專利名稱：連續(xù)喂料的往復(fù)式泥漿泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泥漿泵(也稱為污泥泵或濃漿泵)，其包含如權(quán)利要求1前序部分所述的特征。從較寬泛的意義上說(shuō)，本發(fā)明也涉及這種泥漿泵的控制。
背景技術(shù)：
特別地，往復(fù)式泥漿泵已經(jīng)長(zhǎng)期應(yīng)用于建筑工地用以供應(yīng)水泥。通常，它們被設(shè)計(jì)為液壓式操作的往復(fù)式泵，其一般包含兩個(gè)泵缸并通過(guò)管道或輸送管喂送水泥。為了簡(jiǎn)化，下面的描述總是指水泥的輸送。然而，本發(fā)明不是僅限于水泥喂料泵的應(yīng)用，它適用于所有相似類型的泥漿泵。
這樣的泵裝備了兩個(gè)交替裝料的泵缸以及關(guān)聯(lián)的活塞，只能用于供應(yīng)一條單獨(dú)的喂料線。在每個(gè)泥漿泵中，裝料泵缸都經(jīng)過(guò)一個(gè)可轉(zhuǎn)換的分流閥與喂料管道連接。該活塞卸去水泥(揚(yáng)程)的時(shí)候，另一個(gè)并行的活塞則返回以使得泵缸再次裝入水泥(吸納沖程)。在每個(gè)沖程的終點(diǎn)，在每個(gè)泥漿泵中泵缸活塞的運(yùn)動(dòng)方向都反向，并且分流閥也被重置，從而不斷地在泵浦沖程和吸納沖程之間切換。兩個(gè)活塞最好是由液壓驅(qū)動(dòng)，并且耦合在一起以使得在所有的時(shí)間內(nèi)都反向運(yùn)動(dòng)。
常規(guī)的分流閥(DE2933128C2)的配置使得分流閥能夠在兩個(gè)末端切換位置之間互換，在末端切換位置處分流閥一方面在泵缸開口與喂料線之間，另一方面在泵缸開口與預(yù)裝填槽之間交替地進(jìn)行接觸。這種方式，實(shí)現(xiàn)了分批喂料。
在一個(gè)特定的設(shè)計(jì)類型中，分流閥包括一個(gè)“裙式的”閘門閥，其名稱來(lái)源于它的外形，并且被安放在充滿高粘性材料的預(yù)裝料桶的喂料區(qū)內(nèi)。裙式閘門閥的“腰部”具有與喂料泵缸的卸料口相對(duì)應(yīng)的孔，而裙式閘門閥的“下擺”則定義了一個(gè)大致上腎形的開口。
依靠一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，裙式的閘門閥能夠通過(guò)在兩個(gè)末端位置之間做弓形的滑動(dòng)/轉(zhuǎn)動(dòng)而被定位，使得在每個(gè)末端位置腰部開口與其中一個(gè)泵缸的卸料口連接，而下擺開口總是與單個(gè)的喂料管道相通。按照這個(gè)設(shè)計(jì)中的泵流，腰部開口處于上游而下擺開口處于下游。
由于卸料口暴露在裙式閘門閥的各末端位置，所以所述泵缸，在吸納沖程期間，被再次裝入從裙式閘門閥外側(cè)流過(guò)的高粘性材料。裙式閘門閥的下擺和腰部的端面都在適當(dāng)?shù)拿芊饷嫔匣瑒?dòng)，因此高粘度的材料不會(huì)從兩邊冒出。然而，這個(gè)系統(tǒng)不允許連續(xù)的喂料。
作為模鑄成型現(xiàn)有技術(shù)，U.S.3,663,129描述了一種不同的水泥泵，其中轉(zhuǎn)接閥或它的分流閥包含一個(gè)相對(duì)于上述的現(xiàn)有技術(shù)旋轉(zhuǎn)了180°的裙式閘門閥。作為順流的出口，閥的腰部開口與喂料管道的出口呈雖然繞軸旋轉(zhuǎn)但連續(xù)的接觸。它的腎形的下擺開口(入口，逆流)足夠長(zhǎng)以同時(shí)覆蓋兩個(gè)喂料泵缸的開口。操作的時(shí)候，分流閥執(zhí)行一種連續(xù)的、振蕩式的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)軸與喂料導(dǎo)管的開口共軸。分流閥的旋轉(zhuǎn)角大約為中心位置向兩側(cè)各50°。
通過(guò)與分流閥的瞬時(shí)位置相互作用，控制喂料泵缸的活塞使得在兩個(gè)泵缸開口被下擺開口覆蓋的時(shí)刻，一個(gè)泵缸剛好到達(dá)揚(yáng)程的盡頭而另一個(gè)泵缸的揚(yáng)程正要開始。喂料的過(guò)程從一個(gè)泵缸平滑的變化到另一個(gè)泵缸。在已知的控制系統(tǒng)中，每個(gè)活塞的吸納沖程和揚(yáng)程被設(shè)計(jì)為具有相同的時(shí)間周期。結(jié)果，兩個(gè)泵缸不能同時(shí)喂料。
由于這種已知的分流閥只在喂料導(dǎo)管一側(cè)有單方面的支撐，并且所述支撐和密封面實(shí)質(zhì)上只定義了下擺開口，產(chǎn)生作用的巨大的傾斜力矩通過(guò)已知的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能得到有效地吸收。由于這個(gè)原因，在輸送的壓力下，在殼體和分流閥之間形成了縫隙，因此在分流閥的下擺開口與喂料泵缸之間的密封區(qū)中產(chǎn)生了相當(dāng)多的泄漏損耗，結(jié)果這樣的損耗讓人對(duì)喂料過(guò)程能夠確實(shí)連續(xù)地發(fā)生產(chǎn)生懷疑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于此問題，從模鑄成型現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，設(shè)計(jì)一種改良的連續(xù)喂料的泥漿泵，并且提供一種連續(xù)喂料的泥漿泵的控制方法。
