乳化液泵的结构和工作原理ppt课件

班 为搞好特殊作业人员的教学工作 特结合枣矿集团各单位所使用的设备类型 有针对性地收集了相关资料及产品使用说明书 并根据要求制作成了多媒体课件 插入了该设备的工作原理图及结构图 2005教学质量提升年 乳化液泵的结构和工作原理 刘爱华山东煤矿安培中心 机电运输教研室联系电话 4071802 4072445 内容提要 主要介绍 1 乳化液泵的结构和工作原理 2 乳化液泵和一般结构的柱塞油泵相比有何特点 3 泵站的组成及各部件的作用 4 无锡产XRB2B型 三柱塞 乳化液泵的结构及技术特征 5 南京六合煤矿机械有限公司制造的BRW200 31 5型 五柱塞 乳化液泵站 主要技术参数 RX 1500型乳化液箱 结构说明 介绍各组成部分的作用 安装及试运转 等 一 卧式三柱塞泵的工作原理 1 单柱塞泵的工作原理 如图1所示 1 结构说明 图中 1 曲柄 2 连杆 3 柱塞 4 排液阀 5 吸液阀 6 缸 2 工作原理 当曲柄1绕O点旋转时 通过连杆2的带动 柱塞3就在缸6内作往复运动 曲柄1每旋转一周 柱塞3就往复运动一次 为了保证油液的流向 在泵头上装有两个方向相反的单向阀 一个是吸油阀5 一个是排油阀4 2 三柱塞泵的工作原理 三柱塞泵的传动轴是一个三曲拐轴 并相互错开120 其工作原理如图2所示 三柱塞泵的工作原理 说明 当曲轴回转时 三柱塞将交替吸油和排油 当柱塞1可吸油时 柱塞2排油 因此 在每一瞬时内 至少有一个柱塞 最多有两个柱塞在排油 电动机带动曲轴不停地转动 柱塞泵也就源源不断地将油液压入排液管 目前 枣庄矿业集团各矿 向工作面液压支架提供压力乳化液的泵主要采用 卧式三柱塞和五柱塞乳化液泵 二 柱塞泵流量脉动性大的原因 1 单柱塞泵 在每转一周的过程中 总是半转吸油 半转排油 再加上柱塞运动速度是变化的 所以 排出的乳化液脉动性特别大 如图3所示的流量变化规律 柱塞泵流量脉动性大的原因说明 在每转一周的过程中 总是半转吸油 半转排油 再加上柱塞运动速度是变化的 所以 排出的乳化液脉动性特别大 2 三柱塞泵 三柱塞泵的三个柱塞相位角 互错120 每个柱塞的排油量变化规律如图4所示 三柱塞泵流量脉动性说明 泵的总流量瞬时变化值等于各柱塞瞬时排油量之和 即 三条曲线上半部曲线的叠加值 这样 流量脉动性较单柱塞泵就改善了许多 但与齿轮泵 叶片泵等相比 流量脉动性仍很大 三 乳化液泵和一般结构的柱塞油泵相比所具有的特点 乳化液泵和一般结构的柱塞油泵相比具有如下特点 1 由于乳化液粘度低 而泵的压力又高 所以柱塞与缸体间不能采用间隙密封 而使用O形 或V形 密封圈密封 2 由于乳化液的润滑性能满足不了齿轮 轴承 轴瓦的要求 所以曲轴齿轮箱与泵主体部分隔离分开 在曲轴箱内用N100 工业齿轮油作润滑油 3 在连杆和柱塞间加设滑块 十字头 以承受侧压力 减轻V形密封圈的磨损 4 从柱塞泵本身的结构来看 主轴的旋转方向可以是双向的 但在实际使用中 转向只能按出厂规定的箭头所示方向工作 5 该泵的体积比较大 且转速不能太高 结构特点说明 1 厂家要求用 N68 工业齿轮油作润滑油 2 主轴的旋转方向 只能按出厂规定的箭头所示方向工作的原因 齿轮啮合处 主轴的轴承等部位是采用飞溅的方式润滑 主轴反转后 飞溅效果不好 