本发明涉及泵的改进,特别是各种工程领域中所用的液体泵,其中特别是钻孔和灌浆用的泵。
目前生产和使用的液体泵类型很多,如离心泵,活塞杆往复泵,振动泵,螺杆泵,齿轮泵等。这些泵在性能上各有其优缺点。例如,离心泵流量大而压力不高,若压力增加则流量减少。
在钻孔工程中,当钻孔时,需要用到压力高流量小的泵,如活塞杆往复式泵,而当冲洗已钻好的孔时,就需要用流量大的泵(往往选用离心泵)。在完成这两个阶段以后,还要用泥浆泵进行灌浆。这样,为了使用这三种不同类型的泵,就要配备三套不同的动力系统和管道,这样就引起许多服务和维修问题,使效率很低。
为了解决上述问题,有人发明了多级离心泵,它可以增高压力而保持流量不变,但要求加大动力。但这种泵仍不适合于钻孔工作,因为钻孔时用的是循环水,夹带泥沙很多,这种泵很易被堵塞。后来又有人采用了其他泵如多活塞杆往复式双作用泵和螺杆泵,作了某些改进,但这些泵在某些方面仍不能完全满足钻孔工作的要求。特别是这些泵体积大,要求动力多,不经济。例如,一个螺杆泵流量为每小时19立方米(5000美加仑),长度达4米(12英尺),所需动力达15仟瓦(20马力)。
本发明的目的在于提供一种用于钻孔,灌浆等工作的泵,它能克服或减少上述缺点。
本发明提供一种双作用大隔膜(软性活塞)摇摆泵,它包括至少一个隔膜,第一和第二腔室,和挠曲该隔膜或每个隔膜的装置,其结构使得在工作时,在前向行程中第一腔室体积扩大而第二腔室体积缩小,在反向行程中第一腔室体积缩小而第二腔室体积扩大。
因此,本发明提供了一种结构简单,重量轾,能供给高压力大流量的液体泵,它在含泥沙的水中工作甚至水泥灌浆工作也只需很小的动力。这样,钻孔,冲洗,灌浆工作可以通过用钻杆灌浆连续进行,从而得到高得多的效率。
为了更好地了解本发明,以及表示其如何实施,将参照附图通过实例加以说明,其中:
图1为根据本发明的泵的正视图;
图2为图1的泵的剖视图;
图3为图1泵的侧视图;图4为图1泵的侧剖视图;
图5为图1泵的顶视图;
现在参看附图,根据本发明用于钻孔工程的泵是一种双作用双隔膜泵,它包括两个相对作用的大的柔性隔膜和一个转速为每分钟100至120转的低速马达。低速马达3用四个螺钉2固定在机架1上,泵的支持管5也四个螺钉4固定在机架1上。马达3的功率输出轴6同转盘7相联接,转盘7的轴孔8处连接着法兰轴9。法兰轴9通它的法兰上的四个孔用螺钉将其固定在转盘7上。这样马达6的功率输出轴6的旋转运动可以转换成法轴轴9绕转盘7和马达3的共同轴线的运动。在法兰轴9仲入转盘7的部分上安装了的两对轴承,两对轴承之间装有一个宽度可变的环分长度相等。轴承10靠用三个螺钉13和三个弹簧垫圈安装在法兰轴9外端的盖扳12在轴向上销紧。法兰轴9的仲出部同轴承一起在摇摆臂15的长滑槽中滑动,摇摆臂15的另一端靠通过孔18的轴16连接于一支持件17。轴16上有三个轴承16,因此摇摆臂15可以绕支持件17上的孔18的轴线摆动。在孔18的下方,摇摆臂15有一个孔19,通过该孔一个轴20也用一组轴承21和环22安装着,从而使摇摆臂15也同推拉头23连接,推拉头23的孔19的两边,有孔24和25,通过轴26,27,将推拉头23分别同连接杆28,29连接起来。
