CN204532736U - 一种高压水射流泵的动力驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种高压水射流泵的动力驱动系统，包括主电机、主动齿轮、从动齿轮、传动皮带和曲轴箱，还包括有减速箱和高压缸组，减速机用于主电机与曲轴箱之间的传动连接，高压缸组包括若干高压缸体，高压缸体锁固在曲轴箱外，高压缸体内设有活塞杆，且活塞杆的第一端处于高压缸体内，第二端端部与连杆活塞固定连接，高压缸体与活塞杆之间形成有出水腔室，高压缸体的侧壁上开设有供外界水流入至出水腔室内的进水通道，和与出水腔室相连通的出水通道，高压缸体内设有随活塞杆的运动而导通或封堵进水通道的密封垫，高压缸体的第二端外安装有与出水通道相连通的宝石喷嘴。与现有技术相比，其具有出水量大，结构简单，制造、维修成本低的优点。

Description

一种高压水射流泵的动力驱动系统

技术领域

本实用新型涉及一种驱动系统，特别涉及一种高压水射流泵的动力驱动系统。

背景技术

现有的高压水射流泵的动力驱动系统主要分为二种形式，一种是电机直接驱动，皮带轮减速后带动曲轴旋转，曲轴带动高压系统上的三个活塞做直线往复运动，从而将水推出，此种形式为机械式直驱；另一种是电机驱动油泵，油泵通过液压系统，由液压油推动油缸的油缸活塞做直线往复运动，从而将水推出，此种形式为液压柱塞式直驱。

现国内外普遍采用的机械式直驱动力驱动系统的高压水射流泵，如图1所示，包括有主动机10、曲轴箱20和液力箱30、单向阀组40、四通阀50和高压管路60等部件，具有结构简单，制造成本低的优点，然而，此种动力驱动系统的曲轴箱20的活塞杆201是直接伸入液力箱30内的，且液力箱30与曲轴箱20共用同一箱体，这样，活塞杆201推动时外界的低压水会一直流至液力箱30内，影响活塞杆201的推力，使活塞杆201推出液力箱30外的水水压较低，从而使射流泵的出水量较小，其只能保持在3.0L /min，但是，现有射流泵的出水量需达到4.3左右L/min，则，为了提高机械式高压水射流泵的出水量只能将曲轴箱20的轴202的转速提高到700r/min左右，而曲轴箱20的活塞杆202的直径只在8mm左右，这样会出现高转速的曲轴带动小直径活塞杆运动的传动方式，该传动方式极易造成液力箱30内的密封部件损坏快的问题。

现市面上采用的液压柱塞式直驱动力驱动系统的高压水射流泵，如图2所示，包括主电机100、油泵200、液压系统300、冷却系统400、高压缸500、活塞杆600和高压管路700等部件组成，因采用液力驱动，使主电机100的转速≤40r/min即可使射流泵的出水量≥4.3L/min，出水量大，但此动力驱动系统需具备一套完整的液压系统，且液压系统中必须有冷却系统，具有结构复杂，制造成本高缺陷。

有鉴于此，本实用新型人对现有动力驱动系统的缺陷进行深入研究，遂由本案产生。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种出水量大，结构简易及制造成本低的高压水射流泵的动力驱动系统。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：一种高压水射流泵的动力驱动系统，包括主电机、主动齿轮、从动齿轮、传动皮带和曲轴箱，该主动齿轮套固在该主电机的输出轴外，该曲轴箱具有箱体和处于箱体内的曲轴连杆机构，该曲轴连杆机构具有作旋转运动的曲轴和作往复直线运动的连杆，曲轴的输入端伸出箱体外，该连杆具有若干根，各连杆沿曲轴的轴线方向间隔排列，连杆的第一端与曲轴连接，连杆的第二端具有连杆活塞；还包括有减速箱和高压缸组，上述减速箱的输入轴外套固有上述从动齿轮，上述传动皮带绕设在上述主动齿轮与上述从动齿轮上，上述减速箱的输出轴外套设有小齿轮，上述曲轴的输入端外套设有大齿轮，上述小齿轮与上述大齿轮相啮合，上述箱体内对应于各连杆活塞处对应设置有互不相通的活塞腔室，上述连杆活塞紧配合伸入活塞腔室内，上述高压缸组包括若干个高压缸体，各高压缸体与各活塞腔室一一相对应设置，高压缸体的第一端锁固在箱体外，上述高压缸体内设有活塞杆，且上述活塞杆的第一端处于高压缸体内，活塞杆的第二端端部紧配合伸出高压缸体的第一端外至上述活塞腔室内与上述连杆活塞固定连接，上述高压缸体的第二端与上述活塞杆的第二端之间形成有出水腔室，上述高压缸体的第二端端部侧壁上开设有供外界水流入至出水腔室内的进水通道，上述高压缸体的第二端端部内开设有与出水腔室相连通的出水通道，上述高压缸体内设有随活塞杆的运动而导通或封堵进水通道的密封垫，上述高压缸体的第二端外安装有与出水通道相连通的宝石喷嘴。

