CN110242530A - 液压双液注浆泵及吸排浆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液压双液注浆泵及吸排浆方法，柱塞向左运动，浆液缸内部产生负压，受负压影响，柔性吸浆阀芯被打开，同时柔性排浆阀芯受负压并在压缩弹簧的推动下快速关闭，浆液由吸浆口被吸入至浆液缸；柱塞向右运动，浆液缸内的浆液受到挤压产生压力，柔性吸浆阀芯在液体压力及压缩弹簧的推动下迅速关闭，同时柔性排浆阀芯受浆液的推动打开，浆液由排浆口排出，完成一次吸排浆；采用本发明的吸浆、排浆密封单向阀不仅提高了效率，寿命相对现有技术采用的钢球密封结构增加了3‑5倍，该结构通过柔性接触、压缩弹簧缓冲助推，降低了噪音，采用本发明的V型端面密封圈的密封压力最高可达85Mpa，满足高于30MPa的注浆作业需求。

Description

液压双液注浆泵及吸排浆方法
技术领域
本发明属于工矿机械技术领域，尤其是一种液压双液注浆泵及使用所述液压双液注浆泵的吸排浆方法。
背景技术
煤矿用液压双液注浆泵(以下简称注浆泵)是利用压力，使易凝固的物质或混合料向岩层或土壤的裂缝和空腔中进行准确地注射，以达到减少渗水，固结岩层和土壤之目的。主要适用于含瓦斯煤矿、建井以及井下防水工程，也可用于隧道开凿与维护，修建水坝、大型桥梁、高层建筑的基础处理和各类地下工程等。
山岭隧道施工加固注浆主要用注浆泵来实现，使用注浆的作业方法来进行围岩支护，防止隧道上方及掌子面出现地层沉降及严重的渗漏现象。当前国内注浆泵压力一般在10-20MPa，这并不能保证解决隧道开挖面的稳定性问题，不能可靠的控制因地下水及泥岩对开挖面稳定的影响，因而需研究压力等级更高的注浆泵。
目前国内注浆泵一般采用的是活塞结构，且端面密封形式一般为O型圈密封。
目前采用活塞结构及柱塞结构形式的注浆泵，由于结构和端面密封形式的限制无法满足高于30MPa的注浆作业；
目前吸排浆单向阀结构一般为钢球、阀座、阀罩的密封形式，该结构密封性虽好，但在高压状态下回落时产生强烈的冲击对阀座造成严重损伤，使用寿命较短，作业过程中频繁的更换单向阀，不仅耗时费力增加维护成本更影响注浆进度。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液压双液注浆泵及使用所述液压双液注浆泵的吸排浆方法。
为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
一种液压双液注浆泵，包括：油缸、液压回路、换向机构、横向设置的浆液缸6，浆液缸6右端连接纵向设置的小缸盖14，油缸通过往复运动的活塞杆带动柱塞1在浆液缸6内横向运动，柱塞1的中段外部套设大缸盖4，浆液缸6的端面和大缸盖4之间采用第一V型端面密封圈5进行密封，大缸盖4左侧为密封压盖2，密封压盖2右侧的柱塞1和大缸盖4之间采用V型组合密封圈3进行密封，小缸盖的内部设有注浆通道，注浆通道的底部与吸浆口16连通，注浆通道的顶部与排浆口7连通，注浆通道的内部下方设有吸浆密封单向阀，吸浆密封单向阀在打开时使浆液通过吸浆口16吸入浆液缸6，注浆通道的中段与浆液缸6连通，注浆通道的内部上方设有排浆密封单向阀，排浆密封单向阀在打开时使浆液缸6中的浆液由排浆口7排出，注浆通道和小缸盖14之间采用第二V型端面密封圈11进行密封；
