一种换向机构的设计

一种 换向机构的 设计

刘文玲

淄博职业学院 山东淄博 255013

摘　要：高压液压注浆泵的换向机构是注浆泵的关键，直接影响注浆的效果，本文在分析现有换向机构的基础上，设计了一个实用的拨盘式换向机构，该机构结构简单，易于调整和维修，适应于煤矿等恶劣工作环境。

关键词：注浆泵　换向机构

高压液压注浆泵在建筑软地基加固补强、矿山堵水、井筒护壁、边坡锚固等地质与工程灾害治理方面有着广泛应用。液压注浆泵动作原理为液压泵站向液压缸提供动力，由液压缸的往复运动推动浆缸中的活塞，通过吸、排浆阀输送浆体，其中的关键是液压缸往复运动的实现，即需要一个自动换向机构。这种自动换向机构性能的好坏直接影响泵的整体性能，因此要求换向机构换向及时，结构简单，动作可靠，使用寿命长^[1-3]。

本文在分析现有相关换向机构的基础上，提出了一种简单可靠的换向机构。

1 换向机构的类型

目前注浆泵中使用的换向机构，按其结构特点可分为三类：

（1）液控换向，这类换向机构的特点是只通过换向阀实现换向；

（2）机动 — 液控换向，这类换向机构的特点是当活塞到达行程终点时，与活塞杆联动的撞块碰撞机架上的转阀（或缸体上的先导阀芯），使换向阀换向，进而使液压缸换向，这样周而复始，使液压缸作连续往复运动。

（3）机动 — 电控换向，这类换向机构的特点是当活塞到达行程终点时，与活塞杆联动的撞块碰撞机械触点，通过电控系统使换向阀换向，进而使缸运动换向，但在井下电器设备须防爆试验，体积大，成本高，可靠性低。

2 拨盘式换向机构

高压注浆泵系统的工作原理为：油缸1和油缸5 的往复运动带动浆缸3和8，实现吸排浆液，4个单向阀组4实现浆液的配流，保证排液浆缸和吸液浆缸之间的密封隔离。高压注浆泵液压系统原理如图1所示。

实现油缸1和油缸5 的往复运动的机构就是拨盘式换向机构。拨盘式换向机构属于机动-液控换向，压力油经过换向阀推动活塞杆使上下两个液压缸实现轮流往复运动，从而实现浆缸轮流吸排浆液。

拨盘式换向机构的工作原理如下：

当系统开始时，凸块10和机动换向阀处于图示位置。此时油缸1活塞向右运动，浆缸3排出浆液；在油缸1活塞向右运动的同时，油缸5活塞向左运动，浆缸8吸入浆液。拨盘6固定在活塞杆7上，当油缸5活塞向左运动，拨盘6与活塞杆7一起向左运动；当油缸5活塞运动到极限位置时，活塞杆7上的拨盘6碰撞到凸杆9上左边的拨盘，此时凸块10将和凸杆一起向左运动，使机动换向阀11换向，从而控制油缸1和5换向。

机动换向阀11换向后，油缸5活塞向右运动，浆缸8 排液，此时油缸1向左运动，浆缸3吸液。在油缸5的活塞向右运动的同时，拨盘6也随着活塞杆7向右运动，到极限位置时，拨盘6碰撞凸杆9的右拨盘，带动凸块10向右运动，使机动换向阀11换向，控制油缸1和5换向，从而实现油缸1和5往复轮流吸排液的一个过程。

1、5－液压缸；2、7－活塞杆；3、8－浆缸；4－单向阀；6－拨盘；

9－凸杆；10―凸块；11―二位四通换向阀；12―油缸

图1 拨盘式换向机构工作原理

该拨盘式换向机构可以平稳实现高压注浆泵系统的双浆缸换向，同时具有外形尺寸小，重量轻，可拆卸性好，换向机构简单可靠，易于调整和维修等特点，避免了复杂的换向机构带来的可靠性问题和调整问题。

参考文献

1. 杨曦，肖燕波，刘劲苍，Y70/10型压力注浆泵的研制，岩土钻掘矿业工程，1999（3）

2. 王复东等 SL3ZB-37HJ型恒排量往复泵的研制与应用，石油机械，2000，28（4）

3. 贾光政，液压驱动往复泵的设计特点，液压与气动，2002（2）

作者简介：

作者简介：刘文玲，女，教授，从事机械设备、机械制图的教学与研究工作，获多项实用新型专利，在多种专业刊物上发表论文。