专利名称：一种活塞式砂浆泵及其泵送系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种用于活塞式砂浆泵的泵送系统。本实用新型还涉及一种包括上述泵送系统的活塞式砂浆泵。
背景技术：
随着我国经济建设的快速发展，市场对于物料泵送设备的需求日益增大。活塞式砂浆泵以其较强的耐磨性能和较高的工作效率，在物料泵送作业中得到了较为广泛的应用。请参考图1，图1为一种典型的活塞式砂浆泵中泵送系统的结构示意图。在一种典型的活塞式砂浆泵中，其泵送系统包括内部具有主活塞的主油缸12，输送活塞位于输送缸14内，输送活塞与主活塞通过活塞杆连接，并能够在输送缸14内往复运动，输送缸14通过安装架15安装在活塞式砂浆泵的底盘上；输送缸14的末端具有球阀腔16，球阀腔16内设有排料球阀和吸料球阀，球阀腔16通过排料球阀与排料口 17可选择地连通，球阀腔16通过吸料球阀与吸料口 18可选择地连通。当主油缸12驱动输送活塞向输送缸的有杆腔方向运动时，输送缸14无杆腔内的压力减小，吸料球阀在重力和有杆腔压力减小的作用下关闭，此时，排料球阀因有杆腔压力减小而打开，砂浆通过吸料口吸入到输送缸14的无杆腔内，完成吸料过程；当输送活塞向反方向运动时，有杆腔的压力增加，吸料球阀关闭，排料球阀打开，输送缸14中的物料通过排料口 17排出；重复上述过程，完成活塞式砂浆泵的吸料排料过程。但是，该种泵送系统在吸料的过程中无法排料，在排料的过程中又无法吸料，无法实现吸料排料的同时进行，而活塞的回程时间较长，无法实现连续泵送，影响活塞式砂浆泵的工作连续性。因此，如何使得活塞式砂浆泵的泵送系统在吸料过程中能够同时进行排料，以提高泵送系统的泵送连续性，保证活塞式砂浆泵的连续工作，提高活塞式砂浆泵的工作性能，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于活塞式砂浆泵的泵送系统，该泵送系统在吸料过程中能够同时进行排料，从而提高了泵送系统的泵送连续性，保证了活塞式砂浆泵的连续工作，进而提高了活塞式砂浆泵的工作性能。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述泵送系统的活塞式砂浆泵。为实现上述的目的，本实用新型提供一种活塞式砂浆泵的泵送系统，包括内置有输送活塞以及活塞杆的输送缸，所述活塞杆与所述泵送系统的动力装置连接，所述输送缸的无杆腔通过进料单向阀与进料口连通，还包括内置有补偿活塞的补偿缸，所述补偿活塞将所述补偿缸分隔成出料腔和缓冲腔，所述出料腔与出料口连通，所述输送缸的无杆腔通过出料单向阀与所述出料腔连通，所述缓冲腔与所述输送缸的有杆腔连通形成封闭腔体。[0009]优选地，所述缓冲腔与所述有杆腔形成的封闭腔体内充满传压缓冲介质。优选地，所述传压缓冲介质为水。优选地，出料口设置于所述出料腔的末端。优选地，所述出料口沿出料方向渐缩。优选地，所述进料单向阀、所述出料单向阀为球阀。优选地，所述补偿缸与所述补偿活塞之间、所述输送缸与所述输送活塞之间安装有密封元件。优选地，所述缓冲腔与所述输送缸的有杆腔的尾部相连通。优选地，所述泵送系统的动力装置为动力油缸，所述活塞杆与所述动力油缸的动力活塞固定连接。优选地，沿所述动力油缸的伸缩方向设置有第一接近开关和第二接近开关，两接近开关分别位于所述动力活塞往复运动的极限位置。本实用新型还提供一种活塞式砂浆泵，包括底盘和安装在所述底盘上的泵送系统，所述泵送系统为如上所述的泵送系统。