曲柄連桿三柱塞水泵的性能及發展

　　目前，三柱塞水泵被廣泛應用于石油、冶金、煤礦、化學工業等領域。該泵包括兩部分：一部分為直接輸送液體，將機械能轉化為液體壓力能的液力端，由缸體、活塞(柱塞)、吸入閥和壓出閥等組成。三個柱塞平行布置在一個平面上，相位角相差120°，每一個柱塞帶有一對吸人閥和排出閥。為了減少體積和重量，也有的泵將液力端的三個柱塞沿圓周方向布置，因此泵的液力端為圓柱形而不是方形。另一部分為將原動機的能量傳給液力端的傳動端，包括曲柄、連桿、十字頭等。曲柄為三拐軸，從曲柄的軸向投影來看，三拐的中心圍繞曲柄旋轉中心按120°夾角平均分布，使得慣性力(力矩)得到較好的平衡。

　　1．潤滑形式

　　該泵的傳動端均采用油潤滑的形式，并與液力端隔開，潤滑部件包括曲柄/連桿副、滾動軸承副、十字頭/導向套副等摩擦副。因此，整個泵只有柱塞和缸體用水潤滑，大大降低了摩擦副設計、選材和制造的難度。

　　2．流量脈動

　　用最大瞬時流量與最小瞬時流量的差值和理論平均流量的比值來表示流量脈動系數，流量脈動會引起壓力脈動，加大泵的振動和噪聲，這也是三柱塞泵面臨的主要問題之一。為了減小振動和噪聲，有些三柱塞泵配有蓄能器。

　　3．轉速

　　在輸出流量確定的情況下，提高往復泵的輸入轉速，即提高泵在單位時間內的往復次數，可以減小泵的總體尺寸和重量。但是，隨著往復運動速度的增加，吸入管道和配流閥的水力損失會隨之增加，從而使泵的吸入性能變差。同時，隨著往復運動速度的提高，相應零件的磨損隨之增加，降低了易損件的壽命。特別是泵的吸入和排出閥，隨著往復運動速度的提高，慣性力增加，閥芯和閥座之間的撞擊加劇；同時，配流閥的起閉出現響應滯后，其動作不能快速響應柱塞的運動，從而產生流量損失，降低泵的容積效率。因此，為了提高往復運動速度，必須從提高吸人性能、改善柱塞及密封結構形式、提高易損件的壽命、合理設計配流閥的結構等多方面人手。一般情況下，臥式三柱塞泵的往復運動速度為180～720 次/min。因此，在三柱塞電動機泵組中，電動機通過減速后再驅動曲柄旋轉，常見的減速方式有皮帶輪減速和齒輪減速。

　　近年來，隨著材料和加工工藝水平的提高，很多采用閥配流的泵轉速已經突破此范圍。特別是在一些對功率重量比要求嚴格的場合，提高泵的轉速是在保證功率輸出的前提下減小體積和重量的主要手段。