上述高压缸体包括缸体、第一端盖、第二端盖和堵头，第一端盖与第二端盖分别处于缸体的轴向两端端部处，上述缸体的轴向第一端端部紧配合伸入上述第一端盖内，上述缸体的轴向第二端端部紧配合伸入第二端盖内，上述第一端盖与上述第二端盖通过螺栓锁固在一起，上述活塞杆的第一端处于上述缸体的轴向第一端内，且上述活塞杆与上述缸体之间通过套装在活塞杆外的密封圈进行密封配合，上述活塞杆的第二端紧配合穿出上述第一端盖外，上述第二端盖上开设有安装腔室，上述堵头安装于上述安装腔室内，且上述堵头的第一端端部紧密伸入上述缸体的轴向第二端内，上述堵头的第二端端部伸出上述第二端盖外，上述活塞杆的第一端端部与上述堵头的第一端端部之间的间距为上述的出水腔室，上述堵头的外侧壁上凹设有环形流道，上述第二端盖上开设有与环形流道相连通的直流道，上述堵头内开设有其第一端与环形流道相通，第二端通至堵头第一端端部外的连通流道，上述环形流道、直流道与上述连通流道构成上述进水通道，上述堵头内开设有贯通堵头两端的贯通孔，上述贯通孔为上述出水通道，上述宝石喷嘴安装在上述堵头的第二端端部外，并与贯通孔相连通，上述堵头的第一端端部外贴设有支撑块，上述支撑块与上述堵头锁固连接，上述支撑块与上述缸体的内侧壁之间具有过水间隙，上述支撑块位于上述连通流道第二端处凹设有与过水间隙相连通的容置腔室，上述密封垫以可在容置腔室的腔室与堵头之间活动移动的方式活动叠放于上述容置腔室的腔底上，并与上述连通流道的第二端端部相对设置。

上述容置腔室的腔底上开设有导向孔，上述密封垫上延伸设有伸入导向孔内的导向柱。

上述堵头外套装有处于安装腔室内，并与安装腔室的内壁密贴的O形密封圈，上述O形密封圈设置有二个，二O形密封圈分别处于上述环形流道的两侧。

采用上述技术方案后，本实用新型的一种高压水射流泵的动力驱动系统，工作时，外界的水经高压缸体的进水通道流至出水腔室内，曲轴箱推动活塞杆向高压缸体的轴向第二端方向移动，密封垫与进水通道相密贴，进水通道被封堵，外界的低压水停止流至高压缸体内，使活塞杆将出水腔室内的水推出时不会受外界低压水的影响，则出水通道流出的水呈高压水，进而使高压水射流泵的出水量能够达到4.3L—4.5L/min，出水量大；同时，当曲轴箱推动活塞杆向高压缸体的轴向第一端方向移动时密封垫受高压缸体内压强变小的影响而与进水通道相分离，进水通道导通，外界的低压水即可再次流入高压缸体内，如此循环，高压缸体可不断地喷射出高压水。与现有技术相比，本实用新型的高压水射流泵的动力驱动系统，利用高压缸体使射流泵的出水量可达到液压柱塞式直驱动力驱动系统的高压水射流泵的出水量，出水量大，同时整一结构采用机械式结构，具有机械式直驱动力驱动系统的高压水射流泵的结构简单，制造成本低的优点，同时无需设置冷却水系统和液压系统，大大降低了维修成本。

