CN207315587U - 一种往复式连续泥浆泵 - Google Patents

Abstract

一种往复式连续泥浆泵，泵体内并排设置有多路管腔，每路管腔的末端设置有泥浆吸入管道和泥浆排出管道，在泥浆吸入管道和泥浆排出管道上分别设置有控制两者通断的吸入阀和排出阀，在每路管路内分别设置有带活塞的活塞杆，活塞杆在管腔内往复运动的过程中，依次控制吸入阀和排出阀的打开和闭合，进而通过泥浆吸入管道将泥浆吸入工作腔并通过泥浆排出管道排出。本实用新型中的多路管腔相当于多个泥浆泵的并联，多路管腔中的活塞均由同一曲轴驱动其往复运动，但是由于每路管腔与曲轴的连接点不同，使曲轴运动时，多路管腔内的活塞处于不同的行程段，从而使不同路的管腔处于不同的抽、吸状态，使泥浆能够均匀的排出，大幅度提高了工作效率。

Description

一种往复式连续泥浆泵

技术领域

本实用新型涉及到钻探设备用的泥浆泵，具体的说是一种往复式连续泥浆泵。

背景技术

钻探用泵是钻探设备的组成部分之一，钻探用泵主要是洗孔用泵，在我国地矿部的部颁标准定为泥浆泵，泵的形式定为往复式泵。在钻探施工中，泥浆泵担负着向孔内输送清洗液，并能使其在孔内循环。在某些特种工序中还用泥浆泵向孔内灌注水泥浆等物质。

现有往复式泥浆泵的原理如附图1所示，它由滤水器X1、吸入阀X2、泵缸X3(即工作腔室)、活塞X4、活塞杆X5、十字头X6、连杆 X7、曲柄轴X8、曲柄销X9、排出阀X10、排出管道X11等主要零部件组成，通常以十字头为分界线，靠近泵缸一端称为泵的液力端，靠近动力输入一端称为泵的动力端。

动力机通过皮带、皮带轮、齿轮等传动件带动主轴旋轮，曲柄轴X8以角速度ω随主轴一起转动，同时曲柄轴一端相连的连杆X7随着曲柄轴的转动带动连杆另—端的十字头X6作往复运动，十字头通过与它相连的活塞杆X5带动活塞X4作往复运动，从而实现容腔X3 的容积有规律地变化。

当活塞由泵缸的左端位置(左死点)向右方移动时，活塞左端泵缸容积不断变化。由于泵缸是密闭容腔，不与外界大气相通，所以左边缸室内压力降低，形成负压(低于大气压力)，吸水池中的液体在液面大气压力的作用下，挤开吸入阀进入泵缸，挤开吸入阀进入泵缸，直到活塞移至最右边位置(右死点)为止，这一工作过程称为泵的吸入过程；

当活塞到达右死点后(即曲柄转过πrad)工作液停止吸入，吸入阀在自重和弹簧力作用下被关闭，活塞向左方(向液力端)移动，这时液力端一边泵缸的容积缩小工作液受挤压，缸内压力逐渐加大，挤开排出阀，液体排出，进入排出管道，这—过程称为泵的排出过程。活塞在一次往复过程中，此单作用泵吸入和排出液体一次，活塞不断循环往复运动使液以体不断吸入和排出。

由此可见，现有的往复式泥浆泵是间歇工作的，即先吸入泥浆而后再排出，这样就导致往复式泥浆泵的流量不均匀，这样会给钻探工作带很多不良影响，如使冲洗液携带岩粉的能力降低，容易造成埋钻、糊钻等事故；会导致液流压力波动增大，从而引起孔壁坍塌或严重漏失；同样也会造成吸入***内液流惯性增大，使吸入性能变坏，使液缸内出现强烈的冲击现象，还可能形成排出***发生振动，降低泵及其附件的使用寿命；当给涡轮钻具、螺杆钻具等提供动力介质时，冲洗液流量的波动会使钻具运转不平稳，时快时慢，还使得原动机功率的无谓消耗增加等。

