高压柱塞泵的液力端介绍

发布时间:2021-05-06 22:35:00

液力端是高压柱塞泵的特殊所在,技术参数的不同决定了不同的往复密封,进、出水阀组,甚至不同的材料选择。同时,泵的系列化产品主要就是由液力端柱塞直径变化而来的。
图4-11所示液力端高压缸由内嵌双层缸套组成,单孔径向压缩套筒不存在交叉孔的危害、不承受缸体拉伸应力,而这两点是导致缸体失效的主要因素;进、出水阀组呈水平布置,出水阀芯又是进水阀芯的导向,阀组只有一个弹簧,这同传统泵必不可少的排出阀弹簧不一样,阀组共用一个弹簧减少了阀簧失效的可能性;柱塞为陶瓷或镍铬合金,表面喷涂后硬度达60HRC;密封填料为弹簧预载无调节,填料呈V型或矩形;吸入与排出通道同置于压块上。该泵压力为200MPa。

图4-12所示为一立式高压柱塞泵液力端,其进、出水阀呈串式垂直布置,进水阀为平板阀、出水阀为下导翼锥阀。当柱塞下行时,柱塞缸套外围液腔的清水向上进入平板吸入阀和出水阀间的空腔;当柱塞上行时,这部分水则由出水阀压入排出管路。可以看到,柱塞前端至出水阀的余隙容积很小。往复密封依赖于套筒,套筒与进水阀座间的密封由弹簧压紧。3个缸体由泵头贯通。

图4-13所示的液力端压力可达140MPa,功率220kW。其特点是进、出水阀组依次与柱塞呈水平同轴心布置,均为平板阀,适应于大流量;进水阀座又是出水阀座;液缸分段,便于加工、安装,但多了端面密封。其缺点是进水阀置于液缸内,水平动作容易卡阻。

图4-14所示液力端的进、出水阀组与柱塞呈垂直布置,阀芯均为锥阀(根据结构可上导向进水阀,也可下导向出水阀,现多采用通用的下导向锥阀),一般用在130kw以下的高压泵上。它靠阀的自重垂直启闭,非常可靠。缺点是不适应大流量泵。分体式液缸的吸水和排水都分别做成一个流道起着连接三缸的作用。
图4-15所示液力端的进、出水阀组则呈L,型布置,均为下导翼锥阀。

纵览上述几例,高压柱塞泵液力端基本都采用分离泵缸头,这样一是便于加工和装拆,二是整块用料易保证锻压和热处理,三是避免了相贯处应力集中造成的缸头开裂,这一点对大功率高压泵尤为重要。
高压柱塞泵的液力端主要采用锥阀或平板阀,平板阀适应于大流量,锥阀则适应于高压力。为了保证阀的关闭灵敏,高压柱塞泵阀均采用弹簧预载。
由于弹簧阀起跳频率很好,其设计的重要控制条件就是控制允许的关闭速度。即
[Uf] = Kβ Aj / √mf
式中[Uf] -- 允许关闭速度,为5~12cm/s;
Aj -- 阀与阀座密封接触面面积,cm²;
mf -- 泵阀质量,kg;
Kβ -- U.Adolph 试验系数,为1.26~1.35。
阀密封接触面宽度: b = 0.2√dk
阀的最大升程:hmax ≈ 10 * [Uf]/n
式中 b -- 阀密封接触面宽度,cm;
dk -- 阀座孔直径,经验选取,cm;
hmax -- 阀最大升程,cm;
n -- 泵速,r/min。
通常取hmax/dk = 0. 1~0.25。
高压柱塞泵液力端的缸体材料连接、密封和各类阀等都十分讲究,以后详细介绍。