Čo je to radiálne čerpadlo?
Radiálne čerpadlo, presnejšie radiálne piestové čerpadlo, je hydraulické čerpadlo postavené okolo sady piestov usporiadaných ako lúče okolo centrálneho bloku valca, pričom všetky smerujú smerom von z hriadeľa, a nie rovnobežne s ním. Toto radiálne usporiadanie je definujúcim rozdielom od axiálneho piestového čerpadla, kde piesty sedia rovnobežne s hnacím hriadeľom a pohybujú sa cez výkyvnú dosku alebo ohnutú skriňu.
Pretože piesty v radiálnom čerpadle pracujú skôr proti rotujúcemu excentru alebo pevnému vačkovému krúžku než proti šikmej doske, konštrukcia sa hodí na veľmi krátke, veľmi silné zdvihy. Táto geometria je presne to, čo umožňuje radiálnym čerpadlám dosiahnuť úrovne tlaku, ktoré väčšina ostatných typov čerpadiel nedokáže udržať.
Ako funguje radiálne piestové čerpadlo
V strede čerpadla je umiestnený buď excentrický hriadeľ alebo stacionárny vačkový krúžok, v závislosti od konštrukcie. Ako sa hriadeľ otáča, núti každý piest, aby sa v časti cyklu pohyboval smerom von a v druhej sa zasúval, takže každý piest dokončí úplný sací a výtlačný zdvih raz za otáčku.
Rozdeľovací ventil alebo usporiadanie spätného ventilu znásobuje pripojenie každého piestu k saciemu a výtlačnému potrubiu, pripúšťa tekutinu, keď sa piest zaťahuje a utesňuje ho pod tlakom, keď sa piest posúva späť dovnútra. Rovnaký mechanizmus s vratným piestom beží v spätnom chode vo vnútri hydromotora, kde tlaková kvapalina tlačí piesty namiesto otáčania hriadeľa, ktorý ich poháňa, čo je princíp fungovania. princíp činnosti hydromotora s radiálnym piestom a širšie zostava piestových motorov postavená na rovnakom princípe vratného piestu .
Základné komponenty
Štyri časti definujú radiálne piestové čerpadlo: blok valcov, piesty, excentrický alebo vačkový krúžok, ktorý ich poháňa, a ventilové usporiadanie, ktoré riadi smer prúdenia. V bloku valcov sú umiestnené radiálne otvory a zostáva fixovaný, zatiaľ čo excentrický hriadeľ sa v ňom otáča, alebo v konštrukciách s vačkovým krúžkom sa samotný blok otáča okolo stacionárneho krúžku.
Kvalita tesnenia na rozhraní piestu a otvoru určuje účinnosť aj tlakovú schopnosť, takže tieto povrchy sú brúsené s veľmi úzkymi toleranciami a zvyčajne sú vyrobené z tvrdenej ocele. Zostava spätného ventilu alebo rozdeľovacieho ventilu je rovnako dôležitá, pretože akýkoľvek únik späť cez ventily priamo znižuje tlak, ktorý môže čerpadlo udržať pri zaťažení.
- Blok valcov: obsahuje radiálne usporiadané otvory piestu
- Piesty: prvky s krátkym zdvihom a vysokou silou poháňané excentrom alebo vačkovým krúžkom
- Excentrický hriadeľ alebo vačkový krúžok: premieňa rotáciu na vratný pohyb piesta
- Rozdeľovacie alebo spätné ventily: časové nasávanie a vypúšťanie pre každý piest
Prečo radiálne čerpadlá zvládajú extrémny tlak
Radiálne piestové čerpadlá sú zvyčajne špecifikované, keď tlaková požiadavka systému prekročí to, čo môže pohodlne dodať axiálne piestové čerpadlo. Pretože každý piest má krátky, priamy zdvih proti excentru a nie jazdí pozdĺž šikmej dosky, dráha mechanického zaťaženia je kratšia a tuhšia, čo umožňuje čerpadlu udržiavať výstupné tlaky zhruba v rozsahu 400 až 1000 barov.
Kompromisom je prietok: radiálne čerpadlá vo všeobecnosti pohybujú menej tekutiny na otáčku ako axiálne čerpadlo podobnej veľkosti, takže vyhovujú aplikáciám, ktoré vyžadujú viac sily a presnosti ako objem. Táto kombinácia veľmi vysokého tlaku pri pomerne nízkom prietoku spolu s tichou prevádzkou s nízkymi vibráciami je to, čo robí radiálny dizajn skôr špecialistom než univerzálnou voľbou.
