往复式液压缸来回走不停,这种油缸自己会换向
普通液压缸要换向,得靠电磁阀或者手动阀来控制。但有一种往复式液压缸,它自己会换向——活塞走到头自动回来,回来到头自动再出去,不需要任何外部控制信号,自己就能一直来回走。这种油缸在矿用注浆泵、液压高压泵、海水淡化设备上用得很广,因为它天生就适合“来回不停”的工况。今天把往复式液压缸的原理、特点和应用说清楚。
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一、往复式液压缸长什么样?
往复式液压缸按运动方式分类,就是做直线往复运动的液压缸,是液压系统中把液压能转换成机械能的执行元件。常见的有活塞缸、柱塞缸等结构形式。但“往复式液压缸”这个词,在行业内还有一种更具体的指向——自动往复油缸。它通过机械式阀控换向原理,把二位四通换向阀及其换向机构内置在油缸内部,活塞走到头的时候触发换向机构,油路自动切换,活塞就往回走;走到另一头再触发,再换向。如此循环,不需要外部电控信号。船用往复式液压缸有专门的国家标准CB/T 3004-2005,规定了公称压力、内径、柱塞直径、行程等基本参数。
二、自动往复油缸解决了什么问题?
很多设备需要连续输出高压流体——地质钻探的泥浆泵、海水淡化的高压泵、高层建筑的消防泵、煤矿封孔注浆泵。这些设备以前用机械式结构(曲轴、连杆、活塞),体积大、效率低、输出压力不稳定。自动往复油缸解决了这个问题:油缸自己来回走,直接驱动工作活塞往复运动,不需要曲轴连杆机构。用液压驱动的往复泵,输出压力可以做到几十兆帕,流量稳定,体积只有传统机械泵的1/2到1/3,能耗只有80%左右。
有研究人员设计了适用于煤矿防爆环境的自动往复液压缸,用于驱动注浆活塞,实现吸排浆作业。采用装配式集成结构,换向机构内置,工作可靠。
三、往复式液压缸的核心技术
机械式换向是核心
自动往复油缸的换向机构内置在油缸内部,活塞走到终端时触发换向阀芯动作,油路切换,活塞反向运动。不需要电磁阀、不需要PLC、不需要接近开关,纯液压自动循环。
双缸双作用设计
在液压驱动往复泵中,常用双缸双作用设计——两个液压缸交替工作,一个排液的时候另一个吸液,输出流量和压力平稳,波动小。试验表明,这种设计的排出总管流量和压力变化平稳,充分显示出液压驱动往复泵优越的水力特性。
设计注意事项
设计液压缸时应尽量提高系统的固有频率和刚度,避免液压缸在输入阶跃流量时活塞出现振荡。
四、往复式液压缸用在哪?
矿用封孔注浆泵:煤矿井下瓦斯抽放钻孔封孔注浆,传统气动注浆泵效率低、噪声大,自动往复液压缸是更好的选择。
地质钻探泥浆泵:液压驱动的泥浆泵,体积小、能耗低、压力可达几十兆帕,输出稳定。
海水淡化高压泵:反渗透海水淡化的关键设备,液压驱动比机械式效率更高,大功率实现更容易。
高压清洗设备、高层建筑消防泵:需要连续输出高压流体的场合。
总结
往复式液压缸自己会换向,来回走不停。它把换向阀内置在油缸里,活塞走到头自动触发换向,不需要外部控制信号。矿用注浆泵、钻探泥浆泵、海水淡化高压泵都在用。搞清楚了它的自动换向原理和双缸双作用设计,选型用起来就不容易出错。
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