CN111606055A - 一种真空吸料输送泵系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空吸料输送泵系统及其工作方法，解决了现有技术中空吸料输送泵系统吸料和排料不能同时进行的问题。本发明包括并联设置的第一压力容器和第二压力容器，第一压力容器和第二压力容器上连接有正压发生单元、真空发生单元、改良单元和吸排渣单元，真空发生单元与正压发生单元相连接，改良单元和吸排渣单元相连接。本发明设计巧妙不仅可以输送携带大量颗粒物的流体或者颗粒物和固体粉末，而且可以实现连续不间断地吸渣和排渣，从而可以更好的解决隧道施工中的污水输送问题，具有较高的实用性和推广价值。

Description

一种真空吸料输送泵系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及盾构用气力输送技术领域，特别是指一种真空吸料输送泵系统及其工作方法。

背景技术

目前在盾构机施工过程中，虽然有比较完善的出渣系统，但是隧道内依然会不停的聚集污水，而且污水中常常夹杂着沙石和泥土；这就要求输送污水的设备有较强的耐污能力，而且由于隧道空间有限，可选用的设备并不多，目前盾构机通常采用气动隔膜泵进行污水的泵送，虽然在气动隔膜泵的进口安装有过滤装置，但是隔膜泵的膜片依然经常被进入的颗粒物所损坏。

基于上述原因施工单位开始寻求新的设备用于隧道污水的排放，目前国内个别隧道施工开始使用真空吸料输送设备（如申请号为CN201821879575.5的真空吸料输送泵系统），这种真空吸料输送设备相对于气动隔膜泵来说耐污能力更强，可以输送更大粒径的固体颗粒、粘度更大的泥浆，而且故障率更低；但是目前这种设备吸料和排料不能同时进行，间歇性的吸渣和排渣导致其工作效率较低。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种真空吸料输送泵系统及其工作方法，解决了现有技术中空吸料输送泵系统吸料和排料不能同时进行的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种真空吸料输送泵系统，包括并联设置的第一压力容器和第二压力容器，第一压力容器和第二压力容器上连接有正压发生单元、真空发生单元、改良单元和吸排渣单元，真空发生单元与正压发生单元相连接，改良单元和吸排渣单元相连接。

所述正压发生单元与第一压力容器和第二压力容器之间还设有增压单元。

所述正压发生单元包括储气罐、空压机和正压主管路，正压主管路和空压机均连接在储气罐上，正压主管路上设有压力传感器、气体流量计和第一减压阀。

所述正压主管路通过第一正压分管路与第一压力容器相连接，第一正压分管路上设有7号阀；正压主管路通过第二正压分管路与第二压力容器相连接，第二正压分管路上设有8号阀。

所述真空发生单元包括真空发生器，真空发生器通过正压输入管路与正压主管路相连接，正压输入管路上设有13号阀；所述真空发生器通过第一负压分管路与第一压力容器相连接，真空发生器通过第二负压分管路与第二压力容器相连接，第一负压分管路上设有10号阀，第二负压分管路上设有9号阀；所述真空发生器的排气管上设有消音器。

所述增压单元包括增压管路，增压管路的一端与正压主管路相连接、另一端分别与第一压力容器和第二压力容器相连接，增压管路与正压主管路之间设有第二减压阀，增压管路与第一压力容器之间设有5号阀，增压管路与第二压力容器之间设有6号阀。

所述吸排渣单元包括吸入管和排放管，吸入管分别与第一压力容器和第二压力容器的吸入口相连接，排放管分别与第一压力容器和第二压力容器的排渣口相连接；吸入管与第一压力容器之间设有1号阀，吸入管与第二压力容器之间设有2号阀；排放管与第一压力容器之间设有3号阀，排放管与第二压力容器之间设有4号阀。

所述改良单元包括第一清洗管路和第二清洗管路，第一清洗管路与第一压力容器相连通，第二清洗管路与第二压力容器相连通，第一清洗管路上设有11号阀，第二清洗管路上设有12号阀。

一种真空吸料输送泵系统的泵送方法，包括吸渣和排渣模式、吸入管和排放管反冲洗模式、增压气力输送模式和改良模式。

所述吸渣和排渣模式包括如下步骤：

A1：空压机处于工作状态时，首先开启13号阀、10号阀、1号阀，使第一压力容器形成真空从而使得渣料被吸入第一压力容器；

A2：当第一压力容器吸满渣料或者到达设定的时间后，10号阀、1号阀关闭； 7号阀、3号阀、9号阀、2号阀开启，使正压空气进入第一压力容器从而实现第一压力容器的排渣，同时第二压力容器形成真空使得渣料吸入第二压力容器；

