专利名称：自由活塞泥浆泵输送方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种自由活塞泥浆泵的输送方法及其装置。特别是一种管道输送高扬程、高浓度泥浆、矿砂、末煤、煤灰渣等的专用设备。
我国现有的高扬程、高浓度泥浆的管道输送，主要靠油隔离泵。由第一机电设备公司一九八O年十月出版的《统配机械产品目录》介绍油隔离泥浆泵是近年来才试制成功的泥浆泵。机械工业出版社一九八四年出版的《机械产品目录》介绍往复式油隔离泵，具有排出压力大，用于远距离管道输送，但被输送的介质要求严格，粒度需小于1毫米，重量浓度小于60%，温度在100度以下，局限性较大。
现行的油隔离泵，属于流量为定值的电动往复泵。当它处在冲次频率高，输送流量大的状态下工作时，由于活塞、自动阀门芯和泥浆的惯性作用较大，再遇上泥浆中固体介质的卡涩，必然加剧自动阀门启闭的滞后;加上吸入空气的影响等原因，常造成局部压力突然变化，以致出现冲缸、阀锤或跑油等固疾，使其维修频繁。
本发明是为解决管道输煤设备，针对现有技术缺陷而创造的一种高扬程、高浓度泥浆的输送方法及装置。
本发明可通过以下方法和措施来实现。自由活塞泥浆泵管道输送装置由控制器、压力交换筒、离心泵、油箱和真空泵等部分组成。其特征为压力交换筒筒体为立式圆筒形，其封头上焊有带法兰的短管，依次与控制器中的阀门及高压油管、高压水管、低压水管、低压油管相连接，控制器由油换相阀、三功能阀、油动机、电磁滑阀，回转联轴器，摇杆等部分组成，三功能阀由阀盖，阀杆、阀芯，阀套和阀体等组成，阀体内有左、中、右三个偏心环室，通过短管法兰与流体进、出口管道相联结，阀套嵌在偏心环室内圆，套上钻有许多孔或沟槽。
自由活塞泥浆泵管道输送方法是由离心泵产生的高压工作液与被输送的介质在压力交换筒内进行能量交换，通过控制器进行操作。其特征为高压油通过管道A进入控制器，然后进入压力交换筒，释放能量后再回到控制器，经管道D回到油箱，从泥浆浓缩池或配浆池引来的泥浆经管道C进入控制器，然后进入压力交换筒，获得能量后再回到控制器，经管道B向外输送;自由活塞是由压力交换筒内泥浆与油或泥浆的沉降区与澄清区之间的分界面形成。
通过油动机传递给三功能阀，阀芯的动力，能使三功能阀的阀芯和阀体之间产生的相对运动既有往复运动又有回转运动而使被输送的固体介质受到尖劈、折曲、剪切，搓动和挤压综合作用力而被劈裂，并在油箱上装有能形成负压的真空泵用来改善进料条件。压力交换筒以两个为一组，控制器通过电接点或其它方式来测定自由活塞在圆筒内的位置，切换阀门使自由活塞到达工作位置。
图1是本发明的方法示意图;
图2是本发明的主要部件及其作用示意图;
图3是本发明的控制器工作原理图;
图4是本发明的电气工作图;
图5是本发明的三功能阀结构示意图;
下面依照附图对本发明作详细的说明图1中的圆筒表示压力交换筒(以下称圆筒)，根据液体的物理特性，在一个容器内存放两种重度不同又互不相容的液体，在重力场的作用下会产生自然分层，下重上轻，中间形成水平分界面，本发明用此油水分界面作为自由活塞，取代往复泵中的机械活塞，当容器内的液体受到扰动(局部流进或流出)时，把扰动控制在一定范围内就能使分界面不遭破坏，并保持水平状态。示图1圆筒内存放油和水，油水之间的分界面为p～p;圆筒上装有A、B、C、D四个阀门，依次与高压油管，高压水管，低压水管，低压油管联接;高压油管的压力高于高压水管的压力，高压水管的压力远高于低压水管的压力，低压水管的压力高于低压油管的压力，当关闭C、D阀门，开启A、B阀门，则高压油通过阀门A进入圆筒，使圆筒内压力增高，圆筒下部的水就会被挤入高压水管分界面p～p也随着相应下降(参见图1a)。当分界面p～p下降到下限1～1位置时，阀门A、B自动关闭，C、D自动开启，低压水经阀门C进入圆筒，圆筒上部的油通过阀门D流入低压油管，分界面p～p相应升高(参见图1b)，当分界面p～p升到上限h～h位置时，阀门C、D又自动关闭，A、B自动开启，如此重复前面动作循环工作。