依靠權(quán)利要求1關(guān)于泥漿泵的特點(diǎn)以及依靠并列的獨(dú)立權(quán)利要求17關(guān)于控制方法的特點(diǎn)，本發(fā)明的目的得以實(shí)現(xiàn)。
跟隨在獨(dú)立權(quán)利要求之后的從屬權(quán)利要求的特點(diǎn)在每一情形中詳細(xì)描述了本發(fā)明的有利的擴(kuò)展。
通過(guò)為分流閥在其面向泵缸的一側(cè)另外配置一個(gè)支撐裝置，分流閥會(huì)得到機(jī)械的支撐，在由喂料模式帶來(lái)的壓力之下避免了泄漏，因此獲得了一種用于對(duì)高粘性物質(zhì)——特別是水泥——進(jìn)行連續(xù)喂料，滿足實(shí)際考慮的泵。一個(gè)與分流閥牢固地連接并且包括進(jìn)口和吸納開口的平板凸輪能夠?qū)⒊槲Ｊ狡陂g作用在分流閥上的力可靠地轉(zhuǎn)移到支撐裝置上。平板凸輪還包括平面部分，該平面部分完全地覆蓋其中一個(gè)喂料泵缸的開口。結(jié)果，對(duì)此泵缸的新裝入材料的預(yù)壓縮成為可能。
泵缸一側(cè)的支撐裝置可以方便地與用于分流閥驅(qū)動(dòng)軸的支撐裝置合并，從而確保得到一種簡(jiǎn)單且堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)接閥能夠被用于所述的緊湊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從兩個(gè)泵缸都與喂料導(dǎo)管同時(shí)連接的中心位置出發(fā)，在每個(gè)泥漿泵中分流閥和平板凸輪可以在相反的方向內(nèi)旋轉(zhuǎn)通過(guò)120°(2×60°)，并且在每次這樣的120°(2×60°)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之后，吸納開口位于其中一個(gè)喂料泵缸的前面。
模鑄成型現(xiàn)有技術(shù)確實(shí)提供了一種旋轉(zhuǎn)角度總的來(lái)說(shuō)更小的分流閥。但是這種特定的分流閥，從喂料導(dǎo)管的中軸線出發(fā)，有更多的偏移，并且喂料泵缸的軸更遠(yuǎn)離喂料導(dǎo)管的軸線。這相當(dāng)大地增加了必要的距離，也增加了壓力和摩擦力以及繞驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)引起的杠桿作用。
平板凸輪本身優(yōu)選可在轉(zhuǎn)接閥殼體內(nèi)自身的圓周之上以機(jī)械滑動(dòng)方式被支撐。這為作用于分流閥的反作用力創(chuàng)造了一個(gè)廣泛的基礎(chǔ)。在平板凸輪的圓周殼體內(nèi)纏繞密封條使這個(gè)設(shè)計(jì)更加優(yōu)越，因此，在這種有利的擴(kuò)展下，容納在預(yù)裝添槽內(nèi)的高粘性物質(zhì)被保存在平板凸輪的圓周外側(cè)立刻控制，而不是在入口或吸納開口的邊緣才控制。
本發(fā)明的特定的控制方法其特征在于在每個(gè)喂料泵缸的活塞的揚(yáng)程過(guò)程的開始，其開口被通過(guò)平板凸輪控制的方式或者密封面運(yùn)行到分流閥的入口的前面的方式關(guān)閉，當(dāng)一個(gè)喂料泵缸的活塞執(zhí)行預(yù)壓縮沖程時(shí)，另一個(gè)喂料泵缸的活塞正處于揚(yáng)程模式，此時(shí)，兩個(gè)泵缸的開口都同時(shí)被進(jìn)口臨時(shí)覆蓋，這兩個(gè)活塞被用同步相位控制以至于互相匹配，被兩個(gè)活塞同時(shí)泵出的高粘性物質(zhì)的量至少大致相同，如同其在另一個(gè)活塞的吸入沖程期間只被一個(gè)活塞喂料。在同步相位期間，兩個(gè)活塞都適宜以同樣的速度被驅(qū)動(dòng)，更確切的說(shuō)大約是正常泵速的一半。
根據(jù)一進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)活塞在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中的吸納沖程比揚(yáng)程快得多。這個(gè)方法為預(yù)壓縮沖程贏得了時(shí)間。
最后，在某個(gè)運(yùn)動(dòng)相位期間使分流閥或平板凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)慢下來(lái)或完全被忽略是有利的。


本發(fā)明主題的更多細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)在一個(gè)實(shí)施例附圖中清楚地體現(xiàn)，詳細(xì)描述如下。
簡(jiǎn)言之，圖1是根據(jù)本發(fā)明所述泥漿泵在分流閥區(qū)域的轉(zhuǎn)接閥的局部視圖；圖2是圖1中A-A截面的局部剖視圖；圖3是圖2中B-B截面的局部剖視圖；圖4是圖2所示的分流閥運(yùn)動(dòng)序列的相位代表；圖5是圖2中相應(yīng)相位的路徑-時(shí)間表；本圖涉及兩個(gè)泥漿泵活塞的采用異向方法控制的沖程。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為泥漿泵1的喂料泵缸3，該喂料泵缸3在這個(gè)視圖的前部；這個(gè)喂料泵缸在泥漿泵的開口(排放)端區(qū)域。相聯(lián)的活塞沒有被示出。第二個(gè)喂料泵缸5在這里是被遮蔽的，盡管在圖2、圖3中它是可見的。兩個(gè)活塞都彼此獨(dú)立的被驅(qū)動(dòng)(優(yōu)選是液壓)并且通?？梢约僭O(shè)兩個(gè)活塞在沖程和機(jī)械控制界限之內(nèi)可以達(dá)到任何相關(guān)位置和速度。然而，也可以用液壓連結(jié)的方式運(yùn)轉(zhuǎn)這兩個(gè)活塞。兩個(gè)泵缸和活塞有相同的直徑，比如250mm。
