浅析集成式超高压增压泵的研制.docVIP

浅析集成式超高压增压泵的研制 　　目前，越来越多的行业需要用到增压泵，用来提供输出较高压力的动力，而一般来说，超过35 MPa的压力称为超高压。而要实现超高压的输入压力，用普通的液压泵是很难实现的，只能在原有系统压力的基础上通过增压再来实现超高压输入压力，而目前常用增压泵存在着结构庞大、管路连接复杂安装易出错、压力波动大、效率低的问题，所以如何解决和提高增压泵的工作效率、减少压力波动、解决安装连接易出错的问题，是目前增压泵所要解决的一个实际应用问题。本文中结合实际使用要求，经过多次的试验和改进，设计成功了该集成式超高压增压泵，成功地解决了上述的问题。 　　1常规增压泵的原理和存在的问题 　　现有常规增压泵的原理是把一个单向增压缸组合成双向增压缸来实现增压的。它由缸体、左端盖、右端盖、活塞和柱塞杆组成一个双向往复式柱塞泵，在活塞的两端分别连接一根柱塞杆，左端盖和右端盖分别连接在缸体的两端，其原理是利用大面积活塞的低压产生小面积柱塞杆的高压，即缸体内活塞处的左右腔室为低压腔，而左端盖和右端盖内柱塞杆端处的腔室为高压腔，在左右高压腔处分别安装了吸入阀组件和排出阀组件，在左右端盖与柱塞杆的配合处安装了耐高压的密封组件来隔开高低压腔的压力油液。 　　上述结构的增压泵存在以下的问题： 　　1)由于增压的原理是通过大面积活塞的低压产生小面积柱塞杆的高压，如果要增大泵的输出压力，只有增大活塞横截面面积与柱塞杆横截面面积的比例，因此，要么减小柱塞杆的横截面面积，要么增大活塞的横截面面积，但是，这种面积的调整毕竟是在有限的范围之内的，而要实现超高压的输出压力，势必要使活塞的横截面面积大幅度增加，但是，这样就会造成活塞及其缸的横截面尺寸大幅度增大，继而使整个增压泵的体积变得庞大。这样，一方面会增加生产成本，另一方面它无法适用于空间较小的应用场合;同时由于结构中涉及到许多的零件，如低压缸筒、增压活塞、前端盖、后端盖、集成阀、导流头、导液管、高压缸筒、单向阀、柱塞以及先导阀，光阀就有集成阀、先导阀，缸筒就有低压缸筒、高压缸筒，这些零件装配在一起后结构变得复杂。 　　2)上述结构的增压泵的高压输出压力是靠往复式柱塞杆的连续换向来实现的，该结构的换向是由低压腔的活塞来完成的。它的换向频率由低压腔活塞的行程决定，每次换向时间是一定的，在换向时有一个压力降的时段，该时段的时长有较多因素组成，如液控电磁阀的换向速度、活塞的换向起动时间、密封件的摩察系数等。压力波动的时间较长，反馈速度较慢，从图2 所示的泵输出压力的波形曲线图来看，压力波段较长，主要集中在空档时间较长，因此反应到增压泵上就是工作效率较低，反应不够灵敏。 　　2集成式超高压增压泵的结构与工作原理 　　为了解决上述结构中存在的问题，经过多次的试验研发，设计试制成功了一种体积小、反应灵敏、工作效率高的集成式超高压增压泵。 　　它包括缸筒7、左端盖6、右端盖3、活塞11 和柱塞杆10，柱塞杆10 为两根且分别连接在活塞11 的两端，活塞11 滑动连接在缸筒7内，左端盖6和右端盖3分别连接在缸筒7的左右两端。它还包括比例电磁阀1、阀板2和接近开关4。阀板2连接在缸筒7的顶部，比例电磁阀1 连接在阀板2的顶部。左端盖6和右端盖3内均具有与阀板2上的进油口8 相连通的高压油腔12，同时阀板2 上的进油口8与比例电磁阀1 的进油口连通，比例电磁阀1 的两个工作油腔分别与缸筒7内活塞11 两侧的低压油腔13连通，两个柱塞杆10的自由端分别滑动配合在左端盖6 和右端盖3的高压油腔12内，缸筒7 上设有与两个高压油腔12 均连通的输出油口9。接近开关4为两个，分别连接在左端盖6和右端盖3的外端处，接近开关4的一端位于高压油腔12内，并且两个接近开关4均与比例电磁阀1电连接。 　　连通阀板2 的进油口8 与高压油腔12之间设有第一单向阀14，连通缸筒7的输出油口9与高压油腔12之间设有第二单向阀15。第一单向阀14连接在缸筒7 内，且油液的流通走向为从进油口8到高压油腔12。第二单向阀15连接在左端盖6和右端盖3内，且油液的流通走向为从高压油腔12到输出油口9。接近开关4 外设有保护套5，保护套5一端与左端盖6或者右端盖3连接。 　　缸筒7的输出油口9处连接有压力传感器，该压力传感器与使用本增压泵的控制器电连接并在控制器上显示输出压力值。 　　其工作原理是将阀板2上的进油口8与低压系统的油路接通，使低压系统的油通过进油口8进入阀板2，在阀板2内经过油路沟通后，分成两路，其中一路通向比例电磁阀1的进油口，另一路通向缸筒7，缸筒7内通过管路沟通，油液分别经过第一单向阀14 流入左端盖6 内的高压油腔12 和右端盖3内的高压油