水液壓技術(shù)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景

李明

摘 要：隨我國綜合實(shí)力不斷提升，工業(yè)水平與工業(yè)體系不斷提升與完善的背景下，水液壓技術(shù)逐漸被工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域重視。本文通過闡述現(xiàn)階段我國與發(fā)達(dá)國家水液壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析水液壓技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域相對(duì)傳統(tǒng)油液壓技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而提出水液壓技術(shù)的具體發(fā)展與應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：水液壓技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；優(yōu)勢(shì)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.032

1 水液壓技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

自二十世紀(jì)80年代，日本、美國及部分歐洲發(fā)達(dá)國家相關(guān)研究機(jī)構(gòu)致力于水液壓傳動(dòng)系統(tǒng)研究以來，水液壓技術(shù)在全球得到廣泛應(yīng)用。水液壓傳動(dòng)技術(shù)的研究主要集中于結(jié)構(gòu)、材料與液壓原件環(huán)節(jié)。一方面，水液壓結(jié)構(gòu)。水飽和整齊壓力較液壓油高，泵的吸油區(qū)域與節(jié)流閥出口附近極易產(chǎn)生氣體腐蝕。基于上述問題，英國、德國、芬蘭、丹麥、瑞典等水液壓技術(shù)先進(jìn)國家通過改良完善閥門、柱塞泵、測(cè)試儀表燈等液壓原件已研制出相關(guān)解決方法，并大量投入液壓設(shè)備市場(chǎng)。近年來，我國應(yīng)用水液壓傳動(dòng)設(shè)備壓力等級(jí)為14至21兆帕，處于中高壓力水準(zhǔn)，傳動(dòng)流浪從幾十升向千升、萬升發(fā)展，并已獲得水方向閥技術(shù)。另一方面，水液壓零部件對(duì)材料要求大幅高于水基液原件 。水液壓零部件與整體系統(tǒng)極大依靠于設(shè)計(jì)所選用新型材料在現(xiàn)實(shí)中的合理運(yùn)用，其包括改性與材料選擇兩方面。當(dāng)今，水液壓零部件應(yīng)用的材料普遍為新興材料，如環(huán)氧樹脂、陶瓷基復(fù)合材料、鈦系聚酯、鈦合金、增強(qiáng)聚酰亞胺塑料、鎳合金、碳纖維增強(qiáng)塑料、不銹鋼、耐腐蝕合金、金屬銅等。

2 水液壓技術(shù)優(yōu)勢(shì)

十九世紀(jì)后期英國科學(xué)家研制以水為傳動(dòng)介質(zhì)的液壓機(jī)械系統(tǒng)，然而，由于水存在粘合度較低、潤(rùn)滑性能較差及易腐蝕等缺點(diǎn)，使得水液壓技術(shù)停滯不前。直至上世紀(jì)八十年代，美、日、德等發(fā)達(dá)國家投入大量資金研制水液壓技術(shù)，水液壓技術(shù)才得以發(fā)展。以水代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓油，可大幅降低油壓機(jī)在生產(chǎn)工作中產(chǎn)生的危害。

2.1 水液壓技術(shù)有利于環(huán)保事業(yè)發(fā)展

以水代替液壓油，有利于保持生產(chǎn)環(huán)境整潔干凈，因此，水液壓傳動(dòng)系統(tǒng)被公認(rèn)為理想型環(huán)保傳動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)。當(dāng)今，水液壓技術(shù)應(yīng)用廣泛，在汽車、家電等相關(guān)產(chǎn)業(yè)裝配線極為常見，醫(yī)藥、造紙、原子能動(dòng)力、包裝、飲料等眾多行業(yè)被作為代替?zhèn)鹘y(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的新型傳動(dòng)系統(tǒng)。因此，水液壓系統(tǒng)技術(shù)是推進(jìn)我國環(huán)保事業(yè)的關(guān)鍵因素。

2.2 水液壓技術(shù)有利于提高作業(yè)安全性

以水代替液壓油，可大幅提升生產(chǎn)工作過程的安全性。因水具備不可燃燒、耐高溫等特點(diǎn)，使得水液壓系統(tǒng)在應(yīng)用中大幅避免傳統(tǒng)油液壓系統(tǒng)易燃、易爆的安全問題。水液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是安全傳動(dòng)技術(shù)，在熱軋、煉金、化工、連鑄等生產(chǎn)環(huán)境具備明火、高溫特點(diǎn)的行業(yè)得以普遍應(yīng)用，是代替價(jià)格高昂、維修困難、安全系數(shù)較低液壓油傳動(dòng)系統(tǒng)的重要方式。

2.3 水液壓技術(shù)有利于降低生產(chǎn)成本

以經(jīng)濟(jì)的角度審視水資源，其具備價(jià)格低廉且來源廣泛等優(yōu)勢(shì)，不需要單獨(dú)生產(chǎn)、運(yùn)輸與儲(chǔ)存，是降低生產(chǎn)成本的先進(jìn)液壓技術(shù)。因傳統(tǒng)油液壓系統(tǒng)在工作過程中費(fèi)用高昂且不易維修，致使水液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在海洋運(yùn)輸、內(nèi)河運(yùn)輸應(yīng)用度較高。在上述工作環(huán)境中，水液壓傳動(dòng)系統(tǒng)維修維護(hù)工作可“就地取水”，省去水箱與回水管，甚至省去冷卻系統(tǒng)與加熱裝置，大幅提升整體系統(tǒng)簡(jiǎn)化度，進(jìn)而減輕系統(tǒng)自重負(fù)擔(dān)，提升工作效率與穩(wěn)定性能，并降低生產(chǎn)成本。

