CN108730151B - 一种液压驱动的高压注浆泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压驱动的高压注浆泵，设置有进油口P、回油口T、进浆口V和高压出浆口H，包括增压缸和先导式液控换向阀，增压缸包括低压缸、低压活塞、端盖、高压柱塞、高压缸，低压缸上设有第一进油流道、第二进油流道、第一控制流道和第二控制流道，低压活塞上开有环形的连通槽；在低压活塞左移到左端极限位置时，低压活塞上的连通槽将第一进油流道和第一控制流道连通控制先导式液控换向阀换向；在低压活塞右移到右端极限位置时，低压活塞上的连通槽将第二进油流道和第二控制流道连通，控制先导式液控换向阀换向，从而控制低压活塞往复运动；该高压注浆泵不仅结构简单，而且无需电控控制。

Description

一种液压驱动的高压注浆泵

技术领域

本发明涉及注浆泵技术领域，特别涉及一种液压驱动的高压注浆泵。

背景技术

当前，在矿山、井巷、隧道的基础建筑工程中，进行各类型地基基础、岩土工程的基坑加固处理及护坡施工、各类型暗挖隧道的加固及防止水、建筑物及构筑物沉降与倾斜的定向抬高及纠偏等施工，都是靠注浆泵实现注浆堵水、壁后充填来实施的，这样不仅提高了施工速度，还提高了施工质量。可是，以前应用的注浆泵，多采用曲柄连杆结构，此种结构的注浆泵结构复杂，体积大，成本高。

近年来，市场上又出现了气动注浆泵和液压注浆泵。气动注浆泵主要是利用压缩空气，推动气缸活塞在气缸中进行往复运动，由气缸活塞带动注浆活塞进行往复运动，实现浆液的吸入、注浆的动作。但现有的气动注浆泵，在井下的压缩空气动力不足情况下，会导致注浆压力受限，所以经常需要单独配备压缩设备及压缩空气管路，增加了注浆封孔的成本，而且传动装置复杂、故障率多，体型臃肿笨重，井下转移困难。液压注浆泵的工作原理是：由液压泵站给液压缸供油，由主液压缸往复运动推动浆液缸，通过吸、排浆阀输送浆液，主液压缸的往复运动需要通过换向机构实现。液压注浆泵广泛应用于煤矿井下堵水加固，但对于煤矿这种特殊的使用环境，由于安全的考虑油缸换向不宜采用电磁阀换向，目前基本采用手动换向阀改造成机控阀，需要设置复杂的连杆机构，且因为液压缸要对机控阀来回拨动，故障率高。

因此，如何针对现有的上述不足和缺陷进行改进，开发出一种结构简单、无需电控控制、使用可靠的液压驱动注浆泵，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术上的缺陷，提供一种结构简单、无需电控控制、使用可靠的液压驱动注浆泵。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供了一种液压驱动的高压注浆泵，设置有进油口P、回油口T、进浆口V和高压出浆口H，其特征在于，包括增压缸和先导式液控换向阀；

所述增压缸包括低压缸、低压活塞、高压柱塞和高压缸，所述低压活塞滑动设置在低压缸内并在其左右两端分别形成有左活塞腔和右活塞腔，其右端与滑动设置在高压缸内的高压柱塞相连，所述低压缸上设有第一进油流道、第二进油流道、第一控制流道和第二控制流道，所述第一进油流道和第二进油流道均与进油口P相连通，所述低压活塞的周面上开有环形的连通槽；在低压活塞左移到左边极限位置时，所述连通槽将第一进油流道和第一控制流道连通；在低压活塞右移到右边极限位置时，所述连通槽将第二进油流道和第二控制流道连通；

所述先导式液控换向阀设置有进油流道、回油流道、第一工作油口A、第二工作油口B、第一控制油口X1和第二控制油口X2，所述进油流道和进油口P相连通，所述回油流道和所述回油口T相连通；所述第一工作油口A与左活塞腔相连通；所述第二工作油口B与右活塞腔相连通；所述第一控制油口X1和所述第一控制流道相连通，所述第二控制油口X2和所述第二控制流道相连通；