附图说明

图1为传统机械式直驱动力驱动系统的高压水射流泵的结构示意图；

图2为传统液压柱塞式直驱的动力驱动系统高压水射流泵的结构示意图；

图3为采用本实用新型的高压水射流泵结构示意图；

图4为本实用新型中曲轴箱的剖示图；

图5为本实用新型中高压缸体的剖示图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

本实用新型的一种高压水射流泵的动力驱动系统，如图3-5所示，包括主电机1、主动齿轮2、从动齿轮3、传动皮带4、曲轴箱5、减速箱6和高压缸组，该主动齿轮2套固在该主电机1的输出轴11外，该曲轴箱5具有箱体51和处于箱体51内的曲轴连杆机构52，该曲轴连杆机构52具有作旋转运动的曲轴521和作往复直线运动的连杆522，曲轴521的输入端伸出箱体51外，该连杆522具有若干根，本实施例以三根为例，各连杆522沿曲轴521的轴线方向间隔排列，连杆522的第一端与曲轴521连接，连杆522的第二端具有连杆活塞523，该曲轴连杆机构52中曲轴521的旋转可一同带动各连杆522作相应的往复直线运动的工作原理与现市面上曲轴箱内的曲轴连杆机构的工作原理相类似，在此不再详细复述，减速箱6处于曲轴箱5与主电机1之间，从动齿轮3套固在减速箱6的输入轴外，传动皮带4绕设在主动齿轮2与从动齿轮3上，减速箱6的输出轴外套设有小齿轮61，曲轴521的输入端外套设有大齿轮62，小齿轮61与大齿轮62相啮合，箱体51内对应于各连杆活塞523处对应设置有互不相通的活塞腔室511，连杆活塞523紧配合伸入活塞腔室511内。主电机1工作时，主动齿轮2旋转，经传动皮带4带动从动齿轮3旋转，从动齿轮3的旋转带动减速箱6的输入轴旋转，减速箱6输入轴的旋转带动减速箱6输出轴的旋转，减速箱6输出轴的旋转带动小齿轮61旋转，小齿轮61的旋转带动大齿轮62的旋转，大齿轮62的旋转带动曲轴521旋转，曲轴521的旋转带动各连杆522作往复直线运动。

该高压缸组包括若干个高压缸体7，各高压缸体7与各活塞腔室511一一相对应设置，即高压缸体7相应设置有三个，高压缸体7的第一端锁固在箱体511外，高压缸体7内设有活塞杆8，且活塞杆8的第一端处于高压缸体7内，活塞杆8的第二端端部紧配合伸出高压缸体7的第一端外至活塞腔室511内与连杆活塞523固定连接，高压缸体7的第二端与活塞杆8的第二端之间形成有出水腔室100，高压缸体7的第二端端部侧壁上开设有供外界水流入至出水腔室100内的进水通道，高压缸体7的第二端端部内开设有与出水腔室相连通的出水通道，高压缸体7内设有随活塞杆8的运动而导通或封堵进水通道的密封垫9，高压缸体7的第二端外安装有与出水通道相连通的宝石喷嘴（图中未示出）。

