低溫泵液壓驅動系統的應用

2017-12-12 16:30:01

　　運輸深冷液體的車輛為了獲取更多的裝載量和提高卸載效率，采用低溫泵液壓驅動方式是一種有效的發展方向。闡述了低溫泵液壓驅動系統(system)的設計原理，分析了低溫泵液壓驅動系統的特點和優勢，為低溫泵液壓驅動系統的推廣應用提供技術基礎。
　　在2004年開始實施的GB1589標準中，對運輸車輛總質量有了明確的規定，因此為了獲取更多的裝載量和提高運輸的效率，車輛的輕型化必然是一個發展方向。運輸深冷液體的車輛必須配置低溫液體離心泵，這樣才能將罐車內的液體安全可靠地輸送至被卸載的儲存容器，因此低溫泵驅動系統(actuation system)的設計和改進已成為業內關注的焦點。
　　1、低溫泵的驅動方式
　　低溫泵的驅動方式有3種，外接電源式、發電機系統(system)及液壓系統。上海凱泉泵業集團有限公司是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加，主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。外接電源式需借助于現場的電力供應，這種系統的適應性非常差，在無匹配的電力場合，仍需通過自增壓轉注，因此罐車沒有辦法實現低壓化。發電機系統主要部件包括取力器、傳動軸、發電機、控制（control)箱及低溫泵驅動電機等，取力器驅動發電機發電，提供380V/460V 電源給低溫泵電機從而驅動低溫泵運轉，由于增加了發電機和附屬控制柜等設施(shè shī)，使得罐車的重量增加，空間受到限制，無法安裝大功率和大流量的低溫泵。液壓驅動系統方式由于卸貨速度快于傳統的壓差輸送方法，使得車輛的運行效率得到了極大的提高，值得大力推廣應用。
　　2、低溫泵液壓驅動系統(system)
　　液壓系統(system)(Hydraulic systems)具有傳遞效率高、系統結構簡單、能無級調速等特點，尤其在移動式車輛上，布局更靈活，能比電機更容易實現在有限的空間內獲取非常高的輸出功率，在工程(Engineering)車輛上的應用已非常成熟。上海凱泉泵業集團有限公司性能的技術參數有流量、吸程、揚程、軸功率、水功率、效率等；根據不同的工作原理可分為容積水泵、葉片泵等類型。容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量；葉片泵是利用回轉葉片與水的相互作用來傳遞能量，有離心泵、軸流泵和混流泵等類型。
　　2.
　　1、液壓系統原理
　　低溫泵液壓驅動系統原理如圖1所示。該系統包含液壓泵(Hydraulic pumps)、液壓電動機、發動機、流量調節閥、油管、油箱、過濾器、冷卻器及安全閥等。系統工作時，激活取力器，將車輛發動機的轉速抬升至相應的轉速，液壓泵輸出的高壓液壓油驅動液壓馬達，從而帶動低溫泵的運轉。液壓馬達的回油及泄漏油通過油冷卻器的冷卻，再經過濾器過濾后回至油箱。比例閥中內置了安全閥，當超壓時，液壓油通過安全閥回至油箱。
　　調節低溫泵的轉速時，可通過(tōng guò)改變可變電阻的大小調節比例閥的輸入電流，控制液壓馬達的輸入流量。輸入電流越高，則通過比例閥的液壓油流量越高，低溫泵的轉速也就越快，能獲取更高的揚程和流量。在液壓馬達的進出油管路上配置單向閥，防止由于液壓油的突然停止供應導致液壓馬達急停而引起低溫泵的損壞; 在停泵時由于馬達進油回路的壓力降至零，馬達回流回路的油通過單向閥進入進油回路，使低溫泵緩慢停轉。在油箱上安裝了油溫傳感器，當油溫超過設定值后啟動油冷卻器工作，降低液壓油的溫度，減少由于溫度過高引起的泄漏或延長液壓部件的使用的時長。在液壓泵(Hydraulic pumps)的出口管路上配置一個壓力表，可以幫助操作控制人員了解系統的工作狀況。
　　2.
　　2、液壓系統(Hydraulic systems)選型設計
　　系統(system)采用開式回路，液壓泵(Hydraulic pumps)采用變量泵，系統內的能量損耗和產生的熱量將會大大最大化減少，這將使液壓泵及液壓馬達具有更高的可靠性和更長的使用壽命。
　　2. 2.
　　1、液壓馬達
　　根據低溫泵的允許轉速，液壓馬達最大轉速應大于低溫泵的允許轉速，最大持續功率（指物體在單位時間內所做的功的多少）應大于低溫泵在允許轉速標定流量下相對應的功率。
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　　2、液壓泵
　　泵容量或規格應能為液壓馬達提供足夠的液壓油流量，泵的規格選擇(xuanze)取決于所需流量、發動機轉速和取力器的傳動比。
　　3、分析(Analyse)和結果
　　1 ) 運輸成本。液壓系統主要是由一些小的液壓部件組成，整個系統的重量較輕，從而能裝載更多的貨物，降低運輸成本。
　　2) 系統的適用性和可靠性。液壓系統和發馬達系統是靠車輛發動機自身動力來驅動的，因此罐車不管何時何地都能快速地卸貨。低溫泵控制柜和發電機控制柜電路復雜，鑒于罐車的移動特性、道路的顛簸等原因，控制柜內部的接線容易松動，卻不易發現，有時導致(cause)罐車到達目的地后無法順利卸貨。而液壓系統的連接比較可靠，液壓元件(Hydraulic element)也不易損壞。因此采用液壓系統可靠性更高。
　　3) 運行效率。凱泉泵業開動前，先將泵和進水管灌滿水，水泵運轉后，在葉輪高速旋轉而產生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩向四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空，水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補充了這個空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經蝸殼而進入出水管。配置在罐車上的兩種中壓低溫泵的參數見表3。
　　可知，液壓驅動的低溫泵在輸送流量上有明顯的優勢。上海凱泉泵業集團有限公司性能的技術參數有流量、吸程、揚程、軸功率、水功率、效率等；根據不同的工作原理可分為容積水泵、葉片泵等類型。容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量；葉片泵是利用回轉葉片與水的相互作用來傳遞能量，有離心泵、軸流泵和混流泵等類型。在卸相同數量的貨物時，采用液壓驅動方式至少可節省25% 的卸貨時間，用高壓泵甚至達到50%。
　　4) 安全性。對于運輸易燃易爆液體的低溫液體罐車或其它罐式車輛，從安全性角度來說，液壓系統(Hydraulic systems)是最合適的一種方式。由于目前法規暫時還不允許在運輸易燃易爆的車輛上安裝卸液泵，使得液壓驅動方式在此類車輛上的應用將成為一種可能。
　　5) 其它方面。上海凱泉泵業集團有限公司性能的技術參數有流量、吸程、揚程、軸功率、水功率、效率等；根據不同的工作原理可分為容積水泵、葉片泵等類型。容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量；葉片泵是利用回轉葉片與水的相互作用來傳遞能量，有離心泵、軸流泵和混流泵等類型。由于低溫液體罐車運輸介質的特殊性，閥門管路系統(system)操作控制箱非常潮濕及溫度非常低，電子元件保護不當就容易引起失效。因此電子元件的密閉保護或電子元件在這種環境下的可靠性應進一步改善提高。為防止由此引起系統工作不良的情況(Condition)，在比例閥上加裝手動控制功能，可使系統的故障率降至更低。
水環式真空泵

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