液压缸驱动式液压泥浆泵

液压缸驱动式液压泥浆泵

 

泥浆泵是地质勘察、油气田开采、特种钻探等岩土工程施工的重要配套装备之一。现有的泥浆泵大多是传统的机械式曲柄连杆机构驱动情势。曲柄连杆往复式机构，沿用多年，技巧绝对落伍。因为采取曲柄连杆机构，使得泵缸活塞的运行速度近似于正弦曲线变更，因此泥浆泵排出泥浆的刹时流量和压力也按正弦曲线动摇，脉动量大。机械式泥浆泵的缺点使它无法满意当今庞杂环境下岩土作业的请求。为了满意始终增添的岩土工程施工需求，钻研一种构造新鲜、性能优异、价钱适中的新型泥浆泵来代替传统的机械式泥浆泵已成为科技始终开展的必定趋向。

 

为追求更好性能和合理构造的泥浆泵以满意钻探开发运用请求，本文钻研了新型液压缸驱动式泥浆泵。

新型液压泥浆泵应用液压缸间接驱动泵缸活塞的方法。因为采取液压缸间接驱动泥浆泵泵缸活塞，简化了加速安装及机械能源安装，因此新型液压泥浆泵体积比机械式泥浆泵要小很多。其重要由液压部分（能源机、液压泵、先导溢流阀、单向阀、次序阀、液压缸等）和泵头体系（泵头、泵缸、泵缸活塞、吸入阀、排出阀等）组成。

液压缸驱动式泥浆泵与传统的机械传动式相比，具备以下长处：①活塞运行速度颠簸，输入力较稳固；②能在很宽的规模内实现无级调速；③轻易避免过载，平安系数大；④尺寸小输入力大，安装地位可自在抉择。

 

第一、液压泥浆泵主动换向机构的

液压缸驱动式泥浆泵的症结是实现液压缸的主动往复静止。本文提出了一种应用液压缸两端缓冲缸密闭空间的低压油作为液控阀掌握源的新计划，能使液压泥浆泵体系换向颠簸、牢靠。

该换向机构应用了缓冲缸原理。缓冲缸密闭空间低压油可间接作用液控阀，实现油路换向。主油路换向选用了二位四通液动换向阀。当液压缸活塞静止至缸两端时，活塞与缓冲缸形成的部分密封腔发作的低压油流掌握液控阀实现换向。

该换向机构的任务原理是：当液控换向阀处于图1所示地位机能时液压缸正向右静止，液压缸左端为低压腔，右端为低压回油腔；在左端低压腔油的作用下，液控阀始终处于左位机能，液压缸活塞始终向右静止。当活塞静止到液压缸右端时，活塞与右端缓冲缸形成了部分密闭空间；在左端低压油的推动下，活塞继承向右静止，密闭空间油液压力敏捷降低，副作用于活塞，使活塞加速；当密闭空间油液压力降低到25 mpa（液控阀换向设定压力）时，便推动液控阀阀芯至右位机能，则尔后液压缸右腔为低压油腔，左腔为低压回油腔，液压缸向左静止；因为右端低压油的作用，液控阀始终处于右位机能，液压缸活塞始终向左静止。直至活塞静止到液压缸左端后，因为活塞与左端缓冲缸形成的密闭空间里低压油的作用，活塞开端制动；当密闭空间内油液压力到达25 mpa时，液控阀由右位机能变为左位机能。尔后液压缸左腔为低压油腔，右腔又成为低压回油腔，活塞又自左向右静止。液压泵始终地供油，则液压缸始终地主动往复静止。

如上所述，在液压缸往复静止的历程中，密闭空间的低压油同时也起到了制动活塞的作用，因此大大降落了因为活塞忽然换向给体系带来的液压冲击。

各元件及缓冲缸构造的作用：

 

第二、单向阀：在体系的主油路和掌握油路之间设置了单向阀。其作用是：当液压缸活塞换向静止时，活塞与缓冲缸形成的密闭腔将自愿扩张，致使掌握油路中油液压力急剧降落，刚刚实现换向的液控阀有能够会因此而又从新换向，形成液控阀换向重复；在两回路之间设置单向阀，因为只许可主油路油液通过，当活塞换向静止掌握油路涌现压力降落的状况时，主油路液压油能够敏捷通过此单向阀进入掌握油路进行补油，从而避免液控阀换向重复地发作。同时，单向阀的设置还保障了活塞换向后掌握油路的压力与主油路压力雷同，增添了活塞的推力，并保障了液控阀换向后能始终作用在相应的工位机能上。

 

