CN103821690B - 液压推动往复式双缸泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压推动往复式双缸泵，包括安装在机架上的双缸泵头，双缸泵头各缸分别由活塞杆一和活塞杆二驱动吸排运动，该双缸泵还包括齿轮、换向装置、油泵、油箱和两个平行布置在机架上的单活塞式双出杆液压缸一和单活塞式双出杆液压缸二，换向装置包括二位六通换向阀和传动杠杆，各液压缸的活塞杆的一端分别与双缸泵头相应的活塞杆直线连接推动其在泵缸内做往复运动，在各液压缸的活塞杆另一端的相对面上开有相应的齿纹，齿轮布置在该端各液压缸的活塞杆之间并与各侧的齿纹啮合驱动其反向运动。本发明整体体积小，方便拆卸维修；力无需分解及损耗，整体行程更加匀速，不停机也可实现无极调速，同步联动性强，吸排更加稳定。

Description

液压推动往复式双缸泵

技术领域

本发明属于泥浆泵领域，尤其涉及一种液压推动往复式双缸泵。

背景技术

泥浆泵，是指在钻探过程中向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液的机械，它是钻探设备的重要组成部分。在常用的正循环钻探中﹐它是将地表冲洗介质──清水﹑泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下，经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端，以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。

常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的，由动力机带动泵的曲轴回转，曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动，在吸入和排出阀的交替作用下，实现压送与循环冲洗液的目的。这种泥浆泵普遍存在以下问题：一、采用曲轴连杆及齿轮变速结构，整体体积过大，且不方便拆卸维修；二、采用曲轴回转推动形式，从变速箱输出的轴向力需先经过齿轮再传给曲轴，损耗大，曲轴旋转推动活塞或柱塞，力需要经过分解且无法保证其运行时的匀速性；三、采用齿轮变速，其变速级别固定，无法实现无极调速，且必须在停机状态下才能进行调速，使用不方便。

为此，人们发明了液压驱动式泥浆泵，泵的各活塞或柱塞分别与一液压缸相连，油泵分别为各液压缸的一油口供油，实现各液压缸的往复动作。由于泵头在吸水和排水过程的阻力不一样，为保证各液压缸之间的同步性，必须采用高压泵和低压泵通过若干电磁阀配合使用，油路连接较为复杂，成本也高，在野外工作无电时更是无法使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体积小、运行平稳、能实现无级变速、联动性更强的液压推动往复式双缸泵。

本发明提供的这种液压推动往复式双缸泵，包括安装在机架上的双缸泵头，所述双缸泵头各缸分别由活塞杆一和活塞杆二驱动吸排运动，该双缸泵还包括齿轮、换向装置、油泵、油箱和两个平行布置在机架上的单活塞式双出杆液压缸一和单活塞式双出杆液压缸二，所述换向装置包括二位六通换向阀和传动杠杆，所述单活塞式双出杆液压缸一的活塞杆三的一端与活塞杆一直线连接推动其在泵缸内做往复运动，所述单活塞式双出杆液压缸二的活塞杆四的一端与活塞杆二直线连接推动其在泵缸内做往复运动，在活塞杆三和活塞杆四另一端的相对面上开有相应的齿纹一和齿纹二，所述齿轮布置在该端的活塞杆三和活塞杆四之间并与各侧的齿纹一和齿纹二啮合驱动活塞杆三或活塞杆四的反向运动，所述单活塞式双出杆液压缸一上与活塞杆一连接侧的a口通过二位六通换向阀的A口经其T口与油箱相连，所述单活塞式双出杆液压缸二上与活塞杆二连接侧的c口通过二位六通换向阀的C口经其T口与油箱相连，所述单活塞式双出杆液压缸一上与齿轮连接侧的b口与二位六通换向阀的B口相连，所述单活塞式双出杆液压缸二上与齿轮连接侧的d口与二位六通换向阀的D口相连，所述油泵的吸油口与油箱相连，该油泵的出油口通过一流量控制阀与二位六通换向阀的P口相连，所述传动杠杆安装在活塞杆三和活塞杆四与齿轮连接一端的机架上，该传动杠杆的一端通过一连杆与二位六通换向阀的阀芯连接，所述活塞杆三或活塞杆四与齿轮连接的一端分别与该传动杠杆的相应端相接推动其绕支点摆动，所述传动杠杆摆动带动二位六通换向阀的阀芯移动换向，控制所述二位六通换向阀的B口与T口、D口与P口相连或D口与T口、B口与P口相连。

为使本发明在运行时各单活塞式双出杆液压缸的活塞杆不会跑偏，更加稳定，该双缸泵还包括压紧轮一和压紧轮二，所述压紧轮与齿轮对称布置在活塞杆三的两侧，所述压紧轮二与齿轮对称布置在活塞杆四的两侧。

