低温泵液压驱动系统的应用

2017-12-12 16:30:01

上海凯泉泵业集团有限公司

  运输深冷液体的车辆为了获取更多的装载量和提高卸载效率,采用低温泵液压驱动方式是一种有效的发展方向。阐述了低温泵液压驱动系统(system)的设计原理,分析了低温泵液压驱动系统的特点和优势,为低温泵液压驱动系统的推广应用提供技术基础。
  在2004年开始实施的GB1589标准中,对运输车辆总质量有了明确的规定,因此为了获取更多的装载量和提高运输的效率,车辆的轻型化必然是一个发展方向。运输深冷液体的车辆必须配置低温液体离心泵,这样才能将罐车内的液体安全可靠地输送至被卸载的储存容器,因此低温泵驱动系统(actuation system)的设计和改进已成为业内关注的焦点。
  1、低温泵的驱动方式
  低温泵的驱动方式有3种,外接电源式、发电机系统(system)及液压系统。上海凯泉泵业集团有限公司是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的 机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加,主要用来输送液体包括 水、油、酸碱液、 乳化液、悬乳液和 液态金属等,也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。外接电源式需借助于现场的电力供应,这种系统的适应性非常差,在无匹配的电力场合,仍需通过自增压转注,因此罐车没有办法实现低压化。发电机系统主要部件包括取力器、传动轴、发电机、控制(control)箱及低温泵驱动电机等,取力器驱动发电机发电,提供380V/460V 电源给低温泵电机从而驱动低温泵运转,由于增加了发电机和附属控制柜等设施(shè shī),使得罐车的重量增加,空间受到限制,无法安装大功率和大流量的低温泵。液压驱动系统方式由于卸货速度快于传统的压差输送方法,使得车辆的运行效率得到了极大的提高,值得大力推广应用。
  2、低温泵液压驱动系统(system)
  液压系统(system)(Hydraulic systems)具有传递效率高、系统结构简单、能无级调速等特点,尤其在移动式车辆上,布局更灵活,能比电机更容易实现在有限的空间内获取非常高的输出功率,在工程(Engineering)车辆上的应用已非常成熟。上海凯泉泵业集团有限公司性能的技术参数有流量、吸程、 扬程、轴功率、水功率、效率等;根据不同的工作原理可分为 容积水泵、叶片泵等类型。 容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量; 叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量,有 离心泵、 轴流泵和 混流泵等类型。
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  1、液压系统原理
  低温泵液压驱动系统原理如图1所示。该系统包含液压泵(Hydraulic pumps)、液压电动机、发动机、流量调节阀、油管、油箱、过滤器、冷却器及安全阀等。系统工作时,激活取力器,将车辆发动机的转速抬升至相应的转速,液压泵输出的高压液压油驱动液压马达,从而带动低温泵的运转。液压马达的回油及泄漏油通过油冷却器的冷却,再经过滤器过滤后回至油箱。比例阀中内置了安全阀,当超压时,液压油通过安全阀回至油箱。
  调节低温泵的转速时,可通过(tōng guò)改变可变电阻的大小调节比例阀的输入电流,控制液压马达的输入流量。输入电流越高,则通过比例阀的液压油流量越高,低温泵的转速也就越快,能获取更高的扬程和流量。在液压马达的进出油管路上配置单向阀,防止由于液压油的突然停止供应导致液压马达急停而引起低温泵的损坏; 在停泵时由于马达进油回路的压力降至零,马达回流回路的油通过单向阀进入进油回路,使低温泵缓慢停转。在油箱上安装了油温传感器,当油温超过设定值后启动油冷却器工作,降低液压油的温度,减少由于温度过高引起的泄漏或延长液压部件的使用的时长。在液压泵(Hydraulic pumps)的出口管路上配置一个压力表,可以帮助操作控制人员了解系统的工作状况。
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  2、液压系统(Hydraulic systems)选型设计
  系统(system)采用开式回路,液压泵(Hydraulic pumps)采用变量泵,系统内的能量损耗和产生的热量将会大大最大化减少,这将使液压泵及液压马达具有更高的可靠性和更长的使用寿命。
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  1、液压马达
  根据低温泵的允许转速,液压马达最大转速应大于低温泵的允许转速,最大持续功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)应大于低温泵在允许转速标定流量下相对应的功率。
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  2、液压泵
  泵容量或规格应能为液压马达提供足够的液压油流量,泵的规格选择(xuanze)取决于所需流量、发动机转速和取力器的传动比。
  3、分析(Analyse)和结果
  1 ) 运输成本。液压系统主要是由一些小的液压部件组成,整个系统的重量较轻,从而能装载更多的货物,降低运输成本。
  2) 系统的适用性和可靠性。液压系统和发马达系统是靠车辆发动机自身动力来驱动的,因此罐车不管何时何地都能快速地卸货。低温泵控制柜和发电机控制柜电路复杂,鉴于罐车的移动特性、道路的颠簸等原因,控制柜内部的接线容易松动,却不易发现,有时导致(cause)罐车到达目的地后无法顺利卸货。而液压系统的连接比较可靠,液压元件(Hydraulic element)也不易损坏。因此采用液压系统可靠性更高。
  3) 运行效率。凯泉泵业开动前,先将泵和进水管灌满水,水泵运转后,在 叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下,叶轮流道里的水被甩向四周,压入蜗壳,叶轮入口形成真空,水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。配置在罐车上的两种中压低温泵的参数见表3。
  可知,液压驱动的低温泵在输送流量上有明显的优势。上海凯泉泵业集团有限公司性能的技术参数有流量、吸程、 扬程、轴功率、水功率、效率等;根据不同的工作原理可分为 容积水泵、叶片泵等类型。 容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量; 叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量,有 离心泵、 轴流泵和 混流泵等类型。在卸相同数量的货物时,采用液压驱动方式至少可节省25% 的卸货时间,用高压泵甚至达到50%。
  4) 安全性。对于运输易燃易爆液体的低温液体罐车或其它罐式车辆,从安全性角度来说,液压系统(Hydraulic systems)是最合适的一种方式。由于目前法规暂时还不允许在运输易燃易爆的车辆上安装卸液泵,使得液压驱动方式在此类车辆上的应用将成为一种可能。
  5) 其它方面。上海凯泉泵业集团有限公司性能的技术参数有流量、吸程、 扬程、轴功率、水功率、效率等;根据不同的工作原理可分为 容积水泵、叶片泵等类型。 容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量; 叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量,有 离心泵、 轴流泵和 混流泵等类型。由于低温液体罐车运输介质的特殊性,阀门管路系统(system)操作控制箱非常潮湿及温度非常低,电子元件保护不当就容易引起失效。因此电子元件的密闭保护或电子元件在这种环境下的可靠性应进一步改善提高。为防止由此引起系统工作不良的情况(Condition),在比例阀上加装手动控制功能,可使系统的故障率降至更低。
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