专利名称：一种淤泥泵及其运行方法
技术领域：
本发明涉及一种泥浆泵，特别是公开一种淤泥泵及其运行方法，应用于泵送流动性差、粘度高、塌落度低、吸料性差的海底淤泥、矿泥等。
背景技术：
近年来，沿海城市的经济取得了长足的发展，对土地资源的需求也在不断的增加，采取“围海造地”成为城市增加可用土地资源的方法之一。以往多采取“开山取土”施工设备多、成本高、工期长、破坏环保。目前国内采用传统泥浆泵“内海取土”作业单一，输送到作业面上的物料含高达90％水份，只有不到10％的淤泥可以利用。效率低且容易造成工作面沉降。这就要求一种新型泥浆输送设备，必须满足高压、大排量、20小时不停机的工业泵要求。
发明内容
本发明根据市场需求，设计了一种全新概念的淤泥输送泵，公开一种淤泥泵及其运行方法。本发明的特点1.可满足高压、大排量、连续施工的苛刻要求；2.机电液一体、智能化设计；3.应用换向减排量技术最大限度减少换向产生的液压冲击；4.泵送系统与动力装置相对独立，用液压管路连接两部份。本发明产品维修空间增加，并且非常利于在挖泥船舱内布置。该产品的输送量达到330m3/h能够连续工作，有效满足了“内海取土”大方量高效率输送的作业要求。
本发明是这样实现的一种淤泥泵，包括泵送系统、电气系统和液压系统，其特征在于所述的泵送系统采用两台发动机分别带动液压油泵组，由底架、前盖柜、柴油箱、侧门、液压油箱和柴油机通过机械连接组成泵送系统的动力装置，位于在右侧的泵送底架及主油缸、位于中部偏左的输送缸及缸内的输送活塞、输送缸左端的分配油缸和料斗及输送缸与主油缸之间设置的洗涤室通过机械连接组成泵送系统的输送部件，所述的动力装置和输送部件两部份相互独立，之间通过液压管道连接，所述液压系统采用两套主油泵，主油泵与开启球阀、电液换向阀以及主油缸连接成为主油泵回路，每套主油泵回路可单独使用，也可合流使用，在主油缸活塞杆旁侧设置能够接收主油缸活塞杆换向信号的换向感应器，换向感应器和主油泵的电路与PLC可编程控制器连接。
淤泥泵的运行方法，所述的电气系统采用可编程控制方法工作，其特征在于所述泵送系统的动力装置提供液压能驱动主油缸运动，主油缸带动输送活塞一起伸出或缩回，将料斗中的泥浆往复推出或吸入输送缸，通过分配油缸往复换向压到料斗的出料口；所述液压系统换向减排量方法是主油缸活塞杆将缩回到油缸底部时，通过换向感应器检测主油缸活塞杆的换向信号，换向感应器将换向信号传输给PLC可编程控制器，PLC可编程控制器输出指令，减小主油泵回路内的比例电磁阀电流输出，从而减小主油泵的输出量，确保主回油换向瞬间峰值压力低于1.8MPa。
所述的主油泵包括比例电磁阀、活塞缸和斜盘，上述元件的电路相互并联，比例电磁阀阀芯右端有弹簧，活塞缸内有活塞杆，活塞杆与斜盘间存在机械连接。
所述PLC可编程控制器减小比例电磁阀的输出电流，在比例电磁阀芯右端的弹簧力的作用下，使阀芯左移，阀芯处于右位，比例电磁阀两端油路导通，主油泵出口压力油，经比例电磁阀将活塞缸的活塞杆顶出，导致斜盘倾斜角度减小，即减小主油泵的输出量，达到电液换向阀换向时输出流量减小的目的。
本发明的有益效果是电气系统采用PLC可编程控制系统。本发明的双动力系统、双主油泵输出装置与现有技术的单动力系统、单油泵装置相比，智能化程度更高，元件之间独立工作，不互相干扰；双柴油机保持了转速一致。本发明产品在运行作业中表现了节能、高效、智能、工人劳动强度低的特点，在大范围的围海水利，矿泥输送作业中，它必将得到广泛的推广和使用。本发明产品整机设计新颖，美观大方，成为市场中创新型产品。
四
附图1是本发明泵送系统动力装置左视图；附图2是本发明泵送系统动力装置右视图；附图3是本发明泵送系统输送部件主视图；附图4是本发明泵送系统输送部件俯视图；附图5是本发明工作原理方框图；附图6是本发明降低液压系统的换向冲击工作原理图。
五具体实施例方式淤泥泵技术，就其结构和性能而言，主要分为三大部分泵送系统、液压系统和电气系统。
