乳化液泵的结构和工作原理

<乳化液泵工>班

为搞好特殊作业人员教学工作，特结合枣矿集团各单位所使用设备类型，有针对性地搜集了有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，插入了该设备工作原理图及构造图。

————2023教学质量提升年1第1页乳化液泵构造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、40724452第2页《内容提纲》主要介绍：1.乳化液泵构造和工作原理。2..乳化液泵和一般构造柱塞油泵相比有何特点。3.泵站组成及各部件作用。4.无锡产XRB2B型（三柱塞）乳化液泵构造及技术特性。5.南京六合煤矿机械有限公司制造BRW200/31.5型（五柱塞）乳化液泵站：①主要技术参数；②RX—1500型乳化液箱；③构造说明：介绍各组成部分作用；④安装及试运转。等。3第3页4第4页5第5页6第6页一、卧式三柱塞泵工作原理1、单柱塞泵工作原理：如图1所示。7第7页1、构造说明：图中：1—曲柄、2—连杆、3—柱塞、4—排液阀、5—吸液阀、6—缸。8第8页2、工作原理：①.当曲柄1绕O点旋转时，通过连杆2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。②.为了确保油液流向，在泵头上装有两个方向相反单向阀，一种是吸油阀5，一种是排油阀4。9第9页2、三柱塞泵工作原理：

三柱塞泵传动轴是一种三曲拐轴，并互相错开120°，其工作原理如图2所示。10第10页三柱塞泵工作原理《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，最少有一种柱塞，最多有两个柱塞在排油。电动机带动曲轴不停地转动，柱塞泵也就源源不停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泵主要采取：卧式三柱塞和五柱塞乳化液泵。11第11页二、柱塞泵流量脉动性大原因：1、单柱塞泵：在每转一周过程中，总是半转吸油、半转排油，再加上柱塞运动速度是变化，因此，排出乳化液脉动性尤其大。如图3所示流量变化规律。12第12页柱塞泵流量脉动性大原因说明

在每转一周过程中，总是半转吸油、半转排油，再加上柱塞运动速度是变化，因此，排出乳化液脉动性尤其大。13第13页2、三柱塞泵：

三柱塞泵三个柱塞相位角：互错120°。每个柱塞排油量变化规律如图4所示。14第14页三柱塞泵流量脉动性说明：

泵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。15第15页三、乳化液泵和一般构造柱塞油泵相比所具有特点

乳化液泵和一般构造柱塞油泵相比具有如下特点：

1、由于乳化液粘度低，而泵压力又高，因此柱塞与缸体间不能采取间隙密封，而使用O形(或V形)密封圈密封。

2、由于乳化液润滑性能满足不了齿轮、轴承、轴瓦要求，因此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。16第16页3、在连杆和柱塞间加设滑块（十字头），以承受侧压力，减轻V形密封圈磨损。4、从柱塞泵本身构造来看，主轴旋转方向能够是双向。但在实际使用中，转向只能按出厂要求箭头所示方向工作。5、该泵体积比较大，且转速不能太高。17第17页构造特点说明：1、厂家要求用：N68#工业齿轮油作润滑油。2、主轴旋转方向，只能按出厂要求箭头所示方向工作原因：①.齿轮啮合处、主轴轴承等部位是采取飞溅方式润滑，主轴反转后，飞溅效果不好，造成润滑不良而严重发热；②.对于使用窝轮、窝杆或斜齿轮减速泵，由于啮合间隙是通过调整和效准，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。18第18页四、乳化液泵站组成：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；必要时也能够两台泵同步向工作面供液。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。19第19页乳化液泵站使用情况说明：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：两种泵站乳化液泵及乳化液箱构造组成和主要性能规格等。20第20页五、三柱塞乳化液泵组成（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：⑴.箱体传动部分；⑵.泵头高压腔部分。见右图所示。21第21页三柱塞乳化液泵组成说明1—箱体；2—箱盖；3—后盖；4—连杆；5—曲轴；6—螺栓；7—轴瓦；8—积极轴；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42023。22第22页五、三柱塞乳化液泵组成（2）3、传动部分：主要由：箱体1、积极轴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：是安装积极轴、曲轴、连杆、滑块、泵头基架，又是承受运动过程中反力矩主要受力部件。23第23页五、三柱塞乳化液泵组成⑶6、积极轴、曲轴、连杆：是变电动机旋转运动为柱塞往复直线运动传动部件。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型密封圈磨损。8、泵头体：是装吸、排液阀组；进、出液管基体。是承受乳化液压力及液压冲击力主要部件。9、吸排液阀组：是方向相反三组单向阀。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主要部件。24第24页六、XRB2B型乳化液泵站技术特性国产无锡XRB2B型乳化液泵站技术特性： 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）25第25页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%26第26页技术特性说明：1、自动卸载阀额定调定值：为泵站液压系统额定压力。系统中压力达成额定值后来，使泵压力卸载，这样能够节省动力消耗，减少液压系统发热。2、安全阀：启动压力为泵站液压系统额定压力110%

