只给回路里需要高压的那一段加压
产品作用
压力增强器在国内样本中多写作“液压增压器”,miniBOOSTER 中文产品样本即用此名[5];气体介质的同类产品常叫气体增压器或气体增压泵[9]。它把低压源的压力按面积比放大,送到只需要少量高压介质的执行元件或试件上。Hänchen 列出的用途有高压成形、软管和容器的爆破试验、模具的闭合与夹紧,增压器也可作为介质隔离器把两种液体分开[1]。高压回转泵约可做到 10,000 psi,但价格高、易使油液发热;回路只在一小段行程需要高压时,增压器更省事[8]。
工作原理
Hänchen 的说明是:一次压力 p1 作用在有效直径 D1 的大面积上,产生的力在有效直径 D2 的小面积上形成二次压力 p2,p2 与 p1 之比等于两面积之比[1]。实际结构多为一个大活塞推动一根柱塞(活塞杆)去压封闭的油液,例如 5 in 气活塞对 1 in 油柱塞,面积比 25:1,80 psi(约 5.5 bar)气压在油侧得到 2,000 psi(约 138 bar)[8]。往复式增压器在内部用单向阀和换向机构让小活塞连续往复,先让泵的流量直通高压侧快速推进执行元件,压力到达供压后再由振荡的增压单元继续升压,到达终压后自动停住,高压侧有泄漏时又自动补压[3][7]。
两级缸、柱塞、密封和壳体
下表按 Hänchen 的设计表、miniBOOSTER 的材料说明和 Power & Motion 的结构描述整理[1][4][8]。往复式液压增压器另有内置单向阀和换向阀组,MP-2000 可选集成液控单向阀(POV)用于高压侧卸压[6]。
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| 部件 | 作用 | 材料与配置 |
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| 大直径驱动缸 / 驱动活塞 | 承受低压侧的一次压力并产生推力,面积越大,同样供压下推出的高压越高。Hänchen 设计表中的驱动侧有效直径 D1 为 100~200 mm[1];气液式以压缩空气推动气活塞[8]。 | miniBOOSTER 油用增压器内部零件为钢,不锈钢型号的内部零件为 316L(1.4404)[4];大口径缸筒的具体牌号随型号报价确定。 |
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| 小直径高压缸 / 高压柱塞 | 在高压侧输出二次压力,直接接触被增压的介质。Hänchen 设计表中高压侧有效直径 D2 为 30~100 mm,D2 越小增压比越大,4,000 bar 档只能静态使用[1]。 | 介质为水或腐蚀性液体时选不锈钢型:miniBOOSTER 不锈钢增压器的壳体和内部零件均为 316L[4];CDI 防爆型气体增压器接触气体的零件为 316L 不锈钢[10]。 |
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| 活塞杆(柱塞杆) | 把大活塞的推力传到高压侧。Power & Motion 指出,实际增压器往往就是大活塞带一根杆去压油,单活塞杆油缸堵住有杆腔油口时也会增压,杆径越大增压越高,适合 1.5~2 倍的低增压比[8]。 | miniBOOSTER 油用型号内部零件为钢,不锈钢型号为 316L[4];杆的表面处理和硬度见所订型号的资料。 |
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| 密封件 | 隔开低压腔与高压腔、高压腔与外界。双介质增压器的动密封要同时适应两侧介质,例如一侧矿物油、另一侧 Skydrol 时,高压侧用 EPDM,因为 EPDM 遇矿物油会溶胀[4]。 | miniBOOSTER:静密封标准为丁腈橡胶,可选氟橡胶(Viton)或 EPDM;双介质型号动密封标准为 H-PUR 聚氨酯,适用至 1,380 bar,更高压力或强腐蚀介质改用 PEEK[4]。 |
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| 壳体 / 缸体 | 容纳活塞、阀件并设进口、回油口和高压口。miniBOOSTER HC2 为管路串接安装,MP-2000 可用标准管夹固定,也有底板支架和块式连接套件[3][7]。 | miniBOOSTER 油用增压器壳体为铸铁,外表面镀锌铬酸盐,不锈钢型号为 316L[4];CDI GPI-E 防爆外壳为碳钢,GPI-D 外壳为碳钢加防腐涂层[10][11]。 |
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规格跟着增压比走:四家资料里的十二项
增压器的规格随增压比成组变化,下表每项都写出处型号;液压型与气体增压型的数值分开看。
