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企业动态

泵送回路湍流轴向的研究

混凝土的流动过程必然会遇到阻碍,根据流体惯性作用,流体的主动流和从动流的运动状况出现分化,主动流会保持原先的运动状态,从动流可能形成新的运动规律,从而在它们之间形成漩涡区。混凝土在流动过程中,由于质点之间的相互作用,会加剧漩涡形成,同时形成的漩涡又将反作用于质点,则会加剧能量损失。

 

南方水泵厂研究湿喷机S阀管路内部流场的湍流特征,分析混凝土拌合物的扰动程度,研究微观领域能耗损失的原因。湍流的基本特点是质点脉动,质点之间碰撞越频繁,流体的流动阻力越大,流体质点除沿主方向运动外,还沿其它方向附加运动,流体质点的运动也没有规律可循,可等效为沿主方向所受到的阻力,表现为能量损耗。

图1:揣动能云图

揣动能云图

在S阀管道的入口端,湍流动相对较大;在进入中后段部分,随后沿着水平方向湍流动呈现逐渐递减的状态,这与混凝土在S阀管道内的压力损失的情况大体是一致的。在混凝土刚进入S阀管路时,混凝土会受到料活塞较大的压力冲击作用,使混凝土处于加速运动状态,流体的速度会比较大,流体中的质点运动也相对紊乱,容易形成漩涡;而在S阀管道中后段,由于管道壁面的收缩效应,流体的在速度增大,也较易形成漩涡。

广东南方泵业为满足煤矿井下的防爆条件,液压系统高效地完成工作,湿喷主机采用了全液压控制系统。在湿喷机液压系统中,需要设计泵送回路阀块、搅拌回路阀块、主液压缸和摆动液压缸,从而为湿喷机样机设计制造及试验奠定基础。

 

湿喷机能实现正泵和反泵。正泵的工作过程包括吸料、换向和排料,两个料活塞分别与两个主液压的活塞杆连接,在液压油作用下,两个串联的主液压缸作往复运动。S阀的一端与料斗的出料口相通,另一端与两个料缸交替相通。正泵时,左侧料活塞向前运动,将左侧料缸中的混凝土推入s阀,并进入出料口。同时,右侧料活塞向后运行,把料斗内的混凝土吸入右侧料缸。当右侧料活塞后退至终端时,通过液控换向阀控制使两个主液压缸、两个摆动液压缸都换向。此时,右侧的主液压缸活塞杆推动右侧料缸的料活塞向前运动,将其内的混凝土推入S阀。泵送系统工作原理如图2所示。

图2:泵送系统工作原理图

泵送系统工作原理图

当混凝土湿喷机出现泵送不畅,发生停机或输出管路堵塞时,应及时进行反泵操作。反泵与正泵不同,反泵时处在排料状态的料缸与料斗相通,而处在吸料状态的料缸则与输送管路相通,将输送管中的混凝土吸回料斗。反泵与正泵交替操作,可疏通尚未凝固的堵塞的输送管路。泵送系统的本质是通过对各个液压缸的控制,使两个主液压缸交替伸缩,两个摆动液压缸缸交替摆动,有序切换S阀与料缸的联通,实现连续平稳输送混凝土。