砂浆泵吸程提速器的制作方法

本发明属于通过抽吸或加压作用进行挖掘、采掘作业装置的结构部件的
技术领域：
，具体涉及一种用于采砂船的砂浆泵吸程提速的辅助装置。
背景技术：
：在自然砂采砂筛选过程中，第一道工序是采砂船进行采砂，具体方法是在采砂船上设有砂浆泵，将砂浆泵的龙头放入水中，依靠砂浆泵的吸力将砂和水吸出并通过管道输送到下一道工序进行洗砂。目前用于在江河湖等环境中采掘砂土的射流式吸砂泵，是利用高压水的喷射产生负气压，使砂土受负压作用被吸取和提升的泵类装置。如现有文献cn2679250y就提供了一种射流式吸砂装置，其由泵体、在泵体内沿同一轴线顺序设置的高压进水管、喷头与出砂口、以及设置在泵体上喷头侧向位置的吸砂管组成。工作时，高压进水管与高压水连接，水流高速从喷头的喷嘴孔中喷出，形成高速水柱，以及水雾化成的水滴，沿着水滴的运动方向，在水滴的背后，空气被水滴扩张而形成负压。由于吸砂管设置在泵体上喷头侧向的位置，其上端口处于喷头的后面，因而此时吸砂管内的空气压力降低，使砂土受该负压作用而被吸取和提升。但是目前的装置中，喷头上仅设置有一个喷嘴孔，高压水产生雾化的效率低，水滴数量少，对空气形成的扩张作用弱，因而整体效率低。在这种传统的工艺中，考虑到泵体、叶轮等部件的严重磨损问题，将实际工作执行的主要部件改为射流泵，该射流泵的动力来源是高压水流，而该高压水流可以通过相应设备获得，且该设备的磨损远小于常规砂浆泵的磨损。砂浆原料的采掘主要由射流泵完成，其通过动力液将砂浆抽吸出来，优点是大幅减小了砂浆对设备的磨损，但其工作效率、获取的砂浆原料也较常规砂浆泵有一定差距，射流泵工作效率一般不超过30%。此外，要想提高采砂船砂浆泵的吸程，必须加大砂浆泵的输入功率，吸程的高低决定了采砂船砂浆泵的吸入量，即采砂船的产量，当吸程达到8米时，再加大功率，吸程也增加的很少，功耗增加，效益降低。船采的能力决定着企业的产量高低，为保证企业的高质量发展，增产增收，在输入功率不变的情况下增加采砂船砂浆泵吸程是采砂工序必须解决的问题。技术实现要素：本发明的目的主要是解决上述现有问题，提供一种砂浆泵吸程提速器，实现对砂浆泵吸砂工作效率的提升、以及增大砂浆泵的吸程。上述目的是由以下技术方案实现的：一种砂浆泵吸程提速器，该提速器装配在砂浆泵的龙头上、用于为龙头吸取砂浆提供辅助动力；砂浆泵的龙头依次包括吸入室、混合室、扩散室，提速器包括喷嘴和射流管；龙头的扩散室末端通过砂浆管与砂浆泵相连，提速器的射流管沿砂浆管布置，且射流管的顶端设有高压水装置，该高压水装置为提速器提供用于实现射流的高压工作流体；其特征在于：所述吸入室呈圆筒形或喇叭状，且吸入室的内径是混合室内径的1.4-3倍，吸入室的长度是混合室长度的0.5-0.8倍；所述喷嘴装配在吸入室上，吸入室上远离混合室的一端设有喷嘴架，该喷嘴架具有若干根幅杆，幅杆外侧端固定在吸入室边缘、内侧端向轴心处汇聚形成固定环，喷嘴装配在该固定环上；所述喷嘴与射流管之间设有过渡管，该过渡管用于以平滑式结构过渡连接；所述喷嘴与龙头同心设置，喷嘴的中轴线与吸入室、混合室、扩散室的中轴线均重合；所述射流管和/或过渡管设有2-5个，且该多个射流管、过渡管均分别呈中心对称分布。所述射流管设有龙头外侧，且射流管的中轴线与龙头的中轴线相平行。