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| 参数 | 资料与范围 | 选型含义 |
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| 最大进口(供压)压力 | miniBOOSTER HC2:20~207 bar[3];ScanWill MP-2000:最高 200 bar,增压比 16 的型号限 188 bar[6];Hänchen 设计表所需一次压力 225~258 bar[1];CDI GPI-E、GPI-D 气体增压器驱动气压 0.4~0.9 MPa[10][11]。 | 出口压力随供压成比例升高,供压上限就是出口压力的上限;ScanWill 明确要求不得超过最大供压,否则会损坏增压器零件并使出口压力过高[7]。 |
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| 增压比 | HC2:1.2~25,共 15 档[3];MP-2000:7.0、10.0、13.0、16.0 四档[6];Hänchen 设计表:2.44~17.36[1];CDI GPI-E:1:7、1:12、1:20,GPI-D:1:12、1:20、1:40[10][11];气—气增压器常见 4:1 以内[8]。 | 增压比 ≈ (D1/D2)²。实际供压乘增压比,结果要落在该型号的最高出口压力以内,并为回油背压留出余量(见第一节)。 |
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| 出口流量 | HC2 最大增压出口流量:增压比 1.2 时 3.5 L/min,4.0 时 2.0 L/min,9.0 时 0.9 L/min,16.0 时 0.5 L/min[3];MP-2000 平均出口流量 0.1~0.2 L/min,最大进口流量 10~13 L/min[7]。 | 进出增压器的流量之比与增压比相同,增压比越高,高压侧流量越小[8]。再按升压时间来看:MP-2000 说明书指出,升压初期流量大,越接近终压越小,到终压后停止[7]。 |
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| 工作温度 | miniBOOSTER 全系列:油介质 -40~+120 ℃,水介质 +3~+50 ℃[4];CDI GPI-E:-30~+60 ℃;GPI-D:-10~+55 ℃[10][11]。 | 温度上限多由密封材料和介质决定,用水或水乙二醇时下限要高于冰点。 |
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| 密封材料 | miniBOOSTER:静密封丁腈(标准),可选氟橡胶或 EPDM;双介质动密封 H-PUR(至 1,380 bar)或 PEEK(更高压力、强腐蚀介质)[4]。 | 按两侧介质选:miniBOOSTER 适用的液压油须与丁腈密封相容,黏度 1~500 cSt;水乙二醇至少含 5% 乙二醇[4]。磷酸酯等特殊介质要单独选密封。 |
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| 壳体材料 | miniBOOSTER 油用型:铸铁壳体、钢制内件、外表面镀锌铬酸盐;不锈钢型:壳体和内件均为 316L(1.4404)[4];CDI GPI-E:接触气体零件 316L + 碳钢防爆外壳;GPI-D:碳钢外壳 + 316 不锈钢内件[10][11]。 | 用水、海水或腐蚀性气体时选不锈钢型;miniBOOSTER 可按要求提供 3.1 材质证书[3]。 |
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| 重量 | HC2:1.0 kg[3];MP-2000:2.7 kg(含全部高压阀)[6];miniBOOSTER 中文样本中各系列 0.7 kg(HC1)~35 kg(HC6DHW)[5]。 | 串接在管路上的小型增压器靠管路和接头承重,振动大的场合和较大的型号用支架固定。 |
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| 外形尺寸与安装方式 | 按安装空间提出:HC2 为管路串接安装[3];MP-2000 用标准管夹或底板支架安装[7];Hänchen 询价表要求写明最大安装空间(长×宽×高)和安装姿态,推荐竖装且高压侧朝上[2]。 | 尺寸以所选增压比和型号的外形图为准,询价时同时给出可用空间、安装姿态和法兰/螺纹连接方式。 |
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| 防护与防爆等级 | 纯液压驱动的增压器本体没有电气件,防护等级只针对配套的电磁阀、传感器提出;CDI 称其气驱增压器无电气连接,适用于 Class I Div 1/Div 2 和 ATEX Zone 1/Zone 2 区域[9],GPI-E 标注防爆等级 Ex d IIB T4 Ga[10]。 | 用于危险区域时,按现场区域划分要求对应的防爆证书,并把电磁阀、压力表等附件一并纳入。 |
