CN1098052A - 大流量配液泵车 - Google Patents

Abstract

大流量配液泵车是一种利用其附近的水源，来直 接配制混合液的特种车。车上装有配液泵送系统、供 气送粉系统、传动系统、监测计量仪表系统等，特别是 系统中有混合泵送解堵装置、机械无级调速软轴传动 装置、车用自吸器和六参数显示仪。该车是集贮运原 料、混合配液、泵送入罐三位于一体的车辆，能实现上 粉、上液、送粉、配液泵送、转粉、清洗等六个流程，具 有配液速度快，混合质量高，劳动强度低，工作参数数 字化，无环境污染等优点。

Description

本发明涉及一种配液用的特种车，它是利用其附近的水源，来直接配制混合液的大流量配液泵车。

如目前我国绝大多数油田是在配液站配制成胶液，然后用罐车运到井场，泵送到数个贮液罐中，以备压裂施工时使用。

由于成胶液中粉料含量仅为0.5～1%，添加液也仅为0.5%左右，因此罐车运的绝大多数是清水，特别是远离配液站而附近有水源的井场，其车辆之多、费用之高，造成施工成本增高。

为了降低压裂施工成本，如能利用井场附近的水源，来直接配制成胶液，则是最好的方法。目前我国有二种设备可实现这种方法。

一是我国某些油田采用配液车组到井场直接配液。该车组由叁辆车组成：一辆是自制配液车、一辆是自制泵车、还有一辆是装载配液用的粉料和添加液的运输汽车。同时备配数辆罐车。

罐车功能是到井场附近水源拉水。它将拉来的清水倒入井场上的水槽内，直到装满为止后，继续拉水待用。

配液车功能是配制一个水槽成胶液。它由车台上的柴油发动机驱动往复泵，通过往复泵吸排水胶管，把水槽里的清水泵入漏斗式混合器，操作工把一袋袋粉料倒入漏斗中与清水混合，而添加液靠操作工直接倒入水槽中，混合液由混合器排液胶管返回到水槽，再由往复泵吸水胶管从水槽中吸入并泵送到混合器，如此反复循环配液，直到一个水槽清水配制为成胶液为止。

泵车功能是将一个水槽内的成胶液泵送到井场数个贮液罐中。车台上的柴油发动机驱动离心泵，通过离心泵吸排液胶管，把一个水槽内的成胶液，经井场管汇和连接胶管，泵送到数个贮液罐中为止。

接着罐车放水入槽，配液车配液成胶，泵车泵送入罐，如此反复上述过程，直到配制的成胶液总量达到施工要求用量为止，然后配液车组和数辆罐车全部返回。

二是采用本专利申请人於1989年11月申请的专利产品《用于石油矿场的配液泵车》（专利申请号：89219711.0）到井场直接配液。为区别本次申请的《大流量配液泵车》专利，本文稿称前者为《89配液泵车》。

89配液泵车是一辆载重汽车，其底盘上装有：

1.传动系统。它是把汽车发动机功率传给两台离心泵和一个干粉喂料辊。传动路线是：

汽车发动机-取力器-万向传动轴-分动箱-两台离心泵，取力器另一输出轴-双联油泵-液压管路-调速阀、换向阀-两台液压马达-两台干粉喂料辊，液压马达转速靠调速阀来调节，以实现干粉喂料辊送粉流量调节，每台干粉喂料辊分别工作靠换向阀切换来实现。

2.配液系统。它是配制成胶液的工作部分，其包括：

一台供清水用的离心泵、一个起动灌泵用的自吸器、一个射流混合器（其上有三个入口：清水、粉料、添加液，一个混合液排出口），以及吸排水（液、粉料）管路和各种阀门。

3.泵送系统。它是将混合液泵送到井场贮液罐中，其包括：

一个贮液箱、一台泵送混合液用的离心泵，以及吸排液管路和各种阀门。

4.送粉系统。它是将粉料供给射流混合器，其包括：

二个粉料罐、两台干粉喂料辊、二套粉料罐锥部与汽车压缩空气系统相连的吹松粉料装置。配液时只使用一个粉料罐和一台干粉喂料辊，其余待用，等一个粉料罐粉料用完后，通过液压换向阀切换到另一个粉料罐和另一台干粉喂料辊。

5.监测计量仪表系统。它是在配液工作中监视计量各有关部分工作参数，其包括：

清水涡轮流量计和它的电磁信号传感器，干粉喂料辊和它的电磁信号传感器，配液计量仪-综可以数字显示离心泵清水瞬时流量、清水累积量、粉料重量、粉水比等四参数，离心泵转速表和汽车发动机油温表、油压表以及两离心泵的出口压力表。

6.操纵控制装置。

89配液泵车的配液和泵送流程按下列顺序工作：

配液流程：一台离心泵起动前灌水是由井场水槽和该离心泵之间的吸水管路上的自吸器抽气来实现的。离心泵起动后清水排入泵和射流混合器之间的排水管路，经涡轮流量计泵送到射流混合器中，由于清水喷射作用，在混合器进粉料口处产生真空。粉料罐中的粉料经由液压马达驱动的干粉喂料辊落入进粉管进口处，粉料在真空作用下经进粉管流入混合器与清水混合，添加液也在喷射作用下流入混合器与清水混合，混合液经混合器排液管流入车台上的贮液箱。