所述过渡管外侧端与相应的射流管相连，内侧端汇聚在喷嘴的尾端、且与其相连通。所述喷嘴活动地装配在固定环上；所述射流管远离喷嘴的一端汇聚成射流总管；所述扩散室远离喷嘴的一端设有连接管，该连接管的外壁上设有控制环；控制环包括电机、传动部件、滑动部件，射流总管装配在滑动部件上，该滑动部件采用包括但不限于滑轨、导轨、卡槽中任一种装配方式或类似功能的装配结构，滑动部件为射流总管提供装配、支撑、活动连接的功能；射流总管设有齿条，控制环的传动部件包括传动轴、传动轮，传动轴用于电机与传动轮之间的传动连接，传动轮与射流总管上的齿条相啮合实现传动连接。所述吸入室、混合室、扩散管、连接管均采用硬质材料制成且相互间刚性连接或呈一体式结构；所述喷嘴、过渡管、射流管、射流总管均采用硬质材料制成且相互间刚性连接或呈一体式结构；所述连接管的远端采用柔性砂浆管与砂浆泵相连接；所述射流总管的远端采用柔性水管与高压水装置相连接。所述控制环采用密封式腔体结构，电机、传动部件、滑动部件均采用密封材料和/或密封构件封闭在控制环内。所述喷嘴和/或龙头设有鳍片。所述喷嘴设有破碎鳍片，该破碎鳍片设在喷嘴的外壁、且设有3-5个，该多个破碎鳍片以喷嘴的中轴线为中心呈中心对称分布，且破碎鳍片呈1-5度倾斜设置。所述龙头设有导流鳍片，该导流鳍片直立在龙头内壁、且与龙头中轴线相平行。所述导流鳍片设在混合室和/或扩散室和/或连接管，且自混合室靠近喷嘴一端向连接管方向延伸；在混合室、扩散室位置的导流鳍片的高度沿前述方向渐变增大，在连接管位置的导流鳍片的高度沿前述方向渐变减小。所述破碎鳍片包括直立段、倾斜段，直立段是指远离喷嘴的远端，倾斜段是指靠近喷嘴的近端；所述倾斜段设有相对于喷嘴中轴线方向3-5度的倾斜，直立段相对于喷嘴中轴线方向平行设置。所述倾斜段设有渐变的倾斜角度，该倾斜角度自倾斜段与喷嘴相连处向直立段方向渐变为零。所述龙头直立设置，呈中心对称分布的多根过渡管和/或射流管在龙头外围形成棱锥形、或圆锥形的罩笼；当罩笼采用棱锥形时，其底面为平面；当罩笼采用圆锥形时，其底面为截面呈半椭圆形的穹顶结构。所述砂浆管设有漂浮指示装置，该漂浮指示装置包括立杆、拉索、浮球，立杆底端固定在龙头上，浮球漂浮在水面，拉索连接在浮球与立杆顶端之间。所述拉索为弹力绳索、或弹簧。所述浮球设有涡卷回绕装置，拉索的顶端固定在该涡卷回绕装置上，且涡卷回绕装置迫使拉索顶部卷绕在其上、使浮球与立杆顶端之间的拉索绷直。所述立杆的长度为龙头下潜深度的0.3-0.8倍。所述吸入室的外径为325mm、长度为150mm，混合室的外径为219mm、长度为300mm；扩散室呈喇叭状，扩散室小口端外径与混合室外径相等，扩散室长度为240-300mm。所述扩散室的斜角α为6度；喷嘴4直径为40mm；射流流速为8m/s。其有益效果是：增大了砂浆泵吸程的真空度，增加了矿砂的吸入量，提高泵的吸程和效率，在砂浆泵输入功率不变的情况下提高了产量。附图说明图1是本发明实施例一的结构示意图；图2是本发明实施例一中设置两根射流管的结构示意图；图3是本发明实施例一中设置三根射流管的结构示意图；图4是本发明实施例二的结构示意图；图5是本发明实施例三的结构示意图；图6是本发明实施例四中采用棱锥形罩笼的结构示意图；图7是本发明实施例四中采用圆锥形罩笼的结构示意图；图8是本发明实施例四中漂浮指示装置的结构示意图。