造成润滑不良而严重发热 对于使用窝轮 窝杆或斜齿轮减速的泵 由于啮合间隙是经过调整和效准的 若反转工作 必然出现啮合状态不好 造成发热 甚至损坏啮合副 3 乳化液泵曲轴转速 无锡产XRB2B型泵为517次 分 南京六合产 BRW200 31 5型为 552次 分 BRW250 31 5型为 660次 分 四 乳化液泵站的组成 1 乳化液泵站 一般由两台高压泵 一台乳化液箱组成 一般情况下 一台泵工作 一台泵备用 必要时也可以两台泵同时向工作面供液 2 无锡产 三柱塞 乳化液泵 两泵一箱 由XRB2B型乳化液泵与XRXT型乳化液箱配套使用 3 南京六合产 五柱塞 乳化液泵 有两泵一箱 一泵一箱 由BRW200 31 5型 或BRW250 31 5型 乳化液泵与RX 1500型 或RX 1000 RX 1500A型 乳化液箱配套使用 乳化液泵站的使用情况说明 1 枣矿集团各矿多数使用无锡产 三柱塞乳化液泵站 如 田陈矿 2 枣矿集团新招标采购的设备为 南京六合产 五柱塞乳化液泵站 如 已在付村煤业有限公司投入使用 3 下面将分别介绍 两种泵站的乳化液泵及乳化液箱的结构组成和主要性能规格等 五 三柱塞乳化液泵的组成 1 1 三柱塞 乳化液泵 一般由电动机和三柱塞泵两大部件组成 2 乳化液泵分 箱体传动部分 泵头高压腔部分 见右图所示 三柱塞乳化液泵的组成说明 1 箱体 2 箱盖 3 后盖 4 连杆 5 曲轴 6 螺栓 7 轴瓦 8 主动轴 9 滑块 10 对开挡块 11 半球头 12 柱塞 13 套 14 缸套 15 挡圈 16 V型密封圈 17 排液阀堵 18 钢球3 4 19 导向套 20 阀座 21 吸液阀导向套 22 钢球 23 吸液阀阀塞 24 放油塞 25 半联轴节 26 轴承42211 27 安全阀 28 排液接头 29 吸液接头 30 轴承42609 31 轴承42014 五 三柱塞乳化液泵的组成 2 3 传动部分 主要由 箱体1 主动轴8 曲轴5 连杆4 滑块 十字头 9等组成 4 泵头高压腔部分 主要由 泵头体 吸液阀组 排液阀组 柱塞密封圈组件等组成 5 箱体 是安装主动轴 曲轴 连杆 滑块 泵头的基架 又是承受运动过程中反力矩的主要受力部件 五 三柱塞乳化液泵的组成 6 主动轴 曲轴 连杆 是变电动机旋转运动为柱塞的往复直线运动的传动部件 7 滑块 十字头 是装在连杆与柱塞之间 用以承受侧压力 减轻V型密封圈的磨损 8 泵头体 是装吸 排液阀组 进 出液管的基体 是承受乳化液压力及液压冲击力的主要部件 9 吸排液阀组 是方向相反的三组单向阀 分别 起吸 排液作用 10 柱塞密封组件 由柱塞 密封圈 缸套等组成 它是产生高压乳化液的主要部件 六 XRB2B型乳化液泵站技术特征 国产无锡XRB2B型乳化液泵站的技术特征 1 额定压力 350 105帕 Pa 2 额定流量 80升 分 L min 3 柱塞直径 32毫米 mm 4 柱塞行程 70毫米 mm 5 柱塞往复次数 517次 分 次 min 6 电动机功率 75千瓦 kw 7 供电电压 660伏 V 8 电动机转速 1470转 分 r min 9 乳化液箱容积 630升 L 10 乳化液配比 3 5 技术特征说明 1 自动卸载阀额定调定值 为泵站液压系统的额定压力 