Radiálne čerpadlá vs. axiálne piestové čerpadlá
Axiálne piestové čerpadlá, vrátane konštrukcií s výkyvnou doskou a zahnutou osou, pokrývajú širšiu strednú úroveň požiadaviek na hydraulický tlak a prietok a sú zvyčajne cenovo najefektívnejšou voľbou, keď tlaková požiadavka systému je v ich rozsahu. The rozsah axiálneho piestového čerpadla ilustruje, že stredná časť, zahŕňajúca sériu výtlakov, je vhodná pre stavebné stroje, priemyselné lisy a mobilné zariadenia.
Radiálne čerpadlá sa uplatnia tam, kde axiálne konštrukcie dosahujú svoj tlakový strop, alebo tam, kde si aplikácia cení veľmi nízke zvlnenie prietoku a tichú prevádzku oproti surovému prietoku. Skúšobné zariadenia, vysokotlakové upínacie systémy a obrábacie stroje, ktoré vyžadujú presný, stabilný tlak a nie vysoký objem, sú najjasnejšími prípadmi pre výber radiálneho pred axiálnym.
Typické aplikácie
Obrábacie stroje sa spoliehajú na radiálne piestové čerpadlá na dodávanie reznej kvapaliny a na napájanie pomocných hydraulických okruhov, kde na stabilite tlaku záleží viac ako na prietoku. O tento dizajn sa opierajú aj vysokotlakové testovacie stolice a hydraulické pohonné jednotky skonštruované na ochranu proti preťaženiu lisov, pretože dokážu udržať stabilný tlak výrazne nad rámec toho, čo väčšina systémových komponentov kedy uvidí pri bežnej prevádzke.
Upínacie a upevňovacie systémy vo výrobe ťažia z rovnakých vlastností, ako aj vysokotlakové čistiace a spracovateľské zariadenia. V každom prípade je čerpadlo dimenzované okolo tlaku, ktorý si úloha vyžaduje ako prvé, pričom prietok sa považuje za sekundárne obmedzenie, často v rámci širšieho kompletné riešenia hydraulického systému ako samostatná jednotka.
Úvahy o inštalácii a údržbe
Orientácia montáže a súososť hriadeľa je dôležitejšia pre radiálne čerpadlá ako pre mnohé iné typy čerpadiel, pretože nesúososť koncentruje napätie na kontaktné body piestu a excentra. Prírubová montáž je najbežnejším prístupom a poskytuje pevné, opakovateľné spojenie s hnacím zariadením, prístup, ktorý sa prenáša priamo z spôsoby inštalácie pre hydromotory s radiálnym piestom používané inde v rovnakej skupine produktov.
Čo sa týka údržby, o čistote kvapaliny sa nedá vyjednávať vzhľadom na to, aké sú tesné vôle medzi piestom a dierou, a kontrolné ventily alebo ventily rozdeľovača by sa mali kontrolovať podľa plánu, pretože ich opotrebovanie sa prejavuje najskôr ako postupný pokles tlaku a nie ako zjavná porucha. Včasné zachytenie udrží čerpadlo v prevádzke na jeho menovitom výkone namiesto tichého podvýkonného výkonu.
Často kladené otázky
Aký je hlavný rozdiel medzi radiálnym čerpadlom a axiálnym piestovým čerpadlom?
Radiálne čerpadlo usporiada svoje piesty okolo hriadeľa poháňaného excentrom alebo vačkovým krúžkom, zatiaľ čo axiálne piestové čerpadlo udržuje piesty rovnobežné s hriadeľom a poháňa ich cez výkyvnú dosku alebo naklonený blok valcov. Radiálne čerpadlá vo všeobecnosti dosahujú vyššie tlaky; axiálne čerpadlá vo všeobecnosti poskytujú vyšší prietok.
Aký tlak zvládne čerpadlo s radiálnym piestom?
Radiálne piestové čerpadlá bežne pracujú v rozsahu 400 až 1000 barov, čo je oveľa viac, ako je určené pre väčšinu axiálnych piestových čerpadiel. Presný strop závisí od konkrétneho dizajnu, použitých materiálov a usporiadania ventilov.
Môže rovnaký dizajn radiálneho piestu fungovať ako čerpadlo aj motor?
áno. Mechanizmus je reverzibilný: rotácia hriadeľa poháňajúca piesty z neho robí čerpadlo, zatiaľ čo tlaková kvapalina poháňajúca piesty na otáčanie hriadeľa z neho robí motor. Radiálne piestové hydromotory využívajú v podstate rovnakú vnútornú geometriu ako radiálne piestové čerpadlá.