综上所述，由于油和水流进流出圆筒的效应正好发生在分界面p～p上下运动的过程中，故称分界面p～p为自由活塞，称完成此任务的装置为自由活塞管道输送装置。
由于不同的泥浆有不同的水力沉降特性，只要控制泥浆在圆筒内的升降速度，使进入圆筒的泥浆处于相对稳定的自然沉降状态，则泥浆上层就会出现一段澄清区，泥浆沉降区与澄清区之间的分界面，也可作为自由活塞，此自由活塞上部的工作液体还可以不用油而用水代之。
图2是本发明自由活塞泥浆泵的主要部件及其作用，自由活塞泥浆泵主要由控制器(1)，压力交换筒(2)，离心泵(3)，油箱(4)和真空泵(5)等部件组成。由离心泵产生的高压油通过管道A2进入控制器，然后进入压力交换筒，释放能量后再回到控制器，经管道D2回到油箱，从浓缩池或配浆池引来的泥浆经管道C2进入控制器，然后进入压力交换筒，获得能量后再回到控制器，经管道B2向外输送。
压力交换筒的作用在于保证两相流体在圆筒内能平稳地交换能量，其几何尺寸主要取决于自由活塞泥浆泵的工作流量和输送介质的水力沉降特性，圆筒体为立式圆筒形压力交换容器，其封头上焊有带法兰的短管与控制器中的阀门相连接。为减少油与水的接触面积，稳定两相流体分界面的扰动，在圆筒内设置一个空心圆球，其外径小于圆筒内径，球的容重可通过球上的旋塞增减内部填料来进行调整，以保证圆球的位置始终保持在两相流体之间的分界面上。
真空泵装在油箱上，其作用主要是在油箱内形成负压，以使从浓缩池或配浆池引来的泥浆能直接通过控制器进入压力交换筒，而不另设置喂料增压设备，以减小进料系统的故障，改善进料条件。
用离心泵产生的高压油，主要用作压力交换筒内进行能量交换的能源，油箱、离心泵与控制器和压力交换筒的通油部分共同组成闭路式循环。
图3是本发明的控制器装置示意图，图中左、右两侧的圆筒为压力交换筒，圆筒内的圆球中心表示自由活塞所处的位置。控制器由图中左侧油换相阀(6)，右侧油换相阀7，左侧三功能阀(8)，右侧三功能阀(9)，油动机(10)电磁滑阀(11)，回转联轴器(12)，(13)以及摇杆(14)等组成。A3、B3、C3、D3依次表示联接高压油管，高压水管，低压水管，低压油管。E表示从齿轮油泵或压力油管引来控制油的进油管，F表示控制油的回油管，Q1、Q2表示电磁线圈。
当电磁线圈Q1带电时(Q2断电)，电磁滑阀的阀芯移到左侧，于是从E管来的控制油经电磁滑阀进入油动机的左侧室，推动油动机活塞向右移动，油动机右侧室内的控制油则经电磁滑阀右端排油口排入回油管F，直到油动机活塞到达右端终点为止。当其油动机活塞向右移动时，通过两端的联轴器使左、右两侧三功能阀的阀芯和连杆的N端随之向右移动，而连杆的M端和左、右两侧油换相阀的阀芯则向左移动。从A3管来的高压油经左侧油换相阀进入左侧圆筒上端，使圆筒内压力升高，圆筒内自由活塞下部的低压水获得能量成为高压水，并通过左侧三功能阀进入管道B3向外输送，左侧圆筒内的自由活塞则逐渐向下移动。与此同时，由于右侧油换相阀阀芯的向左移动，和右侧三功能阀阀芯的向右移动，加上D3管直接联通油箱，而油箱又处于负压状态，于是右侧圆筒上部的油通过右侧油换相阀流入D3管，而从C3管来的低压水则经右侧三功能阀进入圆筒下部。右侧圆筒内的自由活塞则逐渐向上移动。由于油箱、离心泵和控制器的油换相阀和压力交换筒组成油路是闭路循环，故电磁线圈Q1带电后的整体效应是低压水经控制器进入右侧圆筒，高压水由左侧圆筒经控制器向外输出。