泵送流程：另一台离心泵通过贮液箱和泵之间的吸液管路，将贮液箱中的混合液吸入，离心泵通过排液管，排入井场上的管汇，通过连接胶管泵送到井场数个贮液罐中。

当第一个粉料罐中的粉料配液用完后，对调上述两台离心泵功用，即配液流程用的离心泵变为泵送用，泵送流程用的离心泵变为配液用，同时关开相应阀门和变换吸水胶管，然后切换换向阀，使第二个粉料罐下面的干粉喂料辊工作，向另一个射流混合器供粉与清水混合，后面的配液和泵送流程同前所述。

以上流程图可详见89配液泵车（专利申请号：89219711.0）专利申请说明书附图3。

配液车组与配液站相比，对于远离配液站附近有水源的井场来说，它可大大降低压裂施工成本，但它也存在许多缺点。

1.配液速度慢，且不能连续配液入贮液罐。

由于配液车是用往复泵配液，其配液速度是0.5m³/min，所以配液速度慢。由于配液是一水槽循环配液，而且分批由泵车泵入贮液罐，所以不能连续配液入贮液罐。

2.配液质量低，粉料消耗高。

由于配液车采用开式人工断续加粉料，因而混合不均匀，常出现水包粉现象，所以配液质量低，同时受刮风天气影响，常把部分粉料刮跑，加之人工倒粉易逸出散落在井场，所以粉料消耗高。

3.车多人多费用高。

配液车组由叁辆车组成分别实现运输原料、配水成液、泵送入罐三种不同功能，但共需司机3人、泵工2人、操作工2人，共计7人。

4.劳动强度高，环境易污染。

配液车采用开式人工加粉加液方式，劳动强度高，粉尘易吸入人体肺中，粉料易散落在井场，特别刮风天气，环境更易污染。

5.计量靠人工不准确。

89配液泵车与配液车组相比，它能克服后者缺点，但经使用仍存在许多不足之处：

1.因流程设置是两台泵分别用于配液和泵送两个流程，由于混合液含有气体，所以配液速度难以达到设计要求。

车台上有两台离心泵，一台泵和混合器用于配液流程，另一台泵用于泵送流程。由于粉料靠负压气力输送进入混合器，所经混合器排入贮液箱的液体是含有气体的混合液，它被泵送流程用的离心泵吸入。因离心泵吸入含有气体的混合液，其流量必定下降，虽然配液用的离心泵能达到1.5m³/min，但泵送用的离心泵只能到1m³/min。为了避免贮液箱混合液外溢，配液用的离心泵流量只得调到1m³/min，所以配液速离难以达到要求。

2.射流混合器环形喷粉口易堵塞，且难以清除。

射流混合器中心喷咀是有压清水喷射口，与中心喷咀同心的环形面积是粉料喷粉口。由于清水喷射时难免将水雾滴在喷粉口上，使粉料受潮慢慢粘结在喷粉口中，结果在运行中造成堵塞喷粉口，同时因结构关系，在运行中难以将堵塞物从喷粉口清除掉。

3.因压缩气量太小，粉料罐中粉料难以流入干粉喂料辊内。

因混合用的粉料内摩擦力大粘性高，不易从罐锥部下流罐底，同时汽车压缩空气气量太小，给予罐锥部的侧风难以吹动粉料使之悬浮，所以罐内粉料难以流入干粉喂料辊内。

4.一个粉料罐容量小，其粉料满足不了完成一口井配液量要求。

车台上有两个粉料罐，当一个粉料罐内的粉料满足不了完成一口井配液量需求时，89配液泵车需停泵，对调两离心泵的配液和泵送流程，然后切换换向阀，使用另一粉料罐下面的干粉喂料辊，使它下粉参与配液，

5.车台上没有盛添加液的液箱，需要壹辆运装添加液的运输汽车。

89配液泵车具有运输粉料，配水成胶液，泵送入贮罐等功能，但没有运输添加液功能，所以到井场配液时，还需要壹辆拉运添加液的运输汽车。

6.液压传动来驱动干粉喂料辊，其结构复杂，元件多，液压调速来改变干粉喂料辊转速，其故障多。

7.数显配液计量仪只有四参数，没有添加液累积量和液水比二个参数，计量不齐全，使用不便。

本发明的目的是提供一种克服上述两种现有技术不足的大流量配液泵车，以满足配液需要。

大流量配液泵车的发明内容和技术特征，结合附图和实施例详细说明。

图1是大流量配液泵车正视图。

图2是大流量配液泵车俯视图。

一辆载重汽车在其底盘上装有：配液泵送系统1、供气送粉系统2、传动系统3、监测计量仪表系统4和操纵控制装置等。

底盘前方有一个盛放添加液的液箱5，其形状为长方体，可盛3m³添加液;

底盘后方有两个纵向排列的立式粉料罐，前者为前粉料罐73（简称前罐），后者位于底盘最后面，称之后粉料罐55（简称后罐），每个粉料罐可装5m³粉料;

底盘中间有一个操作走台A，即位于液箱和前罐之间，台上中央有：清水涡轮流量计37、混合泵送解堵装置11、以及管路和阀;台上旁侧有一个操纵台B（内有仪表和操作阀）;台下有供水泵21、清水吸入管路和混合液排出管;