系统中压力达到额定值以后 使泵压力卸载 这样可以节省动力消耗 减少液压系统的发热 2 安全阀 开启压力为泵站液压系统额定压力的110 是用来自动卸载阀失去作用时 防止液压系统过载而设置的 3 绕组接法 4 四极电动机 5 配比需要 中性水 七 XRB2B型乳化液泵结构 1 如图6所示 七 XRB2B型乳化液泵结构 2 1 箱体内 有一对减速齿轮14和17 曲轴2连杆3 滑块4等 2 泵头21 内有柱塞5 缸套6 吸排液阀等3 泵的主轴 经一对正齿轮减速 带动曲轴以517转 分的速度旋转 4 主轴的轴承15 为单列向心短圆柱轴承 5 曲轴的轴承18 为双列向心球面轴承 6 曲轴 有三个直径为95毫米的曲拐 其上装有连杆3 7 柱塞3 其直径为32毫米 用38CrMoAl材料制成 8 吸 排液阀座17 阀芯16 可以相互通用 都是用9Cr18不绣钢制成 下部安装三组吸液阀 上部安装三组排液阀用螺堵12压紧 XRB2B型乳化液泵结构说明 1 一对正齿轮 小齿轮19齿 大齿轮54齿 2 短圆柱轴承的型号为42310 3 球面轴承型号为 3615 4 在每个曲拐上 装有连杆3 连杆大头内装有高锡铝合金轴瓦 连杆小头内装有缸套 用圆柱销销在滑块4上 5 柱塞 经氮化处理 其表面具有较高的硬度 并具有良好的耐磨性 6 三组排液阀腔用 22通孔串联 由排液阀接头通外部管路 三组吸液阀腔同样用通孔串联 经进液孔23与箱体中的空腔接通 再由吸液接头与乳化液箱连接 八 乳化液箱 1 乳化液箱的作用是 储存 回收 过滤乳化液 并配有乳化液泵正常工作所必须的液压控制系统 它和乳化液泵共同组成工作面液压支架的动力源 2 XRXT型乳化液箱主要性能规格 工作容积 L 640 蓄能器充气压力 Mpa 额定压力63 卸载阀调压范围 Mpa 9 8 34 3 卸载阀恢复压力 Mpa 调定压力的70 左右 工作介质 乳化液 外形尺寸 mm 2130 720 1040 重量 kg 500 3 XRXT型乳化液箱的组成 主要由箱体 吸液软管 吸液断路器 卸载阀 交替阀 压力表开关 蓄能器 磁过滤器 过滤网槽 回液断路器等组成 4 乳化液箱分哪几个室 或腔 有沉淀室 磁性过滤室和工作室 乳化液箱说明 1 XRXT型乳化液箱与无锡XRB2 XRB2B型等乳化液泵配套使用 2 XRXT型乳化液箱的组成 P159 3 沉淀室 管路回液 卸载阀回液都直接进入此室 4 磁性过滤室 室内装有磁性过滤器和过滤网槽 乳化液经磁性过滤室吸附掉悬浮的铁磁性微粒后 进入网式过滤槽 除去其他悬浮微粒和泡沫 最后进入工作室 5 工作室 乳化液经吸液过滤器过滤后吸入乳化液泵 6 吸液断路器 卸载阀等以后的内容 其他教师讲 九 乳化液的循环路线 新配制的乳化液 支架用液 支架回路 沉淀室 消泡室 支架供液磁性过滤室 乳化液泵 吸液断路器 工作室 过滤网槽 十 南京六合乳化液泵站 1 1 BRW200 31 5型乳化液泵站的组成 由两台BRW200 31 5型乳化液泵和一台RX 1500型乳化液箱组成 图七 十一 南京六合乳化液泵站 2 2 BRW200 31 5型乳化液泵 泵头 图八 南京六合乳化液泵站工作原理 BRW200 31 5型乳化液泵 系卧式五柱塞往复泵 图八 由三相交流卧式四极防爆电动机驱动 