在頂部開口，一個(gè)轉(zhuǎn)接閥9的軸承殼體7在兩個(gè)喂料泵缸開口端上凸設(shè)。該殼體也至少形成預(yù)裝填槽8的一(較低)部分。兩個(gè)喂料泵缸3和喂料泵缸5的開口都敞開接近于預(yù)裝填槽8的底部。這和模鑄成型現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)高粘性物質(zhì)被吸入時(shí)，總是維持在泵缸開口之上。
轉(zhuǎn)接閥9包含一個(gè)作為活動(dòng)零件的分流閥11。和現(xiàn)有技術(shù)相同，分流閥的形狀是一個(gè)裙形閘門閥形狀的中空體。裙形閘門閥的下擺部10朝向喂料泵缸3和喂料泵缸5，裙形閘門閥的腰部12朝向喂料導(dǎo)管13。結(jié)果，根據(jù)被喂送的物質(zhì)流，腰部開口是下游，下擺部開口是上游。
所述腰部開口12對(duì)應(yīng)在接口處的喂料導(dǎo)管13的開口，并且它們總是被緊密連接在一起。喂料導(dǎo)管13在接口處有一直徑——例如180mm。
在殼體7之內(nèi)預(yù)裝填槽8的底部之上，中空體形狀的分流閥11被可旋轉(zhuǎn)地或可軸接地支撐在喂料導(dǎo)管13的管口，并且，根據(jù)本發(fā)明，所述分流閥背對(duì)著將在下文討論的喂料泵缸3和喂料泵缸5。旋轉(zhuǎn)軸被定位在喂料導(dǎo)管13末端的縱軸的中心點(diǎn)，在主視圖中(圖3)，正好在喂料泵缸3和喂料泵缸5之間。
腰部開口12在喂料導(dǎo)管13的管口能夠相對(duì)容易被密封(例如通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸密封的方式)，因?yàn)閮蓚€(gè)管狀橫截面的一等幅的，純旋轉(zhuǎn)振蕩的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都出現(xiàn)在那里。
雖然如此，有軸向和徑向密封功能的軸封4(在圖1中僅僅示意性的示出)設(shè)置于所述兩個(gè)喂料泵缸3和喂料泵缸5的缸口處，喂料泵缸的開口敞開接近殼體7的底部。在泵缸上設(shè)置的每個(gè)軸封4是環(huán)形的并且有一個(gè)和泵缸直徑完全相應(yīng)的直徑。原則上，這種密封可采取常規(guī)的方式，這種設(shè)計(jì)本質(zhì)上是已知的；這樣的密封部可能必須適合現(xiàn)存的擴(kuò)展。
圓形的平板凸輪15優(yōu)選被牢固地連接到分流閥11的中空體的裙形下擺部或者朝著喂料泵缸3和喂料泵缸5的那一側(cè)。所述裙形下擺部和喂料泵缸這兩部分可以一體成型。優(yōu)選地，所述凸輪被制作成為旋轉(zhuǎn)件并且被焊接或螺緊在分流閥上。這樣在整體上得到一個(gè)合成的平滑且分流的閥門。如下文所述，凸輪15本身有一主閥和密封的功能。下文還將解釋，凸輪還采用重要的機(jī)械硬化和引導(dǎo)功能，該發(fā)明涉及的裝置不同于根據(jù)分類表歸類的現(xiàn)有技術(shù)。特別是，該平板凸輪15大大加固了所述分流閥11的薄壁中空體，以至于在操作期間這個(gè)中空體不會(huì)經(jīng)受大的變形。
一圖1的實(shí)施例的變體，在轉(zhuǎn)換閥的實(shí)際設(shè)計(jì)中沒有任何間隙或者只有極其狹小的間隙存在于凸輪15的表面(指向喂料泵缸3和喂料泵缸5的那一面)和殼體7的內(nèi)壁之間。下文也將對(duì)這一形式更詳細(xì)地討論。這里應(yīng)僅僅指出，對(duì)那些能夠彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件仔細(xì)的密封是必要的，也就是，一方面，分流閥11與凸輪15一起和凸輪15開口的邊緣的密封，還有，另一方面，殼體壁7或喂料泵缸3和喂料泵缸5的傾瀉或吸納開口的密封，因此與模鑄成型現(xiàn)有技術(shù)相比獲得了關(guān)鍵的改進(jìn)。更重要的是，凸輪15優(yōu)選在殼體內(nèi)壁7上，沿凸輪整個(gè)外邊沿被支撐，以提供盡可能廣泛的機(jī)械基礎(chǔ)以抵御任何所產(chǎn)生的作用力。
控制桿17用于把驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸19傳向轉(zhuǎn)換閥9或傳向分流閥11，這里驅(qū)動(dòng)軸19部分被遮蔽，控制桿17被示意性地在殼體7之外、喂料泵缸3之上示出。驅(qū)動(dòng)軸19優(yōu)選與分流閥11的旋轉(zhuǎn)軸同軸并且被牢固地連接到其上。在本例中，殼體7內(nèi)部的支撐裝置20可以與前面提到的被用于分流閥的泵缸側(cè)面的支撐裝置相同。