。是用来自动卸载阀失去作用时，避免液压系统过载而设置。3、绕组接法。4、四极电动机。5、配比需要：中性水。27第27页七、XRB2B型乳化液泵构造（1）如图6所示。28第28页七、XRB2B型乳化液泵构造（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、泵主轴：经一对正齿轮减速，带动曲轴以517转/分速度旋转。29第29页4、主轴轴承15：为单列向心短圆柱轴承；5、曲轴轴承18：为双列向心球面轴承；6、曲轴：有三个直径为95毫米曲拐，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：能够互相通用，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。30第30页XRB2B型乳化液泵构造说明1、一对正齿轮：小齿轮19齿、大齿轮54齿；2、短圆柱轴承型号为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，其表面具有较高硬度，并具有良好耐磨性。6、三组排液阀腔用φ22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与箱体中空腔接通，再由吸液接头与乳化液箱连接。31第31页八、乳化液箱：1、乳化液箱作用是：

储存、回收、过滤乳化液。并配有乳化液泵正常工作所必须液压控制系统。它和乳化液泵共同组成工作面液压支架动力源。32第32页2、XRXT型乳化液箱主要性能规格：①.工作容积（L）——————640②.蓄能器充气压力（Mpa）——

额定压力63%③.卸载阀调压范围（Mpa）——9.8～34.3④.卸载阀恢复压力（Mpa）——

调定压力70%左右⑤.工作介质—————————

乳化液⑥.外形尺寸（mm）——2130×720×1040⑦.重量（kg）————————50033第33页3、XRXT型乳化液箱组成：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。34第34页乳化液箱说明：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、卸载阀等后来内容：其他教师讲。35第35页九、乳化液循环路线：

新配制乳化液↓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36第36页十、南京六合乳化液泵站（1）1、BRW200/31.5型乳化液泵站组成：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)37第37页十一、南京六合乳化液泵站（2）2、BRW200/31.5型乳化液泵（泵头）图八。38第38页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。泵高压排出口处装有调整好高压安全阀和自动卸载阀(压力控制阀)，从而确保了液压系统工作可靠性。39第39页十二、南京六合乳化液泵组：