经联轴器和一对斜齿圆柱齿轮减速 带动五曲拐曲轴旋转 再经连杆滑块 十字头 带动柱塞作往复运动 使工作液体经吸液阀吸入 排液阀排出 从而使电能转换成液压能 输出高压液体供液压支架工作 泵的高压排出口处装有调整好的高压安全阀和自动卸载阀 压力控制阀 从而保证了液压系统工作的可靠性 十二 南京六合乳化液泵组 泵组的主要参数 十三 南京六合乳化液箱 RX 1500型乳化液箱 1 液箱有效容积 1500L 2 吸液过滤精度 473 m 3 高压过滤精度 40 m 4 吸液口 通过吸液阀与 76吸液软管连接 5 高压过滤进口 与32通径的K型高压软管连接 6 泵卸载回液口 与50通径的K型高压软管连接 7 向支架系统供液 高压供液出口 在交替阀上通过出口截止球阀与32通径的K型高压软管连接 8 支架系统回液口 与B40型高压软管连接 9 配液口 与19通径的K型高压软管连接 十四 南京六合泵站结构说明 1 1 机械传动部分 BRW200 31 5型乳化液泵 为卧式五柱塞往复泵 由卧式四极防爆电动机驱动 经连轴器带动一级斜齿圆柱齿轮减速 并带动曲轴旋转 曲轴 以两端主轴颈为支承点 安装在箱体内 为便于安装 两端轴承均有轴承套定位及压紧 曲轴外伸端 装有大齿轮 呈悬臂结构 机械传动部分说明 再经过连杆滑块机构使曲轴的旋转运动变为柱塞的直线往复运动 曲轴各曲拐处与连杆大头薄壁瓦配合 连杆大头采用剖分式 并以销钉定位 螺栓连接 铁丝保险 连杆小头孔与滑块采用圆柱销连接 滑块前端通过螺纹压套使柱塞固定在滑块体内 便于柱塞的拆装 小齿轮轴一端支承在箱体上 另一端支承在齿轮箱上 齿轮箱以箱体端面及齿轮轴轴承的外圆定位 保证齿轮轴两支承孔的同轴度要求 十四 南京六合泵站结构说明 2 2 液力端部分 泵的液力端组成 泵的液力端是液体过流部分 主要有 阀体 缸套 吸液阀组 排液阀组及出液板组成 来自阀体的高压液体 是由出液板排出 出液板用螺栓与五个阀体连接 在出液板一端装有排气螺堵 另一端装有三通接头 分别与安全阀及自动卸载阀连接 液力端部分说明 为防止缸套组件拆装时转动 在箱体的缸套上方各有一个紧固螺钉防止缸套转动 阀体采用分离式结构 并以双头螺栓与箱体连接 阀体内垂直安装一组吸液阀组和排液阀组 吸液阀和排液阀采用整体式结构分别装在阀体的下部和上部 由于阀芯和阀壳组装为一体 拆装方便 十四 南京六合泵站结构说明 3 3 压力控制部分 组成 自动卸载阀 安全阀和蓄能器组成 主要作用 是提供稳定压力的液体 自动卸载阀额定调定值 为泵站液压系统工作压力 该阀属先导式卸载阀 由三组单元组成 先导阀 单向阀和卸载阀 动作顺序为 由工作面压力控制 通液箱 通工作面 先导阀开 闭 卸载阀开 闭 单向阀闭 开 小行程弹簧加载安全阀 用来当自动卸载阀失去作用时 防止液压系统过载而设置的 开启压力 为泵站液压系统工作压力的110 蓄能器 起着贮存能量 稳定压力的作用 其充气压力 约为泵站液压系统工作压力的60 压力控制部分说明 作用 另外 当液压系统中压力达到额定值以后 使泵压力卸载 这样可以节省动力消耗 减少液压系统的发热 如果自动卸载阀失灵 压力超过额定值以后 则安全阀打开泄液 以保证泵及液压管路的安全运转及正常工作 安全阀 必须常常检查其功能如何 方法是 转动螺母向右拉牵阀杆 