并联柱塞泵水射流系统的研制和工程应用.pdf

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1、５２ＦＬＵＩＤＭＡＣＨＩＮＥＲＹＶｏｌ４２，Ｎｏ．４，２０１４文章编号：１００５－０３２９（２０１４）０４－００５２－０４并联柱塞泵水射流系统的研制和工程应用任启乐，薛胜雄，缪德良，陈正文，张的，庞雷，巴胜富，周连春（合肥通用机械研究院，安徽合肥２３００８８）摘要：水射流雾化制粉工艺和冷态钢材的磨料水射流除除鳞除锈工艺是典型的并联水射流系统工程应用，系统的流量脉动直接影响系统的工艺应用。本文介绍了上述２种典型并联水射流系统的研制，分析总结了泵的相位偏角差值对并联柱塞泵水射流系统流量脉动影响，认为泵之间存在最佳相位偏角使并联柱塞泵水射流系统的流量脉动率得到降低。关键词：并联柱塞

2、泵水射流系统；水射流雾化制粉；磨料水射流除鳞除锈；流量脉动；相位偏角中图分类号：ＴＨ３８文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０３２９．２０１４．０４．０１１ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｕｌｔｉｐｕｍｐＷａｔｅｒＪｅｔｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍＲＥＮＱｉｌｅ，ＸＵＥＳｈｅｎｇｘｉｏｎｇ，ＭＩＡＯＤｅｌｉａｎｇ，ＣＨＥＮＺｈｅｎｇｗｅｎ，ＺＨＡＮＧＤｉ，ＰＡＮＧＬｅｉ，ＢＡＳｈｅｎｇｆｕ，ＺＨＯＵＬｉａｎｃｈｕｎ（ＨｅｆｅｉＧｅｎｅｒａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ２３００８８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂ

3、ｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｗａｔｅｒａｔｏｍｉｚｉｎｇｆｏｒｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒａｎｄｔｈｅａｂｒａｓｉｖｅｗａｔｅｒｊｅｔｔｉｎｇｆｏｒｃｏｌｄｓｔｅｅｌｄｅｓｃａｌｉｎｇａｎｄｄｅｒｕｓｔｉｎｇａｒｅｔｙｐｉｃａｌｍｕｌｔｉｐｕｍｐｗａｔｅｒｊｅｔｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｆｌｏｗｐｕｌｓａｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｋｅｙｆａｃｔｏｒｆｏｒｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｗａｔｅｒａｔｏｍｉｚｉｎｇｆｏｒｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒａｎｄａｂｒａｓｉｖｅｗａｔｅｒｊｅｔｔｉｎｇｆｏｒｄｅｓｃａｌｉｎｇａｎｄｄｅｒｕｓｔｉｎｇｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒ

4、ｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｈａｓｅａｎｇｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｐｕｍｐｗｏｕｌｄａｆｆｅｃｔｐｕｌｓａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｐｕｍｐｗａｔｅｒｊｅｔｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｂｅｓｔｐｈａｓｅａｎｇｌｅｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｓｗｉｌｌｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｆｌｏｗｐｕｌｓａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉｐｕｍｐｗａｔｅｒｊｅｔｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｗａｔｅｒａｔｏｍｉｚｉｎｇｆｏｒｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒ；ａｂｒａｓｉｖｅｗａｔｅｒｊｅｔｔｉｎｇｆｏｒｄｅｓｃａｌｉｎｇａｎｄｄｅｒｕｓｔｉｎｇ；ｆｌｏｗｐｕｌｓａｔｉｏｎ；ｐｈａｓｅａｎｇｌ

5、ｅ１前言流量脉动特性。水射流技术已在一些重要的工艺中得到了应２典型并联柱塞泵水射流系统的工程应用用，如水射流雾化制粉工艺，冷态钢材、钢管的磨［１，２］料水射流除鳞（氧化皮）除锈工艺等。上述系２．１水射流雾化制粉工艺统具有大功率、大流量、超高压／高压等技术特点。金属粉末成型技术可制备高度复杂结构的零在大功率水射流系统中，制造成本和维护需求最件，制品具有微观组织均匀、密度高、力学性能好的佳综合的三柱塞泵主机成为了实际工程应用的首特点，广泛应用于汽车、电子、机械及航空等工业领［３］选，出现了以多套三柱塞泵并联实现大功率、域。成型技术中所用的铁粉、钢粉、铜粉、磁性材料［４］大流量的工程

6、应用。等金属原料粉末的制备方法为水射流雾化法。并联柱塞泵水射流系统的流量脉动直接影响水射流雾化制粉工艺（如图１所示）：金属原系统的稳定性，因为流量脉动必然引起系统压力料在中频感应炉中冶炼成钢水，经中间包底部导脉动。本文以水射流雾化制粉工艺和冷态钢材的流液管的控制，形成稳定的金属液流柱垂直落入磨料水射流除鳞除锈工艺为典型的并联水射流系雾化器，高压水射流从不同的方向冲击金属液流，统工程应用，总结分析并联柱塞泵水射流系统的将金属液流击成碎块雾化成金属粉末，粉末与水收稿日期：２０１４－０１－１３２０１４年第４２卷第４期流体机械５３在集粉罐内进行分离，再经过烘干、分级检测成为匹配更多数量

7、的磨料射流喷头，并且射流加速须更［５］成型粉末。稳定。图４为冷态钢管磨料水射流除鳞成套设备，三套三柱塞高压泵并联使用，系统技术参数为功率４８０ｋＷ，额定压力６０ＭＰａ，额定流量３９３Ｌ／ｍｉｎ。图１水射流雾化制粉工艺水射流系统由超高压泵机组产生雾化制粉所需的高压水，经雾化射流喷嘴喷出，多路集水换向阀使水射流系统供应多套雾化炉进行雾化制粉。实践表明，为了获得粒度更细的粉末，水射流系统图４冷态钢管磨料水射流除鳞成套设备的流量应越大、流量及压力脉动应更小。图２为雾化制粉用超高压水射流成套设备，２套