隨著液壓、氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，輸出壓力150 MPa甚至420 MPa的超高壓泵在高壓水射流技術(shù)、高壓注漿、高壓試壓泵等領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。超高壓泵包括直驅(qū)式(三柱塞)超高壓泵、液驅(qū)超高壓泵和氣驅(qū)超高壓泵等。下面簡(jiǎn)要介紹這3種超高壓泵的結(jié)構(gòu)和工作原理。

　　1.直驅(qū)式超高壓泵

　　直驅(qū)式三柱塞超高壓泵由機(jī)架、曲軸、連桿、十字頭、大小皮帶輪(圖中未畫出)等構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)曲軸連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)柱塞在泵體的柱塞孔內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸、排水。當(dāng)柱塞桿處于吸水行程時(shí)，柱塞腔容積增大，單向閥關(guān)閉，單向閥打開，低壓水進(jìn)入泵體內(nèi)，完成吸水過(guò)程；當(dāng)柱塞桿處于壓水行程時(shí)，柱塞腔容積減少，單向閥打開，單向閥關(guān)閉，水被加壓進(jìn)入蓄能器，經(jīng)高壓管進(jìn)入噴射頭作業(yè)。單向閥的動(dòng)作起到了控制高壓水往一個(gè)方向流動(dòng)的作用，即配流作用。曲軸的個(gè)曲軸頸在曲軸上沿圓周方向的相位相差120°，故曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，3個(gè)柱塞交替進(jìn)行吸水和排水。排出的水進(jìn)入蓄能器，蓄能器的作用是消除壓力脈動(dòng)，即起穩(wěn)壓、穩(wěn)流的作用。

　　2.液驅(qū)超高壓泵

　　液驅(qū)超高壓泵由液壓油回路和高壓水回路組成。其工作原理為液壓油回路中，液壓泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作，經(jīng)過(guò)濾器從油箱中吸油，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)節(jié)流閥、三位四通電磁換向閥左位進(jìn)入增壓缸左活塞腔，同時(shí)增壓缸右活塞腔的液壓油液經(jīng)換向閥左位回油箱，則增壓缸活塞在壓力油作用下右行，此時(shí)增壓缸的柱塞對(duì)柱塞腔右側(cè)的水介質(zhì)進(jìn)行增壓。

　　超高壓水經(jīng)單向閥、超高壓蓄能器從噴嘴噴出，形成高壓水射流；與此同時(shí)，水箱內(nèi)的水介質(zhì)在壓力作用下經(jīng)由單向閥注入增壓缸左側(cè)的柱塞腔內(nèi)。當(dāng)活塞右行至行程終點(diǎn)時(shí)，霍爾接近開關(guān)發(fā)出電信號(hào)，電磁換向閥換向，增壓缸活塞反向(向左)運(yùn)動(dòng)，并對(duì)左側(cè)柱塞腔內(nèi)的水介質(zhì)進(jìn)行增壓，高壓水經(jīng)單向閥進(jìn)入超高壓蓄能器并從噴嘴噴出；同時(shí)水箱內(nèi)的水介質(zhì)經(jīng)由單向閥注入增壓缸右側(cè)的柱塞腔內(nèi)。如此往復(fù)，則可形成連續(xù)高壓水射流。如果三位四通電磁換向閥處于中位(閥芯堵住進(jìn)出油口)，此時(shí)增壓缸活塞停止運(yùn)動(dòng)，液壓泵輸出的全部液壓油經(jīng)換向閥中位流回油箱。

　　3.氣驅(qū)超高壓泵

　　氣驅(qū)超高壓泵由氣驅(qū)低壓回路和流體高壓回路兩部分組成。在大活塞上施加壓縮空氣壓力，活塞桿運(yùn)動(dòng)，從而在小活塞腔產(chǎn)生一個(gè)高壓(流體介質(zhì)的壓力)輸出。

　　具體工作過(guò)程如下：二位四通的氣控?fù)Q向閥切換壓縮空氣的進(jìn)氣方向，從而控制大活塞的運(yùn)動(dòng)方向。氣控?fù)Q向閥的閥芯換向由左右兩端的行程閥來(lái)控制。當(dāng)壓縮空氣經(jīng)換向閥的右位進(jìn)人大活塞的左腔，其右腔的空氣經(jīng)換向閥右位從消聲器排出，大活塞右移，右端的小活塞2對(duì)流體介質(zhì)進(jìn)行增壓，此時(shí)右端單向閥關(guān)閉、單向閥打開，輸出高壓流體介質(zhì)。低壓流體介質(zhì)打開單向閥進(jìn)入左端小活塞腔。當(dāng)大活塞右移到行程端點(diǎn)時(shí)，碰到右端的行程閥，該行程閥控制氣路使換向閥換向，換向閥換到左位工作，壓縮空氣進(jìn)入大活塞的右腔，且大活塞左腔的空氣經(jīng)換向閥左位從消聲器排出，大活塞左移，左端的小活塞增壓輸出高壓流體介質(zhì)，此時(shí)低壓流體介質(zhì)打開單向閥，進(jìn)入右端小活塞腔。當(dāng)大活塞左移到端點(diǎn)時(shí)，碰到左端的行程閥，控制氣路使換向閥換向，換為右位工作，如此循環(huán)往復(fù)并連續(xù)不斷地給系統(tǒng)輸出高壓流體介質(zhì)。輸出高壓的壓力與大、小活塞的面積比(增壓比)有關(guān)，同時(shí)還與驅(qū)動(dòng)空氣的壓力有關(guān)。當(dāng)工作流體部分和驅(qū)動(dòng)氣體部分之間的壓力在活塞上達(dá)到平衡時(shí)，增壓器會(huì)停止運(yùn)行，不再消耗空氣。當(dāng)輸出流體的壓力下降或空氣壓力增加時(shí)，增壓器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，直至達(dá)到新的壓力平衡后自動(dòng)停止。