使锥头离开阀座 然后又重新拧紧 如果此阀封不住或有损坏 必须及时更换阀座和阀垫 十四 南京六合泵站结构说明 4 4 冷却润滑部分 组成 冷却润滑部分 主要由齿轮油泵 螺旋冷却管 油压表 喷淋管等组成 润滑油的工作压力 约为0 2 0 4Mpa 冷却润滑部分说明 齿轮油泵装配在曲轴端随曲轴旋转 将曲轴箱内的热润滑油吸出 经过放在喷雾泵吸液腔内的螺旋冷却管冷却后 再喷入齿轮箱及曲轴箱内润滑齿轮副和曲轴 连杆 滑块机构等 形成润滑油的循环 十四 南京六合泵站结构说明 5 5 乳化液箱 液箱的作用 乳化液箱是乳化液泵站的乳化液存贮器 起着 配比乳化液 回收支架回液 系统卸载回液 过滤 沉淀乳化液及向乳化液泵提供洁净的乳化液 对乳化液泵高压输出液起过滤的作用 液箱的结构 分回液腔 沉淀腔 供液腔及乳化油腔 乳化液箱说明 从工作面流回的液体通过回液口进入回液腔 经过磁性过滤溢口滤除铁磁性微粒进入沉淀腔 沉淀下更细微杂质 并隔住悬浮物 经两块插板式过滤器滤掉纤维状及非金属微粒 最后洁净的乳化液进入供液腔 通过吸液截止阀 供泵吸入使用 打开箱盖 即可清洗磁过滤器和插板式过滤器 备注 液箱结构介绍 见十五 十五 南京六合乳化液箱的结构 RX 1000型 RX1500A型乳化液箱 图九 十六 RX型乳化液箱主要部件介绍 1 磁性过滤器 在一根芯轴上间隔地套着磁环和尼龙隔套 外面套着铜套 2 高压过滤器 该过滤器连接在泵的高压出口端 其过滤精度高 用于进一步滤除机械杂质和乳化液本身发生变化所产生的胶质 沥青质 碳渣质等 保证洁净的工作液流入工作面液压支架内 延长支架等液压元件的工作寿命 3 交替阀 其作用是 使两高压过滤器出口并联 当一泵工作时使该泵的工作压力不传至另一高压过滤器和泵 4 蓄能器 其主要作用是储存能量 减少压力波动 充填氮气的充气压力为22Mpa 不得低于18Mpa 当充气压力过低时 应补充氮气 否则会使泵站噪音 振动增大 影响使用寿命 5 配液阀 工作原理 箱上装有配液阀配液时 应将进水管接在进水接头上 打开箱体上方的进水截止阀 0 3 1Mpa的压力水进入配液阀 通过喷嘴时产生射流作用 吸起乳化油腔的乳化油 共同由内芯喷出进入乳化液沉淀腔 6 吸液断路器 吸液断路器为液箱向泵的供液口 吸液胶管与外螺纹M64 2连接 如不需液箱供液 应把接头沿逆时针方向旋转约15左右 然后拔出接头 如果过滤器芯阻塞 应将断路器与液箱联接的8个M10 25螺钉取下 滤芯即可取出 以便进行清洗 此时断路器自行关闭 RX型乳化液箱说明 磁性过滤器的作用 主要是吸附乳化液中的金属磨损物 提高乳化液泵各种阀的使用寿命 在使用中如发现外套上附着杂物 可立即取下进行清洗 在液箱使用初期 应使用糖量仪检测乳化油的百分含量 视含量的大小 调节配液阀上方调节螺钉 直至百分含量正确为止 十七 乳化液泵站的安装 乳化液泵的井下安装 注意泵要安装在干净而安全的地点 其工作位置应尽量水平 电机及泵的固定螺栓必须拧紧 电机轴与泵轴应对正 两联轴节间应留2 4毫米间隙 使用前 应将液箱体内各腔清洗干净 连接乳化液箱和泵之间的吸液管路 高压管路 卸载管路 连接进乳化液配比装置的水管 按含3 5 乳化油的水溶液比例配量 足够的乳化液 观察液箱的液标部分 液面达到上液位 连接至工作面的高压管路及回液管路 