CN106014971B - 一种大流量偏心回转注浆泵及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大流量偏心回转注浆泵及其使用方法，该泵包括：泵壳，泵壳内设有空腔，泵壳设有浆液入口和浆液出口；在空腔内设有三角转子，转子的侧面与空腔之间形成3个工作腔，转子套在输入轴的偏心块处旋转以实现工作腔的增大或减小；所述转子与输入轴间隙配合，泵壳内固设有定齿轮，转子中部设有与定齿轮配合的齿圈，齿圈固定连接转子，泵壳与转子为耐磨材料制成。本发明的有益效果是：解决了高压力下流量较小的缺点；解决了现有注浆泵结构复杂，体积庞大，维修麻烦的缺点；本发明具有压力高，流量大，体积小，结构简单，调试方便以及安全可靠的优点。

Description

一种大流量偏心回转注浆泵及其使用方法

技术领域

本发明涉及注浆泵，具体涉及一种大流量偏心回转注浆泵及其使用方法。

背景技术

目前，市场上注浆泵类主要分为往复泵、回转泵等。往复泵以活塞泵为主，扬程大，活塞泵的流量是由泵缸直径、活塞行程及活塞每分钟的往复次数确定的；扬程取决于装置管路特性，同一台活塞泵流量不变，而扬程可随着装置管路特性变化。即扬程提高，而流量不变，只在高压区，流量稍有减少。活塞泵适用于高压、小流量的场合，特别是流量小于100m³/小时，排出压力大于9.8兆帕时，更显示出它较高的效率和良好的运行性能。它吸入性能好，能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体。因此，在石油化学工业、机械制造工业、造纸、食品加工、医药生产等方面应用很广。但是活塞泵的缺点也十分明显：流量不稳定且流量不高；体积大，机构复杂，零件多，易出故障，拆卸维修麻烦；不能使用出口阀，无法调节流量等。

回转泵的主要原理是利用离心力使泵内工作工作腔积随工作腔内壁曲线变化完成进水、排水，其扬程较小，大多用作水泵。离心泵的主要工作原理：叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围。当流体到达叶轮外周时，流速非常高。泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失。所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置。液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。离心泵可广泛用于电力、冶金、煤炭、建材等行业输送含有固体颗粒的浆体。如火电厂水力除灰、冶金选矿厂矿浆输送、洗煤厂煤浆及重介输送等。离心泵工作时，泵需要放在陆地上，吸水管放在水中，离心泵没有自吸能力，还需要灌泵启动。泥浆泵和液下离心泵由于受到结构的限制，工作时电机需要放在水面之上，泵放入水中，因此必须固定，否则，电机掉到水中会导致电机报废。而且由于长轴长度一般固定，所以泵安装使用较麻烦，应用的场合受到很多的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的、流量大的偏心回转注浆泵及其使用方法。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大流量偏心回转注浆泵，包括：

泵壳，泵壳内设有空腔，泵壳设有浆液入口和浆液出口；

在空腔内设有三角转子，转子的侧面与空腔之间形成3个工作腔，转子套在输入轴的偏心块处旋转以实现工作腔的增大或减小；所述转子与输入轴间隙配合，泵壳内固设有定齿轮，转子中部设有与定齿轮配合的齿圈，齿圈固定连接转子，所述泵壳底端设有水平固定的固定座。

另一种方案是，一种大流量偏心回转注浆泵，包括：

泵壳，泵壳内设有空腔，泵壳上设有浆液入口和浆液出口；

在空腔内设有三角转子，转子的侧面与空腔之间形成3个工作腔，转子套在输入轴的偏心块处旋转以实现工作腔的增大或减小以及浆液入口与浆液出口连通；所述转子与输入轴间隙配合，泵壳内固设有定齿轮，转子中部设有与定齿轮配合的齿，所述泵壳底端设有水平固定的固定座。