底盘上方，液箱、操作走台以及前罐和后罐的下方有传动系统3。

由于本车有盛放添加液的液箱和装有粉料的前罐和后罐，而且容量大，这些原料可配制压裂施工二口井用的成胶液，同时本车有连续配液泵送功能，所以大流量配液泵车集配液车组三种功能：运输、配液、泵送于一体，与89配液泵车相比，可节约壹辆拉运添加液的运输车辆。

图3是大流量配液泵车配液泵送系统示意图。

为了克服89配液泵车在泵送流程中，因泵吸入含有气体的混合液，使泵的排出流量下降，从而配液速度达不到设计要求的技术缺陷，本车配液泵送流程的技术特征是：

1.本车把89配液泵车分别配液和泵送两个独立流程，合并为配液泵送一个流程，即本车取消用离心泵来泵送成胶液入井场贮液罐独立泵送流程，其泵送功能由本车混合泵送解堵装置11（见图4）中的混合器11.1来承担;

2.设计该混合器11.1时，它不但具有清水与粉料混合的功能，而且具有泵送含有气体的混合液功能，即混合器出口的有气混合液仍有一定的压力，它可克服排液管23、25和管汇26以及管汇和贮液罐连接胶管水力损失，还有贮液罐高度扬程;

3.混合器11.1的排出阀9下面有一个添加液入口，以便与混合液混为成胶液，该添加液由添加液泵33将液箱5中的添加液泵入;

4.混合器排液管23未端装有止回蝶阀41。当供水泵21停机时，止回蝶阀在贮液罐中的高位液体压力下立即自动关闭，防止贮液罐内成胶液倒灌混合器，特别是停泵前未关闭混合器进粉阀12，此时如无止回蝶阀，罐内的成胶液将倒灌入后罐，造成恶性事故。

本车供水泵21是大流量离心泵，其流量为3m³/min，而89配液泵车供水离心泵流量为1.5m³/min，在其泵送流程中因排液的离心泵吸入含有气体的成胶液，其排液流量只能是1m³/min，为了不使成胶液在贮液箱外溢，供水离心泵流量只得调1m³/min，即配液速度为1m³/min，而大流量配液泵车无此问题，所以本车配液速度是89配液泵车的3倍，是配液车组的6倍。

大流量配液泵车配液泵送系统由下列带标号的设备和部件组成，该系统可实现配液泵送流程、上液流程和清洗流程。

大流量配液泵车具有配液泵送流程，其路线如下：

混合泵送解堵装置11中的混合器有二个入口：清水入口a和粉料入口b，一个排出口：混合液排出口c（见图3和图4）。

1.清水通过下列路线进入混合器入口a：

吸水槽20中清水-吸水胶管22-快旋接头42-吸水钢管47-供水泵21-排出阀43-排水钢管39-涡轮流量计37-快旋接头34-混合器入口a：

2.粉料通过下列路线吸入混合器入口b：

后罐55中粉料-旋转供料器57-供粉钢管82-快旋接头59-进粉胶管16-快旋接头15-示流器14-进粉钢管13-进粉阀12-混合口入口b;

3.添加液通过下列路线流入混合器排出口c后面的排出阀9下面的添加液入口d：

液箱5中的添加液-吸液阀31-吸液钢管32-添加液泵33-排液钢管44-涡轮流量计6-排出阀8-添加液入口d;

4.成胶液通过下列路线泵送到井场的贮液罐：

混合器排出口c的混合液-快旋接头10-排出阀9（其下进入添加液，成为成胶液）-排液钢管23-止回蝶阀41-快旋接头46-排液胶管25-井场管汇26-连接胶管-井场贮液罐。

供水泵21起动前灌泵是由车用自吸器18实现的，其工作步骤：

1.检查排出阀43是否关闭严，然后开启抽气阀19、进气阀17;

2.由于进气阀前的工作气源是车上压风机70提供的，自吸器在射流原理作用下，抽吸供水泵21和吸水胶管22以及吸水钢管47内的空气，使泵和管路内形成真空，在吸水槽20水面上大气压作用下，将水灌入泵和管路内，直到自吸器18喷水雾为止;

3.先关闭抽气阀19，使泵和管路内的水不流入吸水槽，然后关闭进气阀17;

4.起动供水泵21，慢慢开启排出阀43，此时清水就可进入混合器入口a中。

配液完后，有成胶液留在排液钢管23中，放液阀24为了排放管内余留液之用。

大流量配液泵车还具有89配液泵车没有的上液流程。

因本车车台前方有一个3m³的添加液箱5，为了将地面上的添加液筒27内的液体送入液箱内，其上液流程路线如下：

液筒27中的添加液-吸液胶管28（其前端有一根能插入筒内的钢管）-快旋接头29-吸液阀30-吸液钢管32-添加液泵33-排液钢管44-涡轮流量计6-排出阀7-添加液箱5;

当液筒27内液体快抽吸完时，关闭排出阀7，添加液泵33继续运转，提出插入液筒内的钢管，迅速插入另一装满液体的液筒内，然后开启排出阀7，继续把液筒内的添加液泵送到液箱5内，反复上述过程，就可把数筒添加液泵送到液箱内，直到满足要求为止。

添加液泵33起动前灌泵是由车用自吸器45实现的，其工作步骤同供水泵21。

大流量配液泵车还具有89配液泵车没有的清洗本车和他车的清洗流程，其路线如下：

1.地面水源清水-吸液胶管28-快旋接头29-吸液阀30-吸液钢管32-添加液泵33-排液钢管44-涡轮流量计6-排出阀35-清洗胶管36;

