[其他]泵裝置及其操作方法

無效

• 申請號: 87100647
• 申請日: 1987-02-10
• 公開（公告）號: CN87100647A
• 公開（公告）日: 1987-08-26
• 發明（設計）人: 約翰·H·奧爾森
• 申請（專利權）人: 流程工業公司
• 主分類號: F04B9/08
• 分類號: F04B9/08;F04B17/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 黃力行,章社杲

本發明總的來說與流體泵設備有關，特別是同特殊設計的高壓液壓泵裝置有關，這種裝置使用特殊設計的液壓泵。

為了提供一種裝置能以連續、無脈沖的形式抽水或抽其他液體，眾所周知的方法是把幾個流體驅動泵連結起來，例如可參看美國專利3，816，029（BOWEN和他的同事）。在需要提供高壓輸出流體，如在20，000PSi左右或更高的地方，經常應用液壓驅動類的泵。這樣的泵包括典型地用油往復驅動的大活塞，它依次驅動在活塞兩面較小的柱塞以交替地產生高壓液流。驅動壓力直接與驅動活塞同輸出柱塞的面積比和出口壓力的乘積有關。

剛才引述的這類泵一般是作為增壓器，現在使用的一種部分略示在圖1。一般用數字10表示，在圖中特殊顯示的裝置包括增壓器活塞12，它有兩個相對的柱塞14，位于氣缸套16內。用包括主滑閥18和導向閥20的控制裝置驅動活塞在氣缸套內來回運動。當活塞到達它沖程的終點時，它和銷22機械接觸（在氣缸套每一端有一個銷），這銷作用到推壓鋼索24上，使構成導向閥的導向滑閥26移動。結果導向閥使油通過孔板到構成主閥18的主滑閥28的終端，使主滑閥在它的閥套30內軸向移動。通過改變兩滑閥之間控制孔板32的尺寸可以控制主滑閥的移動速度。一旦移動結束，就不再繼續對活塞運動進行控制。它完全由高壓氣缸內的水壓和液壓泵的特性所決定。

在剛才描述的系統內有兩種液壓沖擊。第一種是在主滑閥跨過中心時，它一般對液壓回路產生不同的阻力，接著閥被全打開，使油作用到活塞上。所以在回路內壓力和流動必須迅速調整到新的狀態導致液壓沖擊。通過研磨主滑閥使跨過時的條件與增壓器的操作負荷相適應以稍微減輕這種情況，如美國專利3，811，795和4，029，440描述的那樣。

液壓沖壓的第二個原因或理由與增壓器活塞所抽的水或其他液體的可壓縮性有關。當活塞開始它的沖程時所抽的流體壓力相對較低，以水為例，大約在100PSi。在增壓器出口壓力達到，例如60，000左右之前活塞必須移動大約它沖程的1/8。壓力補償的液壓泵企圖在沖程的壓縮段增加它的流量來維持壓力不變，使流速產生很大波動。另一方面，定容積泵使流速恒定但浪壓力下降引起輸出壓力劇烈降低。在這兩種情況下，在增壓器沖程的這一段產生瞬態過程。曾試圖利用在液壓回路內裝設蓄液罐以提供沖程壓縮段所需的全部油，以平滑和減輕這些瞬態過程。但是一般來說在壓力線路上的蓄液罐會引起回復線路上的脈沖。

曾發現以特殊的方式控制組成整個泵系統的每個增壓器中活塞的動作可以減輕上面所討論的問題。還有將如以后要詳細描述的那樣，在本發明的優先實施方案中使用這樣的兩個增壓器，控制它們各自活塞的運動以保證（1）至少一個活塞，它的加壓驅動流體入口是全開的沒有任何流動約束和（2）每個活塞經過它沖程中壓縮段時以節流來控制它的運動。

為了控制增壓器中活塞的運動，希望能連續監測那種運動并通過反饋裝置提供所希望的控制。現有的各種裝置是利用反饋方案，如不是控制至少也是監測活塞的運動。在美國專利3，318，197和3，816，029中頒布了這兩種技術。后面將要更詳細地描述，本發明還提供另一種方法，將會看到它并不復雜而且相當可靠。

鑒于上述的討論，本發明的目標是提供一種整個泵的裝置，它用并不復雜而可靠的方式使上面討論的問題減輕到最低限度。

本發明的另一目標是提供一種改進的增壓器，它是這樣設計用并不復雜的方式對它活塞的往復運動進行可靠的控制。

本發明更特殊的目標是提供整個泵的裝置，它至少使用兩個上述的增壓器，它驅動這些增壓器的活塞使得（1）在驅動活塞的液壓回路或輸出水回路中不需要蓄液罐（2）能達到很高的沖程速率而沒有液壓沖擊和（3）不需要液壓泵去迅速補償每個沖程的壓縮段。

本發明另一特殊的目標是提供不復雜而可靠的技術，以達到上面提到的另一目標的方式來協調構成整個泵裝置的兩個增壓器活塞的運動。

將如下面要更詳盡地描述的那樣，這里公開的增壓器的特殊類型包括由氣缸套和在套內相對的第一和第二出入口之間可來回移動的活塞所組成的機構。構成第一和第二泵室的機構與活塞相對的兩端及所抽流體的供應源相配合，通過活塞從鄰近一個室的位置移到鄰近另一室位置的動作把流體抽入到一個室內，而同時把流體壓出另一個室。這樣活塞來回的運動交替地產生相對一室是吸入沖程而相對另一室則是輸出沖程。作為開始，注意到下述事實是很重要的，輸出沖程包括兩段，初始壓縮段在此期間泵室內的流體尚未壓縮到足夠的壓力以從該室排出，接著是排出段在此期間泵室內的流體已有足夠的壓力而從室內排出。