实用新型内容

为解决现有的往复式泥浆泵流量不均匀稳定所导致的上述诸多问题，本实用新型提供了一种往复式连续泥浆泵，该连续泥浆泵具有多个管腔，每个单独的管腔即可是做一个独立的往复泵，这些往复泵通过同一根曲轴驱动其不同步运动，从而使泥浆能够均匀的排出，大幅度提高了工作效率。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种往复式连续泥浆泵，该泥浆泵包括泵体，泵体内并排设置有多路管腔，每路管腔的末端设置有泥浆吸入管道和泥浆排出管道，在泥浆吸入管道和泥浆排出管道上分别设置有控制两者通断的吸入阀和排出阀，在每路管路内分别设置有带活塞的活塞杆，且活塞随活塞杆在管腔内往复运动的过程中，将管腔分为容积不断变化的动力腔和工作腔，以利用工作腔的容积变化所导致的气压变化，依次控制吸入阀和排出阀的打开和闭合，进而通过泥浆吸入管道将泥浆吸入工作腔并通过泥浆排出管道排出；所述每路管腔内的活塞杆的另一端分别通过若干销轴与若干根连杆一一对应铰接，且所有的连杆的另一端均固定在同一根曲轴的不同位置上，以使该曲轴在转动到某一位置时，每根连杆带动活塞杆使活塞处于管腔内不同位置，进而使每路管腔的泥浆吸入管道和泥浆排出管道依次打开或关闭。

本实用新型中，所述曲轴通过动力传递组件由动力输入轴驱动其转动，所述动力传递组件包括设置在曲轴上的若干齿数不同的从动齿轮、设置在动力输入轴的主动齿轮和带有拨叉的拨杆，通过拨杆和拨叉带动主动齿轮与曲轴上不同的从动齿轮啮合，以改变曲轴的转速。

本实用新型中，所述主动齿轮为双联齿轮，且从动齿轮为两个，所述拨杆穿设在泵体内的两块支撑板上的孔内，且一端穿出泵体，拨叉位于两块支撑板之间，其中一块支撑板内设置有用于卡住拨杆的限位机构，该限位机构包括设置在支撑板内的圆柱形空腔，且拨杆穿过该圆柱形空腔，该圆柱形空腔内设置有螺柱，螺柱的顶端伸出圆柱形空腔后由螺母固定，螺柱的底端通过一压缩弹簧将一钢球抵紧在拨杆上，在拨杆上设置有两个弧形的定位凹陷，以使拉动或推动拨杆使双联齿轮的两个齿轮分别与两个从动齿轮啮合时，钢球在压缩弹簧的作用下抵在定位凹陷内将拨杆位置固定。

本实用新型中，所述曲轴和多根连杆均位于泵体内的曲轴腔内，且泵体的侧壁上设置有检测曲轴腔内润滑油高度的量油尺，曲轴腔的最底部设置有放出曲轴腔内多余润滑油的放油塞。

本实用新型中，所述管腔为三路，所述曲轴为四根短轴和三组形状尺寸相同的U形轴首尾相接一体成形的弯曲轴，且四根短轴位于同一直线上，三组U形轴环绕四根短轴形成的直线均匀分布，与三路管腔内的三根活塞杆铰接的三根连杆的端部分别固定在三组U形轴上。

本实用新型中，所述每路管腔内的活塞杆上套设有刮除动力腔内壁上淤泥的刮泥板。

本实用新型中，所述活塞包括一活塞座和橡胶密封垫，且橡胶密封垫通过压盖和紧固螺母将其固定在活塞座上。

本实用新型中，所述每路管腔的内壁套设有导正套。

有益效果：本实用新型中的多路管腔相当于多个泥浆泵的并联，而且多路管腔中的活塞均由同一曲轴驱动其往复运动，但是由于每路管腔与曲轴的连接点不同，从而使曲轴运动时，多路管腔内的活塞处于不同的行程段，从而使不同路的管腔处于不同的抽、吸状态，使泥浆能够均匀的排出，大幅度提高了工作效率。

附图说明

图1为往复式泥浆泵的工作原理图；

图2为本实用新型的断面剖视图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型活塞的结构示意图；

图5为本实用新型曲轴的结构示意图；

图6为本实用新型具有三路管腔时的瞬时排量曲线图；

图1附图标记：X1、滤水器，X2、吸入阀，X3、泵缸，X4、活塞， X5、活塞杆，X6、十字头，X7、连杆，X8、曲柄轴，X9、曲柄销，X10、排出阀，X11、排出管道；

