常用往复泵的结构 高压往复泵的工作结构原理
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目前，液压驱动往复泵有3种结构形式。
（1）BW系列泥浆泵：机械传动的泥浆泵是由动力机通过V带传动经变速带动曲轴工作。而液压驱动泥浆泵只是将泵输入端的大V带轮去掉，安装一转矩和转速相适应的低速大转矩液压马达，其他结构不变。
（2）美国W11系列泥浆泵、国产MP型泥浆泵是在曲轴输入端安装低速大转矩液压马达直接驱动曲轴，取消了传动的齿轮变速机构。
（3）芬兰丹纳森HDF多相流往复泵：内部无旋转零件，由液压活塞推动泵活塞作直线往复运动，结构紧凑、质量小，这种形式的往复泵应是泵的发展方向之一。
1.BW系列泥浆泵
BW系列往复式泥浆泵是卧式三缸单作用活塞泵。目前，岩心钻探使用该系列泵较多，表11-1为BW系列泥浆泵技术参数。
表11-1 BW系列泥浆泵技术参数
下面以BW-250型泵为例，介绍其结构。该泵用改变活塞往复次数和更换缸套的方法改变泵量，泵量的变化范围为35L/min（泵压7MPa）至250L/min（泵压2.5MPa），共8级，驱动功率15kW。适用于孔深1000～1500m各种岩心钻探。该泵的主体结构由动力端和液力端组成。
（1）动力端
动力端是液压马达带动主轴，经过齿轮变速机构可获得四档速度，再经过一对减速齿轮传至曲轴。曲柄连杆机构由曲轴、连杆组件和十字头组件组成。该泵是三缸泵，故有3个互成120°的轴颈和连杆的大头连接。连杆组件将曲轴的旋转运动变成活塞的往复运动。十字头是起导向作用的零件，它与连杆和活塞杆连接，并传递动力。十字头在滑套中作直线往复运动。
（2）液力端
BW-250型往复式泥浆泵的液力端如图11-5所示。图中画出了一个液缸的剖视图。它属于直通式结构，即每个液缸的吸入阀和排出阀均布置在液缸端头的同一垂直轴线上。
液压动力头岩心钻机设计与使用
图11-5 BW-250型泥浆泵的液力端示意图|1—活塞杆；2—泵头体；3—隔水密封圈；4—缸套；5—活塞；6—阀盖；7—排出阀；8—顶套；9—缸头盖；10—吸入阀液力端由3个卧式单作用液缸并联而成。它们有共同的吸入管路和排出管路。缸套与泵头体动配合，并通过顶套、缸盖及双头螺栓固定在泵头体中。活塞由弹性橡胶密封圈等零件组成。泵阀采用球阀结构，置于液缸端部。吸入阀和吸入管路在下部，排出阀和排出管路在上部。排出阀上部有阀盖，阀盖既是拆装和检查泵阀的窗口，也是阀球升高的限制器。
图11-6 W11型泥浆泵外形图
2.美国W11系列泥浆泵
瑞典CS1000系列液压动力头岩心钻机均配置美国W11系列泥浆泵，图11-6为泥浆泵外形图。泥浆泵为三缸单作用往复式水泵，泵动力端输入轴安有液压马达，没有机械传动机构。通过液压系统调速阀改变输入到液压马达的流量来改变泵轴的转速，使泥浆泵输出不同的流量。表11-2为W11系列泥浆泵技术参数。
表11-2 W11系列泥浆泵技术参数
3.MP-500型泥浆泵
MP-500型为液压驱动卧式三缸单作用柱塞式变量泥浆泵，图11-7为MP-500型泥浆泵结构图。主要特点如下：
（1）传动方式：曲轴箱两侧各装一台低速大转矩液压马达，通过对马达的串、并联直接驱动曲轴，取消了传统的齿轮减速机构，简化了结构，提高了效率，减轻了质量，易于加工制造，降低了成本。
图11-7 MP-500型泥浆泵结构图
图11-8 HDF泵外形图
（2）变量方式：液压系统如采用定量液压泵，可实现两个定排量输出（250L/min和500L/min），液压系统如采用变量液压泵，可实现两挡变排量输出（0～250L/min和0～500L/min）。
4.丹纳森HDF多相流往复泵
据资料介绍，丹纳森HDF系列多相流泵由芬兰设计并制造，具有很好的输出特性以及高的功率体积比。该技术是专利技术，特别适用于定向钻探领域。图11-8为其外形图。
丹纳森HDF多相流泵内部无旋转部件，由液压活塞推动泵活塞作线性往复运动，因而结构紧凑且输出功率大。表11-3为该泵的基本规格。
表11-3 丹纳森HDF多相流泵基本规格表
HDF多相流泵具有如下特点：
（1）功率大：最高输出介质压力可达200×105Pa，流量可达250L/min。
（2）体积小、质量轻：HDF多相流泵由液压驱动，所有关键零件均经过锻造和精密机械加工，承载力强而体积小、质量轻。
（3）性能可靠寿命长：所有活塞零件均经过锻造、精密切削加工、防腐蚀处理，能够胜任高强度大负载的工作。自润滑密封元件、及锻造，并精密加工的阀芯保证了系统可以免维护运行几千个小时，极大地降低了运行和维护成本。
（4）适用于多种介质：由于HDF泵具有很高的耐腐蚀和抗化学反应的性能，因此能够用于各种不同的介质，例如泥浆、各种矿物油、各类含聚合物的混合物、高分子基流体介质、含发泡剂的水等等。介质中的含沙量可以高达25％。
（5）易于使用及调整：只要把液压动力源的管线连接到HDF泵上，就可以启动，无需额外的润滑和冷却。通过液压动力源的压力和流量调节可以方便并线性地调节HDF泵的流量和压力。
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