在活塞式砂浆泵的工作过程中，泵送系统吸料时，动力装置驱动输送活塞向输送缸的有杆腔方向运动，输送缸的无杆腔内的压力减小，输送缸的有杆腔内的压力增加，在无杆腔的负压力的作用下，进料单向阀打开，排料单向阀关闭，物料通过进料口吸入到输送缸的无杆腔内，同时，在输送缸的有杆腔正压力的作用下，补偿活塞向出料腔一侧移动。泵送系统排料时，动力装置驱动输送活塞向输送缸的无杆腔方向运动，输送缸的无杆腔内的压力增加，有杆腔压力减小，在无杆腔的正压力的作用下，进料单向阀关闭，排料单向阀打开，输送缸的无杆腔内的物料进入补偿缸的出料腔中，同时，在输送缸的有杆腔负压力以及物料给补偿活塞靠出料腔一侧的压力的共同作用下，补偿活塞向缓冲腔一侧移动；由于输送缸有杆腔中活塞杆的存在，输送活塞在运动时，输送缸无杆腔和有杆腔的体积变化量存在一定的差值，而所述缓冲腔与所述输送缸的有杆腔连通形成封闭腔体的容积不变，因此，从输送缸排出的砂浆一部分储存在补偿缸的出料腔内，另一部分通过出料口排出，排出的物料量大致相等于伸入有杆腔中的活塞杆的体积。当泵送系统继续吸料时，输送活塞换向，输送缸有杆腔的压力增加，从而推动补偿活塞向靠近排料口的方向运动，将储存在补偿缸的出料腔内的物料排出。这样，当输送缸处于吸料行程时，补偿缸中储存的物料通过出料口排出，泵送系统在吸料过程中能够同时进行排料，从而提高了泵送系统的泵送连续性，保证了活塞式砂浆泵的连续工作。同时，采用液压驱动的方式，使得补偿活塞的排料压力可以根据输送负载的变化而变化，使得补偿功能在负载频繁变化的情况下仍可正常实现，进而提高了活塞式砂浆泵的工作性能。在一种优选方式中，本实用新型所提供的泵送系统，其缓冲腔、第一连接管以及输送缸的有杆腔内充满传压缓冲介质。这些传压缓冲介质既能够传递压力，又能够缓冲吸排料过程中较大的压力，保护补偿活塞，同时这些传压缓冲介质具有润滑活塞和散发活塞在往复运动过程中产生的热量的作用。
图1为一种典型的活塞式砂浆泵中泵送系统的结构示意图；图2为本实用新型所提供的用于活塞式砂浆泵的泵送系统一种具体实施方式
的立体图；图3为图2所示泵送系统在主视方向的结构示意图；图4为图3中A-A方向的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种用于活塞式砂浆泵的泵送系统，该泵送系统的在吸料过程中能够同时进行排料，从而提高了泵送系统的泵送连续性，保证了活塞式砂浆泵的连续工作，进而提高了活塞式砂浆泵的工作性能。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述泵送系统的活塞式砂浆泵。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图2、图3和图4 ；图2为本实用新型所提供的用于活塞式砂浆泵的泵送系统一种具体实施方式
的立体图；图3为图2所示泵送系统在主视方向的结构示意图；图4为图3中A-A方向的结构示意图。在一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的泵送系统用于活塞式砂浆泵中，该泵送系统安装于所述活塞式砂浆泵的底盘上，包括动力装置和输送缸3，动力装置具体为动力油缸2，动力装置也可为其他机械形式如曲柄连杆机构等。动力油缸2内设置有动力活塞21，输送缸3内设置有输送活塞31，动力活塞21通过活塞杆与输送活塞31固定连接，并输送活塞31将输送缸3分隔成有杆腔32和无杆腔33。外部动力油源中的压力油泵送至动力油缸2，动力活塞21在压力油的作用下沿动力油缸2的轴向往复运动。