水液壓技術優(yōu)勢及應用前景

李明

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

關鍵詞：水液壓技術；發(fā)展現(xiàn)狀；優(yōu)勢；應用

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

1 水液壓技術發(fā)展現(xiàn)狀

自二十世紀80年代，日本、美國及部分歐洲發(fā)達國家相關研究機構致力于水液壓傳動系統(tǒng)研究以來，水液壓技術在全球得到廣泛應用。水液壓傳動技術的研究主要集中于結構、材料與液壓原件環(huán)節(jié)。一方面，水液壓結構。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?；谏鲜鰡栴}，英國、德國、芬蘭、丹麥、瑞典等水液壓技術先進國家通過改良完善閥門、柱塞泵、測試儀表燈等液壓原件已研制出相關解決方法，并大量投入液壓設備市場。近年來，我國應用水液壓傳動設備壓力等級為14至21兆帕，處于中高壓力水準，傳動流浪從幾十升向千升、萬升發(fā)展，并已獲得水方向閥技術。另一方面，水液壓零部件對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)極大依靠于設計所選用新型材料在現(xiàn)實中的合理運用，其包括改性與材料選擇兩方面。當今，水液壓零部件應用的材料普遍為新興材料，如環(huán)氧樹脂、陶瓷基復合材料、鈦系聚酯、鈦合金、增強聚酰亞胺塑料、鎳合金、碳纖維增強塑料、不銹鋼、耐腐蝕合金、金屬銅等。

2 水液壓技術優(yōu)勢

十九世紀后期英國科學家研制以水為傳動介質的液壓機械系統(tǒng)，然而，由于水存在粘合度較低、潤滑性能較差及易腐蝕等缺點，使得水液壓技術停滯不前。直至上世紀八十年代，美、日、德等發(fā)達國家投入大量資金研制水液壓技術，水液壓技術才得以發(fā)展。以水代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓油，可大幅降低油壓機在生產(chǎn)工作中產(chǎn)生的危害。

2.1 水液壓技術有利于環(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，水液壓傳動系統(tǒng)被公認為理想型環(huán)保傳動生產(chǎn)技術。當今，水液壓技術應用廣泛，在汽車、家電等相關產(chǎn)業(yè)裝配線極為常見，醫(yī)藥、造紙、原子能動力、包裝、飲料等眾多行業(yè)被作為代替?zhèn)鹘y(tǒng)傳動系統(tǒng)的新型傳動系統(tǒng)。因此，水液壓系統(tǒng)技術是推進我國環(huán)保事業(yè)的關鍵因素。

2.2 水液壓技術有利于提高作業(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，使得水液壓系統(tǒng)在應用中大幅避免傳統(tǒng)油液壓系統(tǒng)易燃、易爆的安全問題。水液壓傳動系統(tǒng)是安全傳動技術，在熱軋、煉金、化工、連鑄等生產(chǎn)環(huán)境具備明火、高溫特點的行業(yè)得以普遍應用，是代替價格高昂、維修困難、安全系數(shù)較低液壓油傳動系統(tǒng)的重要方式。

2.3 水液壓技術有利于降低生產(chǎn)成本

以經(jīng)濟的角度審視水資源，其具備價格低廉且來源廣泛等優(yōu)勢，不需要單獨生產(chǎn)、運輸與儲存，是降低生產(chǎn)成本的先進液壓技術。因傳統(tǒng)油液壓系統(tǒng)在工作過程中費用高昂且不易維修，致使水液壓傳動系統(tǒng)在海洋運輸、內(nèi)河運輸應用度較高。在上述工作環(huán)境中，水液壓傳動系統(tǒng)維修維護工作可“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)簡化度，進而減輕系統(tǒng)自重負擔，提升工作效率與穩(wěn)定性能，并降低生產(chǎn)成本。

3 水液壓技術應用前景

3.1 水液壓技術在滅火器領域的應用

德國生產(chǎn)移動式水霧滅火器可配水100公升，最大噴水量15公升/mil，可實現(xiàn)超短時間滅火。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，體積瞬間擴大1700多倍，滅火性能極高。美國相關機構在研制熱水霧化技術噴霧位置與水流量對滅火器影響過程中，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中的閃燃現(xiàn)象，并可大幅降低霧滴對水溶性較高的裝飾品（如油畫等）等物品的損害。因此，將水液壓技術應用于滅火器，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。

3.2 水液壓技術在海水淡化領域應用

當今，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，推廣與應用海水淡化技術是我國解決淡水資源不足問題的重要方式。海水淡化技術方式較多，膜處理技術是至今世界最有效的海水淡化方式之一。其關鍵在于反滲透法，即通過外界能量對水施壓，促使水分子克服阻力影響半穿透或穿透膜，進而達到將海水中淡水于雜質分離的目的。水高壓系統(tǒng)是海水淡化系統(tǒng)關鍵部位，相比現(xiàn)階段海水反滲透淡化方式中應用度較高的往復式泵與多等級離心泵，水高壓系統(tǒng)具備高效、體極小、噪聲低及全水潤滑成本低廉等優(yōu)勢，并適用于傳統(tǒng)技術無法適應的120至150 t/d 級叫小微型反滲透淡化方式。

3.3 水液壓技術在醫(yī)學藥學領域的應用

制藥工業(yè)對外部環(huán)境要求極其嚴格，傳統(tǒng)油壓系統(tǒng)因易泄露特點，致使對制藥環(huán)境造成直接性污染。因此，油壓系統(tǒng)在我國制藥領域應用度較低，制藥企業(yè)普遍將電機與壓縮空氣作為動力源。然而，上述傳統(tǒng)動力系統(tǒng)存在壓力不足、效率過低等缺點，水液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)與之相比優(yōu)勢明顯，在滿足制藥行業(yè)嚴格要求同時，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，水液壓技術廣泛應用于醫(yī)學制藥設備前景樂觀。

4 結語

綜上所述，水液壓技術的開發(fā)與應用是我國工業(yè)生產(chǎn)等領域的必然發(fā)展趨勢，與傳統(tǒng)油液壓技術相比其優(yōu)勢明顯，是安全可靠的理想型環(huán)保液壓技術。水液壓技術應用領域廣泛，對現(xiàn)代化滅火器、海水淡化、醫(yī)學制藥等領域發(fā)展意義重大。因此，我國相關部門必須加強對水液壓技術的重視，逐漸將環(huán)保、安全的水液壓技術實際應用于實際工業(yè)生產(chǎn)中。

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