所述吸浆密封单向阀包括底部的阀座13、在阀座13内部腔体活动设置的柔性吸浆阀芯15、柔性吸浆阀芯15上方的阀罩9，柔性吸浆阀芯15外部套设压缩弹簧10，柔性吸浆阀芯采用柔性材料；
所述排浆密封单向阀包括底部的阀座13、在阀座13内部腔体活动设置的柔性排浆阀芯12、柔性排浆阀芯12上方的阀罩9，柔性排浆阀芯12外部套设压缩弹簧10，柔性排浆阀芯采用柔性材料；
所述第一V型端面密封圈5、第二V型端面密封圈11都采用柔性材料，所述V型端面密封圈的左右两端为对称的V型密封部17；V型密封部是柔性的压力接触面，注浆压力越大接触越严密，利用压力保证密封效果，采用所述结构和材料的V型端面密封圈能使其承受40Mpa的注浆压力。
所述V型组合密封圈3为多个横向上紧密层叠的V型密封圈。
作为优选方式，柔性吸浆阀芯15、柔性排浆阀芯12都为聚氨酯阀芯。
作为优选方式，所述第一V型端面密封圈5、第二V型端面密封圈都为聚氨酯密封圈。
作为优选方式，柔性排浆阀芯12通过橡胶导向套8导向。
作为优选方式，还包括电机，电机通过联轴器驱动柱塞泵旋转，将油箱内的液压油吸入柱塞泵，排出的高压油经溢流阀、换向阀、高压油管送入油缸，推动活塞杆和柱塞往复运动。
作为优选方式，换向机构为电磁感应式，包括位置感应器、电磁换向阀，位置感应器设在柱塞上，感应器与换向机构的电磁换向阀电连接。
作为优选方式，油缸经换向阀回油管连接水冷器，水冷器连接油箱。
作为优选方式，浆液缸内的柱塞、活塞杆、密封圈为分体制造。
为实现上述发明目的，本发明还提供一种使用所述液压双液注浆泵的吸排浆方法：柱塞跟随油缸活塞杆向左运动，浆液缸内部产生负压，受负压影响，柔性吸浆阀芯被打开，同时柔性排浆阀芯受负压并在压缩弹簧的推动下快速关闭，浆液由吸浆口被吸入至浆液缸，当柱塞向左运动至极限时，通过换向阀进行换向至向右运动，此时浆液缸内的浆液受到挤压产生压力，柔性吸浆阀芯在液体压力及压缩弹簧的推动下迅速关闭，同时柔性排浆阀芯受浆液的推动打开，浆液由排浆口排出，完成一次吸排浆。
本发明的有益效果为：
(1)高压状态下单向阀吸排浆的噪声相对较高，冲击力较大，该情况下连续使用会影响单向阀密封效果及使用寿命，采用本发明的吸浆、排浆密封单向阀不仅提高了效率，寿命相对现有技术采用的钢球密封结构增加了3-5倍，解决了高压下高噪声和高冲击力问题，该结构通过柔性接触、压缩弹簧缓冲助推，降低了噪音，提高了密封性能。
(2)现有技术中采用的O型圈密封形式压力≤30MPa，采用本发明的V型端面密封圈的密封压力最高可达85Mpa，满足高于30MPa的注浆作业需求。
(3)该注浆泵为全液压单、双液两用，压力可调试注浆泵。具有体积小，重量轻，灵活可靠，应用广泛等特点。其工作介质为水、水泥浆、水玻璃等。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是排浆密封单向阀的结构示意图；
图3是V型端面密封圈的结构示意图；
其中，1为柱塞，2为密封压盖，3为V型组合密封圈，4为大缸盖，5为第一V型端面密封圈，6为浆液缸，7为排浆口，8为橡胶导向套，9为阀罩，10为压缩弹簧，11为第二V型端面密封圈，12为柔性排浆阀芯，13为阀座，14为小缸盖，15为柔性吸浆阀芯，16为吸浆口，17为V型密封部。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
