專利名稱：一種淤泥泵及其運行方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種泥漿泵，特別是公開一種淤泥泵及其運行方法，應用于泵送流動性差、粘度高、塌落度低、吸料性差的海底淤泥、礦泥等。
背景技術：
近年來，沿海城市的經濟取得了長足的發(fā)展，對土地資源的需求也在不斷的增加，采取“圍海造地”成為城市增加可用土地資源的方法之一。以往多采取“開山取土”施工設備多、成本高、工期長、破壞環(huán)保。目前國內采用傳統(tǒng)泥漿泵“內海取土”作業(yè)單一，輸送到作業(yè)面上的物料含高達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。這就要求一種新型泥漿輸送設備，必須滿足高壓、大排量、20小時不停機的工業(yè)泵要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明根據市場需求，設計了一種全新概念的淤泥輸送泵，公開一種淤泥泵及其運行方法。本發(fā)明的特點1.可滿足高壓、大排量、連續(xù)施工的苛刻要求；2.機電液一體、智能化設計；3.應用換向減排量技術最大限度減少換向產生的液壓沖擊；4.泵送系統(tǒng)與動力裝置相對獨立，用液壓管路連接兩部份。本發(fā)明產品維修空間增加，并且非常利于在挖泥船艙內布置。該產品的輸送量達到330m3/h能夠連續(xù)工作，有效滿足了“內海取土”大方量高效率輸送的作業(yè)要求。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種淤泥泵，包括泵送系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，其特征在于所述的泵送系統(tǒng)采用兩臺發(fā)動機分別帶動液壓油泵組，由底架、前蓋柜、柴油箱、側門、液壓油箱和柴油機通過機械連接組成泵送系統(tǒng)的動力裝置，位于在右側的泵送底架及主油缸、位于中部偏左的輸送缸及缸內的輸送活塞、輸送缸左端的分配油缸和料斗及輸送缸與主油缸之間設置的洗滌室通過機械連接組成泵送系統(tǒng)的輸送部件，所述的動力裝置和輸送部件兩部份相互獨立，之間通過液壓管道連接，所述液壓系統(tǒng)采用兩套主油泵，主油泵與開啟球閥、電液換向閥以及主油缸連接成為主油泵回路，每套主油泵回路可單獨使用，也可合流使用，在主油缸活塞桿旁側設置能夠接收主油缸活塞桿換向信號的換向感應器，換向感應器和主油泵的電路與PLC可編程控制器連接。
淤泥泵的運行方法，所述的電氣系統(tǒng)采用可編程控制方法工作，其特征在于所述泵送系統(tǒng)的動力裝置提供液壓能驅動主油缸運動，主油缸帶動輸送活塞一起伸出或縮回，將料斗中的泥漿往復推出或吸入輸送缸，通過分配油缸往復換向壓到料斗的出料口；所述液壓系統(tǒng)換向減排量方法是主油缸活塞桿將縮回到油缸底部時，通過換向感應器檢測主油缸活塞桿的換向信號，換向感應器將換向信號傳輸給PLC可編程控制器，PLC可編程控制器輸出指令，減小主油泵回路內的比例電磁閥電流輸出，從而減小主油泵的輸出量，確保主回油換向瞬間峰值壓力低于1.8MPa。
所述的主油泵包括比例電磁閥、活塞缸和斜盤，上述元件的電路相互并聯(lián)，比例電磁閥閥芯右端有彈簧，活塞缸內有活塞桿，活塞桿與斜盤間存在機械連接。
所述PLC可編程控制器減小比例電磁閥的輸出電流，在比例電磁閥芯右端的彈簧力的作用下，使閥芯左移，閥芯處于右位，比例電磁閥兩端油路導通，主油泵出口壓力油，經比例電磁閥將活塞缸的活塞桿頂出，導致斜盤傾斜角度減小，即減小主油泵的輸出量，達到電液換向閥換向時輸出流量減小的目的。
本發(fā)明的有益效果是電氣系統(tǒng)采用PLC可編程控制系統(tǒng)。本發(fā)明的雙動力系統(tǒng)、雙主油泵輸出裝置與現(xiàn)有技術的單動力系統(tǒng)、單油泵裝置相比，智能化程度更高，元件之間獨立工作，不互相干擾；雙柴油機保持了轉速一致。本發(fā)明產品在運行作業(yè)中表現(xiàn)了節(jié)能、高效、智能、工人勞動強度低的特點，在大范圍的圍海水利，礦泥輸送作業(yè)中，它必將得到廣泛的推廣和使用。本發(fā)明產品整機設計新穎，美觀大方，成為市場中創(chuàng)新型產品。
四

附圖1是本發(fā)明泵送系統(tǒng)動力裝置左視圖；附圖2是本發(fā)明泵送系統(tǒng)動力裝置右視圖；附圖3是本發(fā)明泵送系統(tǒng)輸送部件主視圖；附圖4是本發(fā)明泵送系統(tǒng)輸送部件俯視圖；附圖5是本發(fā)明工作原理方框圖；附圖6是本發(fā)明降低液壓系統(tǒng)的換向沖擊工作原理圖。
