CN104047905A - 一种利用三通球阀控制的高粘稠流体泵送设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体输送技术领域，尤其涉及一种利用三通球阀控制的高粘稠流体泵送设备。该设备设置了两个罐体，并在罐体间设有空气射流泵、三通球阀和空气截止阀，在进料口和出料口处设置三通球阀，使罐体交替接入压缩空气，实现正负压切换，完成排料和吸料工作的连续进行。本发明避免了运动部件与物料的接触，无易磨损元件，维修成本低，并且无电机等驱动部件，空载或过载对设备无损害，可泵送较复杂的高粘稠流体。

Description

一种利用三通球阀控制的高粘稠流体泵送设备

技术领域

本发明涉及流体输送技术领域，尤其涉及一种利用三通球阀控制的高粘稠流体泵送设备。

背景技术

原处理高粘稠流体的泵送设备主要为泥浆泵、砂浆泵、渣浆泵、隔膜泵、柱塞泵、螺杆泵等叶片式或容积式泵，这些泵在实际应用中都存在一些缺陷，使其应用受到限制。

泥浆泵、砂浆泵和渣浆泵均属于叶片式离心泵，在泵送高粘稠物料且液位较低时会因物料流动性差造成物料流入不及时致使设备吸空造成空载工作，严重时会致使泵和电机损毁。在泵送含有塑料袋、布料或大颗粒固体等杂质的物料时会因缠绕和阻塞腔体造成叶片旋转困难或停止，致使设备过载，严重时还会造成电机过载损毁，而且此类泵的工作原理还决定了它不能泵送纯颗粒性和低含水量的物料。

隔膜泵、柱塞泵和螺杆泵皆属于容积式泵，在进行工作时都会有运动部件与物料接触造成磨损，维修及保养成本高。而且隔膜泵和柱塞泵因采用单向阀的密封形式在泵送颗粒流体时会造成单向阀的密封失效，致使设备无法工作，而螺杆泵的工作原理决定了它无法泵送大颗粒性流体。

发明内容

 为解决上述叶片式泵和离心式泵在实际应用中存在的缺陷，本发明提供了一种专门输送高粘稠流体的泵送设备。

本发明提供的泵送设备包括第一罐体、第二罐体和空气射流泵，第一罐体和第二罐体分别设有进料口、出料口和进出气口，第一罐体和第二罐体的进料口和出料口分别通过进料三通球阀和出料三通球阀连接，进料三通球阀的一个接口与进料管连接，出料三通球阀的一个接口与出料管连接；两罐体的进出气口之间设有三通球阀，三通球阀的两个接口连接两罐体的进出气口，另一个接口连接空气射流泵，两罐体与空气射流泵进气口之间各设有一能在本罐体与空气射流泵相通时关闭且在本罐体与空气射流泵隔断时打开的空气截止阀。

本发明在抛弃了传统离心泵的叶片形式、通过在容积式泵无旋转叶片可泵送较复杂物料流体的基础上去除了隔膜、柱塞、螺杆等和物料接触的部件后使之成为了单一的腔体，却同时失去了作为泵的吸料和排料作用。为解决吸料的问题，结合了蒸汽喷射泵的原理，在腔体上附加空气射流泵，可使腔体内形成负压。当腔体内物料吸满时为解决排料问题，结合蒸汽喷射泵的工作条件需要空气高速通过喷嘴到达喉管使连接腔体的空间形成负压的特点，在喉管后端加装一开关装置，使喉管通道关闭，气流返回腔体形成正压再达到排料的目的。开关可通过简单的延时继电器实现自动控制，至此解决了运动部件与物料接触易磨损的问题，却使设备形成了吸料和排料独立的两个工作周期，不能连续吸排料，致使泵送效率降低。

为此本发明设置了两个罐体，并在两个罐体间设置了三通球阀，通过三通球阀的换向能交替使空气射流泵与其中一个罐体连通，另外，还通过在罐体与压缩空气接入口之间设置空气截止阀，使得两罐体交替接入压缩空气，当与空气射流泵连通时罐体内产生负压，当与压缩空气接入口连通时罐体内产生正压，因此可使得两个罐体内正压和负压交替产生。同时，进料口和出料口处分别设置进料三通球阀和出料三通球阀，进料三通球阀能在罐体与空气射流泵相通时使罐体与进料管连通且在该罐体与空气射流泵隔断时关闭与进料管的连接，出料三通球阀能在罐体与空气射流泵相通时关闭与出料管的连接且在该罐体与空气射流泵隔断时连通出料管，因此可实现一个罐体吸料时另一个罐体在排料，并完成每个罐体吸排料之间的切换，保证吸料和排料的连续进行。上述设备还抛弃了传统的单向阀的密封形式，改用硬密封的球阀来消除泵送颗粒型物料时失效的问题。