泵组主要参数：

泵站型号

参数名称BRW200/31.5BRW250/31.5公称流量L/min200250公称压力Mpa31.531.5柱塞直径mm4040柱塞行程mm6262柱塞数目55曲轴转速r/min552660电机功率kw125160供电电压V1140/6601140/660泵组外形尺寸（带电机）2400×960×11002400×960×1100泵组重量kg30003000配套液箱容积L15002023工作介质含3~5%乳化油中性水溶液40第40页十三、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：473μm；3、高压过滤精度：40μm；4、吸液口：通过吸液阀与φ76吸液软管连接41第41页5、高压过滤进口：与32通径K型高压软管连接；6、泵卸载回液口：与50通径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K型高压软管连接42第42页十四、南京六合泵站构造说明（1）1、机械传动部分：①.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。②.曲轴：以两端主轴颈为支承点，安装在箱体内。为便于安装，两端轴承都有轴承套定位及压紧。③.曲轴外伸端：装有大齿轮，呈悬臂构造。43第43页机械传动部分说明：①.再通过连杆滑块机构使曲轴旋转运动变为柱塞直线往复运动。②.曲轴各曲拐处与连杆大头薄壁瓦配合。连杆大头采取剖分式、并以销钉定位，螺栓连接、铁丝保险。连杆小头孔与滑块采取圆柱销连接。滑块前端通过螺纹压套使柱塞固定在滑块体内，便于柱塞拆装。③.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外圆定位，确保齿轮轴两支承孔同轴度要求。44第44页十四、南京六合泵站构造说明（2）2、液力端部分：①.泵液力端组成：泵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。②.来自阀体高压液体：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。45第45页液力端部分说明：①.为避免缸套组件拆装时转动，在箱体缸套上方各有一种紧固螺钉避免缸套转动。②.阀体采取分离式构造，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。③.吸液阀和排液阀采取整体式构造分别装在阀体下部和上部，由于阀芯和阀壳组装为一体，拆装方便。46第46页十四、南京六合泵站构造说明（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：是提供稳定压力液体。⑴.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，动作次序为：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47第47页⑵.小行程弹簧加载安全阀：用来当自动卸载阀失去作用时，避免液压系统过载而设置。启动压力：为泵站液压系统工作压力110%。⑶.蓄能器：起着贮存能量，稳定压力作用。其充气压力：约为泵站液压系统工作压力60%。48第48页压力控制部分说明：①.作用：另外，当液压系统中压力达成额定值后来，使泵压力卸载，这样能够节省动力消耗，减少液压系统发热；假如自动卸载阀失灵，压力超出额定值后来，则安全阀打开泄液，以确保泵及液压管路安全运转及正常工作。②.安全阀：必须经常检查其功能如何。

办法是：转动螺母向右拉牵阀杆，使锥头离开阀座，然后又重新拧紧。假如此阀封不住或有损坏，必须及时更换阀座和阀垫。49第49页十四、南京六合泵站构造说明（4）4、冷却润滑部分：⑴.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。⑵.润滑油工作压力：约为0.2～0.4Mpa。50第50页冷却润滑部分说明：

齿轮油泵装配在曲轴端随曲轴旋转，将曲轴箱内热润滑油吸出，通过放在喷雾泵吸液腔内螺旋冷却管冷却后，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，形成润滑油循环。51第51页十四、南京六合泵站构造说明（5）5、乳化液箱：⑴.液箱作用：乳化液箱是乳化液泵站乳化液存贮器，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乳化液、对乳化液泵高压输出液起过滤作用。⑵.液箱构造：分回液腔、沉淀腔、供液腔及乳化油腔。52第52页乳化液箱说明：

从工作面流回液体通过回液口进入回液腔，通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：液箱构造介绍：见十五。53第53页十五、南京六合乳化液箱构造RX—1000型、RX1500A型乳化液箱：（图九）54第54页十六、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：该过滤器连接在泵高压出口端，其过滤精度高，用于深入滤除机械杂质和乳化液本身发生变化所产生胶质、沥青质、碳渣质等，确保洁净工作液流入工作面液压支架内，延长支架等液压元件工作寿命。55第55页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，充填氮气充气压力为22Mpa，不得低于18Mpa，当充气压力过低时，应补充氮气，不然会使泵站噪音、振动增大，影响使用寿命。56第56页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，打开箱体上方进水截止阀，＞0.3～1Mpa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；假如过滤器芯阻塞，应将断路器与液箱联接8个M10×25螺钉取下，滤芯即可取出，方便进行清洗，此时断路器自行关闭。57第57页RX型乳化液箱说明：①.磁性过滤器作用：主要是吸附乳化液中金属磨损物，提升乳化液泵多种阀使用寿命。在使用中如发觉外套上附着杂物，可立即取下进行清洗。②.在液箱使用早期，应使用糖量仪检测乳化油百分含量。视含量大小，调整配液阀上方调整螺钉，直至百分含量正确为止。58第58页十七、乳化液泵站安装乳化液泵井下安装：⑴.注意泵要安装在洁净而安全地点，其工作位置应尽可能水平。⑵.电机及泵固定螺栓必须拧紧。⑶.电机轴与泵轴应对正，两联轴节间应留2～4毫米间隙。⑷.使用前，应将液箱体内各腔清洗洁净。59第59页⑸.连接乳化液箱和泵之间吸液管路、高压管路、卸载管路。⑹.连接进乳化液配比装置水管。⑺.按含3～5%乳化油水溶液百分比配量，足够乳化液，观测液箱液标部分，液面达成上液位。⑻.连接至工作面高压管路及回液管路。⑼.连接电机线路（电压：1140/660V，50Hz）。60第60页十八、泵站起动前检查及试车1、起动前应检查：⑴.曲轴箱内是否有润滑油，其油位应在油标中间。⑵.柱塞腔上滴油槽内是否有足量润滑油。⑶.所有放液开关是否启动。⑷.用手盘动联轴器，应转动灵活，无反常卡死现象。61第61页2、试车：⑴.用转动开关使泵合闸。⑵.起动中检查：