电磁线圈Q2带电时(Q1断电)，电磁滑阀，油动机活塞，左、右侧油换相阀和三功能阀阀芯的动作方向正好和Q1线圈带电后的情况相反，这时高压油进入右侧圆筒，右侧圆筒内的自由活塞逐渐下降，低压水进入左侧圆筒，左侧圆筒内的自由活塞逐渐上升，故Q2带电后的整体效应是低压水经控制器进入左侧圆筒，高压水由右侧圆筒经控制器向外输出。
回转联轴器(12)、(13)所联接的一对联件，不允许有相对的往复运动，又存在相对的回转运动，是油动机联接三功能阀时不可缺少的联件。
按自由活塞泥浆泵的工作原理，与压力交换筒上、下接口联接的阀门，在运行中往复进行切换，如果进出圆筒的流体仅仅是油和水，则可使用普通的切换阀门。实际上进入圆筒的流体含有不水解的固体介质，且粒度大。在切换过程中当较大的固体介质，正好进入阀门通道一部分或从阀门通道中出来一部分就碰上运动中的阀芯时，阀芯就可能被卡涩，但只要阀芯有足够的力量来克服阻力，劈裂卡涩的固体介质，阀芯即能继续完成其换相运动。三功能阀正是把启闭，换相和劈裂固体介质三种功能结合在一起的特殊阀门，其中劈裂固体介质是主要的特点。
试验结果表明仅沿阀芯运动的方向施加作用力于卡涩阀芯的固体介质，并不能最有效地劈裂固体介质，只有沿阀芯运动的方向施加主动力，同时又沿垂直于阀芯运动方向施加辅助力时，才能最有效地劈裂卡涩阀芯的固体介质，即使固体介质既受尖劈、折曲、剪切力，又受到搓动和挤压等综合作用力而被劈裂。
根据控制器的工作原理和动作程序的特点，只需交替地投入电磁线圈Q1、Q2的电源，就能使左、右侧圆筒进出料的工作状态交替进行、控制电磁线圈的交替工作原则是当左侧圆筒内的自由活塞上升到上限位置1J，同时右侧圆筒内的自由活塞又下降到下限位置4J后，就开始切换阀门，使左侧的下降到2J，右侧的上升到3J，再切换阀门，如此交替切换。由于压力交换筒为立式圆筒，故自由活塞在左、右侧圆筒的轨迹尤如一对吊桶一上一下形成本自由活塞泥浆泵特定的吊桶打水工作制。
测定自由活塞在圆筒内上、下限位置的一种简便方法是采用在圆筒内的上、下限工作位置设置电接点电子测量装置。
图4是控制器的电气原理图，图中K1、K2为投入按钮，1J1、2J2(或3J1、4J2)代表安装在左(或右)侧压力交换筒上、下限位置的电接点电子测量装置的继电器的触点，1Z、2Z为中间继电器。Q1、Q2为电磁滑阀的电磁线圈，任意按下K1或K2都可使控制器工作。
在自由活塞泥浆泵运行中，当圆筒内的自由活塞不在上、下限位置时，左、右圆筒上限位置的电接点均浸在油中，下限位置的电接点均浸在水中，此时上限位置的电接点电子测量装置的继电器1J′、3J′均不能导通，故常开触点1J1、3J1仍处于断开状态，下限位置的电接点电子测量装置的继电器2J、4J则均导通，故常闭触点2J2、4J2也处于断开状态。
当左侧圆筒内的“自由活塞”上升到上限位置，使上限位置的电接点浸入水中时，电子测量装置联系此位置的继电器1J导通，使常开触点1J1闭合，同时右侧圆筒内的“自由活塞”下降到下限位置，又使下限位置的电接点浸入油中，在此位置的电子测量装置的继电器4J截止，使常闭触点4J2复位闭合。中间继电器1Z和电磁线圈Q1相继带电，使控制器进行倒相切换。左侧圆筒内的“自由活塞”开始下降，右侧的上升，直到左侧下限电接点浸入油中使2J2复位闭合，右侧上限电接点浸入水中使3J1闭合后，再使中间继电器2Z和线圈Q2带电，控制器又进行倒相切换，如此往复循环。
图5是往复式三功能阀的结构示意图，它是由阀盖(15)阀杆(16)、阀芯(17)、阀套(18)、和阀体(19)等组成。阀体内有左、中、右三个偏心环室，通过短管法兰与流体进、出口管道相联接，阀套嵌在偏心环室内圆，套上钻有许多孔或开有沟槽通道，各环室内的流体只有通过这些孔或沟槽通道，才能互相沟通，被输送的流体流进、流出圆筒都得通过这些通道。往复移动阀杆就能使中间环室分别同左室相通，同右室截断，或者同右室相通，同左室截断，从而实现换相功能。阀杆由油动机带动，主要作往复运动，但又派生有局部的回转运动或摆动。在换相过程中，如果有些较大的粿粒恰好从通道中出来一部分(或进入通道一部分)就碰上运动中的阀芯时，由于阀杆在运动过程中，能从油动机获得足够的动力去克服阻力，而且阀芯在往复运动的同时又伴随有一定的回转动作，故能使卡涩阀芯的固体介质受到尖劈，折曲、剪切、搓动和挤压等综合作用力而被劈裂，继续完成其换相运动。