當(dāng)然分別支撐這兩個(gè)部件也是可能的或必要的，例如，若在驅(qū)動(dòng)軸19和分流閥11之間需設(shè)置一不適合傳遞徑向作用(支撐)力的連接器(未示出)被設(shè)在驅(qū)動(dòng)閥19和分流閥11之間。重要的是分流閥11以一種可靠并可樞接的方法，對(duì)于殼體7的內(nèi)壁或者在殼體7的內(nèi)壁上被支撐，以抵抗被灌入的高粘性物質(zhì)施加在閥的內(nèi)壁之上相當(dāng)大的傾斜力矩。同時(shí)，這使作用于分流閥和殼體壁密封處的額外的力的影響最小化并且完全避免了不必要的密封變形。
無(wú)論如何，分流閥上的額外影響促使任何傾斜力矩將被其兩側(cè)的支撐裝置有效地吸收并且，進(jìn)一步預(yù)防間隙的形成，通過(guò)所述間隙，所述壓縮高粘性材料可能漏出并可重新加入預(yù)裝填槽中。
圖2和圖3進(jìn)一步圖解分流閥11(其中空體可做成一個(gè)相對(duì)薄壁的鑄件)和凸輪15的形狀和功能。
圖2清晰的示出了圓形凸輪15內(nèi)的一個(gè)腎形開口21和一個(gè)圓形開口23。所述腎形開口21接在一以凸輪15的中軸居中排列的圓形部分后，在這個(gè)軸上腎形開口連同所述圓形部分延展大約120°，所述圓形部分限定了其縱向邊是等距的。這個(gè)距離與喂料泵缸的直徑一致，即，其同樣總計(jì)250mm。腎形開口在末端是圓形的，其末端半徑與喂料泵缸開口的半徑一致，即大約125mm。這些末端半徑的中點(diǎn)在圓形部分上偏離120°。
所述圓形開口23的中點(diǎn)與凸輪中軸的距離等同腎形開口21到凸輪中軸的距離。所述開口23與腎形開口21的兩個(gè)末端中點(diǎn)是等距離的。換言之，在每個(gè)凸輪中，腎形開口21的兩個(gè)末端半徑的中點(diǎn)和圓形開口23的中點(diǎn)之間的角度是120°。
凸輪15的兩個(gè)位于圓形開口23的兩側(cè)的平坦的部分至少和喂料泵缸3和喂料泵缸5的直徑一樣寬。因此，分流閥11或凸輪15在某些位置上，這些部分適用于以完全(通過(guò)圍繞泵缸開口的周圍密封部的方式)并緊密的方式密封喂料泵缸3或喂料泵缸5任何一個(gè)的開口。
另外，能夠確定分流閥11的截面區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)接近腎形的輪廓。凸輪15內(nèi)部的開口21和開口23的內(nèi)部尺寸或直徑與喂料泵缸3或5的內(nèi)徑一致。
在分流閥11的任何可能的位置，喂料泵缸3或喂料泵缸5的至少一個(gè)開口總是被完全打開并且連接到喂料導(dǎo)管13。
凸輪15作為一個(gè)平滑閥與密封兼顧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)開口23的布局一方面可以阻止減壓槽和/或其中容納的高粘性材料的任何直接的接觸，另一方面可以阻止減壓槽和喂料導(dǎo)管的接觸。絕對(duì)沒有從喂料導(dǎo)管回流到預(yù)裝添槽的風(fēng)險(xiǎn)。
圖2示意性地顯示(優(yōu)選是液壓)驅(qū)動(dòng)泵缸25，在殼體7的上方兩側(cè)驅(qū)動(dòng)泵缸通過(guò)連結(jié)元件(未示出)被連接到控制桿17并且通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸19(圖1)被連接到分流閥11和凸輪15。驅(qū)動(dòng)泵缸25能夠使分流閥11以不連續(xù)的振蕩方式(參考圖4所示相位)跨越一個(gè)相對(duì)寬廣的角度范圍。
當(dāng)然，代替連接到驅(qū)動(dòng)泵缸，驅(qū)動(dòng)軸19也可以被連接到合適的直接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器上(電動(dòng)馬達(dá)，液壓齒條小齒輪泵缸)。
圖3清楚的顯示了帶有上游的下擺開口和帶有下游的腰部開口的分流閥11(這里被看成是一個(gè)裙形的閘門閥)的布置。像圖1的情形，能夠確定在裙形腰部12和喂料導(dǎo)管13之間軸向固定連接。喂料泵缸3和喂料泵缸5通過(guò)軸封4頂?shù)址至鏖y的方式被密封。
根據(jù)分流閥11和凸輪15的實(shí)際位置，通過(guò)所述分流閥11，喂料泵缸3和喂料泵缸5能夠同時(shí)被連接到喂料導(dǎo)管13并與其整個(gè)橫截面相接觸。
高粘性物質(zhì)流——通過(guò)預(yù)裝填槽(未示出)——從殼體7的上方開口進(jìn)入殼體，殼體在這里被表示成像盒子的簡(jiǎn)單的形狀；然而，高粘性物質(zhì)不是直接進(jìn)入分流閥11，而是僅僅圍繞其中空體的外面流動(dòng)。取而代之的是，一旦凸輪15旋轉(zhuǎn)到合適的填充位置(再次參考圖4)，只有凸輪15的圓形開口23容許高粘性物質(zhì)流到喂料泵缸3和喂料泵缸5內(nèi)。因此，所述開口23作為凸輪15的填充或吸納開口；它也有一個(gè)閥門或定向功能。
詳細(xì)的說(shuō)，無(wú)論什么時(shí)候凸輪15密封著殼體7，下面的基本條件必須被遵從分流閥11處于喂料模式期間(喂料泵缸的揚(yáng)程)和在圓形開口23的吸納模式期間，凸輪必須被密封在分流閥11的下擺開口21處。
一分離的可替代的磨損板優(yōu)選通過(guò)目前已知的方法安裝在殼體7的內(nèi)壁。這形成了在殼體7繞軸旋轉(zhuǎn)期間分流閥11或凸輪15所執(zhí)行的必要滑動(dòng)的基礎(chǔ)。
相反，開口21和開口23應(yīng)該以框架的式樣在開口的周圍安裝切斷環(huán)并且其直接和上述的磨損板和/或軸封4接觸。在吸納開口23的情況下，切斷環(huán)可能是圓形，在下擺開口21的情況下，切斷環(huán)有一個(gè)腎形的輪廓。