本发明中的各个阀门可以采用电动控制，也可以采用气动控制，对于后者，其具体结构是：该设备控制系统设有三个其进气孔与气源连接的两位四通阀，其出气孔分别连接进料三通球阀执行器、罐体间三通球阀执行器和出料三通球阀执行器，其中一个四通阀的两个出气孔分别连接两个空气截止阀执行器；还设有一与气源连接的常通三通阀，其出气孔连接第一定时器，第一定时器接三个四通阀的控制端，并通过单向止回阀接一进气孔与气源连接的常断三通阀的控制端，常断三通阀的出气孔连接第二定时器，第二定时器输出端接常通三通阀的控制端。所述的定时器为两位三通延时换向阀。利用定时器可在达到设定时间值后控制各个阀门换向，完成罐体正压和负压间的转换，进而实现排料和吸料间的切换，设定时间值是罐体吸满料或排空料所用的时间。

本发明通过将两个罐体并联，并通过与空气射流泵或压缩空气接入口连通，实现罐体内正压和负压的交替出现，进而完成排料和吸料工作的连续进行。本发明同时还避免了运动部件与物料的接触，无易磨损元件，维修成本低，并且无电机等驱动部件，空载或过载对设备无损害，可泵送任何可流动性物料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制系统原理图；

其中，1、进料管，2、进料三通球阀 3、进料口，4、第一罐体，5、进出气口，6、出料口，7、出料三通球阀， 8、出料管，9、出料口，10、第二罐体，11、空气射流泵，12、空气截止阀，13、空气截止阀，14、三通球阀，15、进出气口，16、进料口, 17、过滤器，18、常通三通阀，19、第一定时器，20、常断三通阀，21、第二定时器，22、单向止回阀，23、两位四通阀，24、进料三通球阀执行器，25、罐体间三通球阀执行器，26、出料三通球阀执行器，27、空气截止阀执行器。

具体实施方式

如图1所示，一种利用三通球阀控制的高粘稠流体泵送设备包括分别带有进料口、出料口和进出气口的第一罐体4和第二罐体10，它们的进料口3、16通过进料三通球阀2与进料管1连接，进料三通球阀2能够使两个罐体的进料口3、16交替与进料管1连通；其出料口6、9通过出料三通球阀7与出料管8连接，出料三通球阀7能够使两个罐体的出料口交替与出料管1连通。第一罐体4和第二罐体10之间设有三通球阀14，其两个接口与两个罐体的进出气口5、15连接，第三个接口接空气射流泵11，能分时使空气射流泵与两罐体中的一个连通。两罐体与空气射流泵11进气口之间各设有一能在本罐体与空气射流泵相通时关闭且在本罐体与空气射流泵隔断时打开的空气截止阀12、13。

其控制原理如图2所示，该控制系统设有三个其进气孔与气源连接的两位四通阀23，其出气孔分别连接进料三通球阀执行器24、罐体间三通球阀执行器25和出料三通球阀执行器26，与出料三通球阀执行器连接的四通阀的两个出气孔分别连接两个空气截止阀执行器27；还设有一与气源连接的常通三通阀18，其出气孔连接第一定时器19，第一定时器19接三个四通阀的控制端，并通过单向止回阀22接一进气孔与气源连接的常断三通阀20的控制端，常断三通阀20的出气孔连接第二定时器21，第二定时器21输出端接常通三通阀18的控制端。前述的两个定时器均采用两位三通延时换向阀。

本实施例的控制系统运行过程如下：

由气源输出的压缩空气通过压缩空气接入口进入过滤器17进行过滤，到达两位四通阀23，使进料三通球阀执行器24、罐体间三通球阀执行器25、出料三通球阀执行器26工作，进行换向工作，同时使与第一罐体连接的空气截止阀12打开，压缩空气进入第一罐体内，使与第二罐体连接的空气截止阀13关闭，使第一罐体进行排料工作，第二罐体进行吸料工作。

