[发明专利]一种适用于多泵并联系统带卸荷装置的水液压柱塞泵

说明书

技术领域

本发明涉及容积泵技术领域，尤其涉及一种适用于多泵并联系统带卸荷装置的水液压柱塞泵。

背景技术

随着水压传动与控制技术应用的发展，以输送介质为主要功能的水液压系统不断的向高压大流量方向发展，如用于高压细水雾灭火系统的水液压泵组单元已经达到最大输出流量1000L/min、最大工作压力16MPa的要求。

水液压轴向柱塞泵以转速高、压力高、流量大、流量脉动小、体积紧凑、重量轻等突出优点，成为水液压传动与控制系统中最常用的水液压泵。由于水与矿物油相比，在理化特性方面有着较大的差别，如水的粘度较小，水膜厚度较薄，腐蚀性大，增加了密封、润滑的难度，高压大流量水液压轴向柱塞泵的设计制造较为困难，如丹麦Danfoss公司最大型号PAH80水泵额定流量112L/min、英国WaterHydrulic公司的最大型号水泵额定流量220L/min、华中科技大学研制的轴向柱塞泵、浙江大学研制的纯水泵等最大流量均在110L/min左右，且目前市面上常用的水液压泵均为定量泵。为满足系统大流量的工作要求，多泵并联成了以输送介质为主要功能的大流量水液压系统主要解决方式。

多泵并联系统主要为解决单泵输出流量不足的问题，单泵型号均选择常用规格最大流量的水液压泵，目前常用于多泵并联系统的水液压单泵额定流量在100L/min左右，最大工作压力16MPa，须配备额定功率为37Kw的电机。为减小电机启动对电网和电气控制系统的冲击，电机启动应为诸如Y－△等方式的降压启动。因外部负载的不确定性（如细水雾系统不同分区释放时喷头数量差距较大）、适用于多泵并联系统的全部超大流量水液压安全溢流阀尚无解决方案，同时基于节能环保的考虑，水液压多泵并联系统主要以压力信号的作为系统的反馈信号，单泵顺序启动。启动过程中监测压力信号，当外部负载较大（如细水雾系统喷头开启数量较多），而启动水液压泵的数量不足，输出流量不够时，系统压力达不到设定值，后序高压泵启动，直到系统压力达到设定工作压力。后序泵启动过程中，必然面临带压启动的工况，如：“设定压力为10MPa的双泵并联的细水雾系统，启动一台泵后监测压力为7MPa”。为防止回流，多泵并联系统的单泵出口和系统输出主管道间均设置一个单向阀，不同于离心式水泵，水液压柱塞泵是容积泵，在出口单向阀和泵出口管道较短，液体可压缩量非常小的情况下，水液压柱塞泵启动的瞬间，出口压力即达到主管道压力。当启动时外部主管道压力较高，反作用在泵上产生的扭矩大于电机降压启动时的堵转扭矩时，电机“憋死”，直到切换到全压启动，造成了降压启动前期电机及电气控制系统发热、后期与全压启动并无本质区别危害，电气控制系统及电机烧毁的情况时有发生。

为解决多泵并联系统中后序泵带压启动的问题，国内外提出一些解决方案，主要方式为主管道卸荷和单泵卸荷。主管道卸荷是在主管道上设置卸荷阀，启动后序泵的过程中将主管道压力卸荷，在系统相对较小（如泵数量较少的系统）时，可有效的解决后泵带压启动的问题，但如系统较大，泵数量多，存在高压大流量卸荷阀流量解决方案、反复卸荷造成系统响应时间过长等突出缺点；单泵卸荷为在高压泵出口和出口单向阀之间加装卸荷装置，启动时开启卸荷，启动后关闭卸荷装置建压。单泵卸荷装置可是一个独立的卸荷阀，亦可为泵本体卸荷装置。在出口单向阀和高压泵出口之间加装独立卸荷阀的方案存在系统复杂、局部管道过多难以加工装配、造价成本高等突出缺点，实际应用中采用的不多；目前国内外水液压轴向柱塞泵产品中，尚无有泵体自带卸荷装置的报道。

发明内容

为解决目前多泵并联系统后序泵带压启动而造成的一系列问题，本发明在水液压轴向柱塞泵现有研究的基础上，提供了一种适用于多泵并联系统带卸荷装置的水液压柱塞泵。