Μηχανική Αρχή Εμβολοφόρων Αντλιών

Ως κλασική ογκομετρική συσκευή μεταφοράς υγρών, η μηχανική αρχή των εμβολοφόρων αντλιών βασίζεται στη συνέργεια μηχανισμών ακριβείας-αντιστοιχισμένης κίνησης και ελέγχου πίεσης. Ο μηχανισμός λειτουργίας του πυρήνα της αντλίας βασίζεται στην παλινδρομική κίνηση του εμβόλου στον κύλινδρο και οι βαλβίδες εισόδου και εξόδου κατευθύνονται προς το άνοιγμα και το κλείσιμο για να πραγματοποιηθεί η αναρρόφηση και η εκκένωση του ρευστού. Το σύστημα μετάδοσης ισχύος αποτελείται από εκκεντροφόρο, ρολό και ελατήριο επαναφοράς, σχηματίζοντας μια μηχανική αλυσίδα κίνησης με αυστηρά χαρακτηριστικά χρονισμού.

Όσον αφορά τη δομική σύνθεση, η μονάδα πυρήνα της αντλίας εμβόλου αποτελείται από έναν σύνδεσμο ακριβείας-επεξεργασμένου εμβόλου-με χιτώνιο, ο οποίος συνήθως ελέγχεται στο επίπεδο απόστασης micron για να διασφαλιστεί ότι το έμβολο ολισθαίνει ελεύθερα και διατηρεί στεγανοποίηση υψηλής-πίεσης. Ο εκκεντροφόρος, ως είσοδος ισχύος, έχει ένα προφίλ που καθορίζει άμεσα την κίνηση του εμβόλου - το τμήμα ανύψωσης εκκεντροφόρου αντιστοιχεί στην ανοδική διαδρομή του εμβόλου και το τμήμα κύκλου βάσης αντιστοιχεί στη διαδρομή επιστροφής του ελατηρίου. Η κεφαλή του εμβόλου είναι κατεργασμένη με μια ελικοειδή αυλάκωση σε συγκεκριμένη γωνία και η σχετική θέση αυτού του δομικού χαρακτηριστικού και η οπή επιστροφής του χιτωνίου αποτελούν βασικό στοιχείο στη ρύθμιση του όγκου παροχής λαδιού. Οι βαλβίδες εισόδου και εξόδου είναι κωνικές-σφραγισμένες για να διασφαλιστεί το έγκαιρο άνοιγμα και κλείσιμο των βαλβίδων αντεπιστροφής μέσω της προφόρτισης του ελατηρίου βαλβίδας, όπου η βαλβίδα εισόδου ανοίγει ως απόκριση στην αρνητική πίεση στον θάλαμο της αντλίας και η βαλβίδα εξόδου λειτουργεί όταν ο θάλαμος της αντλίας είναι υπερπίεση.

Ο κύκλος εργασίας ξεκινά με το τμήμα βάσης του έκκεντρου σε επαφή με τον κύλινδρο, οπότε το ελατήριο του εμβόλου σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω προς το κάτω στοπ. Με την κίνηση του εμβόλου, ο όγκος του θαλάμου της αντλίας αυξάνεται για να σχηματίσει αρνητική πίεση, όταν το πάνω μέρος του εμβόλου πέσει στην ανοιχτή θέση της οπής εισόδου, η βαλβίδα εισόδου ανοίγει υπό διαφορική πίεση και το υγρό εισέρχεται στον θάλαμο της αντλίας μέσω του φίλτρου. Σε αυτό το στάδιο, η κίνηση του εμβόλου καθοδηγείται πλήρως από την τάση του ελατηρίου και η προς τα κάτω οριακή θέση του περιορίζεται από τη διάμετρο του κύκλου βάσης του έκκεντρου, σχηματίζοντας μια σταθερή συνολική διαδρομή L. Αυτή τη στιγμή, η διαγώνια αυλάκωση και η οπή επιστροφής λαδιού εξακολουθούν να είναι συνδεδεμένα για να διασφαλιστεί ότι το κύκλωμα λαδιού χαμηλής{3} πίεσης δεν εμποδίζεται.

Όταν το έκκεντρο περιστρέφεται προς το τμήμα ανύψωσης, το προφίλ έκκεντρου σπρώχνει τη στρόφιγγα του κυλίνδρου για να υπερνικήσει τη δύναμη του ελατηρίου και να οδηγήσει το έμβολο προς τα πάνω. Η αρχική ανοδική φάση είναι η προ-διαδικασία συμπίεσης πριν κλείσει η οπή εισόδου και ο θάλαμος της αντλίας εισέρχεται σε κλειστή κατάσταση συμπίεσης αφού το πάνω μέρος του εμβόλου καλύψει πλήρως την οπή εισόδου. Καθώς το έμβολο συνεχίζει να κινείται προς τα πάνω, η πίεση του θαλάμου της αντλίας αυξάνεται απότομα, όταν η πίεση υπερβαίνει την προφόρτιση του ελατηρίου της βαλβίδας εξόδου και την αντίσταση του αγωγού και το άθροισμα της βαλβίδας εξόδου ανοίγει, υγρό υψηλής{3} πίεσης που εξατμίζεται από το σπρέι του μπεκ. Σε αυτή τη διαδικασία, το σημείο εκκίνησης της παροχής λαδιού κλειδώνεται αυστηρά από τη μηχανική δράση του εμβόλου για να καλύψει την οπή εισαγωγής λαδιού, η οποία δεν επηρεάζεται από την επακόλουθη ρύθμιση και διασφαλίζει την ακρίβεια του χρονισμού της έγχυσης.

