一种节能型液驱数字泥浆泵的制作方法

本发明属于泥浆泵，涉及一种节能型液驱数字泥浆泵。

背景技术：

1、泥浆泵是将机械能转化为流体能的设备，通过机械运动(通常由电动机或柴油机驱动)推动活塞或双柱塞活塞杆或叶片，对泥浆施加压力，使其流动，用于地质钻探，尤其开采，地质注浆等。目前常用的泥浆泵借助曲柄连杆机构推动活塞在缸套中往复运动，在吸入阀和排出阀的交替配合下，实现泥浆的吸入和压出，此类泥浆泵具有以下缺点：①机械能传递路径长，机械部件之间的摩擦和碰撞会造成较大的能量损失；②泥浆泵输出流量为分档阶梯输出，只能通过改变转速或更换不同规格的双柱塞活塞杆调节排量；③机械零部件数量多、结构复杂、维护作业增加；④体积和重量较大，安装空间要求高。⑤噪声和振动较大；⑥活塞与缸套为机械密封，易摩擦生热，影响配件寿命，若更换为陶瓷双柱塞活塞杆，则增加成本；⑦整机在额定流量为大流量参数的情况下，无法实现极小流量(如额定流量的13％以内的流量输出)和较高压力(如额定压力)同时输出。现有技术中的液压泥浆泵则主要以液压回路实现推动油缸往复运动，其缺陷在于：需要使用多个液压元器件，对液压油及使用条件要求高；高功率泥浆泵的往复运行性能不平稳；采用固定双柱塞活塞杆，小流量运行能耗高。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种节能型液驱数字泥浆泵，以解决现有技术中存在的泥浆泵运行不平稳、能耗高的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

3、一种节能型液驱数字泥浆泵，包括液驱组件和自动换向压差作动器；所述液驱组件包括缸体，所述缸体内沿轴向滑动设置有双柱塞活塞杆，所述缸体上连接有多条带有单向阀的浆液吸入管路和带有单向阀的浆液排出管路；

4、所述自动换向压差作动器包括内部设置有内腔体的作动器本体，所述作动器本体内还设置有能够沿作动器本体长度方向往复运动的柱塞体；

5、所述作动器本体与所述缸体通过液压管路相连，且所述作动器本体通过液压油进/出内腔体推动柱塞体往复运动，进而带动双柱塞活塞杆在缸体内作前后往复运动。

6、本发明还具有以下技术特征：

7、具体的，所述缸体内部前后两端分别设置有第一连接组件和第二连接组件；所述双柱塞活塞杆包括由前向后顺序同轴连接设置的第一柱塞、连接段和第二柱塞；所述第一柱塞穿设在第一连接组件内，第二柱塞穿设在第二连接组件内；

8、所述连接段外套设有第一限位活塞环和第二限位活塞环，所述第一限位活塞环外壁和第二限位活塞环外壁均与缸体壁内表面贴合。

9、更进一步的，所述第一连接组件和第二连接组件结构相同，且呈镜像对称设置，所述第一连接组件上轴向开设有用于穿设第一柱塞的通孔，所述通孔内壁开有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈，所述密封圈与所述双柱塞活塞杆滑动配合。

10、更进一步的，所述缸体内沿周向设置第一限位台阶和第二限位台阶，所述第一限位台阶与第一限位活塞环之间形成环形的第一液流腔；所述第二限位台阶与第二限位活塞环之间形成环形的第二液流腔。

11、更进一步的，所述缸体壁上开设有浆液吸入口和浆液排出口，所述浆液吸入口连通所述的浆液吸入管路，所述浆液排出口连通所述的浆液排出管路，所述浆液吸入口和浆液排出口均设置在对应的缸体壁上；浆液吸入口设置在缸体下部缸壁上，浆液排出口设置在缸体上部缸壁上，浆液吸入口和浆液排出口对称分布。

12、更进一步的，所述第一柱塞的前端面与缸体内壁、第一连接组件通孔内壁之间形成第一浆液腔；所述连接段的前端面与所述第一连接组件第一连接组件、缸体内壁之间形成第二浆液腔；所述连接段的后端面与所述第二连接组件的前端面、缸体内壁之间形成第三浆液腔；所述第二柱塞的后端面与缸体内壁、第二连接组件通孔内壁之间形成第四浆液腔；

13、所述浆液排出口包括由前向后顺序设置的第一浆液排出口、第二浆液排出口、第三浆液排出口和第四浆液排出口；所述第一浆液排出口与第一浆液腔连通；所述第二浆液排出口与第二浆液腔连通；

14、所述浆液排出管路包括与第一浆液排出口连通的第一浆液排出管路、与第二浆液排出口连通的第二浆液排出管路、与第三浆液排出口连通的第三浆液排出管路和与第四浆液排出口连通的第四浆液排出管路；第一浆液排出管路与第四浆液排出管路汇合于第一汇合管路；第二浆液排出管路、第三浆液排出管路和第一汇合管路汇合于第二汇合管路。

15、更进一步的，所述第一汇合管路上设置有第一数字流量计；第二汇合管路上设置有第二数字流量计；所述第一汇合管路和第二汇合管路上均设置有压力变送器。

16、更进一步的，所述柱塞体后端面与作动器本体后端面之间设置有a腔；所述柱塞体前端面与作动器本体前端面之间设置有b腔。

17、更进一步的，所述液压管路包括第一液压油进油管路、第一液压油回油管路、第二液压油进油管路、第二液压油回油管路、第三液压油回油管路、先导压差比较油路、a腔进油油路、b腔进油油路、柱塞体第一油路和柱塞体第二油路；

