CN109372714A - 一种采用压缩空气驱动的高压注水泵 - Google Patents

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雷鹏
杜成良
杨先辉
刘述忍
华莹
张士川
刘萍
李娜
李一娜
赵雪峰
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/12—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air
    • F04B9/123—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air having only one pumping chamber
    • F04B9/125—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being elastic, e.g. steam or air having only one pumping chamber reciprocating movement of the pumping member being obtained by a double-acting elastic-fluid motor

Abstract

本发明提供了一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，包括气缸和设置在气缸内部的气活塞，气活塞将气缸分成左气室和右气室，气缸上方设有柱塞通道，气活塞顶部连接有连杆，气活塞在气缸内左右移动带动连杆在柱塞通道内左右移动，柱塞通道侧壁上设有进气口和排气口，进气口与气源连接，连杆上套装有换向阀，柱塞通道两端分别连接有左泵和右泵。本发明由于采用压缩空气驱动，注水泵的输出压力和排量都可以通过调节压缩空气的进气量来控制，控制十分方便，而且在泵的全量程内可无级调节。

Description

一种采用压缩空气驱动的高压注水泵
技术领域
本发明属于高压注水泵领域，尤其是涉及一种采用压缩空气驱动的高压注水泵。
背景技术
目前常用的注水泵，多采用电机带动曲轴，曲轴带动三个柱塞(或泵活塞)往复运动，通过吸入阀和排出阀的单向流动配合，将常压水吸入泵腔进行增压后输出高压水。三个柱塞(或泵活塞)的相位角为120°，输出压力比较平稳，排量基本恒定，一般场合都可以使用。但调节排量和输出压力一是靠变频，二是靠更换柱塞(或泵活塞)直径，都比较繁琐，而且调节范围有限。另外，还有一种试压泵是靠压缩空气驱动，但排量很小，而且是单向输出，输出排量不连续。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，包括气缸和设置在气缸内部的气活塞，气活塞将气缸分成左气室和右气室，气缸上方设有柱塞通道，气活塞顶部连接有连杆，气活塞在气缸内左右移动带动连杆在柱塞通道内左右移动，柱塞通道侧壁上设有进气口和排气口，进气口与气源连接，连杆上套装有换向阀，当换向阀处于左死点位置时，进气口只能与左气室连通且排气口只能与右气室连通，当换向阀处于右死点位置时，进气口与只能与右气室连通且排气口只能与左气室连通，柱塞通道两端分别连接有左泵和右泵。
进一步的，所述的左泵上设有左泵室、左进水通道和左出水通道，左泵室与柱塞通道连通，左进水通道内设有控制左进水通道开闭的左吸入阀，左出水通道内设有控制左出水通道开闭的左排出阀。
进一步的，所述的左进水通道连接有水源。
进一步的，所述的右泵上设有右泵室、右进水通道和右出水通道，右泵室与柱塞通道连通，右进水通道内设有控制右进水通道开闭的右吸入阀，右出水通道内设有控制右出水通道开闭的右排出阀。
进一步的，所述的右进水通道连接有水源。
进一步的，所述的连杆左端连接有左柱塞，右端连接有右柱塞，有利于泵的输出平稳。
进一步的，所述的换向阀包括首段、尾段和中段，首段和尾段的外径相等，中段的外径小于首段的外径，所述首段、尾段、中段三者内径均相等。
进一步的，所述的气源由空气压缩机提供。
相对于现有技术，本发明所述的一种采用压缩空气驱动的高压注水泵具有以下优势：
(1)本发明由于采用压缩空气驱动，注水泵的输出压力和排量都可以通过调节压缩空气的进气量来控制，控制十分方便，而且在泵的全量程内可无级调节。
(2)由于采用一个气活塞带动左右两个直径相同的柱塞，活塞往复运动都有相同的输出，这样不但可使泵的输出平稳，而且提高了压缩空气的利用率，从而提高了效率。
(3)气活塞与柱塞的面积比可以很大，所以容易实现高压输出。
(4)气动泵启动平稳，不会发生憋泵或过载损坏等现象，使用更安全。
(5)本发明所述的地面泵采用气动注水泵，因气体的可压缩性，当出现管道堵塞或者一些特殊情况时，系统压力升高需要一个短暂的过程，这给工程技术人员及时发现问题，避免造成更大损失提供了缓冲时间。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的高压注水泵当气活塞运动到气缸右端时的示意图；
图2为本发明实施例所述的高压注水泵当气活塞运动到气缸左端时的示意图。
附图标记说明：