2.也可以先将地面水源的清水泵注满添加液箱5，然后将车开到适宜清洗车的场地上，再清洗本车或他车，其路线如下：

液箱5内的清水-吸液阀31-吸液钢管32-添加液泵33-排液钢管44-涡轮流量计6-排出阀35-清洗胶管36。

图4是大流量配液泵车的混合泵送解堵装置示意图。

为了解决89配液泵车的射流混合器环形喷粉口易堵塞，且难以在配液工作中清除的缺陷，本车技术方案实施例是图4中的混合泵送解堵装置，它包括两部分：一是混合器11.1，其由进水弯管11.1.1、进粉组合管11.1.2、喷粉咀11.1.3、混合泵送管11.1.4组成;二是解堵器11.2，其由冲头11.2.1和气缸11.2.2组成。该装置为立式安装。

该装置功能是：混合器具有混合和泵送功能，而解堵器具有喷粉咀被堵塞时，在工作中能立即迅速清除的功能。它与89配液泵车射流混合器相比，其技术特征是：

1.混合器11.1的喷粉咀11.1.3处于中央，装于进粉组合管11.1.2的直管段之下，与喷粉咀喷粉口同心的环形面积的喷口是有压清水的喷水口，而89配液泵车的射流混合器的喷粉口和喷水口位置与上述正好相反;

2.解堵器11.2的气缸11.2.2位于装置最上端，它座落在进粉组合管的弯管段之上，气缸活塞杆下端装有冲头11.2.1，它与喷粉咀处在同一轴线上。

正由于上述技术特征，就可以通过操纵台上的解堵阀112（换向阀），使气缸活塞杆下端的冲头下移到喷粉咀喷粉口处，及时迅速清除堵塞物。解堵阀换向后，冲头上移到原位，从而使喷粉口畅通无阻，继续喷粉与清水混合。

喷粉口是否畅通或堵塞，可以观察示流器14透明管中的粉料流动情况来决定。

本车由于有了解堵器，以及服务于它的解堵阀和示流器，所以提高了混合配液的可靠性。

图5是大流量配液泵车的车用自吸器示意图。

车用自吸器18和45，其结构和尺寸一样，分别用于供水泵21和添加液泵33起动前灌泵。

它是T形三通结构，由三通18.2、喷咀18.3、接头18.4和排气管18.1组成。三通右面连接喷咀，喷咀与接头相连，三通左面连接排气管。三通下面连接抽气阀19（或38）接头倒刺管通过软管与进气阀17（或40）连接，排气管与大气相通。抽气阀与泵排出口和排出阀之间的钢管，且靠近排出阀处相连，进气阀通过软管与压风机的输气钢管69e处相连。

为了加快抽气速度，提高自吸真空度，本车用自吸器的喷咀与89配液泵车的自吸器喷咀有实质性区别，本喷咀是一个先收缩的锥管和一小段圆管以及后渐扩锥管组合体。设计该喷咀时，要使喷咀的圆管处气速达到音速，渐扩锥管出口处气速达到超音速。89配液泵车的自吸器详见《用于石油矿场的供液泵车》（专利申请号：88221294）中的自吸器。

图6是大流量配液泵车的供气送粉系统示意图。

89配液泵车虽然也有压缩空气向粉料罐锥部提供侧风，但压缩空气来源是汽车压缩机的气包，因其气量太小，难以使粉料松动下流到干粉喂料辊，从而影响配液正常工作。

本车有两个自吸器，一个自吸器18是用于供水泵21起动灌水，另一个自吸器45是用于添加液泵33起动灌液，两者都需要压缩空气作为自吸器工作气源。

本车有两个粉料罐，一个是后罐55，下设旋转供料器57，它是工作罐，用来向混合泵送解堵装置11供料，另一个是前罐73，底部侧面设有向后罐送粉的转粉钢管76，它是备用罐，用来向后罐转粉。每罐的粉料可满足配制一口井所需粉料，当后罐配制一口井所需粉料用完后，前罐的粉料向后罐转送时，也需要向前罐提供压缩空气。此外后罐剩余粉料向外排空时，也需要向后罐提供压缩空气。

当两罐内的粉料用完后，通过气力输送粉料库或气动下灰车，将粉料送入前罐和后罐。

为了解决上述前三部分所需的大排量压缩空气，实现下粉流程、转粉流程和上粉流程，本车技术方案实施例是图6的供气送粉系统，它由下列流程中带标号的设备和部件及容器组成。

大流量配液泵车具有送粉流程，其操作步骤和路线详述如下：

当本车开到井场后，首先开启后罐供气阀80、后罐排气阀62，然后起动压风机70运转。

压缩空气通过下列路线进入后罐，用来松动因汽车在途中行驶颠簸而被墩实的粉料，罐内废气排入井场吸水槽，防止空气污染。

空气-滤清器71-压风机70-输气钢管69-后罐供气阀80-后罐分流筒53-胶管51-单流阀50-喷咀49-后罐55内的粉料-后罐排气钢管56-后罐排气阀62-总排气钢管61-快旋接头58-排气胶管60-井场吸水槽20。

