曲柄连杆三柱塞水泵的性能及发展

　　目前，三柱塞水泵被广泛应用于石油、冶金、煤矿、化学工业等领域。该泵包括两部分：一部分为直接输送液体，将机械能转化为液体压力能的液力端，由缸体、活塞(柱塞)、吸入阀和压出阀等组成。三个柱塞平行布置在一个平面上，相位角相差120°，每一个柱塞带有一对吸人阀和排出阀。为了减少体积和重量，也有的泵将液力端的三个柱塞沿圆周方向布置，因此泵的液力端为圆柱形而不是方形。另一部分为将原动机的能量传给液力端的传动端，包括曲柄、连杆、十字头等。曲柄为三拐轴，从曲柄的轴向投影来看，三拐的中心围绕曲柄旋转中心按120°夹角平均分布，使得惯性力(力矩)得到较好的平衡。

　　1．润滑形式

　　该泵的传动端均采用油润滑的形式，并与液力端隔开，润滑部件包括曲柄/连杆副、滚动轴承副、十字头/导向套副等摩擦副。因此，整个泵只有柱塞和缸体用水润滑，大大降低了摩擦副设计、选材和制造的难度。

　　2．流量脉动

　　用最大瞬时流量与最小瞬时流量的差值和理论平均流量的比值来表示流量脉动系数，流量脉动会引起压力脉动，加大泵的振动和噪声，这也是三柱塞泵面临的主要问题之一。为了减小振动和噪声，有些三柱塞泵配有蓄能器。

　　3．转速

　　在输出流量确定的情况下，提高往复泵的输入转速，即提高泵在单位时间内的往复次数，可以减小泵的总体尺寸和重量。但是，随着往复运动速度的增加，吸入管道和配流阀的水力损失会随之增加，从而使泵的吸入性能变差。同时，随着往复运动速度的提高，相应零件的磨损随之增加，降低了易损件的寿命。特别是泵的吸入和排出阀，随着往复运动速度的提高，惯性力增加，阀芯和阀座之间的撞击加剧；同时，配流阀的起闭出现响应滞后，其动作不能快速响应柱塞的运动，从而产生流量损失，降低泵的容积效率。因此，为了提高往复运动速度，必须从提高吸人性能、改善柱塞及密封结构形式、提高易损件的寿命、合理设计配流阀的结构等多方面人手。一般情况下，卧式三柱塞泵的往复运动速度为180～720 次/min。因此，在三柱塞电动机泵组中，电动机通过减速后再驱动曲柄旋转，常见的减速方式有皮带轮减速和齿轮减速。

　　近年来，随着材料和加工工艺水平的提高，很多采用阀配流的泵转速已经突破此范围。特别是在一些对功率重量比要求严格的场合，提高泵的转速是在保证功率输出的前提下减小体积和重量的主要手段。