九游网页:三缸单作用液压驱动往复式柱塞泵的制作方法

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  本实用新型涉及一种往复泵，用于石油、化工及别的需要高压大流量输送流体的场合。

  现代工业上使用的各种往复泵，绝大多数是基于曲柄滑块机构的物理运动往复泵，这类泵受曲柄半径的限制，冲程长度有限，因此要提高泵流量的技术措施是适当加大活塞(或柱塞)的面积和提高泵速。但是增大活塞面积会恶化泵动力端的受力状况，提高泵速则会缩短零部件的疲劳寿命，尤其是液缸和泵阀的工作寿命，此外，物理运动往复泵流量调节很难。近年来，石油矿场上出现的液压驱动双缸单作用泵能轻松实现长冲程、低冲次工作方式，但其动力油缸换向时间太长很难保证泵液力端输出流量的均匀性；而换向时间短则会引起液压振动。为了达到流量的均匀而又不致引起液压振动的目的，只有提高吸入冲程的工作速度，这样又恶化了泵的吸入条件，同时使液压系统流量配置较为繁琐，增加了系统的复杂性和整机造价，也增加了设备的故障率。

  本实用新型的目的是要提供一种三缸单作用液压驱动往复式柱塞泵，实现长冲程低冲次工作方式，提供均匀流量，改善泵的吸入条件，延长液力端部件的疲劳寿命。

  本实用新型的目的是这样实现的，由三台相同的柱塞泵并联组合在一起，用可编程序逻辑控制器(PLC)通过阀箱和行程开关对三台柱塞泵进行协调运行的自动控制。每台柱塞泵的动力油缸的活塞杆呈“T”字型直接作为柱塞，柱塞上方连接触发导杆，活塞杆上端所在腔室和中部的环形腔室连接动力油缸。

  图1是依据本实用新型所提出的三缸单作用液压驱动往复式柱塞泵，其中一个柱塞泵的结构示意图。

  图2是依据本实用新型所提供的三缸单作用液压驱动往复式柱塞泵的结构示意图。

  图1所示为其中一个液压柱塞泵的结构。活塞杆2呈“T”字形，作为柱塞，与之相应的缸套呈上大下小两部分，缸套的上端和中部分别各有一个开口接通压力油，柱塞2的上端安装触发导杆8伸出泵外，下端进入泵的下腔5中，下腔5中装有吸入阀和排出阀，这样，柱塞2的受力面就有大面积1、环形面3和小面积4；泵腔也相应分成上腔7、中腔6(环形腔)和下腔5。这种同样结构的柱塞泵共有三台。每台泵的触发导杆8上方的行程开关架上分别装有四个行程开关，每台泵中部的环形腔6与压力油路连通并接换向阀11后连接泵12；每台泵的上腔7连通压力油路并分别接二位二通阀19(18、17)后再接换向阀13后连接泵15，另一路接油箱14。用可编程序控制器(PLC)20接收行程开关的信号来控制换向阀和二位二通阀的动作。