A3：当第一压力容器排空或者第二压力容器吸满渣料或者达到设定时间后，7号阀、3号阀、9号阀、2号阀关闭，同时8号阀、4号阀、10号阀、1号阀开启，使正压空气进入第二压力容器从而实现第二压力容器的排渣，同时第一压力容器形成真空使得渣料吸入第一压力容器；

A4：重复步骤A1~A3实现空吸料输送泵系统的连续吸渣和排渣。

所述吸入管和排放管反冲洗模式包括如下步骤：

B1：当第一压力容器的吸入管的阻力增大或着堵塞时，开启7号阀和1号阀；第一压力容器的吸入管的进入反清洗模式；

B2：当第二压力容器的吸入管阻力增大或着堵塞时，开启8号阀和2号阀；第二压力容器的吸入管的进入反清洗模式；

B3：当第一压力容器的吸入管和第二压力容器的吸入管阻力增大或着堵塞，开启7号阀、1号阀、8号阀和2号阀，第一压力容器的吸入管和第二压力容器的吸入管进入反清洗模式；

B4：第一压力容器的排放管阻力增大或着堵塞时，开启13号阀、10号阀，过一定时间后，关闭13号阀、10号阀，再过一定时间后，开启7号阀、3号阀，实现第一压力容器排放管的一次反清洗；

B5：第二压力容器的排放管阻力增大或着堵塞时，开启13号阀、9号阀，过一定时间后，关闭13号阀、9号阀，再过一定时间后，开启8号阀、4号阀、实现第二压力容器排放管的一次反清洗；

B6：第一压力容器的排放管和第二压力容器的排放管阻力增大或着堵塞时，开启13号阀、9号阀、10号阀，过一定时间后，关闭13号阀、9号阀、10号阀，再过一定时间后，开启7号阀、3号阀、8号阀、4号阀，实现第一压力容器和第二压力容器排放管的一次反清洗；

所述增压气力输送模式包括如下步骤：当第一压力容器处于排渣状态时，开启5号阀，对第一压力容器的排放管加压，实现第一压力容器的增压气力输送；当第二压力容器处于排渣状态时，开启6号阀，对第二压力容器的排放管加压，实现第二压力容器的增压气力输送；

所述改良模式包括如下步骤：根据渣料输送情况开启11号阀、12号阀，分别向第一压力容器和第二压力容器内添加改良剂或润滑剂，进行渣料改良。

本发明通过真空发生器将其中一个压力容器形成负压环境，从而使物料被吸入到该压力容器内部。同时通过正压压缩气体进入另一个压力容器进行排渣，当其中一个压力容器吸满或者排空时，通过相应闸阀的开闭使得吸满的压力容器进行排渣，排空的压力容器进行吸渣，如此反复，进而实现连续的吸渣和排渣，提高排渣效率。本发明设计巧妙不仅可以输送携带大量颗粒物的流体或者颗粒物和固体粉末，而且可以实现连续不间断地吸渣和排渣，从而可以更好的解决隧道施工中的污水输送问题，具有较高的实用性和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体原理示意图。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，实施例1，一种真空吸料输送泵系统，包括并联设置的第一压力容器1和第二压力容器2，第一压力容器1和第二压力容器2上连接有正压发生单元3、真空发生单元4、改良单元5和吸排渣单元6，真空发生单元4与正压发生单元3相连接，改良单元5和吸排渣单元6相连接。所述正压发生单元3与第一压力容器1和第二压力容器2之间还设有增压单元7。正压发生单元3用于产生正压压缩气体，真空发生单元4通过Laval喷管真空发生器交替将压力容器形成负压环境，从而使物料被吸入到压力容器内部。改良单元5用于向第一压力容器1和第二压力容器2内添加改良剂或润滑剂。吸排渣单元6用于将渣料吸入第一压力容器1和第二压力容器2并排出。两个第一压力容器1和第二压力容器2用来暂时储存物料，不仅可以输送携带大量颗粒物的流体或者颗粒物和固体粉末，而且可以实现连续不间断地吸渣和排渣，从而可以更好的解决隧道施工中的污水输送问题。