本发明与现有技术相比具有如下优点1、本自由活塞泥浆泵输送固体介质允许的最大粒度一般在10毫米左右，比油隔离泵大10倍。用于管道输送煤时可直接输送粒度在13毫米以下的末煤浆，这是各型油隔离泥浆泵至今还无法达到的技术指标。增大允许输送粒度的另一个效果是减小了输送前用于破碎或磨细固体介质的电耗和金属消耗，提高了整个输送过程的综合效益。
2、本发明把电子、电气、液压、机械的作用有机地结合在一起，不用机械活塞，既有往复泵所具有的优点，又排除了使用机械活塞所带来的弊病，克服了油隔离泵运行中出现的冲缸、阀锤和跑油的固疾，可靠性能提高。
3、利用控制器的转换作用，在进料系统中引入负压工作，有利于取代喂料增压设备，改善了进料条件。
权利要求
1.一种自由活塞泥浆泵管道输送装置及其方法，由控制器(1)，压力交换筒(2)，离心泵(3)，油箱(4)和真空泵(5)等组成输送装置，其特征在于a、压力交换筒(2)筒体为立式圆筒形，其封头上焊有带法兰的短管，依次与控制器(1)中的阀门(A、B、C、D)及高压油管A3，高压水管B3，低压水管C3，低压油管D3相连接；b，控制器(1)，由油换相阀(6、7)，三功能阀(8、9)，油动机(10)，电磁滑阀(11)，回转联轴器(12、13)，摇杆(14)等部分组成；c、三功能阀由阀盖(15)，阀杆(16)，阀芯(17)，阀套(18)和阀体(19)等组成，阀体内有左中、右三个偏心环室，通过短管法兰与流体进、出口管道相连接，阀套(18)嵌在偏心环室内圆，套上钻有许多孔或开有沟槽。
2.如权利要求1所述的自由活塞泥浆泵管道输送方法为，由离心泵产生的高压工作液与被输送的介质在压力交换筒内进行能量交换，通过控制器进行操作，其特征在于a、能量交换方式为高压油通过管道A2进入控制器(1)，然后进入压力交换筒(2)，释放能量后再回到控制器(1)，经管道D2回到油箱，从泥浆浓缩池或配浆池引来的泥浆经管道C2进入控制器(1)，然后进入压力交换筒(2)获得能量后再回到控制器，经管道B2向外输送;b，自由活塞是由压力交换筒内泥浆与油或泥浆的沉降区与澄清区之间的分界面形成;c、通过油动机传递给三功能阀(8、9)阀芯(17)的动力，能使三功能阀的阀芯(17)和阀体(19)之间产生的相对运动既有往复运动，又有回转运动而使被输送的固体介质受到尖劈，折曲，剪切，搓动和挤压综合作用力而被劈裂;d、压力交换筒以两个为一组，控制器通过电接点或其它方式来测定自由活塞在圆筒内的位置，切换阀门使自由活塞到达工作位置。
3.如权利要求1、2所述的自由活塞泥浆泵管道输送装置及方法，其特征为在油箱(4)上装有能形成负压的真空泵(5)。
全文摘要
本发明属于一种输送泥浆、末煤、矿砂、煤灰渣的专用设备。主要由控制器，压力交换筒、离心泵、油箱和真空泵等组成。它借用油隔离泵的输送方式而不用机械活塞，通过控制器使高压液体和被输送物协调地在压力交换筒内交换能量。综合应用了电子，电气，液压，机械的作用，避免了油隔离泵运行中出现的冲缸、阀锤和跑油的固疾。允许被输送物的最大粒度为油隔离泵的十倍，是管道输送高扬程、高浓度介质的可靠设备。
文档编号B65G53/30GK1051894SQ8910413
公开日1991年6月5日 申请日期1989年11月24日 优先权日1989年11月24日
发明者徐乃信, 李厚培, 王玉兰, 徐霖 申请人:徐乃信, 李厚培, 王玉兰, 徐霖