具体的是：该高压缸体7包括缸体71、第一端盖72、第二端盖73和堵头74，以缸体71的轴向方向为上下方向，第一端盖72处于缸体1的下端，第二端盖73处于缸体1的上端，缸体71的下端端部紧配合伸入第一端盖72内，并与第一端盖72螺装配合，缸体72的上端端部紧配合伸入第二端盖73内，第一端盖72与第二端盖73通过螺栓75锁固在一起，活塞杆8的第一端处于缸体71的下端内，且活塞杆8的第一端与缸体72的下端内之间通过套装在活塞杆8外的密封圈进行密封配合，活塞杆8的第二端紧配合穿出第一端盖72外，活塞杆8的第二端与第一端盖72之间通过嵌装于第一端盖72内的密封圈进行密封，第二端盖72上开设有安装腔室731，堵头74竖直安装于安装腔室731内，且堵头74的下端端部紧密伸入缸体71的上端端内，堵头74的下端端部与缸体71之间通过嵌装于堵头74外的密封圈进行密封，堵头74的上端端部伸出第二端盖73外，活塞杆8的第一端端部与堵头74的下端端部之间的间距为所述的出水腔室100，堵头74位于安装腔室731内部位的外侧壁向内凹设有环形流道741，第二端盖73上开设有其一端通至第二端盖73的外侧壁，另一与环形流道741相连通的直流道732，堵头74内开设有其第一端与环形流道741相通，第二端通至堵头74下端端部外的连通流道742，直流道732、环形流道741与连通流道742构成所述的进水通道，堵头74内开设有贯通堵头74上下两端的贯通孔743，贯通孔743为所述的出水通道，该宝石喷嘴（图中未示出）安装在堵头74的上端端部外，并与贯通孔743相连通，堵头74的下端端部外贴设有支撑块75，支撑块75通过螺栓76与堵头74锁固在一起，，螺栓76的头部限固在支撑块75外，螺栓76的杆部伸入贯通孔743内，贯通孔743的孔壁上车设有与螺栓76的外螺纹相螺合的内螺纹，螺栓76上开设有贯通螺栓76两端的通孔，利用此通孔可实现出水腔室100与贯通孔743的连通，该支撑块75与缸体1的内侧壁之间具有过水间隙200，支撑块75位于连通流道742的第二端处凹设有与过水间隙200相连通的容置腔室（图中未示出），密封垫9以可上下移动的方式活动叠放于容置腔室的腔底上，并与连通流道742的第二端端部相对设置，即密封垫9叠放在容置腔室的腔底上后密封垫9与堵头74的下端端部之间具有供密封垫9上下移动的间距。

本实用新型的一种高压水射流泵的动力驱动系统，应用时将宝石喷嘴与射流泵的单向阀组40相连通，各单向阀组40通过四通阀50与射流泵的高压管路60相连通。工作时，外界的低压水可依次经直流道732、环形流道741及连通流道742至出水腔室100内，此时主电机1带动曲轴箱5的连杆活塞523向缸体71方向移动，连杆活塞523的移动可带动活塞杆8向上运动，活塞杆8的向上运动可将出水腔室100内的水推至贯通孔743内，因活塞杆8的推力和出水腔室100与贯通孔743的口径差，使贯通孔743内的水呈高压水，同时密封垫9被出水腔室100内的水向上推动至堵头74的下端端部上，与堵头74的下端端部密贴，连通流道742被封堵，外界的低压水无法流至出水腔室100内，使贯通孔743流出的高压水不会受外界低压水扰乱而影响水压，经测试得到该高压水射流泵的出水量能够达到4.3L—4.5L/min，出水量大；当曲轴箱5推动活塞杆8向下移动时密封垫9受出水腔室100内压强变化而与连通流道742相分离，进水通道导通，外界的低压水即可再次流入出水腔室100内，如此循环，外界的低压水经高压缸体7后可不断地形成高压水喷射而出，经测试贯通孔743可喷射其水压为350—350MPa的高压水箭。

本实用新型的高压水射流泵的动力驱动系统，其有益效果如下：

1、整一驱动系统为机械驱动式，无需液压柱塞式直驱动力驱动系统的高压水射流泵的冷却水系统和液压系统，具有机械式直驱动力驱动系统的高压水射流泵的结构简单，制造成本低、故障率低等优点，并大大降低了维修和使用成本；

2、利用高压缸体7与密封垫9的配合使射流泵的出水量可达到4.3L—4.5L/min，出水量大；

3、利用高压缸体7使曲轴箱5的输入轴以36r/min的转速即可使射流泵的出水量大，避免了传统高转速的曲轴箱的输入轴带动小直径的活塞杆才能增大射流泵的出水量从而造成部件损坏快的问题，使曲轴箱5呈低速运转，延长了曲轴箱的使用寿命，平均提高使用寿命的5倍。

本实用新型中，该容置腔室的腔底上开设有导向孔，密封垫9上延伸设有伸入导向孔内的导向柱91，利用导向柱91与导向孔的配合可对密封垫9的上下移动起到导向作用。

本实用新型中，该堵头74外套装有处于安装腔室731内，并与安装腔室731的内壁密贴的O形密封圈744， O形密封圈744设置有二个，二O形密封圈744分别处于环形流道741的两侧，利用二O形密封圈744可防止外界的低压水流出堵头74外。

Claims (4)