进一步，所述正压发生单元3包括储气罐301、空压机302和正压主管路303，储气罐301用来暂时储存压缩空气和稳定系统压力；空压机为整个系统提供压缩高压空气。正压主管路303和空压机302均连接在储气罐301上，正压主管路303上设有压力传感器304、气体流量计305和第一减压阀306；气体流量计和压力传感器用来检测进气的流量和压力。第一减压阀用来控制压力容器内的最高压力。优选地，所述正压主管路303通过第一正压分管路307与第一压力容器1相连接，第一正压分管路307上设有7号阀308，7号阀308用于正压主管路内气体与第一压力容器1之间的通断。正压主管路303通过第二正压分管路309与第二压力容器2相连接，第二正压分管路309上设有8号阀310，8号阀310用于正压主管路与第二压力容器2之间气体的通断。

实施例2，一种真空吸料输送泵系统，所述真空发生单元4包括真空发生器401，真空发生器401采用Laval喷管真空发生器, Laval喷管真空发生器用来为压力容器提供真空环境进而使得物料靠大气压压入压力容器。真空发生器401通过正压输入管路402与正压主管路303相连接，正压输入管路402上设有13号阀409，13号阀409用于正压管路与真空发生器之间高压气体的通断。所述真空发生器401通过第一负压分管路403与第一压力容器1相连接，真空发生器401通过第二负压分管路404与第二压力容器2相连接，第一负压分管路403上设有10号阀405，10号阀405用于控制第一压力容器与真空发生器之间管路的通断，第二负压分管路404上设有9号阀406，9号阀406用于控制第二压力容器与真空发生器之间管路的通断。所述真空发生器401的排气管407上设有消音器408，消音器用来降低空气通过Laval喷管真空发生器产生的噪音。

进一步，所述增压单元7包括增压管路701，增压管路701的一端与正压主管路303相连接、另一端分别与第一压力容器1的排放管和第二压力容器2排放管相连接，增压管路701与正压主管路303之间设有第二减压阀702，增压管路701与第一压力容器1之间设有5号阀703，5号阀703用于控制增压管路与第一压力容器的排放管之间管路的通断。增压管路701与第二压力容器2之间设有6号阀704，6号阀704用于控制增压管路与第二压力容器的排放管之间管路的通断。

其他结构与实施例1相同。

实施例3，一种真空吸料输送泵系统，所述吸排渣单元6包括吸入管601和排放管602，吸入管601分别与第一压力容器1和第二压力容器2的吸入口相连接，排放管602分别与第一压力容器1和第二压力容器2的排渣口相连接；吸入管601与第一压力容器1之间设有1号阀603，1号阀603用于控制第一压力容器吸渣通道的通断，吸入管601与第二压力容器2之间设有2号阀604，2号阀604用于控制第二压力容器吸渣通道的通断。排放管602与第一压力容器1之间设有3号阀605，3号阀605用于控制第一压力容器的排渣与否，排放管602与第二压力容器2之间设有4号阀606，4号阀606用于控制第二压力容器的排渣与否。

进一步，所述改良单元5包括第一清洗管路501和第二清洗管路502，第一清洗管路501与第一压力容器1相连通，第二清洗管路502与第二压力容器2相连通，第一清洗管路501上设有11号阀503，11号阀503用于控制第一清洗管路的通断，改良剂通过第一清洗管路向第一压力容器内进行添加。第二清洗管路502上设有12号阀504，12号阀504用于控制第二清洗管路的通断，改良剂通过第二清洗管路向第二压力容器内进行添加。

其他结构与实施例2相同。

实施例4：一种真空吸料输送泵系统的泵送方法，包括吸渣和排渣模式、吸入管和排放管反冲洗模式、增压气力输送模式和改良模式。

吸渣和排渣模式包括如下步骤：

A1：空压机处于工作状态时，首先开启13号阀、10号阀、1号阀，使第一压力容器形成真空从而使得渣料被吸入第一压力容器内；

A2：当第一压力容器吸满渣料或者到达设定的时间后，10号阀、1号阀关闭；7号阀、3号阀、9号阀、2号阀开启，使正压空气进入第一压力容器从而实现第一压力容器的排渣，同时第二压力容器形成真空使得渣料吸入第二压力容器；

A3：当第一压力容器排空或者第二压力容器吸满渣料或者达到设定时间后，7号阀、3号阀、9号阀、2号阀关闭，同时8号阀、4号阀、10号阀、1号阀开启，使正压空气进入第二压力容器从而实现第二压力容器的排渣，同时第一压力容器形成真空使得渣料吸入第一压力容器；

