差動泵

差動泵工作原理

如圖2所示，差動泵通常由兩部分組成。一部分是直接輸送液體，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的液力端，另一部分是將原動機(jī)的能量傳給液力端的傳動端。液力端主要有液缸體、活塞（柱塞）、吸入閥和排出閥等部件。傳動端主要有曲柄、連桿、十字頭等部件。

當(dāng)曲柄以角速度ω逆時針旋轉(zhuǎn)時，活塞向右移動，液缸內(nèi)容積增大，壓力降低，吸水池中液體在壓力差的作用下克服吸入管路和吸入閥等的阻力損失進(jìn)入到液缸中。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過180角度以后活塞向左移動，液體被擠壓，液缸體內(nèi)液體壓力急劇增加，在這一壓力作用下吸入閥關(guān)閉而排出閥被打開，液缸內(nèi)液體在壓力差的作用下被排送到排出管路中去。當(dāng)差動泵的曲柄以角速度ω不停地旋轉(zhuǎn)時，差動泵就不斷地吸入和排出液體。

差動泵工作特點

1、差動泵的流量只與液力端的幾何尺寸（差動泵活塞的直徑D和活塞行程s）、泵的轉(zhuǎn)速（活塞每分鐘的往復(fù)次數(shù)為n）有關(guān)，而與泵的揚(yáng)程無關(guān)。所以差動泵不能用排出的閥來調(diào)節(jié)流量。

2、差動泵的揚(yáng)程取決于泵在其中工作的裝置特性。在裝置中不管對活塞產(chǎn)生多大的壓力，只要原動機(jī)有足夠的功率，填料密封有相應(yīng)地密封性能，以及差動泵有足夠的強(qiáng)度，就可以推動活塞把液體排出。因此，在額定排出壓力下，同一臺差動泵在不同的裝置中可以產(chǎn)生不同的揚(yáng)程。

3、差動泵不能像離心泵那樣在關(guān)閉點運(yùn)轉(zhuǎn)，且在差動泵裝置中必須裝置安全閥或其它安全裝置。

差動泵是一種發(fā)展較早的動力機(jī)械之一，差動泵包括活塞泵和柱塞泵。它適于輸送流量較小，壓力較高的各種介質(zhì)。如低粘度、高粘度、腐蝕性、易燃、易爆、劇毒等各種液體。因此，直到目前仍廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域中。如鉆井泥漿泵的驅(qū)動功率達(dá)1250kW，最大排出壓力為3800N，流量達(dá)50～600/S。又如年產(chǎn)三十萬 噸合成氨設(shè)備中的高壓甲銨泵是尿素生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，甲銨泵的工作壓力達(dá)20000N，所輸送的甲銨液對金屬材料有很強(qiáng)的腐蝕作用，甲銨液在低溫時容易析出結(jié)晶，從而引起管路堵塞，因而必須在高溫下工作，甲銨泵大都采用柱塞泵。

理論上，差動泵的流量和排出壓力無關(guān)，因此，使用往復(fù)式計量泵可以精確地、可調(diào)節(jié)地輸送各種介質(zhì)。在石油化學(xué)工業(yè)中，計量泵可以代替物料配比儀表，實現(xiàn)連續(xù)操作、自動控制等，這對于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、實現(xiàn)自動化運(yùn)行創(chuàng)造了條件。

在輸送各種不同的介質(zhì)時，采用隔膜式差動泵和隔膜式計量泵為輸送特殊介質(zhì)開辟了道路。隨著石油化學(xué)工業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)、造紙、食品、醫(yī)藥、化學(xué)分析等發(fā)展，對差動泵（包括計量泵、隔膜泵等）的需求日益增加，同時，行產(chǎn)的發(fā)展對差動泵提出更高的要求。

1、一方面要求差動泵向小流量、微流量和高壓、超高壓領(lǐng)域發(fā)展，另一方面也向高壓大流量、大功率方向發(fā)展。

2、要求差動泵的體積小、重量輕、壽命長，這主要是要求提高差動泵的轉(zhuǎn)速以及解決提高轉(zhuǎn)速后出現(xiàn)的各種問題。

3、要求差動泵更好在適應(yīng)各種介質(zhì)的性質(zhì)和狀況。

4、發(fā)展新產(chǎn)品。2100433B

差動泵的工作過程如下（相關(guān)編號如圖1所示）：

1、快進(jìn)：高壓油經(jīng)單向閥10與低壓油匯合→電液換向閥2左工位→調(diào)速閥4，閥3應(yīng)處于開啟狀態(tài)→油液進(jìn)入油缸無桿腔→有桿腔內(nèi)油液→經(jīng)電液換向閥2左工位→經(jīng)單向閥6（背壓閥8應(yīng)關(guān)閉）→油液進(jìn)入壓力管道，繼續(xù)走向油缸無桿腔，形成差動回路。