所述先导式液控换向阀包括先导阀和主阀，所述先导阀为二位三通换向阀，所述主阀为二位四通换向阀，所述主阀的进油口P1和先导阀的进油口P2都与进油流道相连通，所述主阀的回油口T1与回油流道相连通，所述主阀的工作油口A1与第一工作油口A相连通，所述主阀的工作油口B1与第二工作油口B相连通，所述先导阀的工作油口A2与主阀的左控制腔相连通，所述主阀的左控制腔还通过第四阻尼孔与回油流道相通，所述先导阀的工作油口B2与主阀的右控制腔相连通，所述主阀的右控制腔还通过第三阻尼孔与回油流道相通；所述先导阀的左先导腔与第一控制油口X1相连通，所述先导阀的右先导腔与第二控制油口X2相连通，所述先导阀的左先导腔还通过第二阻尼孔与回油流道相连通，所述先导阀的右先导腔还通过第一阻尼孔与回油流道相连通。

通过上述技术方案，该液压驱动的高压注浆泵工作时，通过低压活塞运动到左、右极限位置时将第一控制流道或第二控制流道与进油口连通，对先导式液控换向阀的先导阀进行触发，使先导阀先进行换向，再通过先导阀控制主阀进行换向，这样可以保证当低压活塞开始往相反方向运动时，主阀和低压活塞的位移不会相互影响，而先导阀在主阀换向后通过的流量很小，能可靠的保持在换向位置，因此本发明无需电控控制即可实现对对浆液的吸入及增压排出循环，无需曲轴、动力输入齿轮、连杆、润滑系统和冷却系统，零部件少、结构简单、成本低。

进一步的技术方案中，所述先导式液控换向阀的主阀处于左位时，所述进油口P1与工作油口A1相连通，所述工作油口B1与所述回油口T1相连通；所述主阀处于右位时，所述工作油口P1与工作油口B1相连通，所述工作油口A1与所述回油口T1相连通。

进一步的技术方案中，所述先导式液控换向阀的先导阀处于左位时，所述进油口P2与工作油口A2相连通；所述先导阀处于右位时，所述进油口P2与工作油口B2相连通。

进一步的技术方案中，所述高压缸通过出浆单向阀与高压出浆口H连通，进浆口V通过进浆单向阀和高压缸连通。

进一步的技术方案中，在所述进油流道和所述先导阀的进油口P2之间还连接有第五阻尼孔。通过设置第五阻尼孔，可以使先导式液控换向阀的主阀换向更加平稳，无冲击。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

该液压驱动的高压注浆泵工作时，通过低压活塞运动到左、右极限位置时将第一控制流道或第二控制流道与进油口连通，对先导式液控换向阀的先导阀进行触发，使先导阀先进行换向，再通过先导阀控制主阀进行换向，这样可以保证当低压活塞开始往相反方向运动时，主阀和低压活塞的位移不会相互影响，而先导阀在主阀换向后通过的流量很小，能可靠的保持在换向位置，因此本发明只需要和液压泵相连，无需复杂的电控控制就可以实现对浆液的增压和吸入循环过程，无需曲轴、动力输入齿轮、连杆、润滑系统和冷却系统，结构简单、成本低。