A4：重复步骤A1~A3实现空吸料输送泵系统的连续吸渣和排渣。

吸入管和排放管反冲洗模式包括如下步骤：

B1：当第一压力容器的吸入管的阻力增大或着堵塞时，手动开启7号阀和1号阀；第一压力容器的吸入管的进入反清洗模式；

B2：当第二压力容器的吸入管阻力增大或着堵塞时，手动开启8号阀和2号阀；第二压力容器的吸入管的进入反清洗模式；

B3：当第一压力容器的吸入管和第二压力容器的吸入管阻力增大或着堵塞，手动开启7号阀、1号阀、8号阀和2号阀，第一压力容器的吸入管和第二压力容器的吸入管进入反清洗模式；

B4：第一压力容器的排放管阻力增大或着堵塞时，手动开启13号阀、10号阀，过一定时间后，关闭13号阀、10号阀，再过一定时间后，开启7号阀、3号阀，实现第一压力容器排放管的一次反清洗；

B5：第二压力容器的排放管阻力增大或着堵塞时，手动开启13号阀、9号阀，过一定时间后，关闭13号阀、9号阀，再过一定时间后，开启8号阀、4号阀、实现第二压力容器排放管的一次反清洗；

B6：第一压力容器的排放管和第二压力容器的排放管阻力增大或着堵塞时，开启13号阀、9号阀、10号阀，过一定时间后，关闭13号阀、9号阀、10号阀，再过一定时间后，开启7号阀、3号阀、8号阀、4号阀，实现第一压力容器和第二压力容器排放管的一次反清洗。

增压气力输送模式包括如下步骤：当第一压力容器处于排渣状态时，开启5号阀，对第一压力容器的排放管加压，实现第一压力容器的增压气力输送；当第二压力容器处于排渣状态时，开启6号阀，对第二压力容器的排放管加压，实现第二压力容器的增压气力输送。

改良模式包括如下步骤：根据渣料输送情况开启11号阀、12号阀，分别向第一压力容器和第二压力容器内添加改良剂或润滑剂，进行渣料改良。

其他结构与实施例3相同。

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 (12)

1.一种真空吸料输送泵系统，其特征在于：包括并联设置的第一压力容器（1）和第二压力容器（2），第一压力容器（1）和第二压力容器（2）上连接有正压发生单元（3）、真空发生单元（4）、改良单元（5）和吸排渣单元（6），真空发生单元（4）与正压发生单元（3）相连接，改良单元（5）和吸排渣单元（6）相连接。

2.根据权利要求1所述的真空吸料输送泵系统，其特征在于：所述正压发生单元（3）与第一压力容器（1）和第二压力容器（2）之间还设有增压单元（7）。

3.根据权利要求1或2所述的真空吸料输送泵系统，其特征在于：所述正压发生单元（3）包括储气罐（301）、空压机（302）和正压主管路（303），正压主管路（303）和空压机（302）均连接在储气罐（301）上，正压主管路（303）上设有压力传感器（304）、气体流量计（305）和第一减压阀（306）。

4.根据权利要求3所述的真空吸料输送泵系统，其特征在于：所述正压主管路（303）通过第一正压分管路（307）与第一压力容器（1）相连接，第一正压分管路（307）上设有7号阀（308）；正压主管路（303）通过第二正压分管路（309）与第二压力容器（2）相连接，第二正压分管路（309）上设有8号阀（310）。

5.根据权利要求4所述的真空吸料输送泵系统，其特征在于：所述真空发生单元（4）包括真空发生器（401），真空发生器（401）通过正压输入管路（402）与正压主管路（303）相连接，正压输入管路（402）上设有13号阀（409）；所述真空发生器（401）通过第一负压分管路（403）与第一压力容器（1）相连接，真空发生器（401）通过第二负压分管路（404）与第二压力容器（2）相连接，第一负压分管路（403）上设有10号阀（405），第二负压分管路（404）上设有9号阀（406）；所述真空发生器（401）的排气管（407）上设有消音器（408）。

6.根据权利要求5所述的真空吸料输送泵系统，其特征在于：所述增压单元（7）包括增压管路（701），增压管路（701）的一端与正压主管路（303）相连接、另一端分别与第一压力容器（1）和第二压力容器（2）相连接，增压管路（701）与正压主管路（303）之间设有第二减压阀（702），增压管路（701）与第一压力容器（1）之间设有5号阀（703），增压管路（701）与第二压力容器（2）之间设有6号阀（704）。

