差动泵工作原理及特点

差动泵工作原理

如图2所示，差动泵通常由两部分组成。一部分是直接输送液体，把机械能转换为液体压力能的液力端，另一部分是将原动机的能量传给液力端的传动端。液力端主要有液缸体、活塞（柱塞）、吸入阀和排出阀等部件。传动端主要有曲柄、连杆、十字头等部件。

当曲柄以角速度ω逆时针旋转时，活塞向右移动，液缸内容积增大，压力降低，吸水池中液体在压力差的作用下克服吸入管路和吸入阀等的阻力损失进入到液缸中。当曲柄转过180角度以后活塞向左移动，液体被挤压，液缸体内液体压力急剧增加，在这一压力作用下吸入阀关闭而排出阀被打开，液缸内液体在压力差的作用下被排送到排出管路中去。当差动泵的曲柄以角速度ω不停地旋转时，差动泵就不断地吸入和排出液体。

差动泵工作特点

1、差动泵的流量只与液力端的几何尺寸（差动泵活塞的直径D和活塞行程s）、泵的转速（活塞每分钟的往复次数为n）有关，而与泵的扬程无关。所以差动泵不能用排出的阀来调节流量。

2、差动泵的扬程取决于泵在其中工作的装置特性。在装置中不管对活塞产生多大的压力，只要原动机有足够的功率，填料密封有相应地密封性能，以及差动泵有足够的强度，就可以推动活塞把液体排出。因此，在额定排出压力下，同一台差动泵在不同的装置中可以产生不同的扬程。

3、差动泵不能像离心泵那样在关闭点运转，且在差动泵装置中必须装置安全阀或其它安全装置。

差动泵的工作过程如下（相关编号如图1所示）：

1、快进：高压油经单向阀10与低压油汇合→电液换向阀2左工位→调速阀4，阀3应处于开启状态→油液进入油缸无杆腔→有杆腔内油液→经电液换向阀2左工位→经单向阀6（背压阀8应关闭）→油液进入压力管道，继续走向油缸无杆腔，形成差动回路。

2、工进：高压油经单向阀10与低压油汇合→电液换向阀2左工位→调速阀4，阀3应处于关闭状态→油液进入油缸无杆腔→有杆腔内油液→经电液换向阀2左工位→背压阀8应处于打开状态→经顺序阀7（顺序阀开启压力略大于系统工作压力，小于高压泵压力）→油箱。

3、快退：在快进或工进的压力油将活塞杆顶到头时，油缸无杆腔压力升高→继电器14发讯使电液阀2换向至右工位，压力油经电液换向阀2右工位→进入油缸有杆腔→无杆腔出来的油液→经单向阀5→电液换向阀2右工位→通过单向阀13→油箱。

4、停止：电液换向阀中位时，关闭向系统供油，压力油经溢流阀9回油箱，此时无杆腔与油箱经单向阀联通。

差动泵的种类很多，可以按下面几种主要方式进行分类。

1、根据液力端的特点分

(1)按差动泵的工作机构可分为：活塞（柱塞）泵和隔膜泵

(2)按差动泵的作用特点可分为：单作用泵、双作用泵、差动泵。

(3)按液缸数可分为：单缸泵、双缸泵、多缸泵等。

2、根据传动端的结构特点分

曲柄连杆机构、直轴偏心轮机构、行程调节机构等。

3、根据动力分

(1)机动泵（包括电动机驱动的泵和内燃机驱动的泵）。

(2)直接作用泵（包括蒸汽、气、液压直接驱动的泵）。

(3)手动泵。

差动泵是一种发展较早的动力机械之一，差动泵包括活塞泵和柱塞泵。它适于输送流量较小，压力较高的各种介质。如低粘度、高粘度、腐蚀性、易燃、易爆、剧毒等各种液体。因此，直到目前仍广泛用于国民经济的各个领域中。如钻井泥浆泵的驱动功率达1250kW，最大排出压力为3800N，流量达50～600/S。又如年产三十万 吨合成氨设备中的高压甲铵泵是尿素生产中的关键设备之一，甲铵泵的工作压力达20000N，所输送的甲铵液对金属材料有很强的腐蚀作用，甲铵液在低温时容易析出结晶，从而引起管路堵塞，因而必须在高温下工作，甲铵泵大都采用柱塞泵。

理论上，差动泵的流量和排出压力无关，因此，使用往复式计量泵可以精确地、可调节地输送各种介质。在石油化学工业中，计量泵可以代替物料配比仪表，实现连续操作、自动控制等，这对于提高产品质量、降低成本、实现自动化运行创造了条件。

在输送各种不同的介质时，采用隔膜式差动泵和隔膜式计量泵为输送特殊介质开辟了道路。随着石油化学工业、机械制造工业、造纸、食品、医药、化学分析等发展，对差动泵（包括计量泵、隔膜泵等）的需求日益增加，同时，行产的发展对差动泵提出更高的要求。

1、一方面要求差动泵向小流量、微流量和高压、超高压领域发展，另一方面也向高压大流量、大功率方向发展。

2、要求差动泵的体积小、重量轻、寿命长，这主要是要求提高差动泵的转速以及解决提高转速后出现的各种问题。

3、要求差动泵更好在适应各种介质的性质和状况。

4、发展新产品。2100433B

涉及定量泵技术领域，特别是一种差动定量泵，包括PLC控制装置，压力流体管路及其控制装置，由一个泵体，泵体给料侧的给料侧端盖，泵体排给料侧的排料侧端盖，泵体内的与此给料侧端盖相连接的主动活塞，顶靠在此主动活塞上的差动套，与此主动活塞相连接的给料口和出料口，连接所述的给料侧端盖和排料侧端盖的侧向连接杆所组成。主动活塞设有两个密封环。差动套内外各有两个密封环。侧向连接杆穿过所述的差动套并通过螺栓与所述的主动活塞相连接。给料侧端盖和排料侧端盖通过螺栓与所述的泵体相连接。主动活塞通过管路与控制装置的电磁气动阀相连接，电磁气动阀与PLC控制装置相连接。提供了一种零部件少、机构简单、故障率低、维修方便、成本较低的定量泵。

差动连接，一般是把液压缸的进油和回油连接在一起，把油缸的有杆腔油液压回流到无杆腔，以增加液压缸往外伸出的速度，这种连接方式一般用在无负载或小负载的快进行程中，它是以牺牲输出力为代价而提高运动速度的。差动连接是在不增加液压泵流量的前提下实现快速运动的有效方法。

在双定子马达出现之前，由于马达结构所限，无法实现马达的差动。

如图5所示，当给外马达的进油口和内马达的出油口同时供油时，由于外马达有效工作面积及力臂均大于内马达，所以转子会 绕转子中心沿顺时针方向旋转。此时，内马达由外马达驱动旋转，实现了泵的工作原理，它将外马达排出的部分低压 油吸入，再将高压油输出到外马达的进油口，实现液压马达的差动。 2100433B