[发明专利]一种泵送泥浆状物料，尤其是混凝土的活塞泵及混凝土泵

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种泵送泥浆状物料，尤其是混凝土的活塞泵及混凝土泵。

背景技术

活塞泵用于泵送工业用泥浆状物质，例如混凝土，通常情况下，活塞泵具有两个输送缸；在吸料行程，输送缸与料斗连通，可从料斗内吸料；在泵料行程，输送缸通过分配阀可与布料管连通。输送缸的砼活塞通过一个公共的活塞杆与主油缸活塞连接，通过主油缸驱动实现往复式运动。由于砼活塞与物料直接接触，因此对砼活塞的密封性和输送缸内表面都提出了严格的要求，并要求有尽量小的摩擦。为降低磨损，砼活塞一般是置于经过调质硬化或者高度镀铬处理过的抗磨损的输送缸内。除金属件外，砼活塞还具有硫化的橡胶外套。砼活塞的两端各有一个环形元件，从而在吸料行程和泵料行程，砼活塞的两端都可达到密封效果。但是泵送的速度越快，设于砼活塞靠近物料端面的环形元件磨损也越快，因此，该环形元件通过其自身的唇部对输送缸表面进行清洗式刮擦，由于摩擦大，该环形元件后部的弹性受压部位趋于干燥，从而导致干式磨损，在高压下往复运动，环形元件的唇部很快就会因为磨损变得越来越薄，此时沙状物料可能渗入环形空腔内，造成砼活塞的损坏。

为避免上述情况，现有常用的做法是：将环形元件四周的纺织物或者人造织物进行硫化处理，使得水箱内的流体渗入到环形空腔中，降低干式磨损。但在高压情况下，这种做法效果不佳，因为渗入的具有磨损的物料会对输送缸造成磨损；并同时还对驱动能力提出了更高的要求。

因此，从砼活塞远离物料的端面注入诸如水箱内的冲洗流体。该冲洗流体除了可用于冲洗渗入的泥浆状物料外，还具有冷却作用：不仅可冷却驱动液，还可冷却砼活塞和输送缸之间的摩擦生热，输送缸缸壁摩擦产生的热量由泵送物料带走。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活塞泵，可降低砼活塞和输送缸之间的磨损。通过巧妙合适的结构设计在功能和结构空间上可以同时实现砼活塞的密封和刮擦效果。

为解决此技术问题，本发明首先建议：

一种泵送泥浆状物料，尤其是混凝土的活塞泵，具有至少一个输送缸；输送缸内安装有可轴向运动的砼活塞。其中，砼活塞和输送缸之间设有径向环形间隙。砼活塞第二端面通过一活塞杆与驱动机构相连。

在砼活塞的第一端面装配一个由唇形刮油环构成的弹性环形元件；在砼活塞的第二端面装配一个由压力密封件组成的环形元件，两环形元件限位形成环形空腔，环形空腔内注入有一定量的流体，这些流体始终是通过砼活塞第一端面处泵送物料的瞬间压力被注入的。刮油环设于砼活塞第一端面，带有一个或多个弹性的唇部。压力密封件优选为：至少带有1个具有“摩擦系数小”的缸套式密封环，比如说由人造材料制成。

在刮油时，仅仅通过带唇部的刮油环起作用，使得环形空腔内的流体与物料具有相同的压力，因此刮油环仅通过其弹性径向的预压力即可贴合于输送缸内表面，从而实现刮擦和分离物料的效果。刮油环唇部的前端与泵送物料接触，后端与环形空腔接触。

为优化改进砼活塞的导向性，刮油环和压力密封件的轴向上设置导向环；该导向环与环形空腔相通，并带有便于流体通过的流体通道。

为确保环形空腔内始终保持充满流体，环形空腔至少是暂时的与外界保持畅通；优选在流体通道上安装回流截止阀。通常，砼活塞在吸料和泵料状态之间往复运动。因此在输送缸的吸料转换位置处，将流体注入活塞内，并流入到环形空腔中，使得每次吸料行程，环形空腔内渗漏的流体可通过流体通道实现补给。

优选的，当压力密封件在活塞槽内有径向和轴向的位移时，优选附加一个O型密封圈作为弹性元件，用于预紧与环形间隙相通的压力密封件。此时，环形空腔内流体的补给可以通过另一种改进方式实现：压力密封件可在环形空腔的外侧面浮动而被注入液体；并且回流截止阀在活塞槽内存在轴向的和径向的间隙。在吸料行程，泵送压力和环形空腔内压力降至外界压力以下，使得处于外界压力下的外侧流体将压力密封件从其支座上举起，即可通过压力密封件流入环形空腔内。

进一步地，砼活塞第一端面的中间位置设有一个空隙；在空隙的端面设有一个可感知泵送物料压力的膜片。优选将由刮油环组成的环形元件变形为膜片的外侧边缘。通过膜片和空隙限位形成一个可容纳流体的第一冲程室，第一冲程室可以与环形空腔连通。通过这种结构上的改变，缸套式环形密封件可在活塞槽内具有轴向的自由间隙。