连接电机线路 电压 1140 660V 50Hz 十八 泵站起动前的检查及试车 1 起动前应检查 曲轴箱内是否有润滑油 其油位应在油标中间 柱塞腔上滴油槽内是否有足量的润滑油 所有放液开关是否开启 用手盘动联轴器 应转动灵活 无反常卡死现象 2 试车 用转动开关使泵合闸 起动中检查 a 电机转向应与箭头标记一致 b 泵内排气 打开放气螺堵 放尽高压腔内的空气 直到出现恒定流量为止 C 管子及接头密封性 在堵住工作供应管路时 由于压力调节阀的反应可以看到是否有漏处 泵的起动 在点动开关 确认电动机转向正确后 使泵空转5 10分钟 然后逐级加载 每20分钟升高额定压力的25 在温升正常 无泄漏 无抖动等异常现象后 方可投入使用 泵的油温不得超过80 十九 乳化液泵的铭牌压力 排液压力及铭牌流量 1 铭牌压力 是指泵在额定转速下 长时间输出稳定的规定流量所允许达到的最大工作压力 2 排液压力 指乳化液泵的实际出口压力 实际出口压力 与负载有关 负载越大 出口压力越大 当负载为零时 则泵的出口压力也近似为零 3 铭牌流量 是指该泵在其铭牌压力下工作时 必须保证的流量 铭牌压力部分 说明 1 泵各部零件强度和密封都是根据这个压力设计的 乳化液泵自动卸载阀的最大压力只能调整到此压力 安全阀所限制的压力是乳化液泵的最高允许压力 即短时运行的最高压力 2 从理论上来讲 乳化液泵的出口压力可以无限地增大 但乳化液泵的工作压力只能达到自动卸载阀的调整压力 二十 在倾斜巷道中 液箱为什么要放在泵的上方 1 乳化液泵和排水泵一样 它在工作时 其吸液 水 腔形成一定的真空度 而液箱的液面 水仓的水面 受到大气压力的作用 液 水 便被大气压入泵的吸液 水 腔 2 但是 乳化液泵在工作中 由于液体在不停地循环 激烈地搅动 大量的气体被带入乳化液中 形成了过饱和溶液 若压力降低 真空度大 则过饱和的空气会高速地分离出来 而产生大量气泡 若泵吸液高度过大 泵内吸液腔真空度就会加大 即绝对压力下降 一旦绝对压力达到空气分离压 吸入泵内的乳化液会立即分离出大量的气泡 即出现了所谓的气穴现象 泵就会发生异响 产生振动或无法吸液 此时泵就无法正常工作了 乳化液泵在吸液时 要首先产生一定的真空度克服吸液阀弹簧压力 将阀门打开 同时还要克服吸液管路阻力 所以 在倾斜巷道中布置泵站时 要将液箱放在泵的上方 二十一 乳化液泵的工作原理和排水泵的工作原理一样吗 二者的工作原理完全不同 因为 1 排水所用离心水泵的工作原理 是依靠高速旋转的叶轮 泵体内充满水时 带动水 使水产生离心力 并获得速度 这样把机械能传递给水 使水从泵的排水口排出 由于叶轮的旋转 在叶轮的中部产生了真空 于是就把水从泵的吸水口不断地吸进来 更确切地说是大气的压力将水压入泵内 经水泵排出高压水 排水泵排出的水流量是均匀的 2 乳化液泵是利用泵内容积的变化来实现吸液和排液的 当密封容积由小变大时 就产生真空 乳化液被大气压力压入容积内 即吸液 当密封容积由大变小时 就把已吸入的乳化液压出去 即排液 密封容积每变化一次 即完成吸液 排液一次 因此单柱塞泵的排量是间歇的 虽然三柱塞泵三个柱塞的吸排液是交替进行的 但排出液体的流量仍是不均匀的 复习要求 1 乳化液泵站通常设在 下顺槽 2 XRB2B型泵为卧式 三 柱塞往