[分享]關于新型液壓傳動泵的改進

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長期以來，油田廣泛使用機械傳動往復式柱塞泵，由于受到曲柄連桿機構的限制（曲柄半徑受限），只能采用短沖程、高沖次的工作方式，這種工作方式導致了泵吸入性能惡化、閥箱疲勞開裂、吸入閥和排出閥工作壽命短、流量脈動大等一系列問題，人們不得不采取多項措施來改善泵的工作狀態。例如加裝吸入、排出脈動阻尼器以改善泵的吸入性能，降低流量脈動；提高材質和改進熱處理工藝來延長閥箱及泵閥的工作壽命等。此外，目前油田一些作業工藝要求工作介質在泵送過程中低剪切、少擾動，在此情況下短沖程、高沖次的機械式往復泵就顯得無能為力了。液壓傳動柱塞泵容易實現長沖程、低沖次工作方式，結構簡單，標準化程度高，而且流量調整方便。

速度必須大于排出行程的柱塞運動速度，這樣才能留有余地使1號缸在排出終了之前，2號缸也進入排出狀態，使兩缸排出行程緊密銜接，達到泵排出流量均勻的目的。但這樣一來，泵的吸入流量就很不均勻。參見的雙缸泵流量特性曲線，可見有周期性的吸入流量為零的短暫過程。對黏稠性介質而言，這種特性對泵的吸入性能影響很大，甚至導致吸入不良而產生氣蝕。采用三缸結構，常保持一個缸排出（排出行程的銜接階段仍有兩缸同時排出的短暫過程），由于三缸交替排出，個缸的吸入過程可占用接近于兩倍的排出行程時間來完成，即吸入速度約為排出速度的1/2，這就大大改善了泵的吸入工況，而且泵吸入總管內也不存在短暫斷流現象（參見）。LY3ZB型液壓傳動三缸柱塞泵的設計初衷是用于輸送黏稠性介質，因而，我們選擇了三缸方案。為了使泵結構盡可能緊湊，我們采用了直接用動力液壓缸的活塞桿作為液缸柱塞的結構。性能實驗研制出LY3ZB型液壓傳動三缸柱塞泵樣機之后，我們對樣機進行了一系列性能實驗，其中最重要的實驗內容是檢驗該泵能否體現設計意圖、達到設計性能指標，特別是三缸銜接配合是否協調，泵輸出壓力及主液壓泵工作壓力是否平穩。為柱塞泵的三缸位移曲線，這組曲線是在液壓缸不預壓、主液壓泵排量調至最大排量的70%、柱塞泵輸出壓力約為11MPa的條件下測得的。由該曲線圖可以看出，液壓系統及其控制程序能夠體現該泵的設計意圖，三缸工作協調。

 為柱塞泵的排出壓力曲線，該曲線是在液壓缸下行前不預壓的情況下測得的，其最高壓力為11.6MPa，最低壓力為10.5MPa，平均壓力為11.5MPa，壓力脈動率D=0.0987，尚不夠理想。為有預壓柱塞泵排出壓力曲線，其最高壓力為11.5MPa，最低壓力為10.9MPa，平均壓力為11.1MPa，壓力脈動率D=0.0367，泵工作壓力十分平穩，完全可以滿足油田用泵的技術要求。

 結束語LY3ZB型液壓傳動三缸柱塞泵已完成了室內運行試驗，各項性能均達到設計指標。其低沖次、長沖程的工作方式克服了機械傳動三缸柱塞泵的各種弊端，流量調整方便，無需脈動阻尼器且工作壓力平穩；還可設計成不同的增壓比，適合于油田注聚合物、調剖、注水等各種作業工藝，以及其他高壓輸送磨礪性、腐蝕性、黏稠性介質的場合。