  下面以左缸的一个行程为例来描述本泵的工作原理。当DT1和DT8通电时，DT3、DT10、DT11、DT6通电，其余电磁铁断电，右缸柱塞下行，中缸柱塞上行，泵12打出的压力油经换向阀11和进油口10，流入柱塞泵的中腔6，柱塞2的环形面3上承受向上的液压作用力，而上腔7的液压油经换向阀13流入油箱14，这样上腔7内的油压很小，柱塞2的大面1上所受的力很小，柱塞2在环形腔6内的油压作用下向上升，泵的下腔5内吸液；当柱塞2上行的过程中触发导杆8触发上行程开关A3，在可编程控制器20的控制下发出指令，DT13通电，泵的上腔回油压力受二位二通阀19节流阀的作用而升高，使柱塞虽然继续上行，但速度逐渐减慢；当触发导杆8继续上升，触发行程开关A4时，在可编程控制器的控制下发出指令，使DT8和DT1断电，柱塞2停止上行，泵下腔停止吸液；当右边油缸柱塞下行至触发导杆触发行程开关C2时，在可编程控制器的控制下发出指令，DT2、DT15和DT7通电，换向阀13左位接通，二位二通阀17右位接通，右泵缸内柱塞减速下行，泵15打出的压力油进入左泵的上腔7，其中腔6通过换向阀11右位与油箱相通，柱塞2因所受合力方向向下而加速下行，左、右两缸流量叠加仍为均匀流量，当右缸触发导杆C1时，DT11、DT6断电，右缸柱塞停止运动，左缸柱塞匀速运动，单缸流量处于均匀状态；当柱塞2下行的过程中触发导杆触发下行程开关A2，在可编程控制器20的控制下发出指令，DT13和DT9通电，换向阀16左位接通，二位二通阀19右位接通，左缸柱塞减速下行，泵15打出的压力油进入中泵的上腔，中泵的柱塞开始加速下行，流量叠加，保持恒流量；当左泵柱塞上的触发导杆触发行程开关A1时，在可编程控制器的控制下，DT7和DT2断电，延时2秒钟之后，DT1和DT8通电，换向阀11左位接通，泵12再次向左泵中腔6供压力油，柱塞2又开始上行，左泵又处于吸液状态，这样便实现了一个缸的吸排液过程，此时DT1、DT8、DT5、DT12、DT9、DT4通电，中缸柱塞下行，左、右缸柱塞上行。这样三缸并联组合，交替进行吸排液过程，就可以实现本实用新型的目的。

  本实用新型的主要优点是(1)容易实现长冲程低冲次工作方式；(2)流量均匀，无需脉动阻尼器；(3)三缸交替工作，可延长泵缸吸入时间，从而大大改善泵的吸入条件，降低泵吸入阀冲击力，延长液力端部件的疲劳寿命；(4)主机结构相对比较简单可靠，造价低。容易实现系列化、标准化、通用化。主要易损件均可以整体形式更换，维护简单方便且可缩短维修停机时间；(5)采用变量液压泵，使液力端输出流量实现大范围无级可调；(6)采用柱塞式，无液缸磨损问题，并适应多种输送介质；由于柱塞即活塞杆，因而泵本身就具有一定的增压比，液力端排出压力高而液压泵工作所承受的压力相对较低。

  权利要求1.一种三缸单作用液压驱动往复式柱塞泵，包括油缸、活塞、吸入阀、排出阀、换向阀、二位二通阀、可编程控制器、行程开关、压力泵、油箱，其特征是由三台相同的油缸并联组合，每台油缸内的活塞杆做成“T”字形，直接作为柱塞2，柱塞上端安装触发导杆8，与柱塞2相应的缸内腔为上大下小形状，柱塞2将油缸内腔分隔成上、中、下三个腔室，上、中两个腔室接通压力油管路，下腔装有吸入阀和排出阀；在每根触发导杆的上方安装有四个行程开关，三个油缸的中腔各通过管路连接一个换向阀之后与压力泵连接；三个油缸的上腔通过管路各连接一个二位二通阀和换向阀之后与一台压力泵连接，各行程开关、换向阀、二位二通阀分别与可编程控制器电连接。

  专利摘要一种三缸单作用液压驱动往复式柱塞泵,它是由三台相同的油缸并联组合,每台油缸的活塞杆做成“T”字形,直接作为柱塞,与之相应的油缸内腔做成上大下小的形状,柱塞将内腔分隔成上、中、下三个腔室,上、中腔室用管线连接换向阀后接通压力油泵或油箱,油缸的下腔内装有吸入阀和排出阀。每个柱塞的上端安装一根触发导杆,每根导杆的上方装有四个行程开关,可编程控制器与每个行程开关、换向阀电连接,在可编程控制器的控制下,使三个缸的运作相互配合,以达到恒流量且无需脉动阻尼器。该泵能轻松实现长冲程低冲次的工作方式,延长泵缸的吸入时间,大大改善泵的吸入条件,延长液力端部件的疲劳寿命。

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