由图可见：10龙头、11吸入室、12混合室、13扩散室、14砂浆管、15砂浆泵、16连接管20控制环、21电机、22传动部件、23滑动部件、24传动轴、25传动轮30提速器、31喷嘴、32射流管、33喷嘴架、34高压水装置、35过渡管、36射流总管、37齿条、38罩笼40鳍片、41破碎鳍片、42直立段、43倾斜段、44导流鳍片50漂浮指示装置、51立杆、52拉索、53浮球、54涡卷回绕装置。具体实施方式【实施例1】如图1-3所示，本实施例所述一种砂浆泵吸程提速器，该提速器装配在砂浆泵的龙头上、用于为龙头吸取砂浆提供辅助动力；砂浆泵的龙头依次包括吸入室、混合室、扩散室，提速器包括喷嘴和射流管；龙头的扩散室末端通过砂浆管与砂浆泵相连，提速器的射流管沿砂浆管布置，且射流管的顶端设有高压水装置，该高压水装置为提速器提供用于实现射流的高压工作流体；其特征在于：所述吸入室呈圆筒形或喇叭状，且吸入室的内径是混合室内径的1.4-3倍，吸入室的长度是混合室长度的0.5-0.8倍；不同于常规射流泵的是，本实施例中涉及的龙头结构与其不相同，且结构差异明显。常规射流泵为保证泵正常工作，或进一步提升射流泵的吸砂效率，该泵的进砂装置通常采用口径远小于射流泵体、或与之相仿的进砂管，以营造、维持射流喷嘴处的负压状态，且通常进砂管采用向外延伸的结构，避免破坏射流泵的封闭性。上述常规结构如
背景技术：
中现有文献所示，不再赘述。所述喷嘴装配在吸入室上，吸入室上远离混合室的一端设有喷嘴架，该喷嘴架具有若干根幅杆，幅杆外侧端固定在吸入室边缘、内侧端向轴心处汇聚形成固定环，喷嘴装配在该固定环上；所述喷嘴与射流管之间设有过渡管，该过渡管用于以平滑式结构过渡连接；所述喷嘴与龙头同心设置，喷嘴的中轴线与吸入室、混合室、扩散室的中轴线均重合；所述过渡管是相对而言的，喷嘴沿龙头中轴线设置，射流管也以平行方式设置在龙头外侧，则需要将射流管与喷嘴连接起来，这就是过渡管的目的和功能所在。过渡管没有严格的划分界线，且过渡管也可以是射流管本身，也可以是其他为实现多根射流管汇聚到一起共同连通喷嘴的管状结构。所述射流管和/或过渡管设有2-5个，且该多个射流管、过渡管均分别呈中心对称分布。所述射流管设有龙头外侧，且射流管的中轴线与龙头的中轴线相平行。所述过渡管外侧端与相应的射流管相连，内侧端汇聚在喷嘴的尾端、且与其相连通。【实施例2】如图4所示，在上述实施例基础上，本实施例所述喷嘴活动地装配在固定环上；所述射流管远离喷嘴的一端汇聚成射流总管；所述扩散室远离喷嘴的一端设有连接管，该连接管的外壁上设有控制环；控制环包括电机、传动部件、滑动部件，射流总管装配在滑动部件上，该滑动部件采用包括但不限于滑轨、导轨、卡槽中任一种装配方式或类似功能的装配结构，滑动部件为射流总管提供装配、支撑、活动连接的功能；射流总管设有齿条，控制环的传动部件包括传动轴、传动轮，传动轴用于电机与传动轮之间的传动连接，传动轮与射流总管上的齿条相啮合实现传动连接。需要说明的是：控制环是一个装配在连接管上的带有内部空间的连接装配部件，其内部空间用于容纳电机、传动部件、滑动部件以及相应的辅助部件，且其主要功能是实现将射流总管活动装配在连接管上，使射流总管能够相对于连接管做往复调整移动。