第三、次序阀：在每个液压缸的进油路上设置次序阀，其重要作用是为了设定液压缸的任务压力。

 

第四、缓冲缸空间的设置：当活塞运行至液压缸两端时会与缓冲缸形成封闭的缓冲空间。缓冲空间的作用，一是要保障全负载的状况下，缓冲空间内油液能发作高于体系主压力的低压来满意液控阀的换向请求；二是要有足够的空间，在保障换向所需油流量的基本上，还应有足够的二次换向空间余量。

该新型应用液压缸两端缓冲缸密闭空间的低压油掌握液控阀换向的主动换向方法换向颠簸牢靠，换向时光短，无逝世点，液压冲击小。体系所采取的零件除带缓冲缸的液压缸外都为通用件，少量量工业消费时老本低，易磨损零件少，易于实现工业化消费和推广。

 

第五、新型液压泥浆泵的

在液压泥浆泵主动换向机构的基本上，本文了三缸单作用往复式液压泥浆泵。

该液压泥浆泵用液压缸活塞的直线静止代替通过曲柄连杆机构转换的直线静止，可有效地进步体系的机械效力。液压缸活塞运行速度对比颠簸，驱能源大，同时液压缸冲次低、行程长，使得液压泥浆泵泵头体系的吸、排水阀换向颠簸，吸空景象大大增添。因此，全部液压泥浆泵构造简朴，输入泥浆压力、流量对比稳固，容积效力高。

 

第六、液压体系

液压体系是液压泥浆泵的症结。

该液压体系采取定量泵供油。液压泵由大功率三相交换电动机供给能源。先导溢流阀的远控口接二位？动阀处于常通状况，先导溢流阀远控口接油箱，体系卸载；当须要泥浆泵任务时，推入手动阀至常闭状况，则先导溢流阀远控口封闭，体系树立压力开端任务。体系中的3个次序阀用来设定雷同的液压缸任务压力；体系主油路分红3条支油路分手出来3个液压缸，因为次序阀的独特调压作用，可使3条油路的流量近似相等。过滤器各并联一单向阀，此单向阀开启压力为0。4 mpa。当过滤器梗塞时，进油口和出油口压力差急剧增大，当压差大于0。4 mpa时，单向阀开启，从而掩护过滤器，但当此状况发作后，应当尽快改换过滤器，免得油液净化形成体系故障。为了使体系能在恰当的油温下任务，采取了强迫对流水式冷却器，冷却效力高，保障体系能长时光正常任务。主回油路上的单向阀开启压力为0。4 mpa，作回油路背压阀，起到稳固液压缸运行速度的目标。

 

第七、活塞运行速比及其安装

为保障液压泥浆泵遵照肯定的法则任务，液压缸速比为2，同时按以下方法安装3个液压缸活塞的初始地位：第一只活塞在液压缸最左端；第二只装在液压缸两头，与第一只活塞距离l÷2液压缸的行程，假设液压缸左端为无杆端）；第三只装在液压缸最右端，与第二个活塞距离l÷2。因为液压缸的速比为2，即返回速度是推动速度的2倍，则启动体系经过一段时光后，当第一只活塞推动到液压缸两头时，第二只活塞则推动到液压缸最右端，而第三只活塞恰恰从液压缸最右端疾速返回至最左端。这样就能够保障液压泥浆泵在任何时刻都只要2个活塞做推动做功而另一个活塞回程。从而保障液压泥浆泵排出流量和压力对比稳固的泥浆液。

 

第八、 液压缸密闭空间容积确实定

本应用缓冲缸密闭空间霎时增压的油液来掌握液控换向阀以实现液压缸主动换向的目标。密闭空间的树立和密闭空间的油液容量多少间接影响换向阀的换向时光和正确性。

假设所选的液控阀换向时所需的掌握油液量为δv。斟酌到实践运用时掌握管路中液压油的收缩和不可避免的走漏，以及当体系在行将换向时停机后掌握油的走漏，还应当保障体系不能存在换向逝世点。因此，按换向所需油液量增添20％作为密闭空间的实践容积，则密闭空间的容积为1。2$v。

密闭空间的详细参数与液压缸内径和活塞杆直径有关，时应综合斟酌，但至少要保障密闭空间的内径在液压缸内径和活塞杆直径之间。

 

 

第九、泵头体系的

液压泥浆泵的泵头体系与机械式泥浆泵的泵头体系在构造上区别不大，都由泵头、泵缸、活塞、活塞杆、缸盖及压力表等形成。机械式泥浆泵还包含排出空气包，因为液压泥浆泵排出泥浆流量及压力较稳固，因此能够省去。目前机械式泥浆泵的泵头体系已十分成熟