输送缸3的无杆腔33的末端形成球阀腔4，球阀腔4是指其内部横截面面积大于同方向的出口横截面面积的腔体，球阀腔4内具有进料单向阀41和出料单向阀42，其中，进料单向阀41位于球阀腔4靠近进料口 102的位置，出料单向阀42位于球阀腔4靠近出料口 101的位置；上述进料单向阀和出料单向阀可以均为球阀，并将进料单向阀41设置于出料单向阀42的下方；该泵送系统还包括补偿缸5，该补偿缸5内设置有补偿活塞51，该补偿活塞51将补偿缸5分隔成出料腔52和缓冲腔53，出料腔52与出料口 101连通，输送缸3的无杆腔33通过出料单向阀42与出料腔52连通，缓冲腔53与输送缸3的有杆腔32连通形成封闭腔体。进一步的，上述缓冲腔53可以与输送缸3的有杆腔32的尾部相连通，这样，在吸料过程中输送活塞31能够运动至输送缸3的尾部，从而增加输送活塞31的运动行程，使得物料泵送量更多。有杆腔32的尾部是指输送缸3在轴向上远离出料口 101的一端。缓冲腔53也不局限于与输送缸3的有杆腔32的尾部连通，也可以与输送缸3的中部连通，此时，为了保证形成密封腔体，需要加长输送缸3的长度才能达到与上述结构相同的泵送量。出料口 101设置于出料腔52的末端，缓冲腔53与输送缸3的有杆腔32连通。上述无杆腔33的末端是指无杆腔33的远离有杆腔32的一端。本实用新型所提供的泵送系统可以通过安装架9安装在底盘上，也可以直接安装在底盘上；泵送系统可以通过螺栓连接等方式可拆装地安装在底盘上，也可以通过本领域中其他常用的固定连接方式连接，例如焊接等。在活塞式砂浆泵的工作过程中，泵送系统吸料时，动力装置驱动输送活塞31向输送缸3的有杆腔32方向运动，输送缸3的无杆腔33内的压力减小，输送缸3的有杆腔32压力增加，在无杆腔33的负压力的作用下，进料单向阀41打开，排料单向阀42关闭，物料通过进料口 102吸入到输送缸3的无杆腔33内，同时，在输送缸3的有杆腔32正压力的作用下，补偿活塞51向出料腔52—侧移动。泵送系统排料时，动力装置驱动输送活塞31向输送缸3的无杆腔33方向运动，输送缸3的无杆腔33内的压力增加，有杆腔32压力减小，在无杆腔33的正压力的作用下，进料单向阀41关闭，排料单向阀42打开，输送缸3的无杆腔33内的物料进入补偿缸5的出料腔52中，同时，在输送缸3的有杆腔32负压力的作用以及物料给补偿活塞51靠出料腔52 —侧的压力共同作用下，补偿活塞51向缓冲腔53 —侧移动；由于输送缸3的有杆腔32中活塞杆的存在，输送活塞在运动时，输送缸3的无杆腔33和有杆腔32的体积变化量存在一定的差值，而所述缓冲腔53与所述输送缸3的有杆腔32连通形成封闭腔体的容积不变，因此，从输送缸3排出的砂浆一部分储存在补偿缸5内，另一部分通过出料口 101排出，排出的物料量大致相等于伸入有杆腔32中的活塞杆的体积。当泵送系统继续吸料时，输送活塞换向，输送缸有杆腔的压力增加，从而推动补偿活塞向靠近排料口的方向运动，将储存在补偿缸内的物料排出。这样，当输送缸处于吸料行程时，补偿缸中储存的物料通过出料口排出，泵送系统在吸料过程中能够同时进行排料，从而提高了泵送系统的泵送连续性，保证了活塞式砂浆泵的连续工作。同时，采用液压驱动的方式，使得补偿活塞51的排料压力可以根据输送负载的变化而变化，使得补偿功能在负载频繁变化的情况下仍可正常实现，进而提高了活塞式砂浆泵的工作性能。在上述具体实施方式
