油压驱动海水往复泵的流量脉动及其控制
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换 向停 留 时间、 蓄能 器充 气压 力和 蓄能 器容 积 大小。
关 键词 ： 渗 透海水 淡化 ； 反 油压驱动 往 复泵 ； 量脉动 ； 流 蓄能 器
中图分 类号 ： Ｈ１７ 文 献标识 码 ： 文章 编号 ：０ ０４ ５ （０ ０ ０ － ８ －４ Ｔ ３ Ｂ １０ －８ ８ ２ １ ） ９０ ４０ ０
１． ５ 浓海水箱
１． ６ 淡水箱
图 ２ 油 压 驱 动 海水 往 复 泵工 作 原 理 图
收稿 日期 ：０ ００ ．１ ２ １－ １ ４ 基金项 目： 甘肃省教育厅研究生导师基金项 目（９ ６ Ｔ （ ） ００ Ｚ Ｂ￣
作 者 简 介 ： 宏 （ ９２ ） 男 ， 西 宁 陕 人 ， 士 ， 教 授 ， 冀 １７ 一 ， 陕 博 副 主 图 １ 油压 驱 动 海 水 往 复 泵样 机 要 从 事 现 代 流 体 器件 与行 走 机 械液 压 技 术 的研 究 。
入过 程 。当活 塞运 动 到 最 左端 位 置 ， 塞杆 触动 行 程 活 开关 ， 磁 换 向 阀 换 至 右 位 ， 的 排 出 和 吸 入 循 环 电 新
开始 。
在海 水往 复泵 的 出 口和 渗 透 膜 １ ４之 间 设 置有 安 全 阀 ｌ 、 向 阀 １ 、 能器 １ 。当 系 统 的压 力 高 于 渗 ０单 １蓄 ２
特点 。 本 文针对 油压驱 动往 复泵 输 出流量存 在 的流 量脉
动问题 ， 进行 分析 与 计算 。在往 复泵 出 口处设 置 蓄 能 器 以解决脉 动 问题 ， Ａ Ｅ ｉ 软件建模 与仿 真 ， 真 用 Ｍ Ｓ ｍ 仿
结果 表 明蓄 能器 吸收流 量 和 压力 脉 动 的效 果 良好 ， 并
往复式 容积泵 、 多级 离 心高 压 泵 和高 速 离心 泵 ¨ 。且 ｊ 所用 的 高压 泵主 要依 赖进 口， 内 目前没 有适 用 于反 国
渗透 海水 淡 化 的 高 压 泵 。本 文研 制 出 了一 种 油 压 驱动 往复泵 ， 具有结 构 简 单 、 油水 完 全 隔离 、 率 高 等 效
存在 的流量脉 动 问题 ， 在往 复泵 出 口设置 蓄 能器以 吸收脉 动 。采 用 Ａ Ｓｍ 软 件对 带 蓄 能 器的往 复 泵输 出 ＭＥ ｉ 特 性进行 了仿真 计算 ， 结果表 明 ， 复泵 出口设置 蓄 能器能 有效 吸收 脉 动 ， 响其 效 果 的主要 因素是 往 复 泵 往 影
速度 。
ห้องสมุดไป่ตู้液 压冲击 ， 在活 塞停 止 阶段 ， 为辅 助动 力 源 ， 且 作 以维
液 压 与 气动
２ １ 第 ９期 ０ ０年
油 压 驱 动 海 水 往 复 泵 的 流 量 脉 动 及 其 控 制
冀 宏 张 玲 珑 杨 建 新 梁 宏 喜 ， ， ，