因砂浆泵的整个龙头都处于水下，则上述控制环也在水下工作，因此，需要将射流总管与连接管之间的装配部件，即该控制环做密封设计，关于具体的实现方法，其可采用任何现有已知的技术方案，本处不再赘述。所述吸入室、混合室、扩散管、连接管均采用硬质材料制成且相互间刚性连接或呈一体式结构；所述喷嘴、过渡管、射流管、射流总管均采用硬质材料制成且相互间刚性连接或呈一体式结构；所述连接管的远端采用柔性砂浆管与砂浆泵相连接；所述射流总管的远端采用柔性水管与高压水装置相连接。所述柔性水管是指采用包括但不限于夹布胶管、帘线胶管、钢丝编织胶管等高压输水胶管或类似能够弯曲、耐压的柔性管材，其功能是连通高压水系统。所述的高压水是一种通常性说明，即指能够满足吸砂作业需要、实现对砂浆泵龙头增速吸砂功能的具有一定压力的流体，其压力水平限于采砂盘采砂使用。所述控制环采用密封式腔体结构，电机、传动部件、滑动部件均采用密封材料和/或密封构件封闭在控制环内。【实施例3】如图5所示，在上述实施例基础上，本实施例所述喷嘴和/或龙头设有鳍片。所述喷嘴设有破碎鳍片，该破碎鳍片设在喷嘴的外壁、且设有3-5个，该多个破碎鳍片以喷嘴的中轴线为中心呈中心对称分布，且破碎鳍片呈1-5度倾斜设置。所述龙头设有导流鳍片，该导流鳍片直立在龙头内壁、且与龙头中轴线相平行。所述导流鳍片设在混合室和/或扩散室和/或连接管，且自混合室靠近喷嘴一端向连接管方向延伸；在混合室、扩散室位置的导流鳍片的高度沿前述方向渐变增大，在连接管位置的导流鳍片的高度沿前述方向渐变减小。所述破碎鳍片包括直立段、倾斜段，直立段是指远离喷嘴的远端，倾斜段是指靠近喷嘴的近端；所述倾斜段设有相对于喷嘴中轴线方向3-5度的倾斜，直立段相对于喷嘴中轴线方向平行设置。所述倾斜段设有渐变的倾斜角度，该倾斜角度自倾斜段与喷嘴相连处向直立段方向渐变为零。在自然水源环境中采砂，其砂浆原料通常以水沙混合物为主，但难免会有石块、大块固体废弃物、壳体等块状硬物被吸入砂浆管、砂浆泵，易引起设备损坏或故障。通过破碎鳍片的设置，可将部分块状硬物加以阻挡、破碎，降低其对设备的损害。此外，为加速进入吸入室内的砂浆与射流管内高压水的充分混合，以提高砂浆流速和流量，倾斜设置的全部或部分破碎鳍片可将进入吸入室内的砂浆形成旋流，且破碎鳍片根部，即倾斜段破碎鳍片的倾斜设置，可使接近轴心处的砂浆产生更大的旋流，从而与轴心处的射流混合充分。砂浆在混合室和扩散室的混合扩散过程，应以提高其流速为主，故需要对前端的旋流加以整流，使砂浆管内流入较为均质的砂浆，降低其不均匀性。因此，在将对砂浆流速的影响降至尽可能小的情况下，通过设置在龙头内壁的导流鳍片，使龙头及砂浆管内的砂浆平稳流动。【实施例4】如图6-8所示，在上述实施例基础上，本实施例所述龙头直立设置，呈中心对称分布的多根过渡管和/或射流管在龙头外围形成棱锥形、或圆锥形的罩笼；当罩笼采用棱锥形时，其底面为平面；当罩笼采用圆锥形时，其底面为截面呈半椭圆形的穹顶结构。所述砂浆管设有漂浮指示装置，该漂浮指示装置包括立杆、拉索、浮球，立杆底端固定在龙头上，浮球漂浮在水面，拉索连接在浮球与立杆顶端之间。使用时，通过砂浆管将龙头垂直地置入水中，并将罩笼触底、保持龙头竖直状态。此时立杆与砂浆管处于同一垂直位置，即可判定龙头处于竖直状态。