Przegląd technologii

Pompy

Pompy korbowodowe

Licząca już kilka stuleci technologia pomp z wałem korbowym oparta jest na użyciu mechanicznego wału korbowego, który porusza w cylindrze tam i z powrotem dowolną liczbę pojedynczych tłoków lub tłoczników. Zawory zwrotne w każdym cylindrze pozwalają wodzie wejść do cylindra, gdy tłocznik cofa się i opuścić cylinder do rozgałęzionego przewodu wylotowego, gdy tłocznik posuwa się naprzód w cylindrze.

Schemat działania pompy z wałem korbowym

Pompy z wałem korbowym są z natury bardziej wydajne niż pompy ze wzmacniaczami, ponieważ nie wymagają pożerającego ogromną ilość energii systemu hydraulicznego. Dodatkowo, pompy z wałem korbowym o trzech lub więcej cylindrach mogą być tak zaprojektowane, by dostarczały bardzo jednorodne ciśnienia na wyjściu , bez potrzeby używania systemu tłumienia. Pompy z wałem korbowym generalnie nie były używane w zastosowaniu przy ultra wysokich ciśnieniach aż do naprawdę ostatnich lat. Działo się tak dlatego, że typowe pompy z wałem korbowym pracowały mając więcej suwów na minutę niż pompy ze wzmacniaczem i powodowały niemożliwy do zaakceptowania krótki żywot uszczelek oraz zaworów zwrotnych. Postęp w technologii uszczelek i materiałów do ich wytwarzania, połączony z powszechną dostępnością komponentów - zaworów ceramicznych spowodował, że w przedziale od 40 000 do 50 000 funtów na cal kwadratowy (280 tys. do 345 tys. kPa) pompa z wałem korbowym może pracować z doskonałą niezawodnością. To stanowiło ogromny przełom w użyciu pomp korbo-wodowych do cięcia wodą zmieszaną z materiałem ściernym.

Dzisiaj pompy z wałem korbowym mogą pracować niezawodnie aż do 55 tysięcy funtów na cal kwadratowy (380 tys. kPa).

Doświadczenie pokazało, że strumień materiału ściernego tak naprawdę nie potrzebuje pełnych 60 tys. funtów na cal kwadratowy (414 tys. kPa) pompy ze wzmacniaczem. W tego typu maszynach tak naprawdę tnie ścierniwo, podczas gdy woda działa jedynie jako medium do jego przenoszenia przez materiał, który jest cięty. To wielce pomniejsza korzyści z używania ultra wysokiego ciśnienia. W rzeczywistości wielu operatorów pomp ze wzmacniaczem 60 tys. funtów na cal kwadratowy (414 tys. kPa) odkryło, że otrzymują gładsze cięcie i większą niezawodność, jeżeli ich maszyny będą działały w zakresie 40 do 50 tys. funtów na cal kwadratowy (276 tys. do 345 tys. kPa) . Ponieważ obecnie pompy z wałem korbowym wytwarzają ciśnienie w tym zakresie, zwiększa się liczba sprzedawanych maszyn do cięcia z bardziej wydajnymi i łatwiejszymi w utrzymaniu pompami tego typu.

Pompy ze wzmacniaczem

Wczesne ultra-wysokociśnieniowe systemy cięcia używały wyłącznie hydraulicznych pomp ze wzmacniaczem. W tamtym czasie jedynie pompy ze wzmacniaczem były w stanie niezawodnie wytworzyć ciśnienie od 40 tys. do 60 tys. PSI (276 tys. do 414 tys. kPa). Rysunek pokazuje schematyczne przedstawienie pompy hydraulicznej ze wzmacniaczem.

Schemat działania pompy ze wzmacniaczem

Silnik cieplny lub elektryczny w sposób typowy napędza pompę hydrauliczną, która pompuje płyn hydrauliczny pod ciśnieniem od 1000 do 4000 PSI (6 900 do 27 600 kPa) do cylindra wzmacniacza. Ciśnienie hydrauliczne działa na stosunkowo duży tłok, by wytworzyć dużą siłę na tłocznik o stosunkowo małej średnicy. Ten tłocznik podnosi ciśnienie wody do poziomu, który jest proporcjonalny do odpowiednich pól przekroju poprzecznego dużego tłoka i małego tłocznika. Na przykład, jeżeli 3000 funtów na cal kwadratowy (czyli 20 700 kPa) płynu hydraulicznego oddziaływuje na duży tłok o powierzchni 20 cali kwadratowych i jeżeli ten tłok pcha tłocznik o powierzchni tylko jednego cala kwadratowego, woda która jest wypychana przez tłocznik będzie sprężona do 60 000 funtów na cal kwadratowy [3000 x 20/1].

Cylinder wzmacniacza jest cylindrem obustronnego działania, w którym płyn hydrauliczny jest wprowadzany na przemian z jednej i drugiej strony. Hydrauliczny tłok na przemian zwiększa ciśnienie wody poprzez tłoczniki małej średnicy na każdym końcu zespołu wzmacniacza. Zestaw zaworów zwrotnych na przemian wpuszcza wodę o niskim ciśnieniu do cylindra tłocznika, kiedy tłocznik się cofa, a potem kieruje sprężoną wodę do rozgałęzionego przewodu wylotowego, gdy tłocznik wchodzi w suw sprężania. Chodzący tam i z powrotem tłok wzmacniacza powoduje pulsujący przepływ wody pod bardzo wysokim ciśnieniem. By uczynić przepływ wody bardziej jednolity (w ten sposób wpływając na gładsze cięcie), pompa wzmacniacza jest zazwyczaj wyposażona w cylinder „tłumienia”, który działa jako wysokociśnieniowe naczynie wyrównawcze. Użycie tego tłumika redukuje wahania ciśnienia do kilku tysięcy funtów na cal kwadratowy na suw (< 700 barów).

Chcesz szybko powrócić do któregoś z tematów?

poprzednia    następna