結(jié)果，切斷環(huán)優(yōu)選可分離地連接到分流閥11或凸輪15上，以便其磨損后可以被分別替換。他們以目前已知的方法被鄰接部件通過(guò)彈性(軸)密封的方式密封。
最后，即使沒有升高的壓力負(fù)載產(chǎn)生，優(yōu)選將凸輪15的整個(gè)外圍用預(yù)裝填槽密封。然而，這樣一個(gè)圓周的外部密封大大減少了由于裝載高粘性物質(zhì)中有研磨作用的成分導(dǎo)致對(duì)于開口21和開口23周圍的加壓密封的影響。因此可能延長(zhǎng)替換間隔。
讓凸輪15的圓周密封像切斷環(huán)一樣在磨損板上移動(dòng)是可能的，為此磨損板至少必須與凸輪有相同的直徑。而僅在凸輪15運(yùn)轉(zhuǎn)的磨損密封處提供一個(gè)分離的磨損環(huán)也是可能的。如果是這種情況，分別替換磨損環(huán)和(更小的)磨損板是可能的。
同時(shí)，一個(gè)沿整個(gè)凸輪圓周的封緊給分流閥提供可靠的軸向的支撐，并且，如果必要也可以提供徑向支撐(這將由實(shí)際設(shè)計(jì)決定)；這幫助閥門的支撐裝置設(shè)在寬大的底座上并且最小化任何傳遞給分流閥11的傾斜力矩的影響。
然而，作為所述方案的一變體，凸輪15內(nèi)部的吸納開口為一個(gè)封閉口23的設(shè)計(jì)不是絕對(duì)必要的。作為替代，一個(gè)開口朝向凸輪邊緣的凹槽被提供。然而，這個(gè)凹槽的開口角度和輪廓仍然依賴在腎形開口21的兩側(cè)留有凸輪15足夠的表面區(qū)域這一必備條件，以使每次臨時(shí)的可靠密封喂料泵缸3或喂料泵缸5的開口之一。當(dāng)然，這個(gè)凹槽的周圍邊界的切邊的形狀必須適應(yīng)這樣一種情況。
泥漿泵的所有必要組成部分都被介紹之后，現(xiàn)在將基于圖4的連續(xù)相位和圖5的路徑-時(shí)間表描述和解釋本發(fā)明的實(shí)際喂料過(guò)程及泥漿泵的控制。
圖4的相位——與圖2中的視圖相符——將被逐行的從左上到右下的順序解釋。在圖5的圖表中，相位通過(guò)一個(gè)時(shí)間軸被并列描繪，被垂直線分隔并且標(biāo)有與圖4相同的編號(hào)。
圖5中，一系列控制步驟下面，通過(guò)補(bǔ)充方式，再一次復(fù)制分流閥11和平板凸輪15的相對(duì)位置，為了便于清楚的定位采用縮小的比例。喂料泵缸3的活塞K3的運(yùn)動(dòng)序列是虛線，喂料泵缸5的活塞K5的運(yùn)動(dòng)序列是實(shí)線。
在相位1中，分流閥11所處的位置在前面提到的圖1至圖3中也出現(xiàn)過(guò)(此后把它作為開始位置)。腎形下擺開口21同時(shí)把喂料泵缸3和喂料泵缸5連接到喂料導(dǎo)管13。圓形開口23仍然沒有發(fā)揮功能。兩喂料泵缸都不與殼體7或預(yù)裝填槽8連通。
根據(jù)圖中的相位1，喂料泵缸3的活塞K3在它的揚(yáng)程終點(diǎn)時(shí)，相反(剛剛裝滿的)喂料泵缸5的活塞K5在預(yù)壓縮之后才開始它的新?lián)P程。兩個(gè)活塞都以相對(duì)較低的速度平行地和同向地提升。這能夠被認(rèn)為是同步相位。
相位2是喂料泵缸3經(jīng)歷揚(yáng)程和吸納沖程之間的過(guò)渡。凸輪15逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°被轉(zhuǎn)離它的開始位置。喂料泵缸3的開口被凸輪15關(guān)緊，它的活塞K3可能被固定。這個(gè)中間位置是一個(gè)避免正在泵出的喂料泵缸與另一個(gè)處于吸納模式的喂料泵缸之間的任何短路的可靠方式。
在這個(gè)相對(duì)短的相位，凸輪15或分流閥11能夠最慢移動(dòng)，這對(duì)于停止其移動(dòng)可能是必要的。
同時(shí)活塞K5仍然繼續(xù)經(jīng)歷揚(yáng)程，正如圖中相位2所示。然而，其運(yùn)動(dòng)斜率現(xiàn)在更為陡峭，即與上述的同步相位1比較其上升率已經(jīng)提高到一個(gè)正常水平(例如，加快兩倍)。這確保了高粘性物質(zhì)在喂料導(dǎo)管13中不斷的流動(dòng)。
相位3示出分流閥11的第一次極限位或反轉(zhuǎn)位，從相位1開始，分流閥已經(jīng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了120°。凸輪15的圓形開口23正好在喂料泵缸3的前面。腎形開口21仍然允許物質(zhì)離開喂料泵缸5并送至喂料導(dǎo)管13。
圖示的相位3中活塞K5繼續(xù)以全速或者以滿泵容量運(yùn)行，同時(shí)活塞K3執(zhí)行一個(gè)吸納沖程，優(yōu)選地需要溫和的啟動(dòng)或停止，整個(gè)吸納沖程比揚(yáng)程期間(吸納相位)有一個(gè)更高的速度。
在這個(gè)相位，暫時(shí)停止分流閥11的振蕩運(yùn)動(dòng)會(huì)有益處，以在喂料泵缸3完全打開時(shí)吸納沖程能夠進(jìn)行其過(guò)程。
