Co je radiální čerpadlo?
Radiální čerpadlo, přesněji radiální pístové čerpadlo, je hydraulické čerpadlo postavené kolem sady pístů uspořádaných jako paprsky kolem centrálního bloku válců, které všechny směřují ven z hřídele spíše než běží paralelně s ním. Toto radiální uspořádání je definujícím rozdílem od axiálního pístového čerpadla, kde písty sedí paralelně s hnací hřídelí a pohybují se přes kývavou desku nebo ohnutou skříň.
Protože písty v radiálním čerpadle pracují spíše proti rotujícímu excentru nebo pevnému vačkovému kroužku než proti šikmé desce, je konstrukce vhodná pro velmi krátké, velmi silné zdvihy. Tato geometrie je přesně to, co umožňuje radiálním čerpadlům dosáhnout úrovní tlaku, které většina ostatních typů čerpadel nedokáže udržet.
Jak funguje radiální pístové čerpadlo
Uprostřed čerpadla je v závislosti na konstrukci umístěn buď excentrický hřídel nebo stacionární vačkový kroužek. Jak se hřídel otáčí, nutí každý píst pohybovat se v části cyklu směrem ven a ve druhé se zatahovat, takže každý píst dokončí jednou za otáčku plný sací a výtlačný zdvih.
Rozdělovací ventil nebo uspořádání zpětného ventilu zrychluje připojení každého pístu k sacímu a výtlačnému potrubí, vpouští tekutinu, když se píst zatahuje, a utěsňuje ji pod tlakem, když je píst hnán zpět dovnitř. Stejný mechanismus s vratným pístem běží zpětně uvnitř hydraulického motoru, kde tlaková kapalina tlačí písty namísto otáčení hřídele, což je princip fungování. princip činnosti hydromotoru s radiálním pístem a širší Řada pístových motorů postavená na stejném principu vratných pístů .
Základní komponenty
Čtyři části definují radiální pístové čerpadlo: blok válců, písty, excentrický nebo vačkový kroužek, který je pohání, a ventilové uspořádání, které řídí směr proudění. V bloku válců jsou uloženy radiální vývrty a zůstává fixovaný, zatímco excentrický hřídel se uvnitř otáčí, nebo u konstrukcí s vačkovým kroužkem se blok sám otáčí kolem stacionárního kroužku.
Kvalita těsnění na rozhraní pístu a vrtání určuje jak účinnost, tak i tlakovou schopnost, takže tyto povrchy jsou broušeny s velmi úzkými tolerancemi a obvykle jsou vyrobeny z kalené oceli. Sestava zpětného ventilu nebo rozdělovacího ventilu je stejně důležitá, protože jakýkoli únik zpět přes ventily přímo snižuje tlak, který může čerpadlo udržet při zatížení.
- Blok válců: obsahuje radiálně uspořádané otvory pro písty
- Písty: krátkozdvihové prvky s vysokou silou poháněné excentrem nebo vačkovým kroužkem
- Excentrický hřídel nebo vačkový kroužek: převádí rotaci na vratný pohyb pístu
- Rozdělovací nebo zpětné ventily: časové sání a výtlak pro každý píst
Proč radiální čerpadla zvládají extrémní tlak
Radiální pístová čerpadla jsou obvykle specifikována, jakmile tlakový požadavek systému překročí to, co může axiální pístové čerpadlo pohodlně dodat. Vzhledem k tomu, že každý píst má krátký přímý zdvih proti excentru místo jízdy po šikmé desce, je dráha mechanického zatížení kratší a tužší, což umožňuje čerpadlu udržovat výstupní tlaky zhruba v rozsahu 400 až 1000 barů.
Kompromisem je průtok: radiální čerpadla obecně pohybují méně tekutiny na otáčku než axiální čerpadlo podobné velikosti, takže vyhovují aplikacím, které vyžadují více síly a přesnosti než objem. Tato kombinace velmi vysokého tlaku při poměrně nízkém průtoku spolu s tichým provozem s nízkými vibracemi je to, co činí radiální konstrukci spíše specialistou než volbou pro všeobecné použití.