7.根据权利要求1、2、4~6任一项所述的真空吸料输送泵系统，其特征在于：所述吸排渣单元（6）包括吸入管（601）和排放管（602），吸入管（601）分别与第一压力容器（1）和第二压力容器（2）的吸入口相连接，排放管（602）分别与第一压力容器（1）和第二压力容器（2）的排渣口相连接；吸入管（601）与第一压力容器（1）之间设有1号阀（603），吸入管（601）与第二压力容器（2）之间设有2号阀（604）；排放管（602）与第一压力容器（1）之间设有3号阀（605），排放管（602）与第二压力容器（2）之间设有4号阀（606）。

8.根据权利要求7所述的真空吸料输送泵系统，其特征在于：所述改良单元（5）包括第一清洗管路（501）和第二清洗管路（502），第一清洗管路（501）与第一压力容器（1）相连通，第二清洗管路（502）与第二压力容器（2）相连通，第一清洗管路（501）上设有11号阀（503），第二清洗管路（502）上设有12号阀（504）。

9.一种真空吸料输送泵系统的泵送方法，其特征在于：包括吸渣和排渣模式、吸入管和排放管反冲洗模式、增压气力输送模式和改良模式。

10.根据权利要求9所述的真空吸料输送泵系统的泵送方法，其特征在于：所述吸渣和排渣模式包括如下步骤：

A1：空压机处于工作状态时，首先开启13号阀、10号阀、1号阀，使第一压力容器形成真空从而使得渣料被吸入第一压力容器；

A2：当第一压力容器吸满渣料或者到达设定的时间后，10号阀、1号阀关闭； 7号阀、3号阀、9号阀、2号阀开启，使正压空气进入第一压力容器从而实现第一压力容器的排渣，同时第二压力容器形成真空使得渣料吸入第二压力容器；

A3：当第一压力容器排空或者第二压力容器吸满渣料或者达到设定时间后，7号阀、3号阀、9号阀、2号阀关闭，同时8号阀、4号阀、10号阀、1号阀开启，使正压空气进入第二压力容器从而实现第二压力容器的排渣，同时第一压力容器形成真空使得渣料吸入第一压力容器；

A4：重复步骤A1~A3实现空吸料输送泵系统的连续吸渣和排渣。

11.根据权利要求9所述的真空吸料输送泵系统的泵送方法，其特征在于：所述吸入管和排放管反冲洗模式包括如下步骤：

B1：当第一压力容器的吸入管的阻力增大或着堵塞时，开启7号阀和1号阀；第一压力容器的吸入管的进入反清洗模式；

B2：当第二压力容器的吸入管阻力增大或着堵塞时，开启8号阀和2号阀；第二压力容器的吸入管的进入反清洗模式；

B3：当第一压力容器的吸入管和第二压力容器的吸入管阻力增大或着堵塞，开启7号阀、1号阀、8号阀和2号阀，第一压力容器的吸入管和第二压力容器的吸入管进入反清洗模式；

B4：第一压力容器的排放管阻力增大或着堵塞时，开启13号阀、10号阀，过一定时间后，关闭13号阀、10号阀，再过一定时间后，开启7号阀、3号阀，实现第一压力容器排放管的一次反清洗；

B5：第二压力容器的排放管阻力增大或着堵塞时，开启13号阀、9号阀，过一定时间后，关闭13号阀、9号阀，再过一定时间后，开启8号阀、4号阀、实现第二压力容器排放管的一次反清洗；

B6：第一压力容器的排放管和第二压力容器的排放管阻力增大或着堵塞时，开启13号阀、9号阀、10号阀，过一定时间后，关闭13号阀、9号阀、10号阀，再过一定时间后，开启7号阀、3号阀、8号阀、4号阀，实现第一压力容器和第二压力容器排放管的一次反清洗。

12.根据权利要求9所述的真空吸料输送泵系统的泵送方法，其特征在于：所述增压气力输送模式包括如下步骤：当第一压力容器处于排渣状态时，开启5号阀，对第一压力容器的排放管加压，实现第一压力容器的增压气力输送；当第二压力容器处于排渣状态时，开启6号阀，对第二压力容器的排放管加压，实现第二压力容器的增压气力输送；

所述改良模式包括如下步骤：根据渣料输送情况开启11号阀、12号阀，分别向第一压力容器和第二压力容器内添加改良剂或润滑剂，进行渣料改良。

Images