在圖4的相位4中分流閥11的位置同相位2一致。凸輪15現(xiàn)在已經(jīng)離開了反相位置并且再一次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了60°。然而，正如圖所示，喂料泵缸3(已經(jīng)再次被凸輪15封閉)的活塞K3現(xiàn)在能夠以低速經(jīng)由一個(gè)非常短的沖程預(yù)壓縮(已經(jīng)被吸納的)高粘性物質(zhì)，優(yōu)選地在喂料導(dǎo)管里充斥的運(yùn)行壓力(“預(yù)壓縮相位”)。關(guān)于隨著高粘性物質(zhì)被吸入的氣體和來(lái)自喂料導(dǎo)管的背壓?jiǎn)栴}，這一方法是可取的，無(wú)論什么時(shí)候泵缸開口被腎形開口21重新打開時(shí)，避免系統(tǒng)內(nèi)的震搖。這里分流閥11也能被即刻停止或者至少減慢。
活塞K5仍然正在以全速進(jìn)入其揚(yáng)程的結(jié)束相位。
就分流閥11的位置而言，相位5與相位1(開始位置，“同步相位”)完全一致。圖中的相位5也顯示活塞K3和K5有相反的角色并且現(xiàn)在重新開始其異向周期并同時(shí)以降低的速度進(jìn)行泵供。
相位6是相位2的鏡像倒置；現(xiàn)在只有活塞K3以全速抽吸，而凸輪15密封了喂料泵缸5并且根據(jù)圖中相位6其活塞K5可能是靜止的。凸輪被順時(shí)針轉(zhuǎn)離開始位置60°。
相位7同相位3的鏡像倒置一致。凸輪15或是分流閥11在順時(shí)針方向上達(dá)到了其極限或是反向位置。喂料泵缸5被重新裝填。根據(jù)圖的相位7，這個(gè)喂料泵缸的活塞K5返回到開始位置，并且高粘性物質(zhì)連續(xù)地流過(guò)圓形開口23進(jìn)入喂料泵缸5。同時(shí)，喂料泵缸3已經(jīng)裝滿了泵的容量并以全速運(yùn)行。
在與相位4的鏡像倒置一致的相位8，在喂料泵缸3的活塞進(jìn)入它的揚(yáng)程的結(jié)束相位時(shí)，喂料泵缸5的活塞再次預(yù)壓縮新填入的高粘性物質(zhì)。這個(gè)圖現(xiàn)在已經(jīng)包含了兩個(gè)泵缸的泥漿泵的完整運(yùn)行周期，按這個(gè)順序再一次繼續(xù)相位1。
為了舉例說(shuō)明在泥漿泵連續(xù)喂料模式操作期間提升的速度、壓力和推力，應(yīng)該提到相位1到8的完整順序僅發(fā)生在6秒內(nèi)，正如圖表之下時(shí)間軸指明的那樣。喂料泵缸的活塞必須在大約1分鐘長(zhǎng)度內(nèi)通過(guò)沖程。
為了進(jìn)一步解釋圖5，應(yīng)該首先重復(fù)在相位1和相位5期間兩個(gè)活塞同時(shí)注入高粘性物質(zhì)進(jìn)入喂料導(dǎo)管13。在這個(gè)相位，其速度被互相適應(yīng)以至于其喂送的物質(zhì)總量與其各自上的活塞以正常的前進(jìn)速率喂送的物質(zhì)總量一致。這個(gè)步驟與活塞的預(yù)壓縮相位一起就是再次開始，確保泥漿泵的卸載率是連續(xù)的和大致平滑的。
在所有其他相位，在同一時(shí)間只有一個(gè)活塞在抽吸模式，在這種情況下，活塞優(yōu)選以恒定速率運(yùn)行。
與一個(gè)活塞在揚(yáng)程連接相位期間單個(gè)抽吸能力相比，轉(zhuǎn)接閥的發(fā)明設(shè)計(jì)和活塞前進(jìn)速率的選擇控制使泥漿泵連續(xù)的排泄成為可能，因此事實(shí)上減少了高粘性物質(zhì)流在喂料泵缸13內(nèi)的振動(dòng)。這很大程度上得益于高粘性物質(zhì)在相位4和相位8的預(yù)壓縮，預(yù)壓縮避免了當(dāng)新填充的喂料泵缸3或喂料泵缸5被打開時(shí)一個(gè)降壓的“緩沖區(qū)”連接到喂料導(dǎo)管13。
盡管在預(yù)壓縮階段相當(dāng)大的力被施加在分流閥11上，這些力被根據(jù)本發(fā)明的閥穩(wěn)固的并相對(duì)簡(jiǎn)單的支撐裝置在兩側(cè)所緩沖。再次，一個(gè)純旋轉(zhuǎn)支撐配件的優(yōu)點(diǎn)和分流閥11的逆流端不間斷的連接到喂料導(dǎo)管13的優(yōu)點(diǎn)在這里起到了作用。
活塞和分流閥11的位置加上平板凸輪15的位置被適當(dāng)?shù)貍鞲衅?距離和/或角度位置傳感器)探測(cè)，如果必要直接在各自的驅(qū)動(dòng)器上或者在平板凸輪15的圓周上。這些傳感器提供其各自位置信號(hào)給優(yōu)選地一污泥泵中央控制單元，中央控制單元輪流控制活塞和分流閥11的驅(qū)動(dòng)器。
特別地，中央控制單元控制喂料泵缸的兩個(gè)開口被同時(shí)覆蓋的那一刻前進(jìn)速率降低。兩個(gè)活塞不必都被減到半速，但是原則上，一個(gè)凸輪可能被控制到，例如，全速的1/3并且另一個(gè)可能被控制到全速的2/3(只要直徑和總沖程是相同的)。這個(gè)目的繼而為了在分流閥11或喂料導(dǎo)管13內(nèi)高粘性物質(zhì)的盡可能穩(wěn)定的喂料服務(wù)。
另外，在新填充的喂料泵缸被凸輪15密封期間，控制單元一方面必須臨時(shí)停止分流閥或者轉(zhuǎn)換到緩慢模式，另一方面，控制相關(guān)活塞的預(yù)壓縮沖程。另外，一個(gè)壓力傳感器可能是必要的，壓力傳感器能夠被安置在泵缸、活塞或密封分流閥11內(nèi)部或者被連接到凸輪15之上。當(dāng)然，額外壓力引起的對(duì)凸輪15的妨礙必須被盡可能排除。
此外，在反相點(diǎn)之間分流閥或者平板凸輪15被延緩的操作或者即使一個(gè)臨時(shí)的間歇，在其他相位也可以是有益的，例如，同步相位和吸納相位?？偟膩?lái)說(shuō)，仔細(xì)的估計(jì)分流閥的間歇時(shí)間和適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)時(shí)間是必要的，一方面，流體的橫截面不能被凸輪平板控制表面和喂料泵缸開口之間的交疊減少太多，另一方面，沒有過(guò)多的旋轉(zhuǎn)速度被承受。