Ｃ ｎ ｒ ｌａ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｆｆ ｗ ｐ ｌａｉ ｎ ｉ ｅ ｗａｅ ｏ ｔｏ ｎ ｎ ｌｓｓ ｏ ｏ ｕ ｓ ｔ ｎ ｓ ａ ｔｒ ｌ ｏ
前 言
１ １ 油压驱 动海 水往 复 泵工作原 理 ．
目前反渗透 海水淡 化 系统 中使用 的高 压泵主 要有
如 图 ２所示 ， 由液 压 泵 站 １供 油 给 油压 驱 动往 复 泵 ２ 驱 动油 缸活塞 杆 ３带 动海水 缸活 塞 ８在海 水缸 ６ ， 内做直 线 往复运 动 。当液压泵 站 １中的 电磁换 向阀左
２１ ００年 第 ９期
液 压 与 气动
８ ５
位工作 时 ， 海水 缸活 塞 ８向左 运动 ， 水缸 ６左 腔 内 的 海 海水 受挤 压 ， 力 升 高 迫 使 海 水 经 出 口单 向 阀 ５ 压 ａ排
出 ， 为泵 的排 出过 程 ； 时 ， 水缸 活 塞 ８的左 移 使 此 同 海 海水缸 ６的右 腔 内形 成 负压 ， 水箱 ９中 的海 水 在 大 海 气压 的作 用下 经进 口单 向阀 ４ ｂ进入 右腔 ， 为泵 的 吸 此
分析 了往 复泵换 向时 的停 留 时间 、 能器 充 气 压力 和 蓄 容 积大小 对脉 动性 的影 响 。
１ 油压驱 动往 复泵结构 与运 动学分 析
图 １为研制 出 的油压 驱 动海 水 往 复泵 样 机 ， 侧 两 为油 压柱塞 缸 ， 中间为双 作用海水 缸 ， 油缸与海 水缸完 全隔离 ， 以保 证油水 分离 ， 全避免 了介 质污染 及渗透 完 膜 堵塞现 象 。具 有结 构 简 单 、 工作 可 靠 、 冲程 、 冲 长 低
（． １ 兰州理工大学 能源 与动力工程学院 ， 甘肃 兰州
７０５ ； ． ３０ ０ ２ 榆次华 日油研 液压 配套有限公司 ，山西 榆次
００ ０ ） ３６ ０
摘
要 ： 制 出了用于反渗透 海 水淡化 系统的 油压驱 动 海水往 复 泵 ， 析 计 算 了其流 量 输 出特性 ， 对 研 分 针
ｒ ｃｐ ｏ ａｉ ｇ ｐ ｍｐ ｄ ｉ ｅ ｙ ｏｌｈ ｄ ａ ｌ ｓ ｅ ｉｒｃ ｔ ｕ ｒ ｎ ｂ ｉ ｙ ｒｕ ｉ ｎ ｖ ｃ
Ｊ ｎ ＨＡＮ Ｌｎ ． ｎ ＩＨｏ ｇ ，Ｚ Ｇ ｉｇ１ ｇ ，ＹＡＮ Ｊａ —ｉ Ｉ ｏ Ｇ ｉｎ ｘｎ ，Ｌ ＡＮＧ Ｈｏ ｇｘ ｎ ．ｉ
透膜 的安 全工 作压 力 时 ， 全 阀 １ 安 ０开始 溢 流 ， 以保 证
渗透 膜 的正 常工作 ； 能器 １ 于 吸收换 向时产 生 的 蓄 ２用
图 ３ 往 复 泵 活 塞 运 动 的位 移 、 度 和 加 速 度 曲线 图 速
式 中 为 往复 泵 活塞 环形 面 积 ； 往 复 泵 活 塞 运 动 为
次 和效率 高等特点 。
１液压站 ． ２ 油压驱 动往复泵 ３ 液压缸活塞杆 ４ 进 口单向阀 ． ． ．
６海水缸 ． ７ 海水 缸活 塞 杆 ． ８ 海水 缸 活 塞 ． ５ 出 口单 向阀 ．