松动后罐粉料数分钟后，开启卸压阀67，使压风机处于空载运转状态，然后开启进气阀81，使旋转供料器57下部f处于大气压状态。

在配液过程中，后罐粉料靠自重流入旋转供料器中，借助混合器在喷粉咀产生的真空和旋转供料器下部f处于大气压，其压差将落到供粉钢管82的粉料，通过进粉胶管16进入混合器。

在配液过程中，如发现粉料在示流器14的透明管中流动稀薄，首先操作操纵台的解堵阀112，排除喷粉咀11.1.3被堵塞故障，如粉料流动仍稀薄，则说明后罐粉料因内摩擦大而形成漏斗状，那未关闭卸压阀67，压缩空气就通过上述路线，吹动锥部上的粉料，使得形成漏斗状的粉料下塌，并流入旋转供料器，如粉料在示流器的透明管中流动正常，则松动壹分钟后，开启卸压阀67，使压风机处于空载运转状态。

通过时开时关卸压阀的方法来克服89配液泵车不足之处，以满足后罐粉料流入旋转供料器要求。

大流量配液泵车还具有89配液泵车没有的转粉流程：前罐粉料转送到后罐，或后罐剩余粉料外排到粉库的贮粉罐，其流程操作步骤和路线详述如下：

首先对前罐或后罐充气，使罐压达到设定值后，再进行转粉流程。

前罐充气路线如下：空气-滤清器71-压风机70-输气钢管69-前罐供气阀66-前罐分流筒77-胶管51-单流阀50-喷咀49-前罐73;

后罐充气路线如下：空气-滤清器71-压风机70-输气钢管69-后罐供气阀80-后罐分流筒53-胶管51-单流阀50-喷咀49-后罐55。

当前罐罐压达到设定值后，开启后罐排气阀62和转粉阀75，此时前罐粉料就可转送到后罐，其路线如下：

前罐73粉料-转粉钢管76-转粉阀75-后罐进粉钢管52-后罐55，粉料中气体-后罐排气钢管56-后罐排气阀62-总排气钢管61-快旋接头58-排气胶管60-井场吸水槽20;

当后罐罐压达到设定值后，开启后罐排粉阀83，此时后罐内剩余粉料就可排入粉库贮粉罐，其后罐粉料外排路线如下：

后罐55粉料-后罐排粉阀83-快装接头84-粉库内送粉胶管-粉库进粉钢管上的快装接头-粉库进粉钢管-贮粉罐-排气管-除尘装置。

大流量配液泵车还具有89配液泵车没有的上粉流程：通过粉库或气动下灰车，将粉料送入前罐和后罐，其流程操作步骤和路线详述如下：

粉库或下灰车排粉钢管上的快装接头-送粉胶管-车上快装接头65-总进粉钢管64。

如需上粉到前罐73，则按下列路线：

开启前罐进粉阀78-前罐进粉钢管72-前罐73，粉料中气体经前罐排气钢管74-前罐排气阀63（开启）-总排气钢管61-快旋接头58-排气胶管60-井场吸水槽20或粉库排气管。

如需上粉到后罐55，则接下列路线：

开启后罐进粉阀79-后罐进粉钢管52-后罐55，粉料中气体经后罐排气钢管56-后罐排气阀62（开启）-总排气钢管61-快旋接头58-排气胶管60-井场吸水槽20或粉库排气管。

图6中的48、54、68分别为前罐、后罐、压风机的安全阀，e为通往自吸器18和45工作气源的接口。

图7是大流量配液泵车传动系统原理图。

本传动系统是把汽车发动机功率传给供水泵21、添加液泵33、压风机70和旋转供料器57。

它由汽车发动机通过取力器85、万向传动轴86、将功率全部传给分动箱88。分动箱主要由下部一根输入轴和上部三根平行输出轴组成，该分动箱位于液箱5下面。

左面一根输出轴（A向看分动箱，下同），其前端通过万向传动轴87，将部分功率传给压风机70;其后端通过摩擦离合器89和离合操作杆90，以及钢丝软轴91、机械无级调速器92和高减速比的减速器93（91、92、93三者组合称为机械无级调速软轴传动装置），将极小的功率传给旋转供料器57。

右面一根输出轴，其前端可与供水泵转速传感器97相连，其后端通过万向传动轴95和齿轮离合操作杆96，将大部分功率传给供水泵21。

中间一根输出轴，其前端与皮带轮相连，通过皮带传动98和该轴后端齿轮离合操作杆96，将小部分功率传给添加液泵33。

本车传动系统与89配液泵车传动系统有以下几点不同：

1.89配液泵车的分动箱有二根输出轴，分别传给配液用的泵和泵送用的泵，而本车的分动箱有三根输出轴，分别传给供水泵、添加液泵、旋转供料器和压风机;

2.本车采用机械无级调速软轴传动装置将车前方分动箱动力来驱动车后方的旋转供料器，实现远距离传动，而89配液泵车采用具有调速阀的液压传动来驱动干粉喂料辊，因此本车技术特征是用软轴传动取代液压传动，用机械无级调速取代液压调速。