權(quán)利要求
1.一種用于連續(xù)喂料，特別是水泥的兩泵缸泥漿泵，其中兩個(gè)喂料泵缸從預(yù)裝填槽移動(dòng)高粘性物質(zhì)并將其傳送到喂料導(dǎo)管，并且?guī)в幸粋€(gè)可旋轉(zhuǎn)的分流閥的轉(zhuǎn)接閥被提供，以在第一喂料導(dǎo)管和第二喂料導(dǎo)管之間轉(zhuǎn)換，所述分流閥有一個(gè)從所述泵缸的入口到所述喂料導(dǎo)管的排泄口漸窄的橫截面，在所述排泄口區(qū)域被旋轉(zhuǎn)支撐并且通過(guò)它的整個(gè)橫截面，在所述分流閥的任何位置，把至少一喂料泵缸與所述喂料導(dǎo)管連接，其特征在于，牢固地連接到其上一支撐裝置(20)和一平板凸輪(15)布置于朝向泵缸(3，5)那一側(cè)的分流閥(11)，所述平板凸輪不僅包含所述分流閥(11)的入口(21)而且包含一個(gè)吸納開口(23)，平板凸輪設(shè)在距所述入口(21)足夠的距離以完全覆蓋所述喂料泵缸(3，5)之一的開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥漿泵，其特征在于，所述分流閥(11)被牢固地連接到被所述轉(zhuǎn)接閥(9)的所述殼體(7)內(nèi)支撐的一驅(qū)動(dòng)軸(19)上，并且所述驅(qū)動(dòng)軸(19)的支撐作用也對(duì)所述分流閥(11)的泵缸側(cè)面起支撐作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泥漿泵，其特征在于，在同一時(shí)間從兩泵缸(3，5)的中間位置出發(fā)被連接到所述喂料導(dǎo)管(13)的所述分流閥(11)和所述平板凸輪(15)，能夠在每一情況中經(jīng)過(guò)120°被旋轉(zhuǎn)進(jìn)入相反的方向使得所述吸納開口(23)的位置一回在一個(gè)喂料泵缸的前面。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的泥漿泵，其特征在于，所述平板凸輪(15)和所述分流閥(11)在泵缸一側(cè)有一個(gè)腎形入口(21)，所述開口沿著一個(gè)圓形的角度延伸120°并且在兩個(gè)端點(diǎn)圓滑結(jié)束，所述吸納開口(23)，在同一圓周上，相對(duì)于所述入口(21)的兩個(gè)端點(diǎn)對(duì)稱地被偏移120°。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的泥漿泵，其特征在于，所述吸納開口(23)被設(shè)計(jì)成在所述平板凸輪(15)上的一個(gè)鉆孔，該鉆孔有一直徑至少與所述喂料泵缸(3，5)的直徑一致。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求1至4之一所述的泥漿泵，其特征在于，所述吸納開口被設(shè)計(jì)成所述平板凸輪內(nèi)的一邊緣凹槽，這個(gè)開口的直徑至少與喂料泵缸的直徑一致。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的泥漿泵，其特征在于，所述腎形開口(21)被一切斷環(huán)圍繞。
8.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的泥漿泵，其特征在于，至少一個(gè)磨損盤被安置在所述殼體(7)的側(cè)面，所述表面指向所述分流閥(11)。
9.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的泥漿泵，其特征在于，所述平板凸輪(15)在其圓周的邊緣，所述轉(zhuǎn)接閥(9)的所述殼體(7)的壁面上被可滑動(dòng)地支撐。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泥漿泵，其特征在于，所述平板凸輪(15)的圓周的支撐面被設(shè)計(jì)成一卷繞軸封。
11.根據(jù)權(quán)利要求8和權(quán)利要求9或10所述的泥漿泵，其特征在于，所述平板凸輪(15)被可滑動(dòng)地支撐在所述磨損盤上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的泥漿泵，其特征在于，所述平板凸輪(15)在其圓周上，一分離的磨損環(huán)上被可滑動(dòng)地支撐。
13.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的泥漿泵，其特征在于，所述分流閥(11)經(jīng)由傳動(dòng)桿(19)能夠借助控制桿(17)由驅(qū)動(dòng)泵缸(25)驅(qū)動(dòng)，或直接由一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，以達(dá)到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的目的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泥漿泵，其特征在于，無(wú)論如何所述驅(qū)動(dòng)軸(19)，在主視圖中，被設(shè)置在喂料泵缸(3，5)之間。