五具體實施例方式淤泥泵技術，就其結構和性能而言，主要分為三大部分泵送系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。
本發(fā)明泵送系統(tǒng)采用雙動力，分別帶動液壓油泵組，使泵送工作更強勁，系統(tǒng)更可靠。電氣系統(tǒng)采用PLC可編程控制系統(tǒng)，延長了無故障工作時間。液壓系統(tǒng)設置了主油泵壓力切斷和安全閥雙重安全裝置。有效的提高了整機的可靠性。本發(fā)明以MPS330型淤泥泵為例。
根據附圖1、2、3、4，本發(fā)明淤泥泵的動力裝置與泵送系統(tǒng)相對獨立，兩大部分采用液壓管路連接。由底架1、前蓋框2、柴油箱3、側門4、液壓油箱5和柴油機6通過機械聯(lián)接組成淤泥泵的動力裝置。由泵送底架7、輸送活塞8、分配油缸9、料斗10、主油缸11、洗滌室12和輸送缸13通過機械聯(lián)接組成淤泥泵的泵送系統(tǒng)。動力裝置向泵送系統(tǒng)提供液壓能量并且通過電器系統(tǒng)控制泵送系統(tǒng)的運行。動力裝置通過液壓系統(tǒng)和電器系統(tǒng)控制泵送系統(tǒng)的主油缸11做往復直線推送和抽回運動，主油缸11帶動機械連接的輸送活塞8-起推送和抽回，使得料斗10中的含高分子固體顆粒的高粘度淤泥被吸入輸送缸13，同時將另一側輸送缸內的高粘度淤泥通過S管分配閥輸送到出料口。分配油缸9通過機械連接帶動S管分配閥與主油缸11同步協(xié)調動作。如此往復循環(huán)動作，料斗10中的高粘度淤泥被源源不斷地輸送到出料口。在洗滌室12和料斗10之間用拉桿連接保證了強度及穩(wěn)固。料斗10采用流線形設計，提高了輸送缸13的吸料性。本發(fā)明是為“內海取土”圍海作業(yè)而設計的，將泵送系統(tǒng)與動力系統(tǒng)采取分體設計，便于設備的維修和艙內安置。
根據附圖5，(箭頭指向為液壓油流動方向)，本發(fā)明采用兩臺發(fā)動機分別驅動兩套油泵組，雙主油泵合流量達到870升/分，在油泵出油口到閥組之間分別安裝開啟球閥20，油泵組可單套使用，也可合流使用，當一套動力裝置出現(xiàn)故障時，只需關閉該臺油泵組到閥組之間的開啟球閥，另一套動力裝置仍可單獨工作。既滿足高壓、大排量的需求，又提高了泵送系統(tǒng)主的可靠性。同時可根據需要輸送量的實際情況，決定使用一套或兩套動力來工作，起到了節(jié)能的效果。
根據附圖6，本發(fā)明液壓系統(tǒng)設計為開式雙回路液壓系統(tǒng)，降低液壓系統(tǒng)的換向沖擊。
雙主油泵16、理論輸出流量達到870升/分，如此大流量的液壓油在電液換向閥15換向時不可避免的產生較大的液壓沖擊，影響主油泵16、電液換向閥15及密封件的使用壽命。本發(fā)明設計了一種“換向減排量”技術，在主油缸11的活塞桿將縮回到油缸底部時，換向感應器14檢測到主油缸11活塞桿的位置信號，傳輸給PLC可編程控制器21，PLC可編程控制器21減小比例電磁閥17的輸出電流，比例電磁閥17在右端彈簧力的作用下，使閥芯左移，閥芯處于右位，比例電磁閥17兩端油路導通，主油泵16出口壓力油，經比例電磁閥17將活塞缸19的活塞桿頂出，導致斜盤18傾斜角度減小，(因為斜盤傾斜的角度大小，直接決定油泵流量輸出多少)，達到電液換向閥15換向時輸出流量減小的目的，使回油的峰值壓力由原來的3MPa減至1.8MPa。所述的PLC可編程控制器是市售產品，采用德國西門子生產的6ES7214-1AD21-0XB0型PLC可編程控制器。本發(fā)明不作詳述。主油泵16、比例電磁閥17、斜盤18和活塞缸19組成油泵組，采用德國力士樂公司的A11VLO190LRDU2型號油泵組。本發(fā)明主油系統(tǒng)采用雙泵合流，大流量輸出，保證了長行程主油缸11的換向次數(shù)，滿足了高壓、大排量輸出的要求。擺動系統(tǒng)利用大容量蓄能器向分配油缸9供油，使分配油缸9擺動有力，確保超大、超重S閥換向迅速、可靠。