1.一种高压水射流泵的动力驱动系统，包括主电机、主动齿轮、从动齿轮、传动皮带和曲轴箱，该主动齿轮套固在该主电机的输出轴外，该曲轴箱具有箱体和处于箱体内的曲轴连杆机构，该曲轴连杆机构具有作旋转运动的曲轴和作往复直线运动的连杆，曲轴的输入端伸出箱体外，该连杆具有若干根，各连杆沿曲轴的轴线方向间隔排列，连杆的第一端与曲轴连接，连杆的第二端具有连杆活塞；其特征在于：还包括有减速箱和高压缸组，上述减速箱的输入轴外套固有上述从动齿轮，上述传动皮带绕设在上述主动齿轮与上述从动齿轮上，上述减速箱的输出轴外套设有小齿轮，上述曲轴的输入端外套设有大齿轮，上述小齿轮与上述大齿轮相啮合，上述箱体内对应于各连杆活塞处对应设置有互不相通的活塞腔室，上述连杆活塞紧配合伸入活塞腔室内，上述高压缸组包括若干个高压缸体，各高压缸体与各活塞腔室一一相对应设置，高压缸体的第一端锁固在箱体外，上述高压缸体内设有活塞杆，且上述活塞杆的第一端处于高压缸体内，活塞杆的第二端端部紧配合伸出高压缸体的第一端外至上述活塞腔室内与上述连杆活塞固定连接，上述高压缸体的第二端与上述活塞杆的第二端之间形成有出水腔室，上述高压缸体的第二端端部侧壁上开设有供外界水流入至出水腔室内的进水通道，上述高压缸体的第二端端部内开设有与出水腔室相连通的出水通道，上述高压缸体内设有随活塞杆的运动而导通或封堵进水通道的密封垫，上述高压缸体的第二端外安装有与出水通道相连通的宝石喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种高压水射流泵的动力驱动系统，其特征在于：上述高压缸体包括缸体、第一端盖、第二端盖和堵头，第一端盖与第二端盖分别处于缸体的轴向两端端部处，上述缸体的轴向第一端端部紧配合伸入上述第一端盖内，上述缸体的轴向第二端端部紧配合伸入第二端盖内，上述第一端盖与上述第二端盖通过螺栓锁固在一起，上述活塞杆的第一端处于上述缸体的轴向第一端内，且上述活塞杆与上述缸体之间通过套装在活塞杆外的密封圈进行密封配合，上述活塞杆的第二端紧配合穿出上述第一端盖外，上述第二端盖上开设有安装腔室，上述堵头安装于上述安装腔室内，且上述堵头的第一端端部紧密伸入上述缸体的轴向第二端内，上述堵头的第二端端部伸出上述第二端盖外，上述活塞杆的第一端端部与上述堵头的第一端端部之间的间距为上述的出水腔室，上述堵头的外侧壁上凹设有环形流道，上述第二端盖上开设有与环形流道相连通的直流道，上述堵头内开设有其第一端与环形流道相通，第二端通至堵头第一端端部外的连通流道，上述环形流道、直流道与上述连通流道构成上述进水通道，上述堵头内开设有贯通堵头两端的贯通孔，上述贯通孔为上述出水通道，上述宝石喷嘴安装在上述堵头的第二端端部外，并与贯通孔相连通，上述堵头的第一端端部外贴设有支撑块，上述支撑块与上述堵头锁固连接，上述支撑块与上述缸体的内侧壁之间具有过水间隙，上述支撑块位于上述连通流道第二端处凹设有与过水间隙相连通的容置腔室，上述密封垫以可在容置腔室的腔室与堵头之间活动移动的方式活动叠放于上述容置腔室的腔底上，并与上述连通流道的第二端端部相对设置。

3.根据权利要求2所述的一种高压水射流泵的动力驱动系统，其特征在于：上述容置腔室的腔底上开设有导向孔，上述密封垫上延伸设有伸入导向孔内的导向柱。

4.根据权利要求2所述的一种高压水射流泵的动力驱动系统，其特征在于：上述堵头外套装有处于安装腔室内，并与安装腔室的内壁密贴的O形密封圈，上述O形密封圈设置有二个，二O形密封圈分别处于上述环形流道的两侧。