９ 海水箱 ．
ｌ． ０ 安全 阀
ｌ ． 向阀 １单
１． ２ 蓄能器 ｌ． ３ 渗透膜
１． ４ 节流阀
关 键词 ： 渗 透海水 淡化 ； 反 油压驱动 往 复泵 ； 量脉动 ； 流 蓄能 器
中图分 类号 ： Ｈ１７ 文 献标识 码 ： 文章 编号 ：０ ０４ ５ （０ ０ ０ － ８ －４ Ｔ ３ Ｂ １０ －８ ８ ２ １ ） ９０ ４０ ０
１． ５ 浓海水箱
１． ６ 淡水箱
图 ２ 油 压 驱 动 海水 往 复 泵工 作 原 理 图
收稿 日期 ：０ ００ ．１ ２ １－ １ ４ 基金项 目： 甘肃省教育厅研究生导师基金项 目（９ ６ Ｔ （ ） ００ Ｚ Ｂ￣
作 者 简 介 ： 宏 （ ９２ ） 男 ， 西 宁 陕 人 ， 士 ， 教 授 ， 冀 １７ 一 ， 陕 博 副 主 图 １ 油压 驱 动 海 水 往 复 泵样 机 要 从 事 现 代 流 体 器件 与行 走 机 械液 压 技 术 的研 究 。
入过 程 。当活 塞运 动 到 最 左端 位 置 ， 塞杆 触动 行 程 活 开关 ， 磁 换 向 阀 换 至 右 位 ， 的 排 出 和 吸 入 循 环 电 新
开始 。
在海 水往 复泵 的 出 口和 渗 透 膜 １ ４之 间 设 置有 安 全 阀 ｌ 、 向 阀 １ 、 能器 １ 。当 系 统 的压 力 高 于 渗 ０单 １蓄 ２
特点 。 本 文针对 油压驱 动往 复泵 输 出流量存 在 的流 量脉
动问题 ， 进行 分析 与 计算 。在往 复泵 出 口处设 置 蓄 能 器 以解决脉 动 问题 ， Ａ Ｅ ｉ 软件建模 与仿 真 ， 真 用 Ｍ Ｓ ｍ 仿
结果 表 明蓄 能器 吸收流 量 和 压力 脉 动 的效 果 良好 ， 并
往复式 容积泵 、 多级 离 心高 压 泵 和高 速 离心 泵 ¨ 。且 ｊ 所用 的 高压 泵主 要依 赖进 口， 内 目前没 有适 用 于反 国
渗透 海水 淡 化 的 高 压 泵 。本 文研 制 出 了一 种 油 压 驱动 往复泵 ， 具有结 构 简 单 、 油水 完 全 隔离 、 率 高 等 效
存在 的流量脉 动 问题 ， 在往 复泵 出 口设置 蓄 能器以 吸收脉 动 。采 用 Ａ Ｓｍ 软 件对 带 蓄 能 器的往 复 泵输 出 ＭＥ ｉ 特 性进行 了仿真 计算 ， 结果表 明 ， 复泵 出口设置 蓄 能器能 有效 吸收 脉 动 ， 响其 效 果 的主要 因素是 往 复 泵 往 影
速度 。
ห้องสมุดไป่ตู้液 压冲击 ， 在活 塞停 止 阶段 ， 为辅 助动 力 源 ， 且 作 以维
液 压 与 气动
２ １ 第 ９期 ０ ０年
油 压 驱 动 海 水 往 复 泵 的 流 量 脉 动 及 其 控 制
冀 宏 张 玲 珑 杨 建 新 梁 宏 喜 ， ， ，
Ｃ ｎ ｒ ｌａ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｆｆ ｗ ｐ ｌａｉ ｎ ｉ ｅ ｗａｅ ｏ ｔｏ ｎ ｎ ｌｓｓ ｏ ｏ ｕ ｓ ｔ ｎ ｓ ａ ｔｒ ｌ ｏ
