液壓缸驅(qū)動式液壓泥漿泵

 

泥漿泵是地質(zhì)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(xiàn)有的泥漿泵大多是傳統(tǒng)的機械式曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動情勢。曲柄連桿往復(fù)式機構(gòu)，沿用多年，技巧絕對落伍。因為采取曲柄連桿機構(gòu)，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(dāng)今龐雜環(huán)境下巖土作業(yè)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(gòu)造新鮮、性能優(yōu)異、價錢適中的新型泥漿泵來代替?zhèn)鹘y(tǒng)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(gòu)造的泥漿泵以滿意鉆探開發(fā)運用請求，本文鉆研了新型液壓缸驅(qū)動式泥漿泵。

新型液壓泥漿泵應(yīng)用液壓缸間接驅(qū)動泵缸活塞的方法。因為采取液壓缸間接驅(qū)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(dǎo)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(qū)動式泥漿泵與傳統(tǒng)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(wěn)固；②能在很寬的規(guī)模內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速；③輕易避免過載，平安系數(shù)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(gòu)的

液壓缸驅(qū)動式泥漿泵的癥結(jié)是實現(xiàn)液壓缸的主動往復(fù)靜止。本文提出了一種應(yīng)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(gòu)應(yīng)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(xiàn)油路換向。主油路換向選用了二位四通液動換向閥。當(dāng)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(fā)作的低壓油流掌握液控閥實現(xiàn)換向。

該換向機構(gòu)的任務(wù)原理是：當(dāng)液控?fù)Q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(dāng)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(dāng)密閉空間油液壓力降低到25 mpa（液控閥換向設(shè)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(dāng)密閉空間內(nèi)油液壓力到達(dá)25 mpa時，液控閥由右位機能變?yōu)樽笪粰C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(fù)靜止。

如上所述，在液壓缸往復(fù)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(gòu)造的作用：

 

第二、單向閥：在體系的主油路和掌握油路之間設(shè)置了單向閥。其作用是：當(dāng)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(kuò)張，致使掌握油路中油液壓力急劇降落，剛剛實現(xiàn)換向的液控閥有能夠會因此而又從新?lián)Q向，形成液控閥換向重復(fù)；在兩回路之間設(shè)置單向閥，因為只許可主油路油液通過，當(dāng)活塞換向靜止掌握油路涌現(xiàn)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(jìn)入掌握油路進(jìn)行補油，從而避免液控閥換向重復(fù)地發(fā)作。同時，單向閥的設(shè)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(yīng)的工位機能上。

 

第三、次序閥：在每個液壓缸的進(jìn)油路上設(shè)置次序閥，其重要作用是為了設(shè)定液壓缸的任務(wù)壓力。

 

第四、緩沖缸空間的設(shè)置：當(dāng)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(fù)載的狀況下，緩沖空間內(nèi)油液能發(fā)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(yīng)有足夠的二次換向空間余量。

該新型應(yīng)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(yè)消費時老本低，易磨損零件少，易于實現(xiàn)工業(yè)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(gòu)的基本上，本文了三缸單作用往復(fù)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(gòu)轉(zhuǎn)換的直線靜止，可有效地進(jìn)步體系的機械效力。液壓缸活塞運行速度對比顛簸，驅(qū)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(gòu)造簡樸，輸入泥漿壓力、流量對比穩(wěn)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(jié)。

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(dǎo)溢流閥的遠(yuǎn)控口接二位？動閥處于常通狀況，先導(dǎo)溢流閥遠(yuǎn)控口接油箱，體系卸載；當(dāng)須要泥漿泵任務(wù)時，推入手動閥至常閉狀況，則先導(dǎo)溢流閥遠(yuǎn)控口封閉，體系樹立壓力開端任務(wù)。體系中的3個次序閥用來設(shè)定雷同的液壓缸任務(wù)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(diào)壓作用，可使3條油路的流量近似相等。過濾器各并聯(lián)一單向閥，此單向閥開啟壓力為0。4 mpa。當(dāng)過濾器梗塞時，進(jìn)油口和出油口壓力差急劇增大，當(dāng)壓差大于0。4 mpa時，單向閥開啟，從而掩護(hù)過濾器，但當(dāng)此狀況發(fā)作后，應(yīng)當(dāng)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(dāng)?shù)挠蜏叵氯蝿?wù)，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(wù)。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(wěn)固液壓缸運行速度的目標(biāo)。

 

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(wù)，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(shè)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(jīng)過一段時光后，當(dāng)?shù)谝恢换钊苿拥揭簤焊變深^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(wěn)固的泥漿液。

 

第八、 液壓缸密閉空間容積確實定

本應(yīng)用緩沖缸密閉空間霎時增壓的油液來掌握液控?fù)Q向閥以實現(xiàn)液壓缸主動換向的目標(biāo)。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(shè)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(dāng)體系在行將換向時停機后掌握油的走漏，還應(yīng)當(dāng)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(xì)參數(shù)與液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑有關(guān)，時應(yīng)綜合斟酌，但至少要保障密閉空間的內(nèi)徑在液壓缸內(nèi)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(gòu)造上區(qū)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(wěn)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