2、工進(jìn)：高壓油經(jīng)單向閥10與低壓油匯合→電液換向閥2左工位→調(diào)速閥4，閥3應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)→油液進(jìn)入油缸無桿腔→有桿腔內(nèi)油液→經(jīng)電液換向閥2左工位→背壓閥8應(yīng)處于打開狀態(tài)→經(jīng)順序閥7（順序閥開啟壓力略大于系統(tǒng)工作壓力，小于高壓泵壓力）→油箱。

3、快退：在快進(jìn)或工進(jìn)的壓力油將活塞桿頂?shù)筋^時，油缸無桿腔壓力升高→繼電器14發(fā)訊使電液閥2換向至右工位，壓力油經(jīng)電液換向閥2右工位→進(jìn)入油缸有桿腔→無桿腔出來的油液→經(jīng)單向閥5→電液換向閥2右工位→通過單向閥13→油箱。

4、停止：電液換向閥中位時，關(guān)閉向系統(tǒng)供油，壓力油經(jīng)溢流閥9回油箱，此時無桿腔與油箱經(jīng)單向閥聯(lián)通。

差動泵的種類很多，可以按下面幾種主要方式進(jìn)行分類。

1、根據(jù)液力端的特點分

(1)按差動泵的工作機(jī)構(gòu)可分為：活塞（柱塞）泵和隔膜泵

(2)按差動泵的作用特點可分為：單作用泵、雙作用泵、差動泵。

(3)按液缸數(shù)可分為：單缸泵、雙缸泵、多缸泵等。

2、根據(jù)傳動端的結(jié)構(gòu)特點分

曲柄連桿機(jī)構(gòu)、直軸偏心輪機(jī)構(gòu)、行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等。

3、根據(jù)動力分

(1)機(jī)動泵（包括電動機(jī)驅(qū)動的泵和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的泵）。

(2)直接作用泵（包括蒸汽、氣、液壓直接驅(qū)動的泵）。

(3)手動泵。

涉及定量泵技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種差動定量泵，包括PLC控制裝置，壓力流體管路及其控制裝置，由一個泵體，泵體給料側(cè)的給料側(cè)端蓋，泵體排給料側(cè)的排料側(cè)端蓋，泵體內(nèi)的與此給料側(cè)端蓋相連接的主動活塞，頂靠在此主動活塞上的差動套，與此主動活塞相連接的給料口和出料口，連接所述的給料側(cè)端蓋和排料側(cè)端蓋的側(cè)向連接桿所組成。主動活塞設(shè)有兩個密封環(huán)。差動套內(nèi)外各有兩個密封環(huán)。側(cè)向連接桿穿過所述的差動套并通過螺栓與所述的主動活塞相連接。給料側(cè)端蓋和排料側(cè)端蓋通過螺栓與所述的泵體相連接。主動活塞通過管路與控制裝置的電磁氣動閥相連接，電磁氣動閥與PLC控制裝置相連接。提供了一種零部件少、機(jī)構(gòu)簡單、故障率低、維修方便、成本較低的定量泵。

差動連接，一般是把液壓缸的進(jìn)油和回油連接在一起，把油缸的有桿腔油液壓回流到無桿腔，以增加液壓缸往外伸出的速度，這種連接方式一般用在無負(fù)載或小負(fù)載的快進(jìn)行程中，它是以犧牲輸出力為代價而提高運(yùn)動速度的。差動連接是在不增加液壓泵流量的前提下實現(xiàn)快速運(yùn)動的有效方法。

在雙定子馬達(dá)出現(xiàn)之前，由于馬達(dá)結(jié)構(gòu)所限，無法實現(xiàn)馬達(dá)的差動。

如圖5所示，當(dāng)給外馬達(dá)的進(jìn)油口和內(nèi)馬達(dá)的出油口同時供油時，由于外馬達(dá)有效工作面積及力臂均大于內(nèi)馬達(dá)，所以轉(zhuǎn)子會 繞轉(zhuǎn)子中心沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。此時，內(nèi)馬達(dá)由外馬達(dá)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了泵的工作原理，它將外馬達(dá)排出的部分低壓 油吸入，再將高壓油輸出到外馬達(dá)的進(jìn)油口，實現(xiàn)液壓馬達(dá)的差動。 2100433B