进一步地，偏心块呈凸轮状。

进一步地，所述浆液入口和浆液出口各有两个，浆液入口与浆液出口交错设置，四个口上下左右对称设置。

进一步地，泵壳与转子为耐磨材料制成。

进一步地，所述泵壳包括一环形或长圆形侧壁，侧壁的两侧分别设有封盖。

进一步地，内齿圈与定齿轮的齿数之比为3:2，实现电机(输入轴)每转一周，转子转1/3周，完成两个工作腔的进油出油过程。

进一步地，所述转子与所述封盖之间设有密封圈。

进一步地，所述输入轴通过无极变速机与动力装置连接。

进一步地，所述转子的三条边为向外凸的弧线。

进一步地，所述转子的处装有可伸缩的硬质密封条以密封工作工作腔。

注浆泵的使用方法，具体步骤如下：

1)转子在输入轴的带动下旋转，由一个浆液入口吸浆，一个工作腔的体积增大；

2)转子继续旋转，步骤1)中的工作腔的体积逐渐减小，浆液从浆液出口排出；

3)注浆泵从步骤2)中浆液出口下方的浆液入口吸浆，工作腔的体积增大；

4)转子继续旋转，步骤3)中的工作腔的体积逐渐减小，浆液从浆液出口排出；

5)同时从步骤1)和步骤3)中的浆液入口吸浆，重复步骤1)-步骤4)。

本发明的工作原理是：转子的转动分为由输入轴转动来带动转子绕输入轴转动以及内齿圈与定齿轮的啮合运动完成转子的自转两部分。转子的几何中心绕输入轴中心公转的同时，转子本身又绕自身几何中心自转。在转子转动时，以转子中心为中心的内齿圈与以输入轴中心为中心的定齿轮啮合，定齿轮与泵壳相对静止，固定在泵壳上。转子以及封盖把侧壁分成了互不相通的三个工作腔，通过转子的复合运动改变三个工作腔的容积变化来完成工作，即转子完成一个周期的转动，泵完成六次吸浆六次排浆过程；由输入轴提供动力，因内齿圈、定齿轮相啮合，内齿圈固定在转子上，定齿轮与侧壁相对静止，内齿圈与定齿轮的齿数之比为3:2，上述运动关系使得转子顶点的运动轨迹似椭圆，转子把侧壁分成三个独立工作腔，三个工作腔各自先后完成进浆和排浆，如图3中A到G过程为图4中所指浆液入口d开始进油的一个工作腔的进浆排浆过程，此过程转子自转了半圈，因此输入轴的转速是转子自转速度的3倍，所以可以得出：输入轴转一圈，可完成两个工作腔的进浆和排浆过程。

本发明的有益效果是：

1)三角转子把侧壁分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进浆和排浆，三角转子自转一周，完成三次进出浆，注浆流量大。

2)偏心回转注浆泵，结构简单，体积减小，维修容易，调试方便。

3)采用偏心挤压结构，轴与轴承受压相对平衡，齿轮受力较小，密封性好，能产生较大压力。

附图说明

图1是泵体结构示意图。

图2是转子示意图。

图3是内齿圈的示意图。

图4是偏心轴示意图。

图5是输入轴示意图。

图6是工作腔进出浆过程示意图。

其中：1--螺母；2--螺栓；3--前封盖；4--侧壁；5--后封盖；6--转子；7-侧壁内壁；8--内齿圈；9--定齿轮；10--输入轴；11--轴承；12—轴承端盖；13--注浆泵；14--联轴器；15--无级变速器；16--交流异步电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

如图1-5所示，一种大流量偏心回转注浆泵13，包括转子6、侧壁4、输入轴10、内齿圈8、定齿轮9、前封盖3、后封盖5，紧固螺栓2，轴承11，轴承端盖12。

偏心回转注浆泵的三角转子6通过轴套与输入轴10偏心处配合；输入轴10输入端通过轴承11以及端盖12与前封盖3装配在一起；输入轴10另一端通过轴套与后封盖5装配在一起；前后两个端面通过紧固螺栓2固定在侧壁4上。内齿圈8镶嵌在转子6内部，定齿轮9镶嵌在前端面上。转子6两侧面装配有耐磨密封环，以实现转子6侧面与前后封盖的密封；转子6三个尖角处设有凹槽，凹槽与弹簧密封片配合以实现转子6与工作腔的密封。

侧壁4内腔型线为内切创成法形成的双弧外次摆线，转子6的轮廓线是侧壁型线的内包络线，侧壁内壁7是硬质的。

以电机驱动转子6绕输入轴10转动，转子6又由内齿圈8和定齿轮9限定绕输入轴10自转，两种运动复合为转子6顶点轨迹近似一个椭圆，通过改变各工作腔体积变化来完成浆液的吸入和排出，完成输送浆液。内齿圈8与定齿轮9的齿数之比为3:2，实现电机(输入轴10)每转一周，转子6转1/3周，完成两个工作腔的进浆出浆过程，输入轴10通过联轴器14连接无极变速器15，无极变速器15由交流异步电机16驱动。

三角转子6把侧壁4分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进浆和排浆，三角转子6自转一周，完成三次进出浆。根据以上运动关系，输入轴10的转速是转子6自转速度的3倍，这与往复运动式泵的活塞与输入轴1:1的运动关系完全不同。

电机带动输入轴10转动，输入轴10通过偏心处带动三角转子6转动，由于三角转子6内部镶嵌的内齿圈8与定齿轮9相互啮合，所以三角转子6产生一种自转。三角转子6的几何中心绕输入轴10中心公转的同时，三角转子6本身又绕自身几何中心自转。