中，补偿缸5的缓冲腔53与输送缸3的有杆腔32之间可以通过第一连接管6连通。这样，不需要在补偿缸5或者输送缸3的缸体上加工出连接结构，降低了缸体的加工难度；同时，由于第一连接管6的长度可以根据需要确定，使得补偿缸5和输送缸3之间的距离不受局限。上述第一连接管6可以为直管，也可以为弯管，其具体结构形状可以根据使用要求自行确定。第一连接管6可以为长度可调节的结构，例如加工成套管的形式或者使用能够弯折的材料等方式，以便根据补偿缸5和输送缸3之间的距离和位置关系，调节第一连接管6至最佳连接状态，提高了第一连接管6的适用性。由于第一连接管6处于物料输送缸3之间的连接部件，要求其具有较好的耐磨性能，因此，第一连接管6的材料可以为各种金属材料或者橡胶材料等。上述补偿缸5的出料腔52与球阀腔4之间可以通过第二连接管7连通。由于第一连接管6和第二连接管7的用途都是连接两个腔体，因此，第二连接管7的结构、形状等方面的选择可以参考上述第一连接管6的相关内容，在此不再赘述。显然地，第一连接管6和第二连接管7两者之间的使用不具有相关性，也即使用第一连接管6时可以使用第二连接管7，也可以不使用第二连接管7，两者的使用与否是独立的。需要指出的是，文中所述“第一、第二”等是为了区分相同作用或者结构的零部件而提出的，仅仅是为了叙述方便，不应理解为某种限定。本实用新型所提供的泵送系统，其缓冲腔53、第一连接管6以及输送缸3的有杆腔32内充满传压缓冲介质；不设置第一连接管6时，缓冲腔53与输送缸3的有杆腔32连通形成封闭腔体内充满传压缓冲介质。这些传压缓冲介质既能够传递压力，又能够缓冲吸排料过程中较大的压力，保护补偿活塞51，同时这些传压缓冲介质具有润滑活塞和散发活塞在往复运动过程中产生的热量的作用。上述传压缓冲介质可以为水。水作为传压介质能够较好地传递压力，并且成本较低，能够重复使用。显然地，该传压缓冲介质也不局限于水，也可以为其他能够传递压力的液体或者气体介质，例如空气或者液压油等。当缓冲腔53、第一连接管6以及输送缸3的有杆腔32内充满传压缓冲介质时，所述补偿缸5与所述补偿活塞51之间，以及所述输送缸3与所述输送活塞31之间均应安装有密封元件8，以便保证较好的密封性，避免传压缓冲介质在高压作用下发生泄漏。上述密封元件8为本领域中常规使用的各种具有密封作用的零部件。本实用新型所提供的泵送系统的出料口 101可以设置于所述出料腔52的末端。所述出料口 101沿出料方向即沿所述补偿缸5的轴向渐缩，所述出料口 101靠近所述补偿活塞51处的内径大于其远离所述补偿活塞51处的内径，渐缩的出料口 101具有一定的节流保压作用，提高补偿缸5储存物料的能力。沿动力油缸2的伸缩方向还可以设置有第一接近开关91和第二接近开关92，两接近开关分别位于所述动力活塞21往复运动的极限位置，这样，油缸的换向通过接近开关实现，有效地降低了动力油缸2在换向过程中出现的冲击，提高了动力油缸2的换向稳定性。当该泵送系统通过安装架9安装在活塞式砂浆泵的底盘上时，上述第一接近开关91和第二接近开关92可以安装在安装架9的相应位置上。第一接近开关91和第二接近开关92可以为本领域中常规使用的各种光感传感器或者位移传感器等。本实用新型所提供的泵送系统还可以包括变量泵，以便实现泵送排量的无级调节。显然地，也不局限于使用变量泵的形式实现泵送排量的无级调节，也可以通过使用定量泵加调速阀的形式实现泵送排量的无级调节。除了上述泵送系统，本实用新型还提供一种包括上述泵送系统的活塞式砂浆泵，该活塞式砂浆泵的其他各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。