3 水液壓技術(shù)應(yīng)用前景

3.1 水液壓技術(shù)在滅火器領(lǐng)域的應(yīng)用

德國生產(chǎn)移動(dòng)式水霧滅火器可配水100公升，最大噴水量15公升/mil，可實(shí)現(xiàn)超短時(shí)間滅火。瑞典研制的固定式水液壓滅火器利用水液壓系統(tǒng)產(chǎn)生高壓水流，經(jīng)噴嘴霧化處理水流顆粒小于100微米，體積瞬間擴(kuò)大1700多倍，滅火性能極高。美國相關(guān)機(jī)構(gòu)在研制熱水霧化技術(shù)噴霧位置與水流量對(duì)滅火器影響過程中，發(fā)現(xiàn)連續(xù)式噴霧比脈沖式噴霧滅火效果更為明顯，研究發(fā)現(xiàn)噴霧口緊密貼合屋頂可高校抑制火災(zāi)中的閃燃現(xiàn)象，并可大幅降低霧滴對(duì)水溶性較高的裝飾品（如油畫等）等物品的損害。因此，將水液壓技術(shù)應(yīng)用于滅火器，與滅火器噴水口部位組成高效、高能滅火器是滅火器未來發(fā)展趨勢(shì)。

3.2 水液壓技術(shù)在海水淡化領(lǐng)域應(yīng)用

當(dāng)今，淡水緊缺是世界面臨的重要資源問題，我國部分地區(qū)淡水資源短缺，推廣與應(yīng)用海水淡化技術(shù)是我國解決淡水資源不足問題的重要方式。海水淡化技術(shù)方式較多，膜處理技術(shù)是至今世界最有效的海水淡化方式之一。其關(guān)鍵在于反滲透法，即通過外界能量對(duì)水施壓，促使水分子克服阻力影響半穿透或穿透膜，進(jìn)而達(dá)到將海水中淡水于雜質(zhì)分離的目的。水高壓系統(tǒng)是海水淡化系統(tǒng)關(guān)鍵部位，相比現(xiàn)階段海水反滲透淡化方式中應(yīng)用度較高的往復(fù)式泵與多等級(jí)離心泵，水高壓系統(tǒng)具備高效、體極小、噪聲低及全水潤(rùn)滑成本低廉等優(yōu)勢(shì)，并適用于傳統(tǒng)技術(shù)無法適應(yīng)的120至150 t/d 級(jí)叫小微型反滲透淡化方式。

3.3 水液壓技術(shù)在醫(yī)學(xué)藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

制藥工業(yè)對(duì)外部環(huán)境要求極其嚴(yán)格，傳統(tǒng)油壓系統(tǒng)因易泄露特點(diǎn)，致使對(duì)制藥環(huán)境造成直接性污染。因此，油壓系統(tǒng)在我國制藥領(lǐng)域應(yīng)用度較低，制藥企業(yè)普遍將電機(jī)與壓縮空氣作為動(dòng)力源。然而，上述傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)存在壓力不足、效率過低等缺點(diǎn)，水液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)與之相比優(yōu)勢(shì)明顯，在滿足制藥行業(yè)嚴(yán)格要求同時(shí)，還可大幅降低能源消耗與噪音污染，并提升生產(chǎn)效率。因此，水液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)制藥設(shè)備前景樂觀。

4 結(jié)語

綜上所述，水液壓技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是我國工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的必然發(fā)展趨勢(shì)，與傳統(tǒng)油液壓技術(shù)相比其優(yōu)勢(shì)明顯，是安全可靠的理想型環(huán)保液壓技術(shù)。水液壓技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，對(duì)現(xiàn)代化滅火器、海水淡化、醫(yī)學(xué)制藥等領(lǐng)域發(fā)展意義重大。因此，我國相關(guān)部門必須加強(qiáng)對(duì)水液壓技術(shù)的重視，逐漸將環(huán)保、安全的水液壓技術(shù)實(shí)際應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]王傳禮，何濤，喻曹豐，魏本柱，馬丁.水液壓技術(shù)在煤礦支護(hù)裝備中的應(yīng)用及其研究進(jìn)展[J].液壓與氣動(dòng)，2016（05）：1-7.

[2]張婷婷.PTCASIA2017高新技術(shù)展區(qū)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)報(bào)告之十二海水液壓技術(shù)在深海裝備中的應(yīng)用——據(jù)華中科技大學(xué)劉銀水教授報(bào)告整理[J].液壓氣動(dòng)與密封，2018，38（06）：94-97.

[3]張?jiān)雒停戏币悖罱涣x，武漢鵬，寧大勇，弓永軍.音圈電機(jī)

直驅(qū)水液壓節(jié)流控制閥仿真與試驗(yàn)[J].煤炭學(xué)報(bào)，2017，42（S1）：275-

281.