前 言
１ １ 油压驱 动海 水往 复 泵工作原 理 ．
目前反渗透 海水淡 化 系统 中使用 的高 压泵主 要有
如 图 ２所示 ， 由液 压 泵 站 １供 油 给 油压 驱 动往 复 泵 ２ 驱 动油 缸活塞 杆 ３带 动海水 缸活 塞 ８在海 水缸 ６ ， 内做直 线 往复运 动 。当液压泵 站 １中的 电磁换 向阀左
２１ ００年 第 ９期
液 压 与 气动
８ ５
位工作 时 ， 海水 缸活 塞 ８向左 运动 ， 水缸 ６左 腔 内 的 海 海水 受挤 压 ， 力 升 高 迫 使 海 水 经 出 口单 向 阀 ５ 压 ａ排
出 ， 为泵 的排 出过 程 ； 时 ， 水缸 活 塞 ８的左 移 使 此 同 海 海水缸 ６的右 腔 内形 成 负压 ， 水箱 ９中 的海 水 在 大 海 气压 的作 用下 经进 口单 向阀 ４ ｂ进入 右腔 ， 为泵 的 吸 此
分析 了往 复泵换 向时 的停 留 时间 、 能器 充 气 压力 和 蓄 容 积大小 对脉 动性 的影 响 。
１ 油压驱 动往 复泵结构 与运 动学分 析
图 １为研制 出 的油压 驱 动海 水 往 复泵 样 机 ， 侧 两 为油 压柱塞 缸 ， 中间为双 作用海水 缸 ， 油缸与海 水缸完 全隔离 ， 以保 证油水 分离 ， 全避免 了介 质污染 及渗透 完 膜 堵塞现 象 。具 有结 构 简 单 、 工作 可 靠 、 冲程 、 冲 长 低
（． １ 兰州理工大学 能源 与动力工程学院 ， 甘肃 兰州
７０５ ； ． ３０ ０ ２ 榆次华 日油研 液压 配套有限公司 ，山西 榆次
００ ０ ） ３６ ０
摘
要 ： 制 出了用于反渗透 海 水淡化 系统的 油压驱 动 海水往 复 泵 ， 析 计 算 了其流 量 输 出特性 ， 对 研 分 针
ｒ ｃｐ ｏ ａｉ ｇ ｐ ｍｐ ｄ ｉ ｅ ｙ ｏｌｈ ｄ ａ ｌ ｓ ｅ ｉｒｃ ｔ ｕ ｒ ｎ ｂ ｉ ｙ ｒｕ ｉ ｎ ｖ ｃ
Ｊ ｎ ＨＡＮ Ｌｎ ． ｎ ＩＨｏ ｇ ，Ｚ Ｇ ｉｇ１ ｇ ，ＹＡＮ Ｊａ —ｉ Ｉ ｏ Ｇ ｉｎ ｘｎ ，Ｌ ＡＮＧ Ｈｏ ｇｘ ｎ ．ｉ
透膜 的安 全工 作压 力 时 ， 全 阀 １ 安 ０开始 溢 流 ， 以保 证
渗透 膜 的正 常工作 ； 能器 １ 于 吸收换 向时产 生 的 蓄 ２用
图 ３ 往 复 泵 活 塞 运 动 的位 移 、 度 和 加 速 度 曲线 图 速
式 中 为 往复 泵 活塞 环形 面 积 ； 往 复 泵 活 塞 运 动 为
次 和效率 高等特点 。
１液压站 ． ２ 油压驱 动往复泵 ３ 液压缸活塞杆 ４ 进 口单向阀 ． ． ．
６海水缸 ． ７ 海水 缸活 塞 杆 ． ８ 海水 缸 活 塞 ． ５ 出 口单 向阀 ．
９ 海水箱 ．
ｌ． ０ 安全 阀
ｌ ． 向阀 １单
１． ２ 蓄能器 ｌ． ３ 渗透膜
１． ４ 节流阀