附图说明

图1为本发明实施例的液压原理图(低压活塞处于中间位置状态)；

图2为本发明实施例的液压原理图(低压活塞由右行转左行状态)；

图3为本发明实施例的液压原理图(低压活塞由左行转右行状态)；

具体实施方式

请参阅图1-3，为本发明优选的一个实施例，本发明提供一种液压驱动的高压注浆泵，设置有进油口P、回油口T、进浆口V、高压出浆口H，其包括增压缸和先导式液控换向阀；增压缸包括低压缸4、低压活塞6、高压柱塞5、高压缸3和端盖15，低压活塞6滑动设置在低压缸4内并在其左右两端分别形成有左活塞腔4b和右活塞腔4a，其右端与滑动设置在高压缸3内的高压柱塞5相连，低压缸4上设有第一进油流道10、第二进油流道8、第一控制流道11和第二控制流道9，所述第一进油流道10和第二进油流道8均与进油口P相连通，低压活塞6的周面上开有环形的连通槽7；在低压活塞6左移到左边极限位置时，所述连通槽7将第一进油流道10和第一控制流道11连通；在低压活塞6右移到右边极限位置时，所述连通槽7将第二进油流道8和第二控制流道9连通。低压缸4、低压活塞6与端盖15构成密闭的左活塞腔4b；低压缸4、低压活塞6与高压缸3构成密闭的右活塞腔4a。

先导式液控换向阀设置有进油流道16、回油流道17、第一工作油口A、第二工作油口B、第一控制油口X1和第二控制油口X2，进油流道16和进油口P相连通，回油流道17和回油口T相连通；第一工作油口A左活塞腔4b相连通；第二工作油口B与右活塞腔4a相连通；第一控制油口X1和第一控制流道11相连通，第二控制油口X2和第二控制流道9相连通；

先导式液控换向阀包括先导阀13和主阀12，先导阀13为二位三通换向阀，主阀12为二位四通换向阀，主阀12的进油口P1和先导阀13的进油口P2都与进油流道16相连通，主阀12的回油口T1与回油流道17相连通，主阀12的工作油口A1与第一工作油口A相连通，主阀12的工作油口B1与第二工作油口B相连通，先导阀13的工作油口A2与主阀12的左控制腔12b相连通，主阀12的左控制腔12b还通过第四阻尼孔14d与回油流道17相通，先导阀13的工作油口B2与主阀12的右控制腔12a相连通，主阀12的右控制腔12a还通过第三阻尼孔14c与回油流道17相通；先导阀13的左先导腔13b与第一控制油口X1相连通，先导阀13的右先导腔13a与第二控制油口X2相连通，先导阀13的左先导腔13b还通过第二阻尼孔14b与回油流道17相连通，先导阀13的右先导腔13a还通过第一阻尼孔14a与回油流道17相连通。先导阀13的进油口P2和进油流道16之间还连有第五阻尼孔14e。

先导式液控换向阀的先导阀13处于左位时，进油口P2与工作油口A2相连通；先导阀13处于右位时，进油口P2与工作油口B2相连通。

高压缸3通过出浆单向阀2与高压出浆口H连通，进浆口V通过进浆单向阀1与高压缸3连通。

本发明的工作原理如下：

应用时将本发明的进油口P和液压泵出口相连，回油口T和油箱相连，进浆口V和浆液输入管道相连，高压出浆口H和浆液输出管道相连。假设主阀12初始位置处于左位，如图3所示，则进油口P1和工作油口A1相连通，工作油口B1和回油口T1相连通，一方面油液由进油口P经主阀12、第一工作油口A后进入左活塞腔4b推动活塞6向右移动，另一方面右活塞腔4a的油液经第二工作油口B、工作油口B1、回油口T1、回油流道17回到油箱，高压缸3内的浆液经增压后由出浆单向阀2到达高压出浆口H。当活塞6向右运动到右端极限位置时(如图2所示)，第二进油流道8通过连通槽7与第二控制流道9相连通后经第二控制油口X2进入先导阀13的右先导腔13a，右先导腔13a内建立起压力推动先导阀13换向到右位，左先导腔13b的油液经第一阻尼孔14b、回油流道17后都到达回油口T，此时进油口P2与工作油口B2相连通，进油口P的油液经进油口P2、工作油口B2进入主阀12的右控制腔12a控制主阀12换向到右位，左控制腔12b的油液由第四阻尼孔14d流入回油流道17；主阀12换向到右位后，液压泵出口油液经进油口P、进油口P1、工作油口B1、第二工作油口B进入右活塞腔4a(同时，进浆口V的浆液经进浆单向阀1进入高压缸3进行充液)推动低压活塞6向左运动，左活塞腔4b内的油液经第一工作油口A、工作油口A1、回油口T1、回油流道17后到达回油口T，当活塞6向左运动到左端极限位置时，第一进油流道10通过连通槽7与第一控制流道11相连通，油口P的油液依次经第一进油流道10、通流槽7、第一控制流道11、第一控制油口X1进入先导阀13的左先导腔13b推动先导阀13换向到左位，右先导腔13a内的油液经第一阻尼孔14a流回回油口T，当先导阀13换向到左位后，主阀12被先导阀13控制换向到左位，进油口P的油液经进油口P1、第一工作油口A进入左活塞腔4b，推动活塞6向右运动增压，至此完成循环。只要进油口P有油液持续供应，本发明的液压驱动的高压注浆泵就会来回往复运动进行充液、增压排浆的循环过程。