本发明泵送系统采用双动力，分别带动液压油泵组，使泵送工作更强劲，系统更可靠。电气系统采用PLC可编程控制系统，延长了无故障工作时间。液压系统设置了主油泵压力切断和安全阀双重安全装置。有效的提高了整机的可靠性。本发明以MPS330型淤泥泵为例。
根据附图1、2、3、4，本发明淤泥泵的动力装置与泵送系统相对独立，两大部分采用液压管路连接。由底架1、前盖框2、柴油箱3、侧门4、液压油箱5和柴油机6通过机械联接组成淤泥泵的动力装置。由泵送底架7、输送活塞8、分配油缸9、料斗10、主油缸11、洗涤室12和输送缸13通过机械联接组成淤泥泵的泵送系统。动力装置向泵送系统提供液压能量并且通过电器系统控制泵送系统的运行。动力装置通过液压系统和电器系统控制泵送系统的主油缸11做往复直线推送和抽回运动，主油缸11带动机械连接的输送活塞8-起推送和抽回，使得料斗10中的含高分子固体颗粒的高粘度淤泥被吸入输送缸13，同时将另一侧输送缸内的高粘度淤泥通过S管分配阀输送到出料口。分配油缸9通过机械连接带动S管分配阀与主油缸11同步协调动作。如此往复循环动作，料斗10中的高粘度淤泥被源源不断地输送到出料口。在洗涤室12和料斗10之间用拉杆连接保证了强度及稳固。料斗10采用流线形设计，提高了输送缸13的吸料性。本发明是为“内海取土”围海作业而设计的，将泵送系统与动力系统采取分体设计，便于设备的维修和舱内安置。
根据附图5，(箭头指向为液压油流动方向)，本发明采用两台发动机分别驱动两套油泵组，双主油泵合流量达到870升/分，在油泵出油口到阀组之间分别安装开启球阀20，油泵组可单套使用，也可合流使用，当一套动力装置出现故障时，只需关闭该台油泵组到阀组之间的开启球阀，另一套动力装置仍可单独工作。既满足高压、大排量的需求，又提高了泵送系统主的可靠性。同时可根据需要输送量的实际情况，决定使用一套或两套动力来工作，起到了节能的效果。
根据附图6，本发明液压系统设计为开式双回路液压系统，降低液压系统的换向冲击。
双主油泵16、理论输出流量达到870升/分，如此大流量的液压油在电液换向阀15换向时不可避免的产生较大的液压冲击，影响主油泵16、电液换向阀15及密封件的使用寿命。本发明设计了一种“换向减排量”技术，在主油缸11的活塞杆将缩回到油缸底部时，换向感应器14检测到主油缸11活塞杆的位置信号，传输给PLC可编程控制器21，PLC可编程控制器21减小比例电磁阀17的输出电流，比例电磁阀17在右端弹簧力的作用下，使阀芯左移，阀芯处于右位，比例电磁阀17两端油路导通，主油泵16出口压力油，经比例电磁阀17将活塞缸19的活塞杆顶出，导致斜盘18倾斜角度减小，(因为斜盘倾斜的角度大小，直接决定油泵流量输出多少)，达到电液换向阀15换向时输出流量减小的目的，使回油的峰值压力由原来的3MPa减至1.8MPa。所述的PLC可编程控制器是市售产品，采用德国西门子生产的6ES7214-1AD21-0XB0型PLC可编程控制器。本发明不作详述。主油泵16、比例电磁阀17、斜盘18和活塞缸19组成油泵组，采用德国力士乐公司的A11VLO190LRDU2型号油泵组。本发明主油系统采用双泵合流，大流量输出，保证了长行程主油缸11的换向次数，满足了高压、大排量输出的要求。摆动系统利用大容量蓄能器向分配油缸9供油，使分配油缸9摆动有力，确保超大、超重S阀换向迅速、可靠。
主油泵16开始减排量的起始如果过早，势必影响主油泵16的输出流量，降低效率，如时间过迟将无法达到降低冲击峰值的效果。为了准确确定时间，本发明设计在主油缸11活塞杆将要缩回到油缸底部时，通过换向感应器14检测到主油缸11活塞杆的位置信号，在检测到信号后，将信号传输给PLC可编程控制器21，PLC可编程控制器21输出指令，减小控制比例电磁阀17电流输出，从而减小主油泵16的输出流量，待电液换向阀15换向结束后，主油泵16输出液压油，经过换位后电液换向阀15，将缩回主油缸11底部的活塞杆推出，换向感应器14再次检测到主油缸11活塞杆的位置信号，再传输给PLC可编程控制器21，PLC可编程控制器21输出指令，立刻增大比例电磁阀17电流输出，主油泵16的输出流量至最大。在加载试验时，确定了主油缸11活塞杆的运动速度，最终测定了起始时间。