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| 电源电压(仅电控附件) | 按所配电磁阀或比例阀的线圈电压选定;miniBOOSTER G 型为直接比例控制型[3],CDI 气驱增压器以压缩空气驱动,主机无需电机[9]。 | 订货时按现场控制电压写明线圈电压和接线方式。 |
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| 出口压力调节方式 | miniBOOSTER 通过改变供压来调节出口压力,并提供无卸荷阀(A)、带卸荷阀(B)和直接比例控制(G)三种版本[3];Hänchen 询价表可选压力传感器或接近开关[2]。 | 需要远程设定或反馈时,写明比例阀信号类型和压力传感器输出信号;只做开关量控制时,在低压侧用换向阀控制即可,ScanWill 称这种做法提高了安全性[6]。 |
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| 压力显示与稳定度 | MP-2000-XP 设有额外高压口用于安装压力表[6];CDI GPI-D 称输出压力波动 ≤±0.1 MPa[11];miniBOOSTER M-HC7 便携系统配 4 in 压力表,压力设定保持在目标值 1% 以内[5]。 | 压力表和传感器的量程按最高出口压力选。 |
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出口压力 = (供压 − 回油背压) × 增压比
miniBOOSTER 给 HC2 的出口压力公式是 P_H = (P_IN − P_RETURN) × 增压比,并要求回油压力尽可能低,出口压力通过改变供压来调节[3]。回油背压先被减去再乘增压比:增压比 16 时,回油管里每 1 bar 背压就让出口少约 16 bar。
Hänchen 的设计表把高压档位、两侧有效直径、增压比、所需一次压力和动态能力放在一起。以 125/30 mm 为例:(125 ÷ 30)² = 17.36,230 bar × 17.36 ≈ 3,993 bar,与 4,000 bar 档相符。Hänchen 说明动态极限还取决于冲程容积和压力幅值,要按具体应用计算[1]。
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| 额定高压 p2 | D1 / D2(mm) | 增压比 | 所需 p1 | 动态 |
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| 630 bar | 100 / 60 | 2.78 | 227 bar | 最高 20 Hz |
| 630 bar | 125 / 80 | 2.44 | 258 bar | 最高 20 Hz |
| 1,600 bar | 125 / 50 | 6.25 | 256 bar | 最高 10 Hz |
| 1,600 bar | 160 / 60 | 7.11 | 225 bar | 最高 10 Hz |
| 4,000 bar | 125 / 30 | 17.36 | 230 bar | 静态 |
| 4,000 bar | 160 / 40 | 16.00 | 250 bar | 静态 |
增压比每提高一档,高压侧流量就少一截
Power & Motion 的例子:5.0 in 缸径配 3.5 in 杆的油缸作增压缸,面积比 1.96:1,无杆腔每 100 psi 在有杆腔得到 196 psi;无杆腔进 10 gpm,有杆腔只排出 5.1 gpm[8]。
HC2 的流量表体现了同样的取舍,而它的出口压力无论增压比多少都封顶 800 bar[3]。增压比 4.0 在 200 bar 供压时恰好到 800 bar;增压比 9.0 时,供压超过约 89 bar 就会越过封顶值,所以高增压比型号适合低供压的系统。
泵的流量超过增压器允许的进口流量时,miniBOOSTER 和 ScanWill 都采用并联一只液控单向阀的接法:快进时大流量走单向阀,到达泵压后单向阀关闭,由增压器升到终压[4][7]。
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| 型号 | 增压比 | 最大出口流量 | 最大进口流量 | 出口压力上限 |
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| miniBOOSTER HC2 | 1.2 | 3.5 L/min | 8.0 L/min | 800 bar |