18、所述第一液压油进油管路能够与所述先导压差比较油路和先导压差比较油路连通，且第一液压油进油管路能够经柱塞体第二油路连通第二液压油进油管路；

19、所述第二液压油进油管路、第二液压油回油管路和a腔进油油路均能与第二液流腔连通；所述第二液压油回油管路还与第一液压油回油管路连通，所述a腔进油油路还与a腔连通；

20、所述第三液压油回油管路和先导压差比较油路均能与第一液流腔连通，且第三液压油回油管路还能经a腔进油油路连通。

21、更进一步的，所述所述柱塞体的后端面面积大于柱塞体的前端面面积。

22、本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

23、(1)本发明提供的节能型液驱数字泥浆泵以液压驱动代替传统的机械驱动、机械部件少，缩短了机械能传递路径、减少了能量损失、提高了泥浆泵效率；采用同轴双柱塞活塞杆结构，配合自动换向压差作动器，实现了泥浆泵输出流量的无级调节。

24、(2)本发明提供的节能型液驱数字泥浆泵上设置了第一数字流量计和第二数字流量计，以及压力变送器，实现了泥浆泵的数字化功能，提高了泥浆泵的控制精度和监测水平。

25、(3)本发明提供的节能型液驱数字泥浆泵体积小、重量轻、安装空间要求低、噪声低、振动小。活塞与缸套直接接触液体，散热性好。

技术特征：

1.一种节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，包括液驱组件(1)和自动换向压差作动器(2)；所述液驱组件(1)包括缸体(11)，所述缸体(11)内沿轴向滑动设置有双柱塞活塞杆(12)，所述缸体(11)上连接有多条带有单向阀的浆液吸入管路(3)和带有单向阀的浆液排浆管路(4)；

2.如权利要求1所述的节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，所述缸体(11)内部前后两端分别设置有第一连接组件(13)和第二连接组件(14)；所述双柱塞活塞杆(12)包括由前向后顺序同轴连接设置的第一柱塞(121)、连接段(122)和第二柱塞(123)；所述第一柱塞(121)穿设在第一连接组件(13)内，第二柱塞(123)穿设在第二连接组件(14)内；

3.如权利要求2所述的节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，所述第一连接组件(13)和第二连接组件(14)结构相同，且呈镜像对称设置，所述第一连接组件(13)上轴向开设有用于穿设第一柱塞(121)的通孔，所述通孔内壁开有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈(131)，所述密封圈(131)与所述双柱塞活塞杆(12)滑动配合。

4.如权利要求2所述的节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，所述缸体(11)内沿周向设置第一限位台阶(111)和第二限位台阶(112)，所述第一限位台阶(111)与第一限位活塞环(15)之间形成环形的第一液流腔(17)；所述第二限位台阶(112)与第二限位活塞环(16)之间形成环形的第二液流腔(18)。

5.如权利要求1所述的节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，所述缸体(11)壁上开设有浆液吸入口和浆液排出口，所述浆液吸入口连通所述的浆液吸入管路(3)，所述浆液排出口连通所述的浆液排出管路(4)，所述浆液吸入口和浆液排出口均设置在与小径端对应的缸体(11)壁上；浆液吸入口设置在缸体(11)下部缸壁上，所述浆液吸入口和浆液排出口对称分布。

6.如权利要求2所述的节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，所述第一柱塞(121)的前端面与缸体(11)内壁、第一连接组件(13)通孔内壁之间形成第一浆液腔(113)；所述连接段(122)的前端面与所述第一连接组件(13第一连接组件(13)、缸体(11)内壁之间形成第二浆液腔(114)；所述连接段(122)的后端面与所述第二连接组件(14)的前端面、缸体(11)内壁之间形成第三浆液腔(115)；所述第二柱塞(123)的后端面与缸体(11)内壁、第二连接组件(14)通孔内壁之间形成第四浆液腔(116)；

7.如权利要求6所述的节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，所述第一汇合管路(45)上设置有第一数字流量计(5)；第二汇合管路(46)上设置有第二数字流量计(6)；所述第一汇合管路(45)和第二汇合管路(46)上均设置有压力变送器。

8.如权利要求1所述的节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，所述柱塞体(22)后端面与作动器本体(21)后端面之间设置有a腔；所述柱塞体(22)前端面与作动器本体(21)前端面之间设置有b腔。

9.如权利要求8所述的节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，所述液压管路包括第一液压油进油管路(23)、第一液压油回油管路(24)、第二液压油进油管路(25)、第二液压油回油管路(26)、第三液压油回油管路(27)、先导压差比较油路(28)、a腔进油油路(211)、b腔进油油路(212)、柱塞体第一油路(221)和柱塞体第二油路(222)；

10.如权利要求1所述的节能型液驱数字泥浆泵，其特征在于，所述柱塞体(22)的后端面面积大于柱塞体(22)的前端面面积。

技术总结本发明公开一种节能型液驱数字泥浆泵，包括液驱组件和自动换向压差作动器；液驱组件组件包括缸体，缸体内沿轴向滑动设置有双柱塞活塞杆，缸体上连接有多条带有单向阀的浆液吸入管路和带有单向阀的浆液排浆管路；自动换向压差作动器包括内部设置有内油道的作动器本体，作动器本体内还设置有压差比较器，作动器本体上连接有第一液压油进油管路、第一液压油回油管路和液压先导管路；作动器本体经第一液压油回油管路和第二液压油进油管路与缸体内部连通；作动器本体通过液压油进/出内腔体推动柱塞体往复运动，进而带动双柱塞活塞杆在缸体内作前后往复运动。本发明装置以液压驱动代替机械驱动，实现了泥浆泵输出流量的无级调节，提高泥浆泵效率。技术研发人员：张占强,姬中奎,石志远,张雁,刘英锋,梁向阳,李德彬,薛小渊,王昱同受保护的技术使用者：中煤科工西安研究院（集团）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18