此外，转子6通过轴套与输入轴10的偏心块处配合；输入轴10的输入端通过轴承以及轴承端盖12装配在一起，前封盖3与侧壁4配合，在轴承前通过轴承端盖12固定，轴承端盖12通过紧固螺栓与前封盖3固定；输入轴10的另一端通过轴承以及后轴承端盖12装配在一起，后轴承端盖通过紧固螺栓与后封盖5固定。前封盖3与后封盖5通过紧固螺栓2固定在侧壁4上。内齿圈8镶嵌在转子6内部，定齿轮9镶嵌在前封盖3上。转子6的侧面装配有耐磨密封环，以实现转子6侧面与前后封盖的密封；转子6三个尖角处设有凹槽，凹槽装有弹簧密封片以实现转子6与工作腔的密封。

如图6所示，转子6在转动过程中，所示着色工作工作腔积增大，由A管口吸浆，工作腔内浆液不断增多到位置4时所示工作腔容积最大，随着转子继续转动，工作腔容积逐渐减小，浆液由B管口排出，到位置6时，工作腔容积最小，然后继续由D管口吸浆，随即由管口C排出。转子在一个转动周期内共完成三个工作腔的进出浆。

实施例2

本实施例与实施例1的区别是：

转子内部有与定齿轮配合的齿。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种大流量偏心回转注浆泵，其特征在于，包括：

泵壳，泵壳内设有空腔，泵壳设有浆液入口和浆液出口；

在空腔内设有三角转子，转子套在输入轴的偏心块处旋转以实现工作腔的增大或减小；所述转子与输入轴间隙配合，泵壳内固设有定齿轮，转子中部设有与定齿轮配合的齿圈，齿圈固定连接转子；所述浆液入口和浆液出口各有两个，浆液入口与浆液出口交错设置，四个口上下左右对称设置；

转子通过轴套与输入轴的偏心块处配合；输入轴的输入端通过轴承以及轴承端盖装配在一起，前封盖与侧壁配合，在轴承前通过轴承端盖固定，轴承端盖通过紧固螺栓与前封盖固定；输入轴的另一端通过轴承以及后轴承端盖装配在一起，后轴承端盖通过紧固螺栓与后封盖固定，前封盖与后封盖通过紧固螺栓固定在侧壁上，齿圈镶嵌在转子内部，定齿轮镶嵌在前封盖上；转子的侧面装配有耐磨密封环，以实现转子侧面与前后封盖的密封；侧壁内腔型线为内切创成法形成的双弧外次摆线，转子的轮廓线是侧壁内腔型线的内包络线。

2.一种大流量偏心回转注浆泵，其特征在于，包括：

泵壳，泵壳内设有空腔，泵壳上设有浆液入口和浆液出口；

在空腔内设有三角转子，转子套在输入轴的偏心块处旋转以实现工作腔的增大或减小以及浆液入口与浆液出口连通；所述转子与输入轴间隙配合，泵壳内固设有定齿轮，转子中部设有与定齿轮配合的齿圈；所述浆液入口和浆液出口各有两个，浆液入口与浆液出口交错设置，四个口上下左右对称设置；

转子通过轴套与输入轴的偏心块处配合；输入轴的输入端通过轴承以及轴承端盖装配在一起，前封盖与侧壁配合，在轴承前通过轴承端盖固定，轴承端盖通过紧固螺栓与前封盖固定；输入轴的另一端通过轴承以及后轴承端盖装配在一起，后轴承端盖通过紧固螺栓与后封盖固定，前封盖与后封盖通过紧固螺栓固定在侧壁上，齿圈镶嵌在转子内部，定齿轮镶嵌在前封盖上；转子的侧面装配有耐磨密封环，以实现转子侧面与前后封盖的密封；侧壁内腔型线为内切创成法形成的双弧外次摆线，转子的轮廓线是侧壁内腔型线的内包络线。

3.如权利要求1或2所述的一种大流量偏心回转注浆泵，其特征在于，泵壳与转子为耐磨材料制成。

4.如权利要求1或2所述的一种大流量偏心回转注浆泵，其特征在于，所述侧壁为环形或长圆形侧壁。

5.如权利要求1或2所述的一种大流量偏心回转注浆泵，其特征在于，所述输入轴通过无极变速机与动力装置连接。

6.如权利要求1或2所述的一种大流量偏心回转注浆泵，其特征在于，所述转子的三条边为向外凸的弧线。

7.如权利要求1或2所述的一种大流量偏心回转注浆泵，其特征在于，转子与泵壳形成3个工作腔，所述转子的顶角处装有可伸缩的硬质密封条以密封工作腔。

8.如权利要求1或2所述的一种大流量偏心回转注浆泵的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）转子在输入轴的带动下旋转，由一个浆液入口吸浆，一个工作腔的体积增大；

2）转子继续旋转，步骤1）中的工作腔的体积逐渐减小，浆液从浆液出口排出；

3）注浆泵从步骤2）中浆液出口下方的浆液入口吸浆，工作腔的体积增大；

4）转子继续旋转，步骤3）中的工作腔的体积逐渐减小，浆液从浆液出口排出；

5）同时从步骤1）和步骤3）中的浆液入口吸浆，重复步骤1）-步骤4）。