混凝土泵防混凝土倒流的結(jié)構(gòu)分析

　　1、混凝土的倒流及其影響

　　所謂“停泵”系指混凝土泵（車(chē)）在泵送間歇（不停主機(jī)）或完工后清洗工作前停止泵送。在主油缸正常運(yùn)行停泵時(shí)（非起、止點(diǎn)）垂直方向配管里的高塌落度（18—22mm）混凝土，在其較大的重力作用下通過(guò)水平配管及混凝土分配閥倒流返回，返流回壓傳遞到混凝土分配閥倒流返回，返流回壓傳遞到混凝土活塞端面上，而后通過(guò)活寒桿又傳遞到進(jìn)油推缸運(yùn)動(dòng)的主缸活塞上，如圖1所示。如無(wú)防混凝土倒流結(jié)構(gòu)，則此返流回壓將把混凝土活寒倒推至洗滌室的止動(dòng)限位擋銷(xiāo)（或管）上，同時(shí)主缸的活塞在它的作用下也產(chǎn)生回流壓力，并返回至運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)A。

　　主泵送系統(tǒng)的混凝土泵送狀態(tài)

　　泵送停止時(shí)，主系統(tǒng)的油泵處于卸荷狀態(tài)，混凝土倒流時(shí)產(chǎn)生于A缸的較大的回流壓力，對(duì)油泵產(chǎn)生較大的有害沖擊，同時(shí)有桿腔是封閉連通的，當(dāng)左缸活塞以停泵時(shí)的位置（圖示虛線(xiàn)）返回至A點(diǎn)時(shí)，封閉回路的容積增大，將會(huì)發(fā)生如下兩種情形：①在因容積增大而產(chǎn)生的較大負(fù)壓作用下，封閉回路內(nèi)的油液發(fā)生浮化，即油液分子間的距離被拉大，油液中的空氣被分離出來(lái)聚結(jié)成氣泡。在乳化的同時(shí)，外界回路將向封閉回路內(nèi)滲漏，直至封閉回路的負(fù)壓小于所有宇航局封接觸應(yīng)力為止。結(jié)果是以向內(nèi)滲漏為主，油液乳化為次，致使封閉回路內(nèi)油液增加（極端情況是兩主缸均回縮在起始點(diǎn)A、B處）。在再次泵送時(shí)，主缸除了要克服混凝土泵送阻力檔案室外，還要克服有桿腔內(nèi)因增多的油液通過(guò)封閉回路安全閥或單向閥排出所產(chǎn)生的較大背壓。若上述兩者之和達(dá)到主系統(tǒng)的溢流壓力時(shí)，則主系統(tǒng)將停止泵磅。②若封閉回路的密封效果較佳時(shí)，則回路內(nèi)油液變化情況是液壓油乳化為主，向內(nèi)滲漏為次。即封閉回路的負(fù)壓很快達(dá)到小于所有密封元件最小的接觸應(yīng)力的狀態(tài)（極端情況僅是原回路內(nèi)的油液被乳化增固一倍）。在再次泵送時(shí)，主缸運(yùn)行到快換向時(shí)的這段時(shí)間內(nèi)，乳化態(tài)的油液受壓后恢復(fù)到原狀態(tài)，泵送壓力不會(huì)增大。繼續(xù)向行程止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)；因滲入的極少量多余的油液需完全排出，此時(shí)泵送壓力突然增大，也會(huì)發(fā)生泵送壓力與背壓之和達(dá)到主系統(tǒng)的安全溢流壓力，主系統(tǒng)泵送失敗。

　　2、防范結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)用

　　（1）在主缸的主進(jìn)出油道上，利用三位四通閥的面能來(lái)實(shí)現(xiàn)停泵時(shí)主缸油路處于卸荷狀態(tài)的主系統(tǒng)油路隔斷。此結(jié)構(gòu)應(yīng)用于Schwing公司混凝土泵（車(chē)）的系列產(chǎn)品中?？刂浦鞲祝幢玫娜凰耐ㄩy采用液控彈簧對(duì)中復(fù)位的結(jié)構(gòu)，滑閥機(jī)能為M型。其工作原理是：停泵的時(shí)，液控油壓pk消失。三位四通閥芯在兩邊位移彈簧作用下處于中位，此時(shí)閥的出油口處于截止態(tài)，主油壓p則處回油卸荷態(tài)。受倒流閥截止。在某些閉式主泵送系統(tǒng)中，挖控制主缸換向的四通閥也采用圖2所示的三位四通閥結(jié)構(gòu)，但其滑閥機(jī)能卻采用“H”型。盡管它滿(mǎn)足閉式回路系統(tǒng)進(jìn)回油要求，但不能起到防止混凝土倒流的作用。作者認(rèn)為還不如采用M型機(jī)能。既可滿(mǎn)足閉式系統(tǒng)的要求，又可防止混凝土倒流。混凝土倒流防范結(jié)構(gòu)之一