Ο μηχανισμός ρύθμισης της παροχής λαδιού ενσωματώνεται στον έλεγχο της αποτελεσματικής διαδρομής συμπίεσης του εμβόλου. Όταν το έμβολο κινείται προς τα πάνω στην άκρη της ελικοειδούς πλάκας και στην οπή επιστροφής λαδιού, το λάδι υψηλής πίεσης στο θάλαμο της αντλίας αποστραγγίζεται στον θάλαμο λαδιού χαμηλής πίεσης μέσω του αξονικού ανοίγματος του εμβόλου και της πλάκας περιστροφής και η πτώση πίεσης προκαλεί το κλείσιμο της βαλβίδας εξόδου λαδιού. Περιστρέφοντας το έμβολο για να αλλάξετε την περιφερειακή θέση της σπειροειδούς αυλάκωσης, μπορεί να ρυθμιστεί η ροπή ανοίγματος της οπής επιστροφής λαδιού, αλλάζοντας έτσι την αποτελεσματική διαδρομή τροφοδοσίας λαδιού. Αυτός ο μοναδικός δομικός σχεδιασμός καθιστά δυνατή την επίτευξη σταθερής ρύθμισης του όγκου παροχής λαδιού περιστρέφοντας το έμβολο μόνο υπό την προϋπόθεση της σταθερής συνολικής διαδρομής του εμβόλου. Το σημείο εκκίνησης της παροχής λαδιού διατηρείται σταθερό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ρύθμισης και το τελικό σημείο αλλάζει με τη θέση της κεκλιμένης εγκοπής, σχηματίζοντας έτσι έναν ακριβή τρόπο ελέγχου «σταθερού σημείου εκκίνησης και ρυθμιζόμενου τερματικού σημείου».

Οι εγχώριες αντλίες εμβόλων σειράς (όπως τύπου Α, τύπου Β, τύπου P κ.λπ.) διατηρούν τη συνοχή της βασικής αρχής και ταυτόχρονα επιτυγχάνουν επέκταση της απόδοσης μέσω αρθρωτού σχεδιασμού. Κάθε σειρά βασίζεται στο τυποποιημένο προφίλ έκκεντρου, τη διαδρομή του εμβόλου και τη δομή του αμαξώματος της αντλίας και προσαρμόζεται σε διαφορετικές απαιτήσεις ισχύος αλλάζοντας τη διάμετρο του εμβόλου και βελτιστοποιώντας τις παραμέτρους του σπειροειδούς αυλακιού. Λαμβάνοντας για παράδειγμα μια τυπική αντλία-τύπου Α, υιοθετεί μια ενσωματωμένη δομή αμαξώματος αντλίας και οι υπο-μονάδες αντλίας είναι διατεταγμένες δίπλα-δίπλα κατά μήκος του άξονα και η ποσότητα τροφοδοσίας λαδιού κάθε κυλίνδρου ρυθμίζεται συγχρόνως μέσω της σύνδεσης του ρυθμιστικού δακτυλίου γραναζιών. Ο ρυθμιστικός βραχίονας στο άκρο του εμβόλου εμπλέκεται με το χιτώνιο ελέγχου όγκου λαδιού και όλα τα έμβολα μπορούν να οδηγηθούν ώστε να περιστρέφονται συγχρόνως στρέφοντας το μοχλό ρύθμισης για να διασφαλιστεί η ομοιομορφία παροχής λαδιού σε πολλούς κυλίνδρους.

Η μηχανική δομή αυτού του μηχανισμού είναι να μετατρέπει την περιστροφική κίνηση σε μια ακριβή γραμμική παλινδρομική κίνηση και ταυτόχρονα να χρησιμοποιεί τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της σπειροειδούς αυλάκωσης για να επιτύχει τον έλεγχο διακοπής της διαδρομής-. Η διαφορά φάσης μεταξύ των δύο βαλβίδων αντεπιστροφής έχει σχεδιαστεί για να εξασφαλίζει μονοκατευθυντική παροχή υγρού: η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει για να αναπληρώσει το υγρό καθώς το έμβολο κατευθύνεται προς τα κάτω και η βαλβίδα εξόδου ανοίγει για να αυξήσει την πίεση καθώς κινείται προς τα πάνω. Το χαρακτηριστικό σταδιακής ανύψωσης του προφίλ έκκεντρου επιτρέπει τη συνεχή μεταβολή της ταχύτητας της κίνησης του εμβόλου, διασφαλίζοντας ταχεία πίεση στην αρχή της παροχής λαδιού, αποφεύγοντας ταυτόχρονα μηχανικό σοκ. Με βάση τη διατήρηση της κλασικής μηχανικής δομής, οι σύγχρονες αντλίες εμβόλου οδηγούνται έξυπνα από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου στον ρυθμιστικό μηχανισμό, συνδυάζοντας τη μηχανική ακρίβεια με την ευελιξία ηλεκτρονικού ελέγχου, η οποία προάγει την ανάπτυξη της τεχνολογίας αντλιών εμβόλου προς την κατεύθυνση της υψηλής πίεσης και της ευφυΐας.