Radiální čerpadla vs. axiální pístová čerpadla
Axiální pístová čerpadla, včetně provedení s kyvnou deskou a zahnutou osou, pokrývají širší střední úroveň požadavků na hydraulický tlak a průtok a jsou obvykle nákladově efektivnější volbou, pokud tlakový požadavek systému leží v jejich rozsahu. The rozsah axiálního pístového čerpadla ilustruje, že střední řada, zahrnující řadu zdvihů, je vhodná pro stavební stroje, průmyslové lisy a mobilní zařízení.
Radiální čerpadla zabírají tam, kde axiální konstrukce dosáhnou svého tlakového stropu, nebo tam, kde si aplikace cení velmi nízkého zvlnění průtoku a tichého provozu oproti surovému výkonu. Zkušební zařízení, vysokotlaké upínací systémy a obráběcí stroje, které vyžadují přesný, stabilní tlak spíše než velký objem, jsou nejjasnějšími případy pro volbu radiálního před axiálním.
Typické aplikace
Obráběcí stroje se spoléhají na čerpadla s radiálními písty, která dodávají řeznou kapalinu a pohánějí pomocné hydraulické okruhy, kde na stabilitě tlaku záleží více než na průtoku. O tuto konstrukci se opírají také vysokotlaké zkušební stolice a hydraulické pohonné jednotky zkonstruované pro ochranu před přetížením u lisů, protože dokážou udržet stálý tlak daleko nad rámec toho, co většina komponent systému kdy uvidí v normálním provozu.
Upínací a upínací systémy ve výrobě těží ze stejných vlastností, stejně jako vysokotlaká čisticí a zpracovatelská zařízení. V každém případě je čerpadlo dimenzováno kolem tlaku, který úkol vyžaduje jako první, přičemž průtok je považován za sekundární omezení, často v rámci širšího kompletní řešení hydraulického systému spíše než jako samostatná jednotka.
Pokyny k instalaci a údržbě
Montážní orientace a souosost hřídele jsou důležitější u radiálních čerpadel než u mnoha jiných typů čerpadel, protože nesouosost soustřeďuje napětí na kontaktní body pístu a excentru. Přírubová montáž je nejběžnější přístup a poskytuje pevné, opakovatelné spojení s hnacím zařízením, přístup, který se přenáší přímo z způsoby instalace pro hydromotory s radiálními písty používané jinde ve stejné řadě produktů.
Na straně údržby nelze vyjednávat o čistotě kapaliny vzhledem k tomu, jak těsné jsou vůle mezi pístem a vrtáním, a kontrolní nebo rozdělovací ventily by měly být kontrolovány podle plánu, protože jejich opotřebení se projevuje nejprve jako pozvolný pokles tlaku, nikoli jako zjevná porucha. Včasné zachycení udržuje čerpadlo v chodu na jmenovitém výkonu namísto tichého podvýkonu.
Často kladené otázky
Jaký je hlavní rozdíl mezi radiálním čerpadlem a axiálním pístovým čerpadlem?
Radiální čerpadlo uspořádá své písty kolem hřídele, poháněné excentrem nebo vačkovým kroužkem, zatímco axiální pístové čerpadlo udržuje písty rovnoběžné s hřídelí a tlačí je přes kývavou desku nebo nakloněný blok válců. Radiální čerpadla obecně dosahují vyšších tlaků; axiální čerpadla obecně poskytují vyšší průtok.
Jaký tlak zvládne čerpadlo s radiálním pístem?
Radiální pístová čerpadla běžně pracují v rozsahu 400 až 1000 barů, což je mnohem více, než je určeno pro většinu axiálních pístových čerpadel. Přesný strop závisí na konkrétní konstrukci, použitých materiálech a uspořádání ventilů.
Může stejná konstrukce radiálního pístu fungovat jako čerpadlo i motor?
Ano. Mechanismus je reverzibilní: rotace hřídele pohánějící písty z něj dělá čerpadlo, zatímco tlaková kapalina pohánějící písty k otáčení hřídele z něj dělá motor. Radiální pístové hydromotory používají v podstatě stejnou vnitřní geometrii jako radiální pístová čerpadla.
