水泵功能的液压回路设计拓展之分析
2018-04-30 17:05:31
例如，在泵上直接安装控制（control)阀(Control valve)，可省去泵与方向阀之间管路，从而控制了成本。较少管件及连接件可最大化减少泄漏，从而提高工作可靠性。而且泵本身安装阀可降低回路的循环压力，提高其工作性能。下面是一些可提高水泵基本功能的回路，其中有些是实践证明可行的基本回路，而有些则属创新研究。
卸载回路
卸载元件将在大流量泵与小功率单泵结合起来。液体从两个泵的出口排出，直至达到预定压力和(或)流量。这时，大流量泵便把流量从其出口循环到入口，从而最大化减少了该泵对系统(system)的输出流量，即将泵的功率减少至略高于高压部分工作的所需值。流量降低的百分比取决于此时未卸载排量占总排量的比率。组合或螺纹联接卸载阀减少乃至消除了管路、孔道和辅件及其它可能的泄漏。
最简单的卸载元件由人工操纵。上海凯泉如安装过高，则不吸水；此外，由于山区比平原大气压力低，因此同一台水泵在山区，特别是在高山区安装时，其安装高度应降低，否则也不能吸上水来。弹簧使卸载阀接通或关闭，当给阀一操纵信号时，阀的通断状态好被切换。杠杆或其它机械机构是操纵这种阀的最简单方法。
导控(气动或液压)卸载阀是操纵方式的一种改进，因为此类阀可进行远程控制。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。其最大的进展是采用电气或电子开关控制的电磁阀(magnet valve )，它不仅可用远程控制，而且可用微机自动控制，通常认为这种简单的卸载技术是应用的最佳情况(Condition)。
人工操纵卸载元件常用于为快速动作而需大流量及快速动作而需大流量及为精确控制而减少流量的回路，例如快速伸缩的起重臂回路。图1所示回路的卸载阀无操纵信号作用(左位)时，回路一直输出大流量。对于常开阀，在常态下回路将输出小流量。
压力传感卸载阀是最普遍的方案(fāng àn)。弹簧作用使卸载阀处于其大流量位置(左位)。回路压力达到溢流阀预调值时，溢流阀开启，卸载阀在液压和作用下切换至其小流量位置(右位)。压力传感卸载回路多用于行程中需快速、行程结束时需高压低速的液压缸供液。压力传感卸载阀基基本上是一个达到系统(system)压力即卸的自动卸载元件，普遍用于测程仪分裂器和液压虎钳中。
流量传感卸载回路中的卸载阀也是由弹簧将其压向大流量位置(左位)。该阀中的固定节流孔尺寸按设备的发动机最佳速度所需流量确定。若发动机速度超出此最佳范围(fàn wéi)，则节流小孔压降将增加，从而将卸载阀移位至小流量位置(右位)。因此大流量泵相邻的元件做成可对最大流量节流的尺寸，故此回路能耗少、工作平稳且成本低。这种回路的典型应用是，限定回路流量达最佳范围以提高整个系统的性能，或限定机器高速行驶期间的回路压力。常用于垃圾运载卡车等。
压力流量传感卸载回路的卸载阀也是由弹簧压向大流量位置(左位)，无论达到预定压力还是流量，都会卸载。设备在空转或正常工作速度下均可完成高压工作。此特性减少了不必要的流量，故降低了所需的功率（指物体在单位时间内所做的功的多少）。因为此种回路具有较宽的负载和速度变化范围，故常用于挖掘设备。
具有功率综合的压力传感卸载回路，它由两组略加变化的压力传感卸载泵组成，两组泵由同一原动机驱动，每台泵接受另一卸载泵的导控卸载信号。此种传感方式方法称之为交互传感，它可使一组泵在高压下工作而另一组泵在大流量下工作。两只溢流阀可按每个回路特殊的压力调整，以使一台或两台泵卸载。此方案(fāng àn)最大化减少了功率需求，故可采用小容量价廉原动机。
负载传感卸载回路。当主控阀的控制（control)腔(下腔)无负载传感信号时，泵的所有流量经阀1、阀2排回油箱;当给此控制阀(Control valve)施加负载传感信号时，泵向回路供液;当泵的输出压力超过负载传感阀的压力预定值时，泵仅向回路提供工作流量，而多余流量经阀2的节流位置(上位)旁通回油箱。
带负载传感元件的水泵与柱塞泵相比，具有成本低、抗污染能力强及维护要求低的优点。
优先流量控制
不论泵的转速、工作压力或支路需要的流量大小，定值一次流量控制阀总可保证设备工作所需的流量。在这种回路中，泵的输出流量必须大于或等于一次油路所需流量，二次流量可作它用或回油箱。定值一次流量阀(比例阀)将一次控制与液压泵结合起来，省去管路并消除外泄漏，故降低了成本。此种水泵回路的典型应用是汽车起重机上常可见到的转向机构，它省去了一个泵。
负载传感流量控制（control)阀的功能与定值一次流量控制的功能十分相近：即无论泵的转速、工作压力或支路抽需流量大小，均提供一次流量。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。但仅通过(tōng guò)一次油口向一次油路提供所需流量，直至其最大调整值。此回路可替代标准的一次流量控制回路而获得最大输出流量。因无载回路的压力低于定值一次流量控制方案，故回路温升低、无载功耗小。负载传感比列流量控制阀与一次流量控制阀一样，其典型应用是动力转向机构。
旁路流量控制（control)
对于旁路流量控制（control)，不论泵的转速或工作压力高低，泵总按预定最大值向系统供液，多余部分排回油箱或泵的入口。此方案(fāng àn)限制进入系统的流量，使其具有最佳性能。其优点是，通过(tōng guò)回路规模来控制最大调整流量，降低成本;将泵和阀组合成一体，并通过泵的旁通控制，使回路压力降至最低，从而最大化减少管路及其泄漏。
旁路流量控制阀可与限定工作流量(工作速度)范围的中团式负载传感控制阀共同设计。此种型式的水泵回路，常用于限制液压操纵以使发动机达最佳速度的垃圾运载卡车或动力转向泵回路中，也可用于固定(fixed)式机械设备。
干式吸油阀
干式吸油阀是一种气控液压阀，它用于泵进油节流，当设备的液压空载时，仅使极小流量(〈18.9t/min)通过(tōng guò)泵;而在有负载时，全流量吸入泵。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。这种回路可省去泵与原动机间的离合器(Clutch)，从而降低了成本，还减小了空载功耗，因通过回路的极小流量保持了设备的原动机功率。另外，还降低了泵在空载时的噪声。干式吸油阀回路可用于由内燃机驱动的任何车辆中开关式液压系统，例如垃圾装填卡车及工业设备。
液压泵方案的选择
目前，水泵的工作压力已接近柱塞泵，组合负载传感方案为水泵提供了变量的可能性，这就意味着水泵与柱塞泵之间原本清楚的界限变理愈来愈模糊了。
合理选择液压泵方案(fāng àn)的决定因素之一，是整个系统的成本，与价昂的柱塞泵相比，水泵以其成本较低、回路简单、过滤要求低等特点，成为许多应用场合切实可行的选择方案。