图2-5附图标记：1、泵体，101、曲轴腔，2、动力输入轴，201、主动齿轮，3、拨杆，301、拨叉，302、定位凹陷，303、钢球，304、压缩弹簧，305、螺柱，306、支撑板，4、曲轴，401、短轴，402、 U形轴，5、从动齿轮，6、连杆，601、销轴，7、量油尺，701、放油塞，8、管腔，801、导正套，9、活塞，901、活塞座，902、橡胶密封垫，903、压盖，904、紧固螺母，10、活塞杆，11、泥浆排出管道，12、泥浆吸入管道，13、排出阀，14、吸入阀，15、刮泥板。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的以及有益效果易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图2-5所示，一种往复式连续泥浆泵，该泥浆泵包括泵体1，泵体1内并排设置有多路管腔8，每路管腔8的末端设置有泥浆吸入管道12和泥浆排出管道11，在泥浆吸入管道12和泥浆排出管道11 上分别设置有控制两者通断的吸入阀14和排出阀13(这两个阀门选用的是现有技术中往复泥浆泵上的球阀)，在每路管路8内分别设置有带活塞9的活塞杆10，且活塞9随活塞杆10在管腔8内往复运动的过程中，将管腔8分为容积不断变化的动力腔和工作腔，以利用工作腔的容积变化所导致的气压变化，依次控制吸入阀14和排出阀13 的打开和闭合，进而通过泥浆吸入管道12将泥浆吸入工作腔并通过泥浆排出管道11排出；所述每路管腔8内的活塞杆10的另一端分别通过若干销轴601与若干根连杆6一一对应铰接，且所有的连杆6的另一端均固定在同一根曲轴4的不同位置上，以使该曲轴4在转动到某一位置时，每根连杆6带动活塞杆10使活塞9处于管腔8内不同位置，进而使每路管腔8的泥浆吸入管道12和泥浆排出管道11依次打开或关闭。

以上为本实用新型的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：

如，所述曲轴4通过动力传递组件由动力输入轴2驱动其转动，所述动力传递组件包括设置在曲轴4上的若干齿数不同的从动齿轮 5、设置在动力输入轴2的主动齿轮201和带有拨叉301的拨杆3，通过拨杆3和拨叉301带动主动齿轮201与曲轴4上不同的从动齿轮 5啮合，以改变曲轴4的转速，从而调节泵的流量；

进一步的，所述主动齿轮201为双联齿轮，且从动齿轮5为两个，所述拨杆3穿设在泵体1内的两块支撑板306上的孔内，且一端穿出泵体1，拨叉301位于两块支撑板306之间，其中一块支撑板306内设置有用于卡住拨杆3的限位机构，该限位机构包括设置在支撑板306内的圆柱形空腔，且拨杆3穿过该圆柱形空腔，该圆柱形空腔内设置有螺柱305，螺柱305的顶端伸出圆柱形空腔后由螺母固定，螺柱305的底端通过一压缩弹簧304将一钢球303抵紧在拨杆3上，在拨杆3上设置有两个弧形的定位凹陷302，以使拉动或推动拨杆3使双联齿轮的两个齿轮分别与两个从动齿轮5啮合时，钢球303在压缩弹簧304的作用下抵在定位凹陷302内将拨杆3位置固定；

更进一步的，所述曲轴4和多根连杆6均位于泵体1内的曲轴腔 101内，且泵体1的侧壁上设置有检测曲轴腔101内润滑油高度的量油尺7，曲轴腔101的最底部设置有放出曲轴腔101内多余润滑油的放油塞701；

再进一步的，所述管腔8为三路，所述曲轴4为四根短轴401和三组形状尺寸相同的U形轴402首尾相接一体成形的弯曲轴，且四根短轴401位于同一直线上，三组U形轴402环绕四根短轴401形成的直线均匀分布，与三路管腔8内的三根活塞杆10铰接的三根连杆 6的端部分别固定在三组U形轴402上；此时，由于三根连杆互成 120度夹角，曲轴回转一周，三路管腔各排出液体一次，故流量变化曲线图上有三条近似正弦曲线，泵的瞬时流量应是各条曲线在同一时刻的纵坐标数值之和，如附图6所示；

又如，所述每路管腔8内的活塞杆10上套设有刮除动力腔内壁上淤泥的刮泥板15，刮泥板15采用橡胶材质制成；

再如，所述活塞9包括一活塞座901和橡胶密封垫902，且橡胶密封垫902通过压盖903和紧固螺母904将其固定在活塞座901上；

又再如，每根连杆6的一端膨大形成一个半圆环件，该半圆环件与另外一个半圆换件通过螺栓配合固定在曲轴4上；

最后，所述每路管腔8的内壁套设有导正套801。

本实用新型中，动力输入轴2带动主动齿轮201转动，主动齿轮201带动从动齿轮5转动，从动齿轮5带动曲轴4旋转，曲轴4 带动连杆6做往复运动，连杆6通过销轴601带动活塞杆10做往复直线运动，活塞杆10的往复直线运动使得管腔8内气压的改变，当活塞杆10往左端运动时，管腔8内气压下降，排出阀13上端会因大气压的作用致使上端口紧闭，吸入阀14的下端会因大气压的作用使得液体顶起球阀开关吸入液体，活塞杆10到达最左端时液体吸入过程结束，接着活塞杆10往右端运动时管腔8空间减小，气压上升，吸入阀14下端入口紧闭，排出阀13上端被顶起打开，使得液体流出，紧接着进入下一个循环，如此往复，而多路管腔是为了保证在工作过程中始终有液体流出；

