气动增压泵研究

1、    气动增压泵研究    陈洪山摘要：增压泵的主要用途就是用来增加气压，其主要用于热水器加压、洗浴加压、高楼低水加压、建筑最上层水压不足的加压、太阳能加压等。气动增压泵所包含的种类比较多，增压形式也是多种多样，其中比较常用的气动增压泵有管道增压泵、气动增压泵和气液增压泵。本文对气动增压泵结构组成、特点、控制方式和节能设计进行研究，以供参考。关键词：气动增压泵；节能；控制；高压引言气动增压泵也称作气动增压器、气动增压机和气动增压阀。气动增压泵起源于美国，当时主要利用气动增压泵来发展航空行业，主要用于航空元器件的测试，测试要求极为严格，因此对于气动增压泵

2、的研究力度较大。近些年，科研人员研究出了功能更加完善、种类更多的气动增压泵，其应用领域也逐渐增多，并产生了气动增压泵相关产品。气动增压泵在面积较大的活塞端的气体驱动下，产生小面积的活塞端流体，凭借其操作简便、可调性强和无污染等优势，得到了我国很多领域的认可和好评。1气动增压泵结构组成气动增压泵结构分为三部分，分别是液压部分、空气循环阀部分和气体部分，下面分别对这三个部分进行介绍：1.1液压部分气动增压泵液压装置中的活塞和冲杆连接在一起，这些部件组合到一起后被称作液压部分，液压部分的下端被装入液压装置的壳体中。液压部分的直径决定了泵的压缩比、输出流量和最大压力。液压部分的作用是：利用进口控制阀吸

3、入液体，并通过较大的压力，使液体从出口控制阀中流出。液压装置中的弹簧止回阀主要用于控制液体进出。液压装置中的活塞或者冲杆吸入冲程状态下，进口控制阀打开，出口控制阀关闭，此时液体引入泵中。当液压装置的活塞或者冲杆处于升压冲程状态时，进口控制阀关闭，活塞和冲杆利用出口控制阀使液体排出。1.2气体循环阀气动增压泵的气体循环阀主要由控制器和柱塞组成，其主要通过位置状态，使压缩空气流到气体活塞端。气体活塞在冲程上端和下端推动控制阀，对循环阀进行换气和交替增压，促使气流向活塞做往返运动，并以此循环。在这一过程中通过排汽消声器来把空气从泵中排出。1.3气体部分这一部分主要用于：当压缩空气被送入气动装置时，迫

4、使活塞进入压缩冲程，然后空气驱动活塞返回进行吸入冲程。2气动增压泵特点气动增压泵的工作频率和排气能力会受到吸气压强、排气压强和压缩空气压强影响。要想增加气动增压泵的排气能力和工作效率，就要提高吸气压强和压缩空气压强，降低排气压强。相反的，增加排气压强和减少吸气压强、压缩空气压强，能减少气动增压泵排气能力和工作效率。总体来说，气动增压泵具有以下几个特点：其一，压缩空气压强和停机压强呈正比关系，所以调节停机压强，就能使驱动空气压强随之发生变化；其二，气动增压泵能够不间断和长时间的控制在停机压强状态，这种状态下消耗的能量较少，不会导致温度升高的情况；3气动增压泵单片晶圆清洗的控制方式在集成电路和半导

5、体器件中，经常以硅片作为基底材料，为了实现自动化加工，去离子水和某些化学也需要手动供给。气动增压泵通过压缩空气驱动，泵的驱动空气压力随着输出压力的增大而增大，输出压力能够在调节驱动空气压力下，实现无极调节，在本系统中应用的是电气比例阀调节驱动空气压力，从而有效的对控制泵输出压力和流量进行控制，最终使输出压力和流量能够直接在显示屏上显示，从而实现自动化生产。（气动增压泵控制原理如下图1）4气动增压泵节能设计4.1单行程供气节能方案设计气体增压泵不管是在吸气行程还是在压缩行程中，都供给气体。但是在压缩行程中做功，而在吸气行程中不做功，没有负载。另外，被增加压力的气体在吸气行程中，进入增压腔之后会对

6、增压活塞产生推力，所以能够在吸气行程中，不给增压泵提供驱动气体，只需要通过进气对增压活塞的推力完成吸气行程。所以，对原来的增压泵进行新型阀芯设计，促使驱动气体在压缩行程中，进入驱动无杆腔完成压缩行程。在吸气行程中，使驱动气源终止，只凭借增压端进气推力，完成驱动吸气行程，这就是单行程供气，这一设计能够降低吸气行程中消耗的驱动气体。（单行程供气节能型增压泵原理如图2所示）4.2單行程供气节能测试实验为考查改进阀芯增压泵的节能及耐低温性能，进行了高压气瓶补气试验，并与普通阀芯在同条件下的试验结果进行对比。实验回路如图3所示。试验条件：进气瓶初始压力分别为5、8和12mpa；高压气瓶初始压力为16.5mpa，增压至18.1mpa，驱动压力0.6mpa，驱动流量600l/min，设定环境温度为-40。实验结论：两阀芯补气试验的进排气曲线近乎重合；可明显看出，使用改进阀芯，省气率在30%以上。结语增压泵在保证气体高压方面有重要作用，在高压出口处装上气瓶，可以起到储存和缓冲作用。相信，随着气动增压泵设计和制造技术的不断提高，其使用寿命、增压能力、可通过的化学液种类等其应用的制约因素也将不断改