[發明專利]泥漿泵、曲軸箱、組合機體以及應用該組合機體的設備

有效

• 申請號: 201310330516.8
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103603784A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 黎明;黎正中
• 申請（專利權）人: 北京中清能發動機技術有限公司
• 主分類號: F04B15/02
• 分類號: F04B15/02;F04B53/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請要求于2013年05月02日提交中國專利局、申請號為201310158503.7、發明名稱為“泥漿泵、曲軸箱、組合機體以及應用該組合機體的設備”的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。

技術領域

本發明涉及往復運動與旋轉運動相互轉換技術領域。特別涉及應用無連桿往復與旋轉運動相互轉換機構的設備的泥漿泵。本發明同時還涉及一種曲軸箱、組合機體和使用所述組合機體的設備。

背景技術

泥漿泵，是指在鉆探過程中向鉆孔里輸送泥漿或水等沖洗液的機械。泥漿泵是鉆探設備的重要組成部分。在常用的正循環鉆探中﹐它是將地表沖洗介質──清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下，經過高壓軟管﹑水龍頭及鉆桿柱中心孔直送鉆頭的底端，以達到冷卻鉆頭、將切削下來的巖屑清除并輸送到地表的目的。

常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的，由動力機帶動泵的曲軸回轉，曲軸通過十字頭再帶動活塞或柱塞在泵缸中做往復運動。在吸入和排出閥的交替作用下，實現壓送與循環沖洗液的目的。也就是說，常用的泥漿泵中的往復運動與旋轉運動的運動轉換結構均是采用現有的應用于內燃機和壓縮機中國的曲柄連桿機構。在現有曲柄連桿機構中，由于連桿的存在，曲柄連桿機構形成的諸如內燃機、壓縮機和泥漿泵等設備具有體積龐大、笨重、平衡性能差等缺陷。

基于此，中國專利文獻CN85200358B公開了一種“曲柄圓滑塊往復活塞式內燃機”；中國專利文獻CN85100359B公開了一種“曲柄圓滑塊往復活塞式壓縮機”；上述的中國專利文獻中的內燃機和壓縮機的往復運動與旋轉運動的轉換機構中，用曲柄圓滑塊機構取代了曲柄連桿機構。其中，曲柄圓滑塊機構包括圓滑塊、活塞和曲軸，在圓滑塊上設置有偏心圓孔。在活塞的活塞座上設置有圓滑塊容置孔。裝配時，將圓滑塊置于所述的圓滑塊容置孔中，圓滑塊可在所述圓滑塊容置孔中轉動；曲軸的曲柄銷裝配于所述的偏心圓孔中，曲柄銷可以在所述偏心圓孔中轉動。

以內燃機工作為例，機構的運動過程如下：燃燒室中的燃燒氣體膨脹推動活塞運動，通過活塞帶動設置于其中的圓滑塊做往復運動，而圓滑塊在所述活塞中同時做旋轉運動，所述往復運動與旋轉運動的合成使得圓滑塊上的偏心圓孔的中心軸線繞曲軸的中心軸線做旋轉運動；而所述偏心圓孔的中心軸線與曲軸的曲柄銷的軸線重合，從而可實現活塞的往復運動到曲軸的旋轉運動的轉換。壓縮機可采用相同的結構，由電機帶動曲軸旋轉，通過圓滑塊、曲軸以及活塞之間的配合關系，實現活塞的往復運動，進而對被壓縮介質做功。

上述的中國專利文獻公開的內燃機和壓縮機均為單缸結構，在曲柄圓滑塊機構運動時，存在活點問題，即活塞運動到上止點時，存在運動狀態不確定的現象。為此，在上述中國專利文獻中采用內齒輪付結構來解決該問題，具體的設置和結構可參看上述的中國專利文獻，在此不作過多描述。這使得該曲柄圓滑塊機構復雜化，而且，由于是單缸機構，高階慣性力難以平衡，其動平衡效果也不理想。

基于單缸曲柄圓滑塊機器的上述問題，在中國專利文獻CN1067741C公開了一種“曲柄雙圓滑塊往復活塞式內燃機”；中國專利文獻CN1067742C公開了一種“曲柄多圓滑塊往復活塞式內燃機”。對上述的問題進行了改進。具體而言，通過將曲柄圓滑塊機構設置為包括兩個或三個圓滑塊的圓滑塊組結構，相應的，每一圓滑塊設置相應的活塞，相鄰圓滑塊相位差呈180度設置，于此相應的活塞則布置為相互垂直。相互垂直的活塞在往復運動時，可互相克服活點問題，并能夠將各自的往復慣性力轉換為旋轉慣性力，旋轉慣性力可通過曲軸上設置的配置塊很容易被平衡，也解決了單缸機難以平衡高階慣性力的問題。此外，活塞的兩端可以根據需要選擇設置不同的工作部，例如，內燃機活塞頭、壓縮機活塞頭，或者其中一活塞不設置任何工作部，僅僅為另一活塞克服活點和轉化慣性力，這可稱為動平衡滑塊。

可見，雙圓滑塊或三圓滑塊的圓滑塊組構成的曲柄圓滑塊結構，具有能夠克服活點且動平衡效果好的效果。相對于傳統內燃機、壓縮機，其還可具有結構緊湊、重量輕、噪音小、震動小等優勢。不難理解，上述的曲柄圓滑塊機構可以應用于泥漿泵中，替代現有泥漿泵中的曲柄連桿機構，以實現旋轉運動與往復運動之間的轉換。