| miniBOOSTER HC2 | 4.0 | 2.0 L/min | 14.0 L/min | 800 bar |
| miniBOOSTER HC2 | 9.0 | 0.9 L/min | 13.0 L/min | 800 bar |
| miniBOOSTER HC2 | 16.0 | 0.5 L/min | 12.0 L/min | 800 bar |
| ScanWill MP-2000 | 7.0 | 平均 0.2 L/min | 13.0 L/min | 1,400 bar |
| ScanWill MP-2000 | 16.0 | 平均 0.1 L/min | 10.0 L/min | 3,000 bar(供压限 188 bar) |
单冲程增压缸按容积算行程,往复式按保压时间选
单冲程增压器能给出的高压油量受行程限制,走到行程终点压力就停止上升;如果油缸密封或管路泄漏,它可能先建起压力随后很快掉压[8]。Power & Motion 的算例:工作缸 10.0 in 缸径、0.5 in 高压行程约需 40 in³ 油,增压缸每英寸行程排 10 in³,最少要 4 in 行程,考虑油液压缩和泄漏后取 6~8 in[8]。
算容积时还要加上管路和缸筒膨胀,软管膨胀更大;油液压缩量可按高压段油量每 1,000 psi(约 69 bar)增加 0.5% 估算,使增压缸在油压达到目标值之前不会走到底[8]。
保压时间长、要连续补漏的场合用往复式。它从油箱吸油、连续往复,到最高压力时停住,仍会补偿内外泄漏;Power & Motion 举例的夹紧回路可以在 3,200 psi(约 221 bar)下保压数天而不额外耗能发热[8]。HC2 和 MP-2000 都属于这一类,接上泵后会自动维持终压[3][7]。
用压缩空气驱动,给氮气、氦气升压
气体增压器用压缩空气推动往复机构压缩工作气体,主机无需电机。CDI 列出的介质有氮气、氦气、压缩空气、氩气和二氧化碳,采用无油润滑以免污染增压后的气体,最高增压能力 20,000 psi(140 MPa),用途包括蓄能器充氮、气密和耐压试验、氦检漏[9]。
两款 CDI 型号的公开参数如下。询价时 CDI 要求提供进气压力、目标排气压力、气体种类、流量或充装时间,以及可用驱动气的压力和流量(psi、CFM)[9]。
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| 项目 | CDI GPI-E 防爆型 | CDI GPI-D 两级型 |
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| 进口压力范围 | 0.4~0.9 MPa | 0.4~0.9 MPa |
| 出口压力范围 | 3~25 MPa(可定制至 40 MPa) | 5~50 MPa(可定制至 80 MPa) |
| 增压比 | 1:7 / 1:12 / 1:20 | 1:12 / 1:20 / 1:40 |
| 介质 | 压缩空气、天然气、氮气 | 压缩空气、氮气、氩气、氦气 |
| 工作温度 | -30~+60 ℃ | -10~+55 ℃ |
| 安全与防爆 | Ex d IIB T4 Ga,配防爆压力表和防爆电磁阀 | 内置安全阀(超压保护) |
接入高压侧之前:接头、过滤、排气和泄压
ScanWill 规定 MP-2000 只能由经过培训的人员接入系统;高压出口侧的管件和元件必须按增压器给出的终压选型;启动时排净系统中的空气,以免引起功能故障[7]。最大供压、最大供油流量和各增压比的最高出口压力都不得超过,并应避免压力尖峰;供油流量超限会损坏内部单向阀并使增压活塞超速[7]。
过滤:miniBOOSTER 和 ScanWill 都要求名义 10 µm、清洁度不劣于 ISO 4406 19/16[4][7];miniBOOSTER 还按系统压力分档给出目标等级,207 bar 以上的油介质为 17/15/12、5 µm[4]。MP-2000 的推荐黏度为 20~46 cSt[7]。
检修前要能把高压侧放掉:MP-2000 可集成液控单向阀,把进油口与回油口对调后高压侧经增压器回油箱[7];HC2 可选带卸荷阀的 B 型[3];CDI GPI-D 内置安全阀[11]。Power & Motion 指出增压器到最高压力即失速,因此不靠溢流阀限压[8]——出口压力始终跟随供压,限住供压才能限住出口压力。
下单前向供货方索取并核对以下资料:所选增压比下的出口压力—流量表或曲线;高压口螺纹与密封锥面形式(MP-2000 为 9/16"-18 UNF 60° 锥面或 G1/4 120° 锥面[7]);压力试验报告和 3.1 材质证书[3];用于危险区域时,覆盖该台设备及其电磁阀、压力表的防爆合格证;安装外形图和推荐的高压侧泄压回路。
关联的应用系统与部件
以下入口来自产品关系,用于继续查阅;具体机型的装配和兼容性仍需对应型号资料。
应用系统
关联部件