高压变量注浆泵的制作方法

专利名称：高压变量注浆泵的制作方法技术领域：本实用新型涉及一种注浆泵，特别是一种用于大坝基础、山体廊道的帷幕注浆的高压变量注浆泵。背景技术：随着西部水电建设的全面提速，其基础处理工程特别是大坝基础、山体廊道的帷 幕注浆的压力升高，对现有的注浆设备提出挑战。帷幕注浆的工作压力从原来的5Mpa提高 到15Mpa，而现有的注浆设备的额定压力为lOMpa。根据注浆泵的额定压力至少是工作压力 2倍以上的选型要求，必须开发额定压力为30Mpa的高压注浆泵。越是高压注浆，对原生态地质结构的破坏就越加剧，原有的三腔室的注浆泵因为 压力波动较大，已经不能满足施工要求。在现有的高压注浆的工程施工中，大部分使用的是改进设备即减小柱塞的直径 升高压力，同时降低泵的排量。这种靠牺牲排量换取压力升高的做法一是无法满足施工实 际排量的要求；二是由于压力升高泵头总成存在安全隐患；三是加剧改进设备传动系统的 磨损，减少设备使用寿命，增加了施工成本。目前国内已有的高压注浆泵主要是用于旋喷注浆法。该泵体积庞大笨重，电机功 率大，价格高，不易搬迁，无法满足水电廊道等快速多变的施工要求。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高压变量注浆泵，可以降低注浆时的 压力波动，满足额定压力为30Mpa的注浆要求。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种高压变量注浆泵，包 括原动机，离合器设于变速箱壳体内，原动机通过离合器与变速器连接，变速器通过行星减 速器与曲轴连接，曲轴上设有四个连杆颈，每个连杆颈通过连杆与柱塞连接，柱塞设在吸排 腔内，吸排腔出口设有多个单向阀。所述的连杆颈在圆周上相距90°。所述的离合器为常闭式钢片湿式摩擦离合器。所述的变速器内设有滑移齿轮组。所述的变速箱壳体为以曲轴中轴线对剖的上下结构。所述的行星减速器的传动比为5 1。所述的吸排腔内或与吸排腔直接连接的管道上还设有膜片式安全阀。与单个吸排腔连接的单向阀轴线重合。本实用新型提供的一种高压变量注浆泵，采用四缸单作用、齿轮传动、速度变量、 机电一体化结构的设计，具有以下有益的效果1)四缸单作用，排量更均勻，压力更稳定。从经济性讲选择三缸单作用更实用，但 由于三缸和四缸相差一缸，要达到足够的排量，就必须增加柱塞的直径或者提高转速。由于是高压注浆泵，要达到上述目的就必须增加电动机的功率，增大曲轴的直径和加强变速箱 体的设计厚度，由此产生体积大，质量重、制造成本增加等，从而无法适应隧道及廊道的施 工要求。四缸单作用设计方案下，由于缸数增加，其曲轴旋转正弦交变角度由三缸的120° 变为四缸的90°，其柱塞往复运动的重复角度增加，这样导致Qmax(最大流量)与Qm(平均流 量)的差距非常小，因而压力更加稳定。由于缸数增加一个缸，在设计排量固定的前提下， 其柱塞直径可以变小，从而减少原动机的功率；曲轴直径可以变细，变速箱强度等级可以降 低，这样使泵的总体结构精巧、重量轻、易搬迁，降低了制造成本和使用成本，单台设备使用 的经济效益及性价比较高。2)在变速器内，有一对滑移齿轮组，通过变速手柄带动滑移齿轮组实现高、低速档的 转换，达到变速的目的。在变速器的末端，即三级轴与曲轴之间有一行星减速器，其降速比达到 5 1，因而此结构使变速箱的齿轮转速处于高速端。由于转速与扭矩的乘积等于功率，这种结构 型式使变速箱的齿轮受力较小，不易磨损；同时设计时齿轮较薄，减轻了重量，降低了制造成本。3)离合器和变速器合二为一内置式封闭结构，更能适应恶劣的施工条件。注浆泵 在施工过程中，由于浆液的溢流或飞溅，注浆泵零部件容易被浆液覆盖，导致设备无法正常 使用。本实用新型采用了内置封闭结构常闭式钢片湿式摩擦离合器。这种内置封闭结构， 不怕浆液的溢流飞溅，在极其恶劣的施工条件下，保证了离合器等安全运行。由于在结构上 设计精巧，因而体积小、易操作，可以直接安装在电机联轴器上，离合时只需要轻轻抬动离 合手柄，通过偏心轮与顶杆之间的作用力，即可打开离合器，从而实现离合的目的。4)变速箱壳体采用以曲轴中轴线对剖的上下结构。即变速箱壳体沿着曲轴、滑套 中轴线对剖，形成上、下两部分。当更换曲轴、连杆、十字头、滑套等零部件时，只需拧开变速 箱壳体的连接螺栓，就可以非常方便更换上述零部件。这种结构换件维修方便，减少了工人 的劳动强度，缩短了辅助时间，改变了传统的斜剖式结构更换上述零件时需将传动系统整 件移出。在隧道、廊道施工无起重设备时，对剖式结构的优越性更加突出。