液壓缸驅動式液壓泥漿泵

 

泥漿泵是地質勘察、油氣田開采、特種鉆探等巖土工程施工的重要配套裝備之一。現有的泥漿泵大多是傳統的機械式曲柄連桿機構驅動情勢。曲柄連桿往復式機構，沿用多年，技巧絕對落伍。因為采取曲柄連桿機構，使得泵缸活塞的運行速度近似于正弦曲線變更，因此泥漿泵排出泥漿的剎時流量和壓力也按正弦曲線動搖，脈動量大。機械式泥漿泵的缺點使它無法滿意當今龐雜環境下巖土作業的請求。為了滿意始終增添的巖土工程施工需求，鉆研一種構造新鮮、性能優異、價錢適中的新型泥漿泵來代替傳統的機械式泥漿泵已成為科技始終開展的必定趨向。

 

為追求更好性能和合理構造的泥漿泵以滿意鉆探開發運用請求，本文鉆研了新型液壓缸驅動式泥漿泵。

新型液壓泥漿泵應用液壓缸間接驅動泵缸活塞的方法。因為采取液壓缸間接驅動泥漿泵泵缸活塞，簡化了加速安裝及機械能源安裝，因此新型液壓泥漿泵體積比機械式泥漿泵要小很多。其重要由液壓部分（能源機、液壓泵、先導溢流閥、單向閥、次序閥、液壓缸等）和泵頭體系（泵頭、泵缸、泵缸活塞、吸入閥、排出閥等）組成。

液壓缸驅動式泥漿泵與傳統的機械傳動式相比，具備以下長處：①活塞運行速度顛簸，輸入力較穩固；②能在很寬的規模內實現無級調速；③輕易避免過載，平安系數大；④尺寸小輸入力大，安裝地位可自在抉擇。

 

第一、液壓泥漿泵主動換向機構的

液壓缸驅動式泥漿泵的癥結是實現液壓缸的主動往復靜止。本文提出了一種應用液壓缸兩端緩沖缸密閉空間的低壓油作為液控閥掌握源的新計劃，能使液壓泥漿泵體系換向顛簸、牢靠。

該換向機構應用了緩沖缸原理。緩沖缸密閉空間低壓油可間接作用液控閥，實現油路換向。主油路換向選用了二位四通液動換向閥。當液壓缸活塞靜止至缸兩端時，活塞與緩沖缸形成的部分密封腔發作的低壓油流掌握液控閥實現換向。

該換向機構的任務原理是：當液控換向閥處于圖1所示地位機能時液壓缸正向右靜止，液壓缸左端為低壓腔，右端為低壓回油腔；在左端低壓腔油的作用下，液控閥始終處于左位機能，液壓缸活塞始終向右靜止。當活塞靜止到液壓缸右端時，活塞與右端緩沖缸形成了部分密閉空間；在左端低壓油的推動下，活塞繼承向右靜止，密閉空間油液壓力敏捷降低，副作用于活塞，使活塞加速；當密閉空間油液壓力降低到25 mpa（液控閥換向設定壓力）時，便推動液控閥閥芯至右位機能，則爾后液壓缸右腔為低壓油腔，左腔為低壓回油腔，液壓缸向左靜止；因為右端低壓油的作用，液控閥始終處于右位機能，液壓缸活塞始終向左靜止。直至活塞靜止到液壓缸左端后，因為活塞與左端緩沖缸形成的密閉空間里低壓油的作用，活塞開端制動；當密閉空間內油液壓力到達25 mpa時，液控閥由右位機能變為左位機能。爾后液壓缸左腔為低壓油腔，右腔又成為低壓回油腔，活塞又自左向右靜止。液壓泵始終地供油，則液壓缸始終地主動往復靜止。

如上所述，在液壓缸往復靜止的歷程中，密閉空間的低壓油同時也起到了制動活塞的作用，因此大大降落了因為活塞忽然換向給體系帶來的液壓沖擊。

各元件及緩沖缸構造的作用：

 

第二、單向閥：在體系的主油路和掌握油路之間設置了單向閥。其作用是：當液壓缸活塞換向靜止時，活塞與緩沖缸形成的密閉腔將自愿擴張，致使掌握油路中油液壓力急劇降落，剛剛實現換向的液控閥有能夠會因此而又從新換向，形成液控閥換向重復；在兩回路之間設置單向閥，因為只許可主油路油液通過，當活塞換向靜止掌握油路涌現壓力降落的狀況時，主油路液壓油能夠敏捷通過此單向閥進入掌握油路進行補油，從而避免液控閥換向重復地發作。同時，單向閥的設置還保障了活塞換向后掌握油路的壓力與主油路壓力雷同，增添了活塞的推力，并保障了液控閥換向后能始終作用在相應的工位機能上。

 

第三、次序閥：在每個液壓缸的進油路上設置次序閥，其重要作用是為了設定液壓缸的任務壓力。

 