a.电机转向应与箭头标识一致。b.泵内排气：打开放气螺堵，放尽高压腔内空气，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，由于压力调整阀反应能够看到是否有漏处。⑶.泵起动：在点动开关，确认电动机转向正确后，使泵空转5～10分钟，然后逐层加载，每20分钟升高额定压力25%，在温升正常，无泄漏、无抖动等异常现象后，方可投入使用。泵油温不得超出80℃。62第62页十九、乳化液泵铭牌压力、排液压力及铭牌流量：1、铭牌压力：是指泵在额定转速下，长时间输出稳定要求流量所允许达成最大工作压力。2、排液压力：指乳化液泵实际出口压力。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，必须确保流量。63第63页铭牌压力部分《说明》1、泵各部零件强度和密封都是根据这个压力设计。乳化液泵自动卸载阀最大压力只能调整到此压力。安全阀所限制压力是乳化液泵最高允许压力，即短时运行最高压力。2、从理论上来讲，乳化液泵出口压力能够无限地增大，但乳化液泵工作压力只能达成自动卸载阀调整压力。64第64页二十、在倾斜巷道中，液箱为何要放在泵上方？1、乳化液泵和排水泵同样：它在工作时，其吸液（水）腔形成一定真空度，而液箱液面（水仓水面）受到大气压力作用，液（水）便被大气压入泵吸液（水）腔。2、不过：乳化液泵在工作中，由于液体在不停地循环，剧烈地搅动，大量气体被带入乳化液中，形成了过饱和溶液。若压力减少（真空度大），则过饱和空气会高速地分离出来，而产生大量气泡。

65第65页⑴.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，一旦绝对压力达成空气分离压，吸入泵内乳化液会立即分离出大量气泡，即出现了所谓气穴现象。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。⑵.乳化液泵在吸液时，要首先产生一定真空度克服吸液阀弹簧压力，将阀门打开，同步还要克服吸液管路阻力。因此：在倾斜巷道中布置泵站时，要将液箱放在泵上方。66第66页二十一、乳化液泵工作原理和排水泵工作原理同样吗？

二者工作原理完全不一样。由于：

1、排水所用离心水泵工作原理：是依靠高速旋转叶轮，（泵体内充满水时）带动水，使水产生离心力，并取得速度，这样把机械能传递给水，使水从泵排水口排出。由于叶轮旋转，在叶轮中部产生了真空，于是就把水从泵吸水口不停地吸进来（更确切地说是大气压力将水压入泵内），经水泵排出高压水。67第67页

排水泵排出水流量是均匀。

2、乳化液泵是利用泵内容积变化来实现吸液和排液。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，因此单柱塞泵排量是间歇。虽然三柱塞泵三个柱塞吸排液是交替进行，但排出液体流量仍是不均匀。68第68页69第69页《复习要求》㈠1、乳化液泵站一般设在（下顺