　?。?）采用梭閥加單向閥混凝土倒流防范結(jié)構(gòu)之二

　　單向閥人關(guān)閉可鎖死混凝土倒流對(duì)油缸的產(chǎn)生的回壓。此結(jié)構(gòu)運(yùn)用于IHI公司及國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品的泵（車(chē)）中。其工作原理是：停止泵送時(shí)，電磁閥位于圖示的工作位置，混凝土倒流對(duì)油缸產(chǎn)生的回壓pk經(jīng)主缸四通閥（二位）后，將梭閥芯推至右位，并流經(jīng)梭閥、電磁閥后作用在單向閥的彈簧腔上。因單向閥是DF型直角式，可將主缸回壓與正處于卸荷狀態(tài)的主系統(tǒng)隔開(kāi)。

　　（3）利用順序閥主芯發(fā)斷主油路。在順序閥順序動(dòng)作的主系統(tǒng)中，利用順序閥主芯在停泵時(shí)的關(guān)閉，將主缸進(jìn)油路與卸荷系統(tǒng)隔開(kāi)，如圖4。此結(jié)構(gòu)運(yùn)用于IHI公司及國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品的泵（車(chē)）中。其原理是：在目前結(jié)構(gòu)中，單向閥2及其控制油路f是不存在的。停止泵送時(shí)，電磁閥3位于圖示的上工作位，先導(dǎo)閥的外控油路與回油路相通，先導(dǎo)閥立即關(guān)閉。主閥芯也隨之關(guān)閉?；炷恋沽鲗?duì)油缸產(chǎn)生的回壓被主閥芯截?cái)?。不過(guò)因順序閥主芯采用的是錐面凡爾線(xiàn)密封，其進(jìn)出油口也是成直角的。故在密封錐面上始終存在一使主芯開(kāi)啟的有效受壓環(huán)形面積，當(dāng)?shù)沽骰貕哼_(dá)到一定值時(shí)，施加在受壓環(huán)形面積上的作用力將大于主芯彈簧的彈力而使主芯開(kāi)啟，倒流回壓溢出回油箱。故此結(jié)構(gòu)的防范混凝土倒流的高度是有限的，須加以改進(jìn)。改進(jìn)的原理是：利用外控順序閥外控油咱上電磁閥的多余封堵油道去控制加置在主油路上的單向閥，單閥與f油道所組成的方框。其工作原理是：泵送停止時(shí)，電磁閥如圖示的工作位，在來(lái)自蓄能器的分配閥保壓回路壓力經(jīng)此電磁閥、f油道達(dá)到單向閥2的彈簧腔，使單向閥關(guān)閉。由于彈簧腔受壓面積遠(yuǎn)大于密封錐面的有效環(huán)形受壓面積。故加置的單向閥2能有效地將混凝土倒流對(duì)油缸產(chǎn)生的回壓截止。 混凝土倒流防范結(jié)構(gòu)之三

　?。?）在插裝閥的主泵送系統(tǒng)中混凝土倒流防范結(jié)構(gòu)之四

　　依靠插裝閥2自身實(shí)現(xiàn)防倒流。通過(guò)插裝閥的先導(dǎo)控制閥1對(duì)主擄倒流回壓的引用和控制，倒流回壓分別作用于插裝元件的彈簧腔，使主缸回壓與處于卸荷的主系統(tǒng)隔斷。其作用原理實(shí)質(zhì)上與第2、3種結(jié)構(gòu)是一樣的，都是利用倒流回壓或外控壓力反方向（彈簧腔）將單向閥關(guān)死。隔斷主缸倒流回壓。其通過(guò)原理模型如圖6所示，圖中p回為混凝土倒流時(shí)對(duì)主缸產(chǎn)生回壓，S為彈簧腔的有效作用面積，S環(huán)為密封處受p回作用的有效環(huán)形面積。 單向閥或插裝元件的回壓密封

　　3、實(shí)際泵送工作中混凝土倒流現(xiàn)象的避免與處理

　　在已投入使用又無(wú)防范倒流結(jié)構(gòu)的混凝土泵（車(chē)）中，如遇向垂直方向泵送施工時(shí)，可對(duì)主系統(tǒng)作特殊的操作來(lái)避免發(fā)生混凝土的倒流，即當(dāng)混凝土分配缸剛剛完成換向后就立即停止泵送。此時(shí)垂直方向上混凝土倒流壓力將混凝土活塞緊壓在洗滌的擋銷(xiāo)（或管）上。如已發(fā)生混凝土倒流，且確認(rèn)主缸封閉回路內(nèi)滲入了（多余的）油液，則在再次泵送運(yùn)行一段時(shí)間后，打開(kāi)調(diào)整回油路油量的截止閥或可調(diào)節(jié)流閥，以排除其內(nèi)過(guò)多的油液，但隨后應(yīng)立即關(guān)閉。