因此本车传动系统具有一箱传动多机的优点，特别是软轴传动代替结构复杂、元件多的液压传动，机械无级调速取代故障较多的液压调速，这种传动装置具有传动简单、可靠等优点。

图8是大流量配液泵车操纵台上监测计量仪表和操作元件的布置图。

监测计量仪表是本车在工作中监视和计量各有关部分工作情况和工作参数，它包括：

供水泵转速表99、柴油机油温表100、油压表101、汽车气包气压表102、压风机气压表103、前罐气压表104、后罐气压表105、供水泵自吸器工作气压表106、添加液自吸器工作气压表107、配液泵车六参数显示仪108、添加液泵出口压力表109、供水泵出口压力表110混合器清水入口压力表111（其中109～110见图3）。

特别是六参数显示仪108，它可数字显示：清水流量、清水累积量、粉水比、粉料累积量、液水比、添加液累积量等六个参数量。它比89配液泵车配液计量仪多二个参数：液水比和添加液累积量，从而使用更为方便。

图9是大流量配液泵车六参数显示仪原理方框图。

旋转供料器57的喂料轮转速通过电磁传感器A1输出脉冲信号，经放大整形A2至门电路A3，同时振荡器D经采样器A4产生标准时间去控制门电路A3，然后经计数器A5、开关电路A6到计数器A7，显示粉料累积量。

供水泵涡轮流量计37的涡轮转速通过电磁传感器B1输出脉冲信号，经放大整形B2至门电路B3，同时振荡器D经采样器B4产生另一标准时间去控制门电路B3，然后经计数器B5，一路经开关电路B6到计数器B7，显示清水累积量，另一路到译码显示器F2，显示清水流量，另外从旋转供料器的计数器A5和供水泵涡轮流量计的计数器B5出来的两路脉冲信叫均输入除法器E1，然后到译码显示器F1，显示粉水比。

添加液泵涡轮流量计6的涡轮转速通过电磁传感器C1输出脉冲信号，经放大整形C2至门电路C3，同时振荡器D经采样器C4产生另一标准时间去控制门电路C3，然后经计数器C5，一路经开关电路C6到计数器C7，显示添加液累积量，另一路脉冲信号和供水泵涡轮流量计的计数器B5出来的脉冲信号同时输入除法器E2，然后到译码显示器F3，显示液水比。

三种信号通过上述集成电路转化为六参数数字显示于仪表上。

综合上述，大流量配液泵车与配液车组相比，它的优点是：

1.它集贮运、配液、泵送于三位一体，一辆顶三辆，三人替代七人，大大降低施工设备和人工费用;

2.配液速度快，生产效率高，且能连续配液入贮液罐;

3.配液质量高，粉料不浪费，劳动强度低，无环境污染，劳动保健好;

4.它具有配比范围大，调节简便，计量准确，数字显示，直接明了等特点。

与89配液泵车相比，本车的优点是：

1.本车不但有配液泵送和送粉等主要流程，而且还有上粉、转粉、上液、清洗等辅助流程，因而功能齐全，使用方便;

2.本车把89配液泵车分别配液和泵送两个独立流程，合并为配液泵送一个流程，简化了流程，减少了设备，提高了配液速度;

3.本车有“四大”：供水泵流量大、粉料罐容量大、添加液液箱大、压风机风量大，因而具有配液速度快，生产效率高;装粉盛液能力大，井场配液次数多;送粉转粉功能全，自吸灌泵速度快等优点;

4.本车在混合工作中有喷粉口被堵塞时能立即迅速清除的混合解堵装置，提高了混合配液的可靠性;

5.本车传动系统具有一箱传动多机的优点，特别是软轴传动代替了结构复杂，元件多的液压传动，机械无级调速取代故障较多的液压调速，具有传动简单，可靠性好的优点;

6.本车有六参数计量综合显示仪，因而计量齐全，使用方便。

Claims (6)

1、大流量配液泵车是一种配液用的特种车，特别是利用其附近的水源，来直接配制混合液的特种车，它包括：一辆载重汽车，在其底盘上装有：

配液泵送系统1、供气送粉系统2、传动系统3监测计量仪表系统4和操纵控制装置及其辅助设备。

其特征是：

(a).大流量配液泵车有两个主要工作流程：配液泵送流程和送粉流程，四个辅助流程：上液流程、清洗流程、转粉流程和上粉流程，共计六个流程。

(b).配液泵送系统中的混合泵送解堵装置。

(c).供水泵和添加液泵起动灌泵的车用自吸器。

(d).传动系统中的机械无级调速软轴传动装置。

(e).监测计量仪表系统中的六参数显示仪。

2、根据权利要求1所述的大流量配液泵车，其特征是六个流程，它经由下列带标号的设备、装置、容器、部件等，并按下述路线和顺序进行。

（a）.配液泵送流程：

混合泵送解堵装置11中的混合器11.1有二个入口：清水入口a和粉料入口b中，一个排出口：混合液排出口c。

清水通过下述路线和顺序进入混合器入口a：

吸水槽20中的清水-吸水胶管22-快旋接头42-吸水钢管47-供水泵21-排出阀43-排水钢管39-涡轮流量计37-快旋接头34-混合器入口a;

粉料通过下述路线和顺序进入混合器入口b：

后罐55中粉料-旋转供料器57-供粉钢管82-快旋接头59-进粉胶管16-快旋接头15-示流器14-进粉钢管13-进粉阀12-混合器入口b。

清水和粉料在混合器中混合后，从排出口c排出具有压力的含气混合液，它通过快旋接头10、排出阀9与添加液入口d处的添加液混合为成胶混合液;