为了调节泵的流速，通过设置不同齿数的从动齿轮5和主动齿轮 201，通过拨叉301使两者啮合形成不同的传动比，输出不同的转速给曲轴4，从而改变泵的流速。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征、基本原理以及本实用新型的优点。本行业技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种往复式连续泥浆泵，其特征在于：该泥浆泵包括泵体（1），泵体（1）内并排设置有多路管腔（8），每路管腔（8）的末端设置有泥浆吸入管道（12）和泥浆排出管道（11），在泥浆吸入管道（12）和泥浆排出管道（11）上分别设置有控制两者通断的吸入阀（14）和排出阀（13），在每路管腔（8）内分别设置有带活塞（9）的活塞杆（10），且活塞（9）随活塞杆（10）在管腔（8）内往复运动的过程中，将管腔（8）分为容积不断变化的动力腔和工作腔，以利用工作腔的容积变化所导致的气压变化，依次控制吸入阀（14）和排出阀（13）的打开和闭合，进而通过泥浆吸入管道（12）将泥浆吸入工作腔并通过泥浆排出管道（11）排出；所述每路管腔（8）内的活塞杆（10）的另一端分别通过若干销轴（601）与若干根连杆（6）一一对应铰接，且所有的连杆（6）的另一端均固定在同一根曲轴（4）的不同位置上，以使该曲轴（4）在转动到某一位置时，每根连杆（6）带动活塞杆（10）使活塞（9）处于管腔（8）内不同位置，进而使每路管腔（8）的泥浆吸入管道（12）和泥浆排出管道（11）依次打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的一种往复式连续泥浆泵，其特征在于：所述曲轴（4）通过动力传递组件由动力输入轴（2）驱动其转动，所述动力传递组件包括设置在曲轴（4）上的若干齿数不同的从动齿轮（5）、设置在动力输入轴（2）的主动齿轮（201）和带有拨叉（301）的拨杆（3），通过拨杆（3）和拨叉（301）带动主动齿轮（201）与曲轴（4）上不同的从动齿轮（5）啮合，以改变曲轴（4）的转速。

3.根据权利要求2所述的一种往复式连续泥浆泵，其特征在于：所述主动齿轮（201）为双联齿轮，且从动齿轮（5）为两个，所述拨杆（3）穿设在泵体（1）内的两块支撑板（306）上的孔内，且一端穿出泵体（1），拨叉（301）位于两块支撑板（306）之间，其中一块支撑板（306）内设置有用于卡住拨杆（3）的限位机构，该限位机构包括设置在支撑板（306）内的圆柱形空腔，且拨杆（3）穿过该圆柱形空腔，该圆柱形空腔内设置有螺柱（305），螺柱（305）的顶端伸出圆柱形空腔后由螺母固定，螺柱（305）的底端通过一压缩弹簧（304）将一钢球（303）抵紧在拨杆（3）上，在拨杆（3）上设置有两个弧形的定位凹陷（302），以使拉动或推动拨杆（3）使双联齿轮的两个齿轮分别与两个从动齿轮（5）啮合时，钢球（303）在压缩弹簧（304）的作用下抵在定位凹陷（302）内将拨杆（3）位置固定。

4.根据权利要求1所述的一种往复式连续泥浆泵，其特征在于：所述曲轴（4）和多根连杆（6）均位于泵体（1）内的曲轴腔（101）内，且泵体（1）的侧壁上设置有检测曲轴腔（101）内润滑油高度的量油尺（7），曲轴腔（101）的最底部设置有放出曲轴腔（101）内多余润滑油的放油塞（701）。

5.根据权利要求1所述的一种往复式连续泥浆泵，其特征在于：所述管腔（8）为三路，所述曲轴（4）为四根短轴（401）和三组形状尺寸相同的U形轴（402）首尾相接一体成形的弯曲轴，且四根短轴（401）位于同一直线上，三组U形轴（402）环绕四根短轴（401）形成的直线均匀分布，与三路管腔（8）内的三根活塞杆（10）铰接的三根连杆（6）的端部分别固定在三组U形轴（402）上。

6.根据权利要求1所述的一种往复式连续泥浆泵，其特征在于：所述每路管腔（8）内的活塞杆（10）上套设有刮除动力腔内壁上淤泥的刮泥板（15）。

7.根据权利要求1所述的一种往复式连续泥浆泵，其特征在于：所述活塞（9）包括一活塞座（901）和橡胶密封垫（902），且橡胶密封垫（902）通过压盖（903）和紧固螺母（904）将其固定在活塞座（901）上。

8.根据权利要求1所述的一种往复式连续泥浆泵，其特征在于：所述每路管腔（8）的内壁套设有导正套（801）。