如图1所示，一种液压双液注浆泵，包括：油缸、液压回路、换向机构、横向设置的浆液缸6，浆液缸6右端连接纵向设置的小缸盖14，油缸通过往复运动的活塞杆带动柱塞1在浆液缸6内横向运动，柱塞1的中段外部套设大缸盖4，浆液缸6的端面和大缸盖4之间采用第一V型端面密封圈5进行密封，大缸盖4左侧为密封压盖2，密封压盖2右侧的柱塞1和大缸盖4之间采用V型组合密封圈3进行密封，小缸盖的内部设有注浆通道，注浆通道的底部与吸浆口16连通，注浆通道的顶部与排浆口7连通，注浆通道的内部下方设有吸浆密封单向阀，吸浆密封单向阀在打开时使浆液通过吸浆口16吸入浆液缸6，注浆通道的中段与浆液缸6连通，注浆通道的内部上方设有排浆密封单向阀，排浆密封单向阀在打开时使浆液缸6中的浆液由排浆口7排出，注浆通道和小缸盖14之间采用第二V型端面密封圈11进行密封；
所述吸浆密封单向阀包括底部的阀座13、在阀座13内部腔体活动设置的柔性吸浆阀芯15、柔性吸浆阀芯15上方的阀罩9，柔性吸浆阀芯15外部套设压缩弹簧10，柔性吸浆阀芯采用柔性材料；
如图2所示，所述排浆密封单向阀包括底部的阀座13、在阀座13内部腔体活动设置的柔性排浆阀芯12、柔性排浆阀芯12上方的阀罩9，柔性排浆阀芯12外部套设压缩弹簧10，柔性排浆阀芯采用柔性材料；
如图3所示，所述第一V型端面密封圈5、第二V型端面密封圈11都采用柔性材料，所述V型端面密封圈5、11的左右两端为对称的V型密封部17；V型密封部是柔性的压力接触面，注浆压力越大接触越严密，利用压力保证密封效果，采用所述结构和材料的V型端面密封圈能使其承受40Mpa的注浆压力。
所述V型组合密封圈3为多个横向上紧密层叠的V型密封圈。
具体的，柔性吸浆阀芯15、柔性排浆阀芯12都为聚氨酯阀芯。
具体的，所述第一V型端面密封圈5、第二V型端面密封圈都为聚氨酯密封圈。
具体的，柔性排浆阀芯12通过橡胶导向套8导向。
具体的，还包括电机，电机通过联轴器驱动柱塞泵旋转，将油箱内的液压油吸入柱塞泵，排出的高压油经溢流阀、换向阀、高压油管送入油缸，推动活塞杆和柱塞往复运动。
具体的，换向机构为电磁感应式，包括位置感应器、电磁换向阀，位置感应器设在柱塞上，感应器与换向机构的电磁换向阀电连接。
具体的，油缸经换向阀回油管连接水冷器，水冷器连接油箱。
具体的，浆液缸内的柱塞、活塞杆、密封圈为分体制造。
本发明的工作原理为：当柱塞跟随油缸活塞杆向左运动时，浆液缸内部产生负压，受负压影响，柔性吸浆阀芯被打开，同时柔性排浆阀芯受负压并在压缩弹簧的推动下快速关闭，浆液由吸浆口被吸入至浆液缸，当柱塞向左运动至极限时，通过换向阀进行换向至向右运动，此时浆液缸内的浆液受到挤压产生压力，柔性吸浆阀芯在液体压力及压缩弹簧的推动下迅速关闭，同时柔性排浆阀芯受浆液的推动打开，浆液由排浆口排出，完成一次吸排浆。
实施例2
本实施例提供一种使用所述液压双液注浆泵的吸排浆方法：柱塞跟随油缸活塞杆向左运动，浆液缸内部产生负压，受负压影响，柔性吸浆阀芯被打开，同时柔性排浆阀芯受负压并在压缩弹簧的推动下快速关闭，浆液由吸浆口被吸入至浆液缸，当柱塞向左运动至极限时，通过换向阀进行换向至向右运动，此时浆液缸内的浆液受到挤压产生压力，柔性吸浆阀芯在液体压力及压缩弹簧的推动下迅速关闭，同时柔性排浆阀芯受浆液的推动打开，浆液由排浆口排出，完成一次吸排浆。