5)本实用新型采用膜片式安全阀，传统产品安全装置采用的是出浆口设装有弹簧 式调压的安全阀。由于注浆泵输送的介质环境恶劣，阀腔容易被介质堵塞凝固，从而失去了 保护作用。膜片式安全阀采用破坏式设计，当注浆压力超过设计压力时，膜片在介质压力的 作用下发生破裂，介质从其中泄出，使注浆泵吸排腔体内失压，从而达到保护其他零部件不 会因超负荷而发生损坏。采用膜片式安全阀，简单实用安全可靠。6)采用直通式泵头，提高浆液的通透性。此时与泵头吸排腔连接的单向阀的轴线 重合，有利于提高浆液的流动性。7)本实用新型部分配件使用汽车、摩托车的通用件，降低了配件的成本。本实用新型具有结构紧凑，价格适中，节能降耗，维修方便，易拆卸搬迁，性价比高 的特点。图1为本实用新型的整体结构示意图。具体实施方式如图1中，一种高压变量注浆泵，包括原动机3，离合器2设于变速箱壳体1内，原动机3通过离合器2与变速器12连接，变速器12通过行星减速器5与曲轴6连接，曲轴6 上设有四个连杆颈7，每个连杆颈7通过连杆8与柱塞9连接，柱塞9设在吸排腔10内，吸 排腔10出口设有多个单向阀11。所述的连杆颈7在圆周上相距90°。所述的离合器2为常闭式钢片湿式摩擦离合器。所述的变速器12内设有滑移齿轮组4。所述的变速箱壳体1为以曲轴6中轴线对剖的上下结构。所述的行星减速器5的传动比为5 1。所述的吸排腔10内或与吸排腔10直接连接的管道上还设有膜片式安全阀。与单个吸排腔10连接的单向阀11轴线重合。使用时，原动机3启动，原动机3通过离合器2带动变速器12运转，离合器2位于 变速箱壳体1内，避免了运行时受到浆液的污染，变速器12内设有滑移齿轮组4，通过滑移 齿轮组4的滑动变换变速器12的传动比，变速器12的输出通过行星减速器5与曲轴6连 接，行星减速器5的传动比为5 1，曲轴6上设有四个连杆颈7，在圆周上相距90°排列， 每个连杆颈7通过连杆8与柱塞9连接，当曲轴6每旋转90°就有一个柱塞9排出浆液，从 而保证了灌浆的连续性，减少了输出压力的波动，与每个吸排腔10连通的两个单向阀11成 一直线，减少了浆液的转折路线，提高了浆液的流动性。每个泵头的入口互相连通，每个泵 头的出口也互相连通，通过曲轴6的旋转带动柱塞9在吸排腔10内做直线往复运动，配合 单向阀11的开启和闭合，实现了浆液的连续吸排。变速器12或离合器2维修时，取下变速箱壳体1上的连接螺栓，既可以方便的更 换，轴套、轴或齿轮等配件。实施例一种柱塞直径为45mm的注浆泵，具体参数如下 以下为本实施例的检验报告[0039]权利要求一种高压变量注浆泵，包括原动机(3)，其特征在于离合器(2)设于变速箱壳体(1)内，原动机(3)通过离合器(2)与变速器(12)连接，变速器(12)通过行星减速器(5)与曲轴(6)连接，曲轴(6)上设有四个连杆颈(7)，每个连杆颈(7)通过连杆(8)与柱塞(9)连接，柱塞(9)设在吸排腔(10)内，吸排腔(10)出口设有多个单向阀(11)。2.根据权利要求1所述的一种高压变量注浆泵，其特征在于所述的连杆颈(7)在圆 周上相距90°。3.根据权利要求1所述的一种高压变量注浆泵，其特征在于所述的变速器(12)为常 闭式钢片湿式摩擦离合器。4.根据权利要求1所述的一种高压变量注浆泵，其特征在于所述的变速器(12)内设 有滑移齿轮组(4)。5.根据权利要求1所述的一种高压变量注浆泵，其特征在于所述的变速箱壳体(1) 为以曲轴(6)中轴线对剖的上下结构。6.根据权利要求1所述的一种高压变量注浆泵，其特征在于所述的行星减速器(5) 的传动比为5 1。7.根据权利要求1所述的一种高压变量注浆泵，其特征在于所述的吸排腔(10)内或 与吸排腔(10)直接连接的管道上还设有膜片式安全阀。8.根据权利要求1所述的一种高压变量注浆泵，其特征在于与单个吸排腔(10)连接 的单向阀(11)轴线重合。专利摘要本实用新型提供了一种高压变量注浆泵，涉及一种注浆泵，离合器设于变速箱壳体内，原动机通过离合器与变速器连接，变速器通过行星减速器与曲轴连接，曲轴上设有四个连杆颈，每个连杆颈通过连杆与柱塞连接，柱塞设在吸排腔内，吸排腔出口设有多个单向阀。本实用新型采用四缸单作用、齿轮传动、速度变量、机电一体化结构的设计，排量更均匀，压力更稳定；安全可靠，维修方便；降低使用成本，性价比高；结构紧凑，价格适中，节能降耗，易拆卸搬迁。文档编号F04B9/02GK201588753SQ200920319118公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日发明者袁新年, 郑立云 申请人:宜昌天通泵业有限公司