为使本发明的结构更为简便，体积更小，所述单活塞式双出杆液压缸一和单活塞式双出杆液压缸二采用整体式结构。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过液压做功代替原有技术中的曲轴动作，省去了现有技术中的曲轴连杆及齿轮变速结构，油泵、液压缸及油箱可用软高压油管连接，安装位置灵活，整体体积变小，方便拆卸维修；由直线推动运动取代回转推动运动，力无需分解且不会受到齿轮磨合的耗损，使泵能在保持低耗能的情况下整体行程更加匀速，特别适用低冲次长冲程运行。

2、油泵通过流量控制阀驱动液压缸，可在泵吸排动作的同时对其进行手动无极调速，并实施过载压力保护，使用更为方便、安全。

3、两个液压缸之间通过齿轮传动，保证了两个液压缸的活塞杆在泵头吸排过程中往复运动的同步联动性，吸排更加稳定。

附图说明

图1为本发明状态一的结构示意图。

图2为本发明状态二的结构示意图。

具体实施方式

从图1和图2可以看出，本发明这种液压推动往复式双缸泵，包括安装在机架上的双缸泵头1、单活塞式双出杆液压缸一2、单活塞式双出杆液压缸二3、齿轮4、换向装置5、油泵6和油箱7，双缸泵头1包括与各缸分别连接的活塞杆一11和活塞杆二12驱动吸排运动，换向装置5包括二位六通换向阀51、传动杠杆52和连杆53，单活塞式双出杆液压缸一2和单活塞式双出杆液压缸二3平行布置在机架上，单活塞式双出杆液压缸一2的活塞杆三21的一端与活塞杆一11直线连接推动其在泵缸内做往复运动，单活塞式双出杆液压缸二3的活塞杆四31的一端与活塞杆二12直线连接推动其在泵缸内做往复运动，在活塞杆三21和活塞杆四31另一端的相对面上开有相应的齿纹一22和齿纹二32，齿轮4安装在该端的活塞杆三21和活塞杆四31之间的机架上，齿轮4的对应外侧分别与齿纹一22和齿纹二32啮合，活塞杆三21在单活塞式双出杆液压缸一2内移动并通过齿轮与齿纹啮合带动活塞杆四31在单活塞式双出杆液压缸二3内反向移动，或活塞杆四31在单活塞式双出杆液压缸二3内移动并通过齿轮与齿纹啮合带动活塞杆三21在单活塞式双出杆液压缸一2内反向移动，单活塞式双出杆液压缸一2上与活塞杆一11连接侧的a口与二位六通换向阀51的A口相连，单活塞式双出杆液压缸二3上与活塞杆二12连接侧的c口与二位六通换向阀51的C口相连，单活塞式双出杆液压缸一2上与齿轮3连接侧的b口与二位六通换向阀51的B口相连，单活塞式双出杆液压缸二3上与齿轮4连接侧的d口与二位六通换向阀51的D口相连，二位六通换向阀51的T口与油箱7相连，油泵6的吸油口与油箱7相连，该油泵6的出油口通过一流量控制阀61与二位六通换向阀51的P口相连，传动杠杆52安装在活塞杆三21和活塞杆四31与齿轮3连接一端的机架上，该传动杠杆52的一端通过连杆53与二位六通换向阀51的阀芯连接，该传动杠杆52的各端分别与活塞杆三21或活塞杆四31与齿轮4连接的一端相接并由其推动绕支点摆动，传动杠杆52摆动带动二位六通换向阀51的阀芯移动，控制二位六通换向阀51的A、B和C口都与T口、D口与P口相连，或二位六通换向阀51的A、C和D口都与T口、B口与P口相连。

从图1和图2可以看出，本发明还包括压紧轮一8和压紧轮二9，压紧轮8与齿轮4对称布置在活塞杆三21的两侧，夹紧活塞杆三21确保其不偏离运动轨迹，压紧轮二9与齿轮4对称布置在活塞杆四31的两侧，夹紧活塞杆四31确保其不偏离运动轨迹。

在本发明中单活塞式双出杆液压缸一2和单活塞式双出杆液压缸二3可由一个带有两个平行且相互独立的腔体和两个分别安装在各相应腔体内的双出杆制成一整体式结构

本发明的运动过程如下：

1、如与图1所示，假设初始状态时，活塞杆三21的一端与传动杠杆52的一端相接，二位六通换向阀51的A、C和D口都与T口相连，其B口与P口相连；与活塞杆一11相连的泵腔充满气体，与活塞杆二12相连的泵腔无气体。开启油泵6，油箱7内的油经油泵6、流量控制阀61流入二位六通换向阀51的P口，再经二位六通换向阀51的B口、单活塞式双出杆液压缸一2的b口流入其靠近齿轮4一端的腔体内；

2、单活塞式双出杆液压缸一2的活塞杆三21向双缸泵头1一侧移动，驱动活塞杆一11向泵缸内侧移动，由该活塞杆一11控制的泵腔排气；与此同时，活塞杆三21通过齿轮4与两侧的齿纹一22和齿纹二32啮合驱动单活塞式双出杆液压缸二3的活塞杆四31向传动杠杆52一侧移动，带动活塞杆二12向泵缸外侧移动，由该活塞杆二12控制的泵腔吸水；

