水刀 - 增压器与直接驱动器哪个更好？

这种说法可能与泵技术本身一样古老；

“增压器式和直驱式泵哪个更好？”

虽然增压泵被更多的水刀制造商使用，但不能忽视直接驱动设计的好处和简单性，虽然有制造商制造并提供两种（Flow Corp.）设计，但大多数制造商只使用现成的“关闭”货架”增压器式泵通常由第三方供应商（如 KMT Waterjet、Accustream 和 American Waterjet）设计和制造。不利的是，最成功的品牌之一 Omax 仅使用 Direct-Drive 风格的泵。为什么？是什么让一种泵的设计优于另一种？为什么需要不同的设计？

在这篇文章中，Southern Fab 的专家 深入探究当今市场上最流行的水刀切割系统背后的奥秘。我们发现了这些泵在设计、性能甚至维护方面的不同之处，并揭示了它们的优缺点。

增压式泵

增压式泵利用液压系统的力量来“增压 ” 水压，通常比例为 20:1 设计开始于电动（或燃气/柴油驱动电机）转动液压泵，产生约 3,000 PSI 的液压油压力。如下图所示，液压油压力随后被送入我们称之为“增压器的长装甲缸的中心腔室 ” 正是在那里，一旦活塞通过传感器，液压油压力就会使活塞（或绰号为饼干）左右切换方向并流动。

连接到活塞的是一个直径比活塞本身小 20 倍的柱塞。柱塞在一个单独密封的高压室中工作，而它在缩回循环中吸入水，然后使用 20:1 的比例压缩水，从而“强化 ”压力达到60,000PSI或以上。此动作每秒循环约 1 次（取决于 关于增压器样式）将高压水输送到称为衰减器的储罐中，该装置旨在软化冲程柱塞产生的压力峰值，并为切割头提供更平稳的均衡压力流。

增压器型泵产生的压力范围从 40KPSI (40,000 PSI) 到 100KPSI，而增压器型的压力可以通过改变活塞与柱塞尺寸的比率和/或产生的液压油压力来简单地增加，固有的结果是随着压力的增加产生的水量减少。还应该注意的是，产生的压力越高，内部泵组件磨损和失效的速度就越快。这些更频繁的维护周期，加上增加的组件成本和停机维修时间，使这些“超高压”泵在纸面上非常出色，但在实用性上却往往非常不足。另外应该再次注意的是，增加压力的反应会降低在这些超高压下产生的水量，从而进一步降低了长期的切割效率。

增强型的优点

• 更高的压力可达 100,000 PSI
• 保持恒定压力
• 仅在需要压力时操作

增强型的缺点

• 必须使用产生的切削水 2-3 倍或使用大型冷却系统来冷却液压系统
• 噪音：增强器的噪音是同类直接驱动系统的 2-3 倍
• 与直接驱动选项相比，使用液压系统会降低大约 30-40% 的效率。
• 超高压系统故障率高，易损件过早磨损 200-300 小时。

直驱式泵

直接驱动泵的运行方式本质上比增压式泵更有效，但 限制整体压力输出。设计更简单，需要更少的活动部件，并且通常被称为“压力清洗器”式泵，因为它们以完全相同的方式运行（尽管水射流泵的设计得到了极大的改进）。直接驱动式泵通常也称为“曲轴”式泵，因为它利用电机驱动的“曲轴”快速连续移动 3 个活塞以吸入和加压水。鉴于压缩循环中始终存在 3 个气缸中的一个，因此“衰减器”无需像增压器式泵那样保持和调节压力。产生的水压是恒压的。

由于这些泵上没有液压系统，因此不需要大型水冷却系统来保持泵的冷却，因此建议只使用小型冷却器来降低进水温度，以提高密封和止回阀的使用寿命。

插图和泵图片由 Omax Corp. 提供。

优势

• 节能设计

• 无需冷却系统

• 安静的操作

• 提供 5HP 和单相的马力供家庭/业余爱好者操作

缺点

• 有限压力（60KPSI Max）

• 压力随着需要进给率或 RPM 调整以保持切割质量的操作而降低

• 降低/增加压力需要调整 RPM

概括：
尽管这两种技术看起来不同，但增压泵和曲柄驱动泵具有相同的泵送原理：将柱塞推入封闭的腔室以提高压力并通过出口止回阀排出流体；当柱塞的方向反转时，低压流体通过入口止回阀进入腔室。在这两种情况下，连续往复运动的柱塞都提供泵送作用。这两种技术之间的区别仅仅是移动柱塞的方式。直驱式泵使用类似于汽车发动机中的曲柄，而增压器式则使用液压缸通过加压油驱动柱塞。

在这两种泵设计中，如果您增加可用的工作马力，您将增加给定压力下的水输出量，而这本身可以显着提高您的切割性能。例如，在所有其他因素相同的情况下，将适用以下情况：

*使用 American Waterjet - Geomate™ Cut Calculator 软件获得的性能数据

在上述示例中，通过简单地增加马力来实现超过 40% 的切割速度性能提高，这增加了在该压力下可用的水量。仅此一项措施不仅可以提高切割速度，还可以提高性能，同时将运营和维护成本保持在合理范围内。不利地增加压力确实会导致速度增加，但会减少在该压力下产生的可用水量，从而降低整体效率。此外，这些超高压会大大增加磨损，从而大大缩短高压系统组件的易损件寿命。

多年来，无论采用哪种泵设计，都在性能、效率和可靠性方面取得了长足的进步。两种设计都将为您的水刀切割系统提供未来许多年的性能，虽然泵型的选项被大肆宣传，但请记住，在水刀上高效且经济地切割的最有效方法是增加您的马力，而不是您的压力。

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