主油泵16開始減排量的起始如果過早，勢必影響主油泵16的輸出流量，降低效率，如時間過遲將無法達到降低沖擊峰值的效果。為了準確確定時間，本發(fā)明設計在主油缸11活塞桿將要縮回到油缸底部時，通過換向感應器14檢測到主油缸11活塞桿的位置信號，在檢測到信號后，將信號傳輸給PLC可編程控制器21，PLC可編程控制器21輸出指令，減小控制比例電磁閥17電流輸出，從而減小主油泵16的輸出流量，待電液換向閥15換向結束后，主油泵16輸出液壓油，經過換位后電液換向閥15，將縮回主油缸11底部的活塞桿推出，換向感應器14再次檢測到主油缸11活塞桿的位置信號，再傳輸給PLC可編程控制器21，PLC可編程控制器21輸出指令，立刻增大比例電磁閥17電流輸出，主油泵16的輸出流量至最大。在加載試驗時，確定了主油缸11活塞桿的運動速度，最終測定了起始時間。
本發(fā)明電氣系統(tǒng)采用PLC可編程控制系統(tǒng)。本發(fā)明的雙動力系統(tǒng)、雙主油泵輸出裝置與現(xiàn)有技術的單動力系統(tǒng)、單油泵裝置相比，智能化程度更高，元件之間獨立工作，不互相干擾；雙柴油機保持了轉速一致。
本發(fā)明產品在運行作業(yè)中表現(xiàn)了節(jié)能、高效、智能、工人勞動強度低的優(yōu)點，在大范圍的圍海水利，礦泥輸送作業(yè)中，它必將得到廣泛的推廣和使用。
權利要求
1.一種淤泥泵，包括泵送系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，其特征在于所述的泵送系統(tǒng)采用兩臺發(fā)動機分別帶動液壓油泵組，由底架、前蓋柜、柴油箱、側門、液壓油箱和柴油機通過機械連接組成泵送系統(tǒng)的動力裝置，位于在右側的泵送底架及主油缸、位于中部偏左的輸送缸及缸內的輸送活塞、輸送缸左端的分配油缸和料斗及輸送缸與主油缸之間設置的洗滌室通過機械連接組成泵送系統(tǒng)的輸送部件，所述的動力裝置和輸送部件兩部份相互獨立，之間通過液壓管道連接，所述液壓系統(tǒng)采用兩套主油泵，主油泵與開啟球閥、電液換向閥以及主油缸連接成為主油泵回路，每套主油泵回路可單獨使用，也可合流使用，在主油缸活塞桿旁側設置能夠接收主油缸活塞桿換向信號的換向感應器，換向感應器和主油泵的電路與PLC可編程控制器連接。
2.根據權利要求1所述的一種淤泥泵，其特征在于所述的主油泵包括比例電磁閥、活塞缸和斜盤，上述元件的電路相互并聯(lián)，比例電磁閥閥芯右端有彈簧，活塞缸內有活塞桿，活塞桿與斜盤間存在機械連接。
3.一種權利要求1或2所述的淤泥泵的運行方法，所述的電氣系統(tǒng)采用PLC可編程控制系統(tǒng)，其特征在于所述泵送系統(tǒng)的動力裝置提供液壓能驅動主油缸運動，主油缸帶動輸送活塞一起伸出或縮回，將料斗中的泥漿往復推出或吸入輸送缸，通過分配油缸往復換向壓到料斗的出料口；所述液壓系統(tǒng)換向減排量方法是主油缸活塞桿將縮回到油缸底部時，通過換向感應器檢測主油缸活塞桿的換向信號，換向感應器將換向信號傳輸給PLC可編程控制器，PLC可編程控制器輸出指令，減小主油泵回路內的比例電磁閥電流輸出，從而減小主油泵的輸出量，確保主回油換向瞬間峰值壓力低于1.8MPa。
4.根據權利要求3所述的淤泥泵的運行方法，其特征在于所述PLC可編程控制器減小比例電磁閥的輸出電流，在比例電磁閥閥芯右端的彈簧力的作用下，使閥芯左移，閥芯處于右位，比例電磁閥兩端油路導通，主油泵出口壓力油，經比例電磁閥將活塞缸的活塞桿頂出，導致斜盤傾斜角度減小，即減小主油泵的輸出量，達到電液換向閥換向時輸出流量減小的目的。
全文摘要
本發(fā)明為一種淤泥泵及其運行方法，應用于大范圍的圍海水利，礦泥輸送作業(yè)。包括泵送系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，其特征在于所述的泵送系統(tǒng)采用兩臺發(fā)動機分別帶動液壓油泵組，由底架、前蓋柜、柴油箱、側門、液壓油箱和柴油機通過機械連接組成泵送系統(tǒng)的動力裝置，動力裝置和輸送部件兩部份相互獨立，之間通過液壓管道連接，所述液壓系統(tǒng)采用兩套主油泵，每套主油泵回路可單獨使用，也可合流使用。所述的電氣系統(tǒng)采用PLC可編程控制系統(tǒng)。本發(fā)明的雙動力系統(tǒng)、雙主油泵輸出裝置智能化程度高，元件之間獨立工作，不互相干擾；雙柴油機保持了轉速一致。具有節(jié)能、高效、智能、工人勞動強度低的優(yōu)點，必將得到廣泛的推廣和使用。本發(fā)明產品整機設計新穎，美觀大方。
文檔編號F04B15/02GK1837611SQ200610026010
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權日2006年4月25日
發(fā)明者徐沛良, 胡小其 申請人:上海鴻得利機械制造有限公司