液压式柱塞泵的改进

液压式柱塞泵主要应用于泥浆、水煤浆、高岭土及非金属矿悬浮液的输送，也可以用于矿山渣浆、食品悬浮液、化工浆料、磁性材料的输送，已广泛使用在陶瓷制品、非金属、矿山、污泥污水处理等领域。柱塞泵主要由机械系统（1）和液压系统（2）两部分组成。液压式柱塞泵操作简单，一般情况下，该类设备对现场使用工况要求不高；但对于需要连续式作业，使用现场要求整洁的厂家，需要对该类柱塞泵进行进一步的优化和性能提升。 1 机械系统的优化
机械系统的优化主要涉及到影响产品运行寿命和现场使用环境的关键零部件，主要目的是提升关键零部件的性能和维护现场环境整洁。如图2所示，机械系统主要包括液压缸（1）、柱塞（2）、柱塞密封组件（3）、吸入阀组（4）、排出阀组（5）和泵体（6）组成。 1.1  柱塞的改进 柱塞是液压式柱塞泵的核心部件，要求其具有高耐磨性，耐磨本体通常采用陶瓷材料模压成型，分体式装配，便于陶瓷耐磨本体的更换。如图3、图4所示，、焊接端盖（1）和本体（2）在经粗加工后焊接为一体，然后整体半精加工；同时加工并保留两端作为机械加工定位用的C型中心孔，该中心孔通过两端的密封螺塞（3）进行保护，防止磕碰划伤，用作产品精加工和循环维修使用时的定位基准；该柱塞外径工作面上通过超音速喷涂工艺喷涂陶瓷耐磨层，用以保证柱塞的耐磨性和使用寿命。
1.2  密封压盖的改进 液压式柱塞泵运行时，为了防止柱塞及其密封盘根温度过高，需要使用冷却水对柱塞部位进行冷却和润滑。如图5、图6所示，新型密封压盖（4）由聚氨酯双唇形密封和密封压盖金属本体两部分组成，在密封压盖金属本体机械加工完成后，通过二次硫化工艺将双唇形密封与其硫化成型为一体结构。该聚氨酯双唇形密封设计有上密封唇口和下密封唇口：上密封唇口用于防止外部粉尘进入到密封压盖内部；下密封唇口用于防止冷却水的外溢，保证冷却水从进水口进入到密封压盖内部对柱塞起到冷却清洗作用，冷却水进而从出水口流出后进入到冷却水收集装置，经过后续过滤处理后实现循环利用。
1.3  阀组的改进 由于阀组需要连续开启和关闭，其使用性能非常重要。如图7、图8所示，新型阀组由导向杆（1）、复位弹簧（2）、整体式阀体（3）、外锥形阀片（4）、内锥形阀座（5）组成。
该新型阀组的主要结构特性和优点如下：
① 整体式阀体（3）采用整体模锻工艺，机械强度高，制造工艺简单；底部球形凸起部位便于浆料分流，降低浆料流动阻力，提高设备输送效率。
② 外锥形阀片（4）采用聚氨酯材料，抗挤压强度高、弹性好、耐腐蚀能力强，对颗粒状杂质适应性好；底部设计为锥形结构，提高了开启、关闭速度，降低了流送阻力。
③ 内锥形阀座（5）提高了与外锥形阀片（4）之间的密封效果，解决了因阀组密封不严造成的容积效率下降问题。
④ 整体结构优化，制造和装配工艺简化，综合成本降低。
2 液压系统的优化
液压系统是液压式柱塞泵的动力来源，该系统的可靠性直接影响到设备的运行性能，如图9所示，常规液压系统控制方式为通过转阀（1）的机械换向实现对先导式两位四通换向阀（2）的换向控制。由于转阀长时间高频次换向容易造成密封漏油失效，造成设备非正常停机检修，因此需要提供一种可靠性更高的换向控制方式。 电磁控制换向方式是一种更可靠、维护更简易的可行性方案。如图10所示，该方案采用两支图尔克公司的接近开关作为限位传感器，有效检测柱塞的极限位置，该接近开关信号通过控制小型继电器和两位四通换向阀的电磁阀实现压力油的自动换向，从而驱动油缸的交替循环工作。如表1所示，在该技术方案中，全部电器元件全部采用低压24V安全电压，采用独立电控箱进行隔离防护，有效保证了操作人员的人身安全。
3 结束语
通过对液压式柱塞泵的机械系统和液压系统的进一步改进和优化，有效提高了该类设备的整体技术性能。所涉及的各种技术方案实施可行性好，综合维护成本低，并经过实际应用验证，产品可靠性得到了更好提升，取得了良好的使用效果。