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种液压双液注浆泵，其特征在于，包括：油缸、液压回路、换向机构、横向设置的浆液缸(6)，浆液缸(6)右端连接纵向设置的小缸盖(14)，油缸通过往复运动的活塞杆带动柱塞(1)在浆液缸(6)内横向运动，柱塞(1)的中段外部套设大缸盖(4)，浆液缸(6)的端面和大缸盖(4)之间采用第一V型端面密封圈(5)进行密封，大缸盖(4)左侧为密封压盖(2)，密封压盖(2)右侧的柱塞(1)和大缸盖(4)之间采用V型组合密封圈(3)进行密封，小缸盖的内部设有注浆通道，注浆通道的底部与吸浆口(16)连通，注浆通道的顶部与排浆口(7)连通，注浆通道的内部下方设有吸浆密封单向阀，吸浆密封单向阀在打开时使浆液通过吸浆口(16)吸入浆液缸(6)，注浆通道的中段与浆液缸(6)连通，注浆通道的内部上方设有排浆密封单向阀，排浆密封单向阀在打开时使浆液缸(6)中的浆液由排浆口(7)排出，注浆通道和小缸盖(14)之间采用第二V型端面密封圈(11)进行密封；
所述吸浆密封单向阀包括底部的阀座(13)、在阀座(13)内部腔体活动设置的柔性吸浆阀芯(15)、柔性吸浆阀芯(15)上方的阀罩(9)，柔性吸浆阀芯(15)外部套设压缩弹簧(10)，柔性吸浆阀芯采用柔性材料；
所述排浆密封单向阀包括底部的阀座(13)、在阀座(13)内部腔体活动设置的柔性排浆阀芯(12)、柔性排浆阀芯(12)上方的阀罩(9)，柔性排浆阀芯(12)外部套设压缩弹簧(10)，柔性排浆阀芯采用柔性材料；
所述第一V型端面密封圈(5)、第二V型端面密封圈(11)都采用柔性材料，所述V型端面密封圈(5、11)的左右两端为对称的V型密封部(17)；
所述V型组合密封圈(3)为多个横向上紧密层叠的V型密封圈。
2.根据权利要求1所述的液压双液注浆泵，其特征在于：柔性吸浆阀芯(15)、柔性排浆阀芯(12)都为聚氨酯阀芯。
3.根据权利要求1所述的液压双液注浆泵，其特征在于：所述第一V型端面密封圈(5)、第二V型端面密封圈都为聚氨酯密封圈。
4.根据权利要求1所述的液压双液注浆泵，其特征在于：柔性排浆阀芯(12)通过橡胶导向套(8)导向。
5.根据权利要求1所述的液压双液注浆泵，其特征在于：还包括电机，电机通过联轴器驱动柱塞泵旋转，将油箱内的液压油吸入柱塞泵，排出的高压油经溢流阀、换向阀、高压油管送入油缸，推动活塞杆和柱塞往复运动。
6.根据权利要求1所述的液压双液注浆泵，其特征在于：换向机构为电磁感应式，包括位置感应器、电磁换向阀，位置感应器设在柱塞上，感应器与换向机构的电磁换向阀电连接。
7.根据权利要求1所述的液压双液注浆泵，其特征在于：油缸经换向阀回油管连接水冷器，水冷器连接油箱。
8.根据权利要求1所述的液压双液注浆泵，其特征在于：浆液缸内的柱塞、活塞杆、密封圈为分体制造。
9.使用权利要求1至8任意一项所述液压双液注浆泵的吸排浆方法，其特征在于：柱塞跟随油缸活塞杆向左运动，浆液缸内部产生负压，受负压影响，柔性吸浆阀芯被打开，同时柔性排浆阀芯受负压并在压缩弹簧的推动下快速关闭，浆液由吸浆口被吸入至浆液缸，当柱塞向左运动至极限时，通过换向阀进行换向至向右运动，此时浆液缸内的浆液受到挤压产生压力，柔性吸浆阀芯在液体压力及压缩弹簧的推动下迅速关闭，同时柔性排浆阀芯受浆液的推动打开，浆液由排浆口排出，完成一次吸排浆。
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