上部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，在不脱离本发明技术原理的前提下，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 (5)

1.一种液压驱动的高压注浆泵，设置有进油口P、回油口T、进浆口V和高压出浆口H，其特征在于，包括增压缸和先导式液控换向阀；

所述增压缸包括低压缸、低压活塞、高压柱塞、端盖和高压缸，所述低压活塞滑动设置在低压缸内并在其左右两端分别形成有左活塞腔和右活塞腔，其右端与滑动设置在高压缸内的高压柱塞相连，所述低压缸上设有第一进油流道、第二进油流道、第一控制流道和第二控制流道，所述第一进油流道和第二进油流道均与进油口P相连通，所述低压活塞的周面上开有环形的连通槽；在低压活塞左移到左边极限位置时，所述连通槽将第一进油流道和第一控制流道连通；在低压活塞右移到右边极限位置时，所述连通槽将第二进油流道和第二控制流道连通；

所述先导式液控换向阀设置有进油流道、回油流道、第一工作油口A、第二工作油口B、第一控制油口X1和第二控制油口X2，所述进油流道和进油口P相连通，所述回油流道和所述回油口T相连通；所述第一工作油口A与左活塞腔相连通,所述第二工作油口B与右活塞腔相连通；所述第一控制油口X1和所述第一控制流道相连通，所述第二控制油口X2和所述第二控制流道相连通；

所述先导式液控换向阀包括先导阀和主阀，所述先导阀为二位三通换向阀，所述主阀为二位四通换向阀，所述主阀的进油口P1和先导阀的进油口P2都与进油流道相连通，所述主阀的回油口T1与回油流道相连通，所述主阀的工作油口A1与第一工作油口A相连通，所述主阀的工作油口B1与第二工作油口B相连通，所述先导阀的工作油口A2与主阀的左控制腔相连通，所述主阀的左控制腔还通过第四阻尼孔与回油流道相通，所述先导阀的工作油口B2与主阀的右控制腔相连通，所述主阀的右控制腔还通过第三阻尼孔与回油流道相通；所述先导阀的左先导腔与第一控制油口X1相连通，所述先导阀的右先导腔与第二控制油口X2相连通，所述先导阀的左先导腔还通过第二阻尼孔与回油流道相连通，所述先导阀的右先导腔还通过第一阻尼孔与回油流道相连通。

2.根据权利要求1所述的液压驱动的高压注浆泵，其特征在于，所述先导式液控换向阀的主阀处于左位时，所述进油口P1与工作油口A1相连通，所述工作油口B1与所述回油口T1相连通；所述主阀处于右位时，所述工作油口P1与工作油口B1相连通，所述工作油口A1与所述回油口T1相连通。

3.根据权利要求1-2任一项所述的液压驱动的高压注浆泵，其特征在于，所述先导式液控换向阀的先导阀处于左位时，所述进油口P2与工作油口A2相连通；所述先导阀处于右位时，所述进油口P2与工作油口B2相连通。

4.根据权利要求1所述的液压驱动的高压注浆泵，其特征在于，所述高压缸通过出浆单向阀和高压出浆口H连通，进浆口V通过进浆单向阀与高压缸连通。

5.根据权利要求1所述的液压驱动的高压注浆泵，其特征在于，在所述进油流道和所述先导阀的进油口P2之间还连接有第五阻尼孔。

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