当龙头倾斜倒伏时，倾斜的龙头带动立杆倾斜，立杆顶端发生位移、带动拉索及浮球远离砂浆管，操作人员即可通过浮球的偏移程度判断龙头的倾斜程度，以便加以调整。所述拉索为弹力绳索、或弹簧。所述浮球设有涡卷回绕装置，拉索的顶端固定在该涡卷回绕装置上，且涡卷回绕装置迫使拉索顶部卷绕在其上、使浮球与立杆顶端之间的拉索绷直。所述立杆的长度为龙头下潜深度的0.3-0.8倍。【实施例5】在上述实施例基础上，本实施例所述吸入室的外径为325mm、长度为150mm，混合室的外径为219mm、长度为300mm；扩散室呈喇叭状，扩散室小口端外径与混合室外径相等，扩散室长度为240-300mm。所述扩散室的斜角α为6度；喷嘴4直径为40mm；射流流速为8m/s。【实施例6】在上述实施例基础上，本实施例本发明关于改进砂浆泵吸程的一个发明构思是：采用一台多级清水泵，将多级清水泵的出水口的口径减小，提高水的流速，通过管道将这高速水流引入砂浆泵的吸入口，带动矿砂的流动，随着流速的提高，矿砂的流速也随之增高，增大了砂浆泵吸程的真空度，增加了矿砂的吸入量。下面结合附图介绍几种实施例。如图1所示，现有技术采砂船砂浆泵龙头包括吸入室、混合室和扩散室，其吸入室为圆筒形，与混合室连接处存在死角，增加了砂浆进入混合室的阻力，本实施例中将圆筒形吸入室改为呈喇叭口状的吸入室，吸入室呈喇叭口状，小端与混合室固连；混合室呈圆筒状，其另一端与喇叭口状的扩散室小端固连，吸入室、混合室、扩散室的轴线在同一直线上。为了增加龙头吸力，本发明将龙头设计成喉管式，即中间细两端粗，砂浆经过中间细的部位时，流速会增加，压强会减小，吸力就会增大。然而扩散室的斜角α大小影响着砂浆流出的速度，斜角α小时，喉管效应不明显，斜角α大时，在扩散室内会产生涡流，直接影响着砂浆泵的吸程，我们在不改变砂浆泵输入功率和混合室内径的情况下，通过改变扩散室的斜角α来测量砂浆泵的吸程，具体数据如下表一：斜角α对吸程的影响表一斜角α3050607090吸程m6.67.5876由表可以看出扩散室3的斜角为60时砂浆泵的吸程最高。在吸入室前端中央设有喷嘴，喷嘴与射流管相连。射流管与多级清水泵相连，喷嘴轴线与吸入室轴线同心，喷嘴4向吸入室喷射高速水流即射流，以增加龙头的吸砂量，然而喷嘴4直径的大小和射流流速高低决定着砂浆泵的吸程，实践中，分别对喷嘴直径和射流流速对砂浆泵吸程的影响进行了试验，试验数据如表二、表三：喷嘴直径对吸程的影响表二喷嘴直径mm3337404549吸程m11121311.510射流流速对吸程的影响表三射流流速m/s6788.59吸程m1112131313通过上述试验，在混合室直径、吸入室角度和电动机功率不变的情况下，所测得的最隹数据为：斜角α为60；喷嘴直径为40mm；射流流速为8m/s时砂浆泵的吸程最高。在上述实施例的基础上，所述的喷嘴4出口直径小于射流管直径；所述的喷嘴4的直径小于混合室的直径。在上述实施例的基础上，砂浆泵龙头的具体尺寸为：吸入室长度为250mm、入口直径为φ325mm，混合室直径为φ219mm、长度为200mm、扩散室出口直径为φ273mm、长度为250mm、斜角α为60、喷嘴直径为40mm、射流流速为8m/s。实践证明，本发明设计合理，增加了吸程，提高了采砂船的生产能力，具有较好的推广价值。当前第1页12