呼吸管柱塞泵

1、能输送含颗粒浆料的柱塞泵的现状：

能输送含颗粒浆料的柱塞泵有隔膜泵、浮球泵、反向柱塞泵、油隔离浆料泵、前混合切割泵等。各种浆料泵的动力端结构没有太大的差异，液力端的结构有很大的差别。

2、各种渣浆泵液力端的结构与特性。

2.1隔膜泵：隔膜泵的液力端有柱塞、柱塞腔体、隔膜控制系统、隔膜、隔膜腔体、进液阀、排液阀等组成。其工作原理是，柱塞在油环境下往复运动，带动隔膜腔内的容积变化，隔膜把浆料和工作油隔开，使浆料不接触柱塞，保证柱塞的正常工作。由于隔膜泵的特性使隔膜只能采用非金属柔性材料制成，这些材料的抗压强度低在高压力浆料环境下自身磨损很严重，只能输出30Mpa以下的浆料。在隔膜泵中油量只能保持一定量，过多或过少都能使隔膜变形量增大，使隔膜有破裂的危险，柱塞工作时有不等量的泄露，在动态环境下补充不等量的泄露，保持一定量的工作油是一项比较复杂的技术。常见的有三种控制方案；

2.1.1、以荷兰GEHO公司为代表的方案。隔膜泵是通过与隔膜连成一体、由金属和非金属构成的控制杆来控制隔膜变形。当挠曲过大，隔膜偏离中间平衡位置，向前或向后并超过允许值时，通过电磁阀把多余的驱动油排出或把缺少的油补充进来。该产品有多个电磁阀和一套油路系统，对电器元件的灵敏度和操作技能要求较高。

2.1.2、以德国菲鲁瓦（FELUWA）公司为代表的方案。隔膜泵采用软管筒状隔膜加片状隔膜的液压方案，实现双重安全保证。

2.1.3、合肥通用机械研究所的纯机械式液压补偿机构的隔膜控制技术 。

呼吸管式渣浆泵与隔膜泵相比没有供油系统、隔膜、及复杂的隔膜控制系统。因而具有结构简单制造成本低、工作压力高的特点。

2.2反向柱塞泵在输送浆料时是利用一个干净介质泵在柱塞吸入行程时向柱塞及柱塞腔的间隙中注入干净介质，冲走间隙中的颗粒物，在柱塞压缩行程时停止工作。这种工作方式只能被动的把进入间隙中的颗粒物给冲走，不能防止柱塞在压缩行程时颗粒物进入柱塞与柱塞腔的间隙损伤柱塞及柱塞密封。虽然比柱塞直接工作在浆料中效果好一些，但不能避免浆料中的颗粒物损伤柱塞及柱塞密封。尽管采用高硬度的刮沙环和陶瓷柱塞等防范措施，还不能从根本上解决浆料中的颗粒物损伤柱塞及柱塞密封，柱塞及柱塞密封的使用寿命都很短。

2.3浮球泵（又叫水隔泵）：它是有一个清水泵源、一组换向阀、三个浮球罐等组成。它的工作原理是在浮球罐中用浮球把清水和输送的灰渣浆料隔开，用换向阀依次向三个浮球罐中注入、排出压力清水进而吸入或排出灰渣浆料。浮球罐的体积庞大，换向阀的结构复杂，工作压力低。以一个输送能力20立方米/小时、输送压力1Mpa的浮球泵，设备总重量8吨，三个浮球罐的总体积12立方米。

2.4前混合切割泵：它主要是用来产生高压切割用的沙浆。沙浆是含5%--15%沙粒与水的混合物，工作压力40Mpa以上。其有一个清水泵和一个高压沙罐组成，工作以前先在高压沙罐中加入沙粒，封好罐口，用清水泵向罐中注入清水，清水在高压沙罐中混合形成工作用的沙浆排出。每一台前混切割泵都有一个或几个高压沙罐，由于工作的压力高，高压沙罐的壁很厚，非常笨重。

3、呼吸管式渣浆泵具有的特点：

3.1 输送压力高：最高可达70Mpa。例如可以实现不间断供应前混合切割用沙浆，实现油田的井壁切割，这是现有任何一种渣浆泵都无法完成的。

3.2 结构简单：由于不需要隔膜，没有复杂的隔膜控制系统，只靠简单的呼吸管完成渣浆浆不与活塞接触。所以结构简单、重量轻、制造成本低。活塞不与渣浆接触，只与清水接触，其使用寿命与清水泵相当。

3.3 进、排液阀使用寿命长：采用磁流体保护技术，在进、排液阀密封面上吸附磁流体，避免了渣浆直接接触密封面，延长进、排液阀使用寿命。

3.4 对输送渣浆的黏度及所含颗粒物的大小不敏感：可以广泛对各种黏度和颗粒的渣浆输送。

3.5 耐酸碱：渣浆不与缸套、活塞接触，只与进、排液阀接触，进、排液阀选用特种材料制造，耐酸、碱性能优越。

3.6 由于结构简单：与渣浆接触的部件少，所以性能稳定、可靠耐用、使用寿命长。

呼吸管式渣浆泵是一种容积泵。

呼吸管渣浆泵与一般活塞泵不同的地方是：它有一个呼吸管、两个进液阀、一个排液阀。呼吸管是一个管状体，上端连接活塞腔，下端连接进、排液阀体。呼吸管式渣浆泵的两个进液阀，分别位于呼吸管的两端，位于呼吸管上端与活塞腔相连的叫副进液阀，清水从副进液阀进入活塞腔；位于呼吸管下端的进液阀叫主进液阀，渣浆由此进入呼吸管。排液阀位于呼吸管下端进、排液阀体内，与主进液阀相对，从两个进液阀进入的清水和渣浆都从此阀排出。在呼吸管式渣浆泵的吸入行程时清水从副进液阀进入活塞腔，并充满活塞腔，让活塞处在一个清水的工作环境中。渣浆从主进液阀进入到呼吸管中，由于呼吸管的容积是活塞排量的1-3倍，渣浆与清水在呼吸管中相遇，进不到活塞腔中（呼吸管式渣浆泵工作前应在活塞腔中充满清水，有利于空气的排出，彻底杜绝颗粒流体介质进入活塞腔中）。在排出行程时，呼吸管的上端及活塞腔中充满了清水，在呼吸管的下端充满渣浆，随着活塞腔容积的变小，清水向呼吸管下端排液阀方向运动，进入呼吸管中的渣浆被清水挤压出呼吸管，从排液阀排出。由于活塞每工作一次都有清水补充，让活塞一直处在一个干净的工作环境中，活塞及活塞密封的使用寿命与现有的干净介质泵的使用寿命相当。渣浆在吸入和排出的过程中只接触到呼吸管及主进液阀、排液阀，呼吸管不是运动部件又不产生形状改变，渣浆只与呼吸管内壁发生研磨磨损，其使用寿命远远高于现有的各种颗粒流体介质泵，并且能达到120Mpa高压。