15.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的泥漿泵，其特征在于，所述平板凸輪(15)被以一種通過(guò)螺絲的可分離的方法或通過(guò)焊接的牢固的方法連接到所述分流閥(11)。
16.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的泥漿泵，其特征在于，所述喂料泵缸(3，5)的開口展開接近分流閥(11)的旋轉(zhuǎn)軸之下的所述預(yù)裝填槽(8)的較低端。
17.一種控制泥漿泵的方法，特別是根據(jù)上述權(quán)利要求所述的泥漿泵，所述的泵有兩個(gè)喂料泵缸(3，5)在一側(cè)打開，設(shè)有活塞和轉(zhuǎn)接閥(9)，轉(zhuǎn)接閥(9)設(shè)有一個(gè)可移動(dòng)的分流閥(11)，分流閥能夠以一種適應(yīng)活塞的運(yùn)動(dòng)的方式被控制，所述分流閥的入口(10，21)被設(shè)計(jì)成在所述分流閥11的至少一個(gè)位置同時(shí)遮蓋兩個(gè)喂料泵缸(3，5)，并且所述分流閥的排泄口(12)與喂料導(dǎo)管(13)連通，所述分流閥(11)被設(shè)有密封面，密封面在所述分流閥的預(yù)定位置密封了至少一個(gè)喂料泵缸的開口，其特征在于，在每個(gè)喂料泵缸(3，5)的活塞(K3，K5)的揚(yáng)程的開始時(shí)，其開口由運(yùn)行到所述分流閥入口的前面的平板凸輪(15)密封面關(guān)閉，喂料泵缸的活塞執(zhí)行一個(gè)預(yù)壓縮沖程，而另一個(gè)喂料泵缸的活塞處在揚(yáng)程模式，兩個(gè)喂料泵缸的開口同時(shí)被所述開口(21)臨時(shí)覆蓋，以使兩個(gè)活塞都被以同步的相位控制以至于互相匹配以便被兩個(gè)活塞(K3，K5)同步泵出的高粘性物質(zhì)的量至少大致相同，如同在另一個(gè)活塞的吸納沖程期間(K3或K5各自的)，只被一個(gè)活塞(K3或K5)喂料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，一個(gè)活塞的每個(gè)揚(yáng)程包含至少一個(gè)預(yù)壓縮相位(相位4或相位8)，一個(gè)第一次同步相位(相位1或相位5)，一個(gè)抽吸相位(相位2到相位4或相位6到相位8)和一個(gè)第二次同步相位(相位5或相位1)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，在同步相位期間，兩活塞(K3，K5)都以減緩的速度被驅(qū)動(dòng)并且減少泵出量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，在同步相位期間，兩活塞(K3，K5)都以同樣的速度被驅(qū)動(dòng)，特別是以其進(jìn)一步揚(yáng)程的半速被驅(qū)動(dòng)。
21.根據(jù)上述任一方法權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，活塞的每個(gè)吸納沖程包括一個(gè)低速的啟動(dòng)斜坡和一個(gè)衰減斜坡。
22.根據(jù)上述任一方法權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，每個(gè)活塞的吸納沖程(相位3或相位7)的執(zhí)行快于其揚(yáng)程，特別是它包含一個(gè)緩和相位(相位2或相位6)和一個(gè)預(yù)壓縮相位(相位4或相位8)。
23.根據(jù)上述任一方法權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述分流閥(11)在預(yù)壓縮相位期間被延時(shí)或是臨時(shí)停止。
24.根據(jù)上述任一方法權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述分流閥(11)在同步相位期間被延時(shí)或是臨時(shí)停止。
25.根據(jù)上述任一方法權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述分流閥(11)在緩和相位期間被延時(shí)或是臨時(shí)停止。
全文摘要
一種用于連續(xù)喂料，特別是水泥的兩泵缸泥漿泵，其中兩個(gè)喂料泵缸把高粘性物質(zhì)從預(yù)裝填槽移動(dòng)和傳送到喂料導(dǎo)管，一個(gè)分流閥設(shè)有一個(gè)從連接泵缸的入口到連接喂料導(dǎo)管的排泄口漸窄的橫截面，在任何位置，該分流閥通過(guò)它的整個(gè)橫截面連接至少一個(gè)喂料泵缸到喂料導(dǎo)管，一個(gè)支撐裝置(20)和一個(gè)平板凸輪(15)牢固地連接到其上，布置于根據(jù)本發(fā)明的分流閥(11)朝著泵缸(3，5)的那一側(cè)。平板凸輪(15)不僅包括分流閥(11)的入口(21)還包括吸納開口(23)，其設(shè)置在距入口(21)足夠遠(yuǎn)的距離上以完全覆蓋從喂料泵缸(3，5)之一的開口。另外，一種控制這種連續(xù)喂料泥漿泵的方法被描述。
文檔編號(hào)F04B15/02GK1882777SQ200480034428
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月22日
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