本发明电气系统采用PLC可编程控制系统。本发明的双动力系统、双主油泵输出装置与现有技术的单动力系统、单油泵装置相比，智能化程度更高，元件之间独立工作，不互相干扰；双柴油机保持了转速一致。
本发明产品在运行作业中表现了节能、高效、智能、工人劳动强度低的优点，在大范围的围海水利，矿泥输送作业中，它必将得到广泛的推广和使用。
权利要求
1.一种淤泥泵，包括泵送系统、电气系统和液压系统，其特征在于所述的泵送系统采用两台发动机分别带动液压油泵组，由底架、前盖柜、柴油箱、侧门、液压油箱和柴油机通过机械连接组成泵送系统的动力装置，位于在右侧的泵送底架及主油缸、位于中部偏左的输送缸及缸内的输送活塞、输送缸左端的分配油缸和料斗及输送缸与主油缸之间设置的洗涤室通过机械连接组成泵送系统的输送部件，所述的动力装置和输送部件两部份相互独立，之间通过液压管道连接，所述液压系统采用两套主油泵，主油泵与开启球阀、电液换向阀以及主油缸连接成为主油泵回路，每套主油泵回路可单独使用，也可合流使用，在主油缸活塞杆旁侧设置能够接收主油缸活塞杆换向信号的换向感应器，换向感应器和主油泵的电路与PLC可编程控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种淤泥泵，其特征在于所述的主油泵包括比例电磁阀、活塞缸和斜盘，上述元件的电路相互并联，比例电磁阀阀芯右端有弹簧，活塞缸内有活塞杆，活塞杆与斜盘间存在机械连接。
3.一种权利要求1或2所述的淤泥泵的运行方法，所述的电气系统采用PLC可编程控制系统，其特征在于所述泵送系统的动力装置提供液压能驱动主油缸运动，主油缸带动输送活塞一起伸出或缩回，将料斗中的泥浆往复推出或吸入输送缸，通过分配油缸往复换向压到料斗的出料口；所述液压系统换向减排量方法是主油缸活塞杆将缩回到油缸底部时，通过换向感应器检测主油缸活塞杆的换向信号，换向感应器将换向信号传输给PLC可编程控制器，PLC可编程控制器输出指令，减小主油泵回路内的比例电磁阀电流输出，从而减小主油泵的输出量，确保主回油换向瞬间峰值压力低于1.8MPa。
4.根据权利要求3所述的淤泥泵的运行方法，其特征在于所述PLC可编程控制器减小比例电磁阀的输出电流，在比例电磁阀阀芯右端的弹簧力的作用下，使阀芯左移，阀芯处于右位，比例电磁阀两端油路导通，主油泵出口压力油，经比例电磁阀将活塞缸的活塞杆顶出，导致斜盘倾斜角度减小，即减小主油泵的输出量，达到电液换向阀换向时输出流量减小的目的。
全文摘要
本发明为一种淤泥泵及其运行方法，应用于大范围的围海水利，矿泥输送作业。包括泵送系统、电气系统和液压系统，其特征在于所述的泵送系统采用两台发动机分别带动液压油泵组，由底架、前盖柜、柴油箱、侧门、液压油箱和柴油机通过机械连接组成泵送系统的动力装置，动力装置和输送部件两部份相互独立，之间通过液压管道连接，所述液压系统采用两套主油泵，每套主油泵回路可单独使用，也可合流使用。所述的电气系统采用PLC可编程控制系统。本发明的双动力系统、双主油泵输出装置智能化程度高，元件之间独立工作，不互相干扰；双柴油机保持了转速一致。具有节能、高效、智能、工人劳动强度低的优点，必将得到广泛的推广和使用。本发明产品整机设计新颖，美观大方。
文档编号F04B15/02GK1837611SQ200610026010
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月25日 优先权日2006年4月25日
发明者徐沛良, 胡小其 申请人:上海鸿得利机械制造有限公司