第四、緩沖缸空間的設置：當活塞運行至液壓缸兩端時會與緩沖缸形成封閉的緩沖空間。緩沖空間的作用，一是要保障全負載的狀況下，緩沖空間內油液能發作高于體系主壓力的低壓來滿意液控閥的換向請求；二是要有足夠的空間，在保障換向所需油流量的基本上，還應有足夠的二次換向空間余量。

該新型應用液壓缸兩端緩沖缸密閉空間的低壓油掌握液控閥換向的主動換向方法換向顛簸牢靠，換向時光短，無逝世點，液壓沖擊小。體系所采取的零件除帶緩沖缸的液壓缸外都為通用件，少量量工業消費時老本低，易磨損零件少，易于實現工業化消費和推廣。

 

第五、新型液壓泥漿泵的

在液壓泥漿泵主動換向機構的基本上，本文了三缸單作用往復式液壓泥漿泵。

該液壓泥漿泵用液壓缸活塞的直線靜止代替通過曲柄連桿機構轉換的直線靜止，可有效地進步體系的機械效力。液壓缸活塞運行速度對比顛簸，驅能源大，同時液壓缸沖次低、行程長，使得液壓泥漿泵泵頭體系的吸、排水閥換向顛簸，吸空景象大大增添。因此，全部液壓泥漿泵構造簡樸，輸入泥漿壓力、流量對比穩固，容積效力高。

 

第六、液壓體系

液壓體系是液壓泥漿泵的癥結。

該液壓體系采取定量泵供油。液壓泵由大功率三相交換電動機供給能源。先導溢流閥的遠控口接二位？動閥處于常通狀況，先導溢流閥遠控口接油箱，體系卸載；當須要泥漿泵任務時，推入手動閥至常閉狀況，則先導溢流閥遠控口封閉，體系樹立壓力開端任務。體系中的3個次序閥用來設定雷同的液壓缸任務壓力；體系主油路分紅3條支油路分手出來3個液壓缸，因為次序閥的獨特調壓作用，可使3條油路的流量近似相等。過濾器各并聯一單向閥，此單向閥開啟壓力為0。4 mpa。當過濾器梗塞時，進油口和出油口壓力差急劇增大，當壓差大于0。4 mpa時，單向閥開啟，從而掩護過濾器，但當此狀況發作后，應當盡快改換過濾器，免得油液凈化形成體系故障。為了使體系能在恰當的油溫下任務，采取了強迫對流水式冷卻器，冷卻效力高，保障體系能長時光正常任務。主回油路上的單向閥開啟壓力為0。4 mpa，作回油路背壓閥，起到穩固液壓缸運行速度的目標。

 

第七、活塞運行速比及其安裝

為保障液壓泥漿泵遵照肯定的法則任務，液壓缸速比為2，同時按以下方法安裝3個液壓缸活塞的初始地位：第一只活塞在液壓缸最左端；第二只裝在液壓缸兩頭，與第一只活塞距離l÷2液壓缸的行程，假設液壓缸左端為無桿端）；第三只裝在液壓缸最右端，與第二個活塞距離l÷2。因為液壓缸的速比為2，即返回速度是推動速度的2倍，則啟動體系經過一段時光后，當第一只活塞推動到液壓缸兩頭時，第二只活塞則推動到液壓缸最右端，而第三只活塞恰恰從液壓缸最右端疾速返回至最左端。這樣就能夠保障液壓泥漿泵在任何時刻都只要2個活塞做推動做功而另一個活塞回程。從而保障液壓泥漿泵排出流量和壓力對比穩固的泥漿液。

 

第八、 液壓缸密閉空間容積確實定

本應用緩沖缸密閉空間霎時增壓的油液來掌握液控換向閥以實現液壓缸主動換向的目標。密閉空間的樹立和密閉空間的油液容量多少間接影響換向閥的換向時光和正確性。

假設所選的液控閥換向時所需的掌握油液量為δv。斟酌到實踐運用時掌握管路中液壓油的收縮和不可避免的走漏，以及當體系在行將換向時停機后掌握油的走漏，還應當保障體系不能存在換向逝世點。因此，按換向所需油液量增添20％作為密閉空間的實踐容積，則密閉空間的容積為1。2$v。

密閉空間的詳細參數與液壓缸內徑和活塞桿直徑有關，時應綜合斟酌，但至少要保障密閉空間的內徑在液壓缸內徑和活塞桿直徑之間。

 

 

第九、泵頭體系的

液壓泥漿泵的泵頭體系與機械式泥漿泵的泵頭體系在構造上區別不大，都由泵頭、泵缸、活塞、活塞桿、缸蓋及壓力表等形成。機械式泥漿泵還包含排出空氣包，因為液壓泥漿泵排出泥漿流量及壓力較穩固，因此能夠省去。目前機械式泥漿泵的泵頭體系已十分成熟