以下参照2所示左边的隔膜,描述每个隔膜的驱动机构,不言而喻两边的机构是相同的。连接杆28,29的外端有螺纹,它穿过伞形活塞外齿导向件30,31的中间孔,用螺纹同活塞头盖32上的螺孔连接。当活塞头盖32旋紧时,软性活塞圆盘(即隔膜)组件33被活塞头盖34的中间部分将其在活塞外齿导向件和活塞头盖之间夹紧,软性活塞圆盘33的外周用六个螺钉38在固定于支持管5的伞形缸体内齿导向件36和大圆泵盖37之间的内圆沟槽35内夹紧。活门组件4039分别安装在大圆泵盖37的上部和下部。下活门组件39通逯连接件41同大圆泵盖37连接,而上活门组件40通过连接件61也同大圆泵盖37连接。上下活门组件40,39内分别有圆钢球43,42和钢球底座45,44。钢球底座45,44结构相同,除了钢球底座45的上部有三或四根三角形断面46,它们的作用是限制钢球43的活动范围。钢球底座44上没有柱子,但在大圆泵盖37上装有二至三根圆形柱子起着同样作用,限制钢球42的活动范围。
如图2所示,泵大致对称于中心线。T形液体进口管48的中间部分连接液体输入管,其余两部分分别通过管道和法兰盘49和50同入口活门39,51连接。液体出口管52也是一个T形管,它的中间管口接液体输出管通钻机,其余两端管口分别通过管道和法兰53和54连接到出口活门40和50。
软性活骞圆盘33和54由三层组成,外表面的两层用厚度为3至6毫米的多片橡胶圆环板做成,每层的总厚度约为10至12毫米。中间层为弹性钢板,以增强活骞的刚性。弹性钢板的表面涂上油脂,以避免摩擦发热。
当操作这种双作用双软性活塞泵时,首先要将机器摆平。否则钢球42,43将会坐不稳,封不紧活门,从而影响泵的效率。机器摆好以后,把入口管48的中间管口可用管子接通到水箱,冲洗池等,而出口管52的中间管口则可接到钻机的钻箱上的冲洗入口。然后开动马达3(转连为每分钟100至120转,向左转或向右转),马达转轴6带动转盘7旋转,固定在转盘7上的法兰轴9则沿圆周线57运动。由于法兰轴9的伸出部分可在摇摆臂15的长滑槽58中滑动,故法兰轴的运动使摇摆臂15绕轴孔18作左右摆动,摆幅为36°。由于推拉头23通过孔19连接于摇摆臂15,故随摇摆臂15的摆动而作往复运动。
如图2所示,当摇摆臂摆向左边,它通过推拉头23,推拉杆28将活塞圆盘组件33推向左边,而活塞圆盘组件56也被拉向左。左边泵腔产生的压力将液体挤出,该液体将钢球42紧压在钢球底座上将活门封紧,同时将钢球43从座上推开,打开上部活门,使体流入出口管52。与此同时,右泵腔产生的负压力将液体从入口管48吸入泵内,这时钢球62被液体推向高处,活门51打开,而钢球59被压下,将出口活门55封死。当摇摆臂摆向右端,右边泵腔内的液体将被压入出口管52,而左边泵腔则从入口管48吸入液体。因此,马达3开动以后,液体就从水箱连续泵入钻机。
柔性活塞圆盘的左-右运动行程约为30毫米。活塞产生的液体压力可达每平方米1.4×106牛顿(每平方英寸200磅)左右。
泵的流量可计算如下:
活塞每一往复循环可输送3.2×10-3米(0.85美加仑);若每分钟往复100次(马达的转速为每分钟100转),则每分钟可输送0.32立方米(85美加仑);因此,泵的流量为约每小时19立方米(5000美加仑)。
补正85108378
文件名称页行补正前补正后
说明书1倒5一个螺杆一个3英寸螺杆
21)摇摆)行程可调节的
25重量轻重量轻
2倒6法轴轴9法轴9
2倒8通它通过它
2倒59仲入9伸入
2倒4的环的环11,使环11和两
对轴承的总宽度同法轴
9伸出部
2倒2仲出伸出
314通通过
3倒7根园形栓根三角形截面柱
3倒1活活塞
42为弹性钢板为发条形多圈钢条
42活活塞
42弹性钢板的发条形钢条的
412而作往复而作非直线式往复
4倒43026至44
权利要求书12圆盘摇摆泵圆盘行程可以调节的摇
摆泵
110转复转变
1倒2推插推栏杆
2倒119立方米(14立方米(3500美加仑)
5000美加仑)。至29立方米(7400美加仑)。