱塞泵排出压力曲线4结束语LY3ZB型液压传动三缸柱塞泵已完成了室内运行试验,各项性能均达到设计指标其低冲次长冲程的工作方式克服了机械传动三缸柱塞泵的各种弊端,流量调整方便,无需脉动阻尼器且工作压力平稳;还可设计成不同的增压比,适合于油田注聚合物调剖注水等各种作业工艺,以及其他高压输送磨砺性、腐蚀性、黏稠性介质的场合。□出版信息全国液压气动标准化技术委员会与中国标准出版社共同编辑的液压气动标准汇编已出版发行,该汇编收集了截止1999年10月底以前批准发布的现行标准156项<其中,国家标准86项,行业标准70项<汇编分为上下两册,上册为基础和通用,泵、马达和整体传动装置,控制阀,液压缸和气缸;下册为系统装置和附件,管路和管路附件,密封,工作介质和污染控制,液压配套件及其他凡有需要此汇编的单位及个人,请与全国液标委会秘书处联系

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