添加液通过下述路线和顺序流入添加液入口d：

液箱5中添加液-吸液阀31-吸液钢管32-添加液泵33-排液钢管44-涡轮流量计6-排出阀8-添加液入口d;

成胶混合液通过下述路线和顺序泵送到配液场上的贮液罐;

成胶液-排液钢管23-止回蝶阀41-快旋接头46-排液胶管25-配液场上的管汇26-连接胶管-配液场贮液罐。

（b）.上液流程：

地面上液筒27中添加液-吸液胶管28（其前端有一根能插入筒内的吸液钢管）-快旋接头29-吸液阀30-吸液钢管32-添加液泵33-排液钢管44-涡轮流量计6-排出阀7-液箱5;

当液筒27内添加液快抽吸完时（不能抽空，否则吸入空气），关闭排出阀7，添加液泵33仍继续运转，提出插入液筒内的钢管，迅速插入另一盛满添加液的液筒内，然后开启排出阀7，继续把液筒内的添加液泵送到液箱5内，反复上述过程，就可把数筒添加液泵送到液箱5内，直到满足要求为止。

（c）.清洗流程：

（1）.地面水源清水-吸液胶管28-快旋接头29-吸液阀30-吸液钢管32-添加液泵33-排液钢管44-涡轮流量计6-排出阀35-清洗胶管36-清洗本车设备或他车设备。

（2）.也可先将地面水源清水，按上液流程将液箱盛满，然后将本车开到适宜清洗车的场地上，再清洗本车或他车设备。

液箱5内清水-吸液阀31-吸液钢管32-添加液泵33-排液钢管44-涡轮流量6-排出阀35-清洗胶管36-清洗本车或他车设备。

（d）.送粉流程：

（1）.用压缩空气来松动因车在途中行驶颠簸，而被墩实的粉料，以便粉料流入旋转供料器中。

当本车开到配液场地后，首先开启后罐供气阀80、后罐排气阀62，然后起动压风机70运转，此时：

空气-滤清器71-压风机70-输气钢管69-后罐供气阀80-后罐分流筒53-胶管51-单流阀50-喷咀49-后罐55内粉料被压缩空气吹起松动，废气经后罐排气钢管56-后罐排气阀62-总排气钢管61-快旋接头58-排气胶管60-配液场上的吸水槽20。

松动数分钟后，开启卸压阀67，使压风机处于空载运转状态，然后开启进气阀81，使旋转供料器57下部f处于大气压状态。

（2）.在配液工作中的送粉流程的步骤和方法。

在配液过程中，后罐粉料靠自重流入旋转供料器中，借助混合器在喷粉咀形成的真空和旋转供料器下部f处大气压，该压差将落到供粉钢管82的粉料，在负压气力输送下通过快旋接头59、进粉胶管16进入混合器。

如发现粉料在示流器14的透明管中流动稀薄，首先操作操纵台的解堵阀112，排除喷粉咀11.1.3被堵塞故障;如粉料流动仍稀薄，则说明后罐粉料已形成漏斗形状洞穴，粉料因内摩擦力大而无法流入旋转供料器内，此时需关闭卸压阀67，压缩空气就会按松动罐内粉料的路线，吹起松动后罐锥部上的粉料，使得漏斗状洞穴粉料下塌，流入旋转供料器中;如粉料在示流器的透明管中流动恢复正常，则松动1分钟后，就可开启卸压阀67，使压风机处于空载运转状态。

使用时开时关卸压阀67的方法，使后罐粉料流入旋转供料器中，在负压气力输送下，将旋转供料器落到供粉钢管的粉料，输送到混合器中。

（e）.转粉流程：

首先对前罐或后罐充气，使罐压达到设定值后，再进行转粉流程。

前罐充气路线：空气-滤清器71-压风机70-输气钢管69-前罐供气阀66-前罐分流筒77-胶管51-单流阀50-喷咀49-前罐73;

后罐充气路线：空气-滤清器71-压风机70-输气钢管69-后罐供气阀80-后罐分流筒53-胶管51-单流阀50-喷咀49-后罐55;

当前罐罐压达到设定值后，开启后罐排气阀62，然后开启转粉阀75，此时前罐粉料就可转送到后罐，其转送路线：

前罐73粉料-转粉钢管76-转粉阀75-后罐进粉钢管52-后罐55，粉料中气体-后罐排气钢管56-后罐排气阀62-总排气钢管61-快旋接头58-排气胶管60-配液场吸水槽20;

当后罐罐压达到设定值后，开启后罐排粉阀83，此时后罐内剩余粉料就可排入粉库贮粉罐，其外排路线：

后罐55粉料-后罐排粉阀83-快装接头84-粉库送粉胶管-粉库进粉钢管上的快装接头-粉库进粉钢管-粉库贮粉罐-粉库排气管-粉库内的除尘装置。

（f）.上粉流程：

首先将粉库或下灰车上带快装接头的胶管，接至本车快装接头65上，即连接到总进粉钢管64上。

如需上粉到前罐73，按下列路线：开启前罐进粉阀78-前罐进粉钢管72-前罐73，粉料中气体经前罐排气钢管74-前罐排气阀63（开启）-总排气钢管61-快旋接头58-排气胶管60-配液场吸水槽20或粉库排气管。