3、随着单活塞式双出杆液压缸二3的活塞杆四31向传动杠杆52一侧移动，活塞杆四31与传动杠杆52的一端相接并推动其绕支点旋转，当两个泵腔同步吸排完成后，活塞杆四31推动传动杠杆52正转至最大范围；与此同时，与传动杠杆52一端通过连杆53相连的二位六通换向阀51的阀芯被推动至另一位置，致使二位六通换向阀51的A、B和C口都与T口相连，其D口与P口相连，如图2所示；

4、油箱7内的油经油泵6、流量控制阀61流入二位六通换向阀51的P口，再经二位六通换向阀51的D口、单活塞式双出杆液压缸二3的d口流入其靠近齿轮3一端的腔体内；

5、单活塞式双出杆液压缸二3的活塞杆四31向双缸泵头1一侧移动，驱动活塞杆二12向泵缸内侧移动，由该活塞杆二12控制的泵腔排水；与此同时，活塞杆四31通过齿轮4与两侧的齿纹一22和齿纹二32啮合驱动单活塞式双出杆液压缸一2的活塞杆三21向传动杠杆52一侧移动，带动活塞杆一11向泵缸外侧移动，由该活塞杆一11控制的泵腔吸水；

6、随着单活塞式双出杆液压缸一2的活塞杆三21向传动杠杆52一侧移动，活塞杆三21与传动杠杆52的一端相接并推动其绕支点旋转，当两个泵腔同步吸排水完成后，活塞杆三21推动传动杠杆52反转至最大范围；与此同时，与传动杠杆52一端通过连杆53相连的二位六通换向阀51的阀芯被推动初始位置，重复上述过程，完成连续吸排水动作。

Claims (3)

1.一种液压推动往复式双缸泵，包括安装在机架上的双缸泵头（1），所述双缸泵头（1）各缸分别由活塞杆一（11）和活塞杆二（12）驱动吸排运动，其特征在于：该双缸泵还包括齿轮（4）、换向装置（5）、油泵（6）、油箱（7）和两个平行布置在机架上的单活塞式双出杆液压缸一（2）和单活塞式双出杆液压缸二（3），所述换向装置（5）包括二位六通换向阀（51）和传动杠杆（52），所述单活塞式双出杆液压缸一（2）的活塞杆三（21）的一端与活塞杆一（11）直线连接推动其在泵缸内做往复运动，所述单活塞式双出杆液压缸二（3）的活塞杆四（31）的一端与活塞杆二（12）直线连接推动其在泵缸内做往复运动，在活塞杆三（21）和活塞杆四（31）另一端的相对面上开有相应的齿纹一（22）和齿纹二（32），所述齿轮（4）布置在该端的活塞杆三（21）或活塞杆四（31）之间并与各侧的齿纹一（22）和齿纹二（32）啮合驱动活塞杆三（21）和活塞杆四（31）的反向运动，所述单活塞式双出杆液压缸一（2）上与活塞杆一（11）连接侧的a口通过二位六通换向阀（51）的A口经其T口与油箱（7）相连，所述单活塞式双出杆液压缸二（3）上与活塞杆二（12）连接侧的c口通过二位六通换向阀（51）的C口经其T口与油箱（7）相连，所述单活塞式双出杆液压缸一（2）上与齿轮（4）连接侧的b口与二位六通换向阀（51）的B口相连，所述单活塞式双出杆液压缸二（3）上与齿轮（4）连接侧的d口与二位六通换向阀（51）的D口相连，所述油泵（6）的吸油口与油箱（7）相连，该油泵（6）的出油口通过一流量控制阀（61）与二位六通换向阀（51）的P口相连，所述传动杠杆（52）安装在活塞杆三（21）和活塞杆四（31）与齿轮（4）连接一端的机架上，该传动杠杆（52）的一端通过一连杆（53）与二位六通换向阀（51）的阀芯连接，所述活塞杆三（21）或活塞杆四（31）与齿轮（4）连接的一端分别与该传动杠杆（52）的相应端相接推动其绕支点摆动，所述传动杠杆（52）摆动带动二位六通换向阀（51）的阀芯移动换向，控制所述二位六通换向阀（51）的B口与T口、D口与P口相连或D口与T口、B口与P口相连。

2.根据权利要求1所述的液压推动往复式双缸泵，其特征在于：该双缸泵还包括压紧轮一（8）和压紧轮二（9），所述压紧轮（8）与齿轮（4）对称布置在活塞杆三（21）的两侧，所述压紧轮二（9）与齿轮（4）对称布置在活塞杆四（31）的两侧。

3.根据权利要求1所述的液压推动往复式双缸泵，其特征在于：所述单活塞式双出杆液压缸一（2）和单活塞式双出杆液压缸二（3）采用整体式结构。