[发明专利]一种超高压柱塞泵柱塞副间隙分布压力测量装置

说明书

一种超高压柱塞泵柱塞副间隙分布压力测量装置，由连接套筒、密封环、壳体、柱塞、柱塞套、动力端等部件组成；在柱塞外面加工特殊的柱塞套，在柱塞套一定位置上沿径向加工测压引流小孔和环形槽，并在环形槽之间安装环形密封圈，柱塞套和柱塞用单边10微米以下的间隙配合，所述柱塞套外部安装壳体，壳体上加工传感器安装孔和引流小孔，壳体和柱塞套的引流小孔通过环形槽相连通。所述壳体用双头螺柱把壳体和配流端盖及动力端固定。所述壳体内部安装密封环，用以密封柱塞腔泄漏水。

技术领域

本发明涉及超高压柱塞泵柱塞副间隙分布压力测量技术，属于机械工程中液压元件技术领域。

背景技术

随着国家经济开发向深海进军，对深海资源的开采，需要研制专用的大深度潜水器，而大深度潜水器的研制，需要一台超高压柱塞泵为其浮力调节系统提供动力。

超高压柱塞泵，安装在潜水器中，通过调节潜水器中的海水容量来平衡潜水器自重，实现潜水器的上浮和下潜，是深水液压设备中不可或缺的能源转换动力单元。超高压柱塞泵在柱塞往复工作过程中，柱塞和缸体之间的泄漏会降低海水泵的工作效率，当海水泵处于超高压海水环境中时，泄漏量被进一步放大，这一问题严重制约了超高压海水柱塞泵的容积效率，因此需要专门的超高压海水泵柱塞副间隙流动测量装置，来研究柱塞副间隙内部流动规律。

国内外学者对柱塞副间隙的研究很多，如“水压环形缝隙泄漏特性的理论和试验研究”（华中科技大学, 2012. P49）在低压条件下，对水液压环形缝隙流动做过研究，并搭建单柱塞试验台，得到往复移动过程中柱塞副的泄漏量。但是其试验条件仅限在低压状态，并没有针对超高压环境下的间隙泄漏量和压力分布进行研究。在《2012 Annual Report》（P28）

美国普渡大学搭建油压单柱塞泵试验台，测得了柱塞副间隙的摩擦力和油膜厚度及泄漏量，其研究也只是局限于介质为液压油的低压柱塞泵，并未涉及对超高压、小间隙的水压流动特性和间隙压力变化规律，况且由于水和油的理化性质存在重大差异，前者的研究也不能作为超高压柱塞泵柱塞副间隙流动规律的重要参考。“轴向柱塞泵的虚拟样机及油膜压力特性研究”（浙江大学, 2009. P143），基于模型泵的思想，在不改变柱塞泵结构的条件下，对柱塞泵间隙的压力分布进行研究。但是，其研究仅针对现有油压柱塞泵，并未考虑低粘度水等介质，更不是在超高压的工作压力下，而且其试验研究不能面向不同宏观参数的柱塞副偶件，因此不具有广泛的适用范围。

柱塞副间隙压力分布，直接或间接影响着柱塞副间隙的流动规律。Analysis ofLubricant Flow through Reynolds Equation（2009），柱塞副间隙的压差不但会使流体产生泊肃叶流动，而且间隙介质的压力，会导致柱塞副偶件的局部高温，在偶件局部产生较大形变，造成配合间隙减小，甚至阻塞间隙流动，导致柱塞副间隙的润滑条件恶劣，严重降低超高压柱塞泵的工作寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高压柱塞泵柱塞副间隙分布压力测量装置，解决超高压柱塞泵柱塞副内部流动的测量问题。