如需上粉到后罐55，按下列路线：开启后罐进粉阀79-后罐进粉钢管52-后罐55，粉料中气体经后罐排气钢管56-后罐排气阀62（开启）-总排气钢管61-快旋接头58-排气胶管60-配液场吸水槽20或粉库排气管。

3、根据权利要求1所述的大流量配液泵车，其特征是混合泵送解堵装置11。它包括两部分：混合器11.1和解堵器11.2。混合器由进水弯管11.1.1进粉组合管11.1.2喷粉咀11.1.3、混合泵送管11.1.4组成。解堵器由冲头11.2.1和气缸11.2.2组成。该装置为立式安装。

混合器的喷粉咀11.1.3装于进粉组合管11.1.2的直管段之下，处于混合器中央。与喷粉咀的喷粉口同心的环形面积的喷口是有压清水的喷水口。清水入口为进水弯管11.1.1进口a，粉料入口为进粉组合管11.1.2进口处b。喷粉咀是一个渐收锥管和短圆管的组合体。混合泵送管11.1.4是一个若干个圆管和锥管的组合体，它包括：短圆管①、短渐收锥管②、短圆管③、短渐收锥管④、长圆管⑤、长渐扩锥管⑥、短圆管⑦，有压含气的混合液从该管出口处c排出。该管与喷粉咀、进粉组合管的直管段、进水弯管出口处于同一轴线上。短渐收锥管②和喷粉咀的渐收锥管部分组成渐收清水流道。短圆管③和喷粉咀的短圆管部分组成环形喷水口。短渐收锥管④和长圆管⑤组成清水和粉料的混合管。长渐扩锥管⑥是含气混合液的泵送管。喷粉咀的出口在短圆管③上、下平面之间。

解堵器的气缸11.2.2位于装置最上部，它座落在进粉组合管的弯管段之上，气缸活塞杆下端装有冲头11.2.1。

混合器的喷粉咀11.1.3和解堵器的冲头11.2.1处在同一轴线。通过操纵台上的解堵阀112，可使气缸活塞杆下端的冲头迅速移到喷粉咀的喷粉口处，能及时清除掉喷粉口堵塞物，解堵阀换向后，冲头上移到原位，喷粉口畅通无阻，粉料和清水继续混合。

4、根据权利要求1所述的大流量配液泵车，其特征是车用自吸器。它是T形结构，由三通18.2、喷咀18.3、接头18.4和排气管18.1组成。三通右面连接喷咀，喷咀和接头相连，三通左面连接排气管。三通下面连接抽气阀19（或38），接头倒刺管部分通过软管与进气阀17（或40）连接，排气管与大气相通。抽气阀与泵排出口和排出阀之间的钢管，且靠近排出阀处相连，进气阀通过软管与压风机的输气钢管69e处相连。喷咀是先收缩的锥管和一小段圆管以及后渐扩锥管的组合体。排气管是同喷咀一样的组合体，不同的是圆管部分比喷咀长。喷咀出口与排气管进口之间的距离有一定要求。设计喷咀时，要使喷咀的圆管处气速达到音速，渐扩锥管出口处气速达到超音速。

5、根据权利要求1所述的大流量配液泵车，其特征是机械无级调速软轴传动装置。它由钢丝软轴91、机械无级调速器92和高减速比的减速器93组成。钢丝软轴一端与摩擦离合器89相连，另一端与机械无级调速器相连。高减速比的减速器一端与机械无级调速器89相连，另一端与机械无级调速器相连。高减速比的减速器一端与机械无级调速器相连，另一端与旋转供料器57相连。机械无级调速器有一个调速手轮92.1，在运转中通过调速手轮，来改变旋转供料器转速，从而改变粉料与清水混合比例。

6、根据权利要求1所述的大流量配液泵车，其特征是六参数显示仪。它可数字显示本车在运行中六个工作参数：清水流量、清水累积量、粉水比、粉料累积量、液水比、添加液累积量。它经由下列带标号的电磁传感器和集成电路元件以及数字显示器，并按下列路线和顺序来显示六参数。

旋转供料器57的喂料轮转速通过电磁传感器A1输出脉冲信号，经放大整形A2至门电路A3，同时振荡器D经采样器A4产生标准时间去控制门电路A3，然后经计数器A5、开关电路A6，到计数A7，显示粉料累积量参数。

供水泵涡轮流量计37的涡轮转速通过电磁传感器B1输出脉冲信号，经放大整形B2至门电路B3，同时振荡器D经采样器B4产生另一标准时间去控制门电路B3，然后经计数器B5，一路经开关电路B6到计数器B7，显示清水累积量参数，另一路到译码显示器F2，显示清水流量参数，还有一路脉冲信号和旋转供料器的计数器A5出来的脉冲信号，同时输入除法器E1，然后到译码显示器F1，显示粉水比参数。

添加液泵涡轮流量计6的涡轮转速通过电磁传感器C1输出脉冲信号，经放大整形C2至门电路C3，同时振荡器D经采样器C4产生另一标准时间去控制门电路C3，然后经计数器C5，一路经开关电路C6到计数器C7，显示添加液累积量参数，另一路脉冲信号和供水泵涡轮流量计的计数器B5出来的脉冲信号同时输入除法器E2，然后到译码显示器F3，显示液水比参数。

三种电磁传感器脉冲信号通过上述集成电路元件，转为六个工作参数，数字显示在仪表上。

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