需要指出的是，由于本实用新型所提供的泵送系统是用于活塞式砂浆泵的泵送系统，因此，文中所述的物料一般是指砂浆或者混凝土等，当然也不排出为其他种类物料的可能性。以上对本实用新型所提供的一种活塞式砂浆泵及其泵送系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种活塞式砂浆泵的泵送系统，包括内置有输送活塞(31)以及活塞杆的输送缸 (3)，所述活塞杆与所述泵送系统的动力装置连接，所述输送缸C3)的无杆腔(3 通过进料单向阀Gl)与进料口(10 连通，其特征在于，还包括内置有补偿活塞(51)的补偿缸(5)， 所述补偿活塞(51)将所述补偿缸( 分隔成出料腔(5 和缓冲腔(53)，所述出料腔(52) 与出料口(101)连通，所述输送缸(3)的无杆腔(3 通过出料单向阀0 与所述出料腔 (52)连通，所述缓冲腔(5 与所述输送缸(3)的有杆腔(3 连通形成封闭腔体。
2.根据权利要求1所述的活塞式砂浆泵的泵送系统，其特征在于，所述缓冲腔(53)与所述有杆腔(3 形成的封闭腔体内充满传压缓冲介质。
3.根据权利要求2所述的活塞式砂浆泵的泵送系统，其特征在于，所述传压缓冲介质为水。
4.根据权利要求1所述的活塞式砂浆泵的泵送系统，其特征在于，所述出料口(101)设置于所述出料腔(52)的末端。
5.根据权利要求1所述的活塞式砂浆泵的泵送系统，其特征在于，所述出料口(101)沿出料方向渐缩。
6.根据权利要求1所述的活塞式砂浆泵的泵送系统，其特征在于，所述进料单向阀、所述出料单向阀为球阀。
7.根据权利要求1所述的活塞式砂浆泵的泵送系统，其特征在于，所述补偿缸(5)与所述补偿活塞(51)之间、所述输送缸( 与所述输送活塞(31)之间安装有密封元件(8)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的活塞式砂浆泵的泵送系统，其特征在于，所述缓冲腔(53)与所述输送缸(3)的有杆腔(32)的尾部相连通。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的活塞式砂浆泵的泵送系统，其特征在于，所述泵送系统的动力装置为动力油缸O)，所述活塞杆与所述动力油缸O)的动力活塞固定连接。
10.根据权利要求9所述的活塞式砂浆泵的泵送系统，其特征在于，沿所述动力油缸 (2)的伸缩方向设置有第一接近开关(91)和第二接近开关(92)，两接近开关分别位于所述动力活塞往复运动的极限位置。
11.一种活塞式砂浆泵，包括底盘和安装在所述底盘上的泵送系统，其特征在于，所述泵送系统为如权利要求1至9中任一项所述的泵送系统。
专利摘要本实用新型公开了一种活塞式砂浆泵的泵送系统，包括内置有输送活塞以及活塞杆的输送缸，活塞杆与泵送系统的动力装置连接，输送缸的无杆腔通过进料单向阀与进料口连通，还包括内置有补偿活塞的补偿缸，补偿活塞将补偿缸分隔成出料腔和缓冲腔，出料腔与出料口连通，输送缸的无杆腔通过出料单向阀与出料腔连通，缓冲腔与输送缸的有杆腔连通形成封闭腔体。这样，当输送缸处于吸料行程时，补偿缸中储存的物料通过出料口排出，泵送系统在吸料过程中能够同时进行排料，从而提高了泵送系统的泵送连续性，保证了活塞式砂浆泵的连续工作。
文档编号F04B53/00GK202326072SQ20112049991
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者夏凌枫, 杨鑫, 郑云 申请人:三一重工股份有限公司