同时由气源输出的压缩空气通过常通三通阀18到达第一定时器19，在达到设定时间值后接通，使三个两位四通阀23执行换向工作，使进料三通球阀执行器24、罐体间三通球阀执行器25、出料三通球阀执行器26复位，同时使与第二罐体连接的空气截止阀13打开，压缩空气进入第二罐体内，使与第一罐体连接的空气截止阀12关闭，使第二罐体进行排料工作，第一罐体进行吸料工作。

第一定时器19输出的压缩空气通过单向止回阀22到达常断三通阀20，使第二定时器21工作，待其达到设定时间值后使常通三通阀18换向，使第一定时器19复位。如此交替，完成循环工作。

本实施例罐体部分工作过程如下：

压缩空气接入空气射流泵11的进气口，空气射流泵11通过三通球阀14与第一罐体连通，在空气射流泵的作用下使第一罐体内产生负压。第一罐体通过进料三通球阀2与进料管1连通，通过出料三通球阀7与出料管8隔断，此时在负压的作用下物料会通过进料口进入第一罐体内，进行第一罐体的吸料工作。

此时，与第一罐体连接的空气截止阀12关闭，与第二罐体连接的空气截止阀13打开，压缩空气进入第二罐体，使第二罐体内形成正压，第二罐体通过进料三通球阀2与进料管1隔断，通过出料三通球阀7与出料管8连通，在罐体内正压的作用下使物料通过出料管排出，进行第二罐体的排料工作。

通过控制系统定时器的控制，在达到设定时间后，在执行器的驱动下使进料三通球阀2和出料三通球阀7逆时针旋转90°，罐体间的三通球阀14顺时针旋转90°，与第一罐体连接的空气截止阀12打开，与第二罐体连接的空气截止阀13关闭，使压缩空气进入第一罐体，其进料口3与进料管1隔断，出料口6与出料管8接通，此时压缩空气进入罐体内形成正压通过出料管进行排料工作。而第二罐体与空气射流泵11连通，其进料口16与进料管1连通，出料口9与出料管8隔断，罐体内呈负压状态，进行吸料工作。

再通过控制系统定时器的控制，在达到设定时间后，在执行器的驱动下使进料三通球阀2、罐体间三通球阀14、出料三通球阀7、空气截止阀12、13复位，使第一罐体重复吸料工作，第二罐体重复排料工作。如此循环，完成设备的吸排料工作。

Claims (3)

1. 一种利用三通球阀控制的高粘稠流体泵送设备，其特征是：它包括第一罐体（4）、第二罐体（10）和空气射流泵（11），第一罐体（4）和第二罐体（10）分别设有进料口、出料口和进出气口，第一罐体和第二罐体的进料口（3、16）和出料口（6、9）分别通过进料三通球阀（2）和出料三通球阀（7）连接，进料三通球阀（2）的一个接口与进料管（1）连接，出料三通球阀（7）的一个接口与出料管（8）连接；两罐体的进出气口（5、15）之间设有三通球阀（14），三通球阀（14）的两个接口连接两罐体的进出气口（5、15），另一个接口连接空气射流泵（11），两罐体与空气射流泵进气口之间各设有一能在本罐体与空气射流泵相通时关闭且在本罐体与空气射流泵隔断时打开的空气截止阀（12、13）。

2.根据权利要求1所述的利用三通球阀控制的高粘稠流体泵送设备，其特征是：该设备控制系统设有三个其进气孔与气源连接的两位四通阀（23），其出气孔分别连接进料三通球阀执行器（24）、罐体间三通球阀执行器（25）和出料三通球阀执行器（26），其中一个四通阀的两个出气孔分别连接两个空气截止阀执行器（27）；还设有一与气源连接的常通三通阀（18），其出气孔连接第一定时器（19），第一定时器（19）接三个四通阀的控制端，并通过单向止回阀（22）接一进气孔与气源连接的常断三通阀（20）的控制端，常断三通阀（20）的出气孔连接第二定时器（21），第二定时器（21）输出端接常通三通阀（18）的控制端。

3.根据权利要求2所述的利用三通球阀控制的高粘稠流体泵送设备，其特征是：所述的定时器为两位三通延时换向阀。