1-气缸；11-左气室；12-右气室；2-气活塞；3-连杆；31-左柱塞；32-右柱塞；4-换向阀；41-进气口；42-排气口；5-左泵；51-左泵室；52-左进水通道；53-左出水通道；54-左吸入阀；55-左排出阀；6-右泵；61-右泵室；62-右进水通道；63-右出水通道；64-右吸入阀；65-右排出阀。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-图2所示的一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，包括气缸1和设置在气缸1内部的气活塞2，气活塞2将气缸1分成左气室11和右气室12，气缸1上方设有柱塞通道，气活塞2顶部连接有连杆3，气活塞2在气缸1内左右移动带动连杆3在柱塞通道内左右移动，柱塞通道侧壁上设有进气口41和排气口42，进气口41与气源连接，连杆3上套装有换向阀4，当换向阀4处于左死点位置时，进气口41与只能与左气室11连通且排气口42只能与右气室12连通，当换向阀4处于右死点位置时，进气口41只能与右气室12连通且排气口42只能与左气室11连通，柱塞通道两端分别连接有左泵5和右泵6。
所述的左泵5上设有左泵室51、左进水通道52和左出水通道53，左泵室51与柱塞通道连通，左进水通道52内设有控制左进水通道52开闭的左吸入阀54，左出水通道53内设有控制左出水通道53开闭的左排出阀55。
所述的左进水通道52连接有水源。
所述的右泵6上设有右泵室61、右进水通道62和右出水通道63，右泵室61与柱塞通道连通，右进水通道62内设有控制右进水通道62开闭的右吸入阀64，右出水通道63内设有控制右出水通道63开闭的右排出阀65。
所述的右进水通道62连接有水源。
所述的连杆3左端连接有左柱塞31，右端连接有右柱塞32，有利于泵的输出平稳。
所述的换向阀4包括首段、尾段和中段，首段和尾段的外径相等，中段的外径小于首段的外径，所述首段、尾段、中段三者内径均相等。
所述的气源由空气压缩机提供。
本发明的工作过程为：当换向阀4处于左死点位置时，压缩空气只能进入左气室11，推动气活塞2带动连杆3一起向右运动，此时右气室12的空气通过排气口42排出，左吸入阀54打开、左排出阀55关闭，常压水被吸入左泵室51，同时右吸入阀64关闭、右排出阀65打开，右泵室61的水被排出；当气活塞2运动到右死点位置时，此时压缩空气只能进入右气室12，推动气活塞2带动连杆3一起向左运动，此时左气室11与排气口42连通并将左气室11的空气排出，右吸入阀64打开、右排出阀65关闭，常压水被吸入右泵室61，同时左吸入阀54关闭、左排出阀55打开，左泵5室的水被排出，如此往复运动可将常压水平稳增压输出。
实际应用中可根据压力和排量的不同并接多个单元泵，使用时可启动一个单元泵，也可同时启动多个单元泵，以达到需要的压力和排量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，其特征在于：包括气缸(1)和设置在气缸(1)内部的气活塞(2)，气活塞(2)将气缸(1)分成左气室(11)和右气室(12)，气缸(1)上方设有柱塞通道，气活塞(2)顶部连接有连杆(3)，气活塞(2)在气缸(1)内左右移动带动连杆(3)在柱塞通道内左右移动，柱塞通道侧壁上设有进气口(41)和排气口(42)，进气口(41)与气源连接，连杆(3)上套装有换向阀(4)，当换向阀(4)处于左死点位置时，进气口(41)只能与左气室(11)连通且排气口(42)只能与右气室(12)连通，当换向阀(4)处于右死点位置时，进气口(41)只能与右气室(12)连通且排气口(42)只能与左气室(11)连通，柱塞通道两端分别连接有左泵(5)和右泵(6)。
2.根据权利要求1所述的一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，其特征在于：所述的左泵(5)上设有左泵室(51)、左进水通道(52)和左出水通道(53)，左泵室(51)与柱塞通道连通，左进水通道(52)内设有控制左进水通道(52)开闭的左吸入阀(54)，左出水通道(53)内设有控制左出水通道(53)开闭的左排出阀(55)。
3.根据权利要求2所述的一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，其特征在于：所述的左进水通道(52)连接有水源。
4.根据权利要求1所述的一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，其特征在于：所述的右泵(6)上设有右泵室(61)、右进水通道(62)和右出水通道(63)，右泵室(61)与柱塞通道连通，右进水通道(62)内设有控制右进水通道(62)开闭的右吸入阀(64)，右出水通道(63)内设有控制右出水通道(63)开闭的右排出阀(65)。
5.根据权利要求4所述的一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，其特征在于：所述的右进水通道(62)连接有水源。
6.根据权利要求1所述的一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，其特征在于：所述的连杆(3)左端连接有左柱塞(31)，右端连接有右柱塞(32)。
7.根据权利要求1所述的一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，其特征在于：所述的换向阀(4)包括首段、尾段和中段，首段和尾段的外径相等，中段的外径小于首段的外径，所述首段、尾段、中段三者内径均相等。
8.根据权利要求1所述的一种采用压缩空气驱动的高压注水泵，其特征在于：所述的气源由空气压缩机提供。
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