CN102003365B - 复合式高低压缸液力端 - Google Patents

Abstract

本发明为复合式高低压缸液力端，解决已有液力端结构复杂，制造成本高，安装维护不便的问题。两复合缸分别与一个阶梯柱塞(1)配合，大流量低压腔A1通过大流量进水阀(10)与低压进水口流道P1连接，大流量低压腔A1通过大流量出水阀(8)与大流量高压腔A2连通，大流量高压腔A2通过高压出水流道P2与工作压力流道P3连通；小流量低压腔B1通过小流量进水阀(9)与低压进水流道P1连接，小流量低压腔B1通过小流量出水阀(7)与小流量高压腔B2连接，小流量高压腔B2通过高压出水流道P2与工作压力流道P3连接，液控连通阀的阀腔上端与高压出水流道P2连接，阀芯下端与调压弹簧连接，阀腔侧壁有上、下两孔与大流量低压腔A1和入水箱(11)的流道连接。

Description

复合式高低压缸液力端

技术领域：

本发明与四缸往复式试压泵的液力端有关。

背景技术：

四缸往复式试压泵的液力端主要用于油田用户的阀门、防喷器等需要检测工作压力的产品试压用，并按用户的被测试件水压试验的特性要求而特殊设计。如：大部分被试件在试压的初始阶段需要迅速充液和升压，以缩短试压时间，具有较大流量，当压力超过1.6MPa(此压力可调)后，为使试压过程能较平稳而缓慢地进行，则流量自动减小，所以本泵在高、低压时具有两种流量，并能自动变换，所以，该类型的四缸泵具有“低压大流量，高压小流量”的特性；

已有的四缸往复式试压泵的液力端如图1所示，由低压进水阀座1、低压进水阀芯2、低压出水阀座3、低压出水阀芯4、大柱塞5、集水体6、高压出水阀芯7、高压出水阀座8、高压进水阀座10、高压进水阀芯9、小柱塞11、导向滑块12、低压腔A和高压腔B构成。电动机的旋转运动，带动导向滑块往复运动，导向滑块带动高、低压柱塞在水缸内往复运动，使各水缸内的工作容积不断发生变化，进而实现泵的交替吸入和吐出过程。

当柱塞为吸入行程时，水缸内工作容积(A腔和B腔)增大，造成部份真空，水箱内的工作介质在大气压力的作用下，通过进水阀而进入水缸内。当柱塞为吐出行程时，进水阀自动关闭，出水阀被顶开，工作介质经过出水管汇集于集水器，然后输送到被试器件内，直至达到某一预定的试验压力，实现试压的目的。

高低压水缸由两只高压缸和两只低压缸组成，液控阀的两端与两只低压水缸相连，液控管与集水体的高压腔相通。液控阀关闭时，四只高、低压水缸同时工作，而当排出压力＞1.6MPa后，排出介质通过液控管使该阀开启，则两只低压水缸互相连通，低压水缸出水阀和液控阀的高压阀头将它们与高压腔隔断，这时，左右低压水缸不再输出介质，仅由高压水缸工作，实现流量由大到小的自动切换。

已有的四缸往复式试压泵的液力端由于四只柱塞分散布置，四只高压缸也只能分散安装(见图1已有四缸往复式试压泵的液力端结构图)，为了将高压水汇聚，需专门设置一集水体，并用高压硬管将各出水口连接，这样，不但结构复杂，安装困难，特别是高压硬管的连接密封，稍有一点角度未弯制到位或尺寸误差，安装是就可能密封不了，到产品验收时发现漏水，又只能将大部分零件(可能许多零件与此泄露无关)，特别是高压硬管全部拆卸后才能检修，耽误装配时间。

发明内容：

本发明的目的是提供一种结构简单、紧凑，制造成本低，设计压力高、调压方便、安装和维修方便的复合式高低压缸液力端。

本发明是这样实现的：

本发明复合式高低压缸液力端，阀体14上的与轴线平行的两复合缸的大、小缸分别与一个阶梯柱塞1的大、小直径部分配合，与复合缸大缸连通的大流量低压腔A1通过大流量进水阀10与低压进水口流道P1连接，大流量低压腔A1通过大流量出水阀8与大流量高压腔A2连通，大流量高压腔A2通过高压出水流道P2与工作压力流道P3连通；与复合缸小缸连通的小流量低压腔B1通过小流量进水阀9与低压进水流道P1连接，小流量低压腔B1通过小流量出水阀7与小流量高压腔B2连接，小流量高压腔B2通过高压出水流道P2与工作压力流道P3连接，阀体14上有液控连通阀2，液控连通阀的阀腔上端与高压出水流道P2连接，阀芯中部有流道，阀芯下端与调压弹簧连接，阀腔侧壁有上、下两孔可与阀芯流道相通并分别与大流量低压腔A1和入水箱11的流道连接。

阀体14的两复合缸有大缸套12和小缸套13，与大缸相通的大流量低压腔A1与阀体相对两侧的大流量进、出水阀连接，与小缸相小流量低压腔B1与阀体相对两侧的小流量进、出水阀连接。

高压出水流道P2与工作压力流道P3连接端有单向阀5，工作压力流道与卸荷阀6连接，高压出水流道P2的另一端与溢流调压阀3连接。

电动机的旋转运动通过传动机构，带动阶梯柱塞1在水缸内往复运动，使各工作腔的工作容积不断发生变化，进而实现泵的交替吸入和吐出过程。

当阶梯柱塞为吸入行程时(图中虚线位置)，水缸内A1腔和B1腔增大，造成部份真空，水箱内的工作介质在大气压力的作用下，通过大流量进水阀10和小流量进水阀9而进入腔A1，B1内。当柱塞为吐出行程时(图中实线位置)，大小流量进水阀10和9自动关闭，大小流量出水阀8和7被顶开，工作介质在柱塞力的作用下强制进入大、小流量高压腔A2腔和B2腔，形成高压介质P2，再通过单向阀5形成工作压力P3，然后输送到被试器件内，直至达到某一预定的试验压力，实现试压的目的。

液控连通阀2是为了实现四缸泵具有“低压大流量，高压小流量”的特性而特殊设计的控制阀。该阀主要由调压弹簧和阀芯组成，阀的上端与高压出水P2连通，阀侧面有两个接口，分别与大流量高压腔A2和回水水箱连接。当高压出水P2小于调定压力时，在弹簧力的作用下阀芯上移，关闭回水口，双缸同时为系统供水，实现“低压大流量”的目的；当高压出水P2大于调定压力时，阀芯下移，大流量低压腔A1和水箱连通，A1腔的进水直接回到水箱，不再为系统供水，实现“高压小流量”的目的。从而实现流量由大到小的自动切换。

复合式高低压缸液力端相对于已有四缸往复式试压泵有以下特点：

(1)、改变柱塞结构、降低制造成本。

复合式高低压缸液力端在不改变原四缸往复式试压泵的各参数和使用性能，特别是保证了原四缸泵“低压大流量，高压小流量”的特性的基础上，本发明巧妙的将原结构的高低压柱塞，合二为一，集成在一根阶梯柱塞上，阶梯柱塞的大端代替原泵的大柱塞，小端替代原泵的小柱塞，原该规格的泵需要四只柱塞(2只大柱塞，2只小柱塞)，而本发明只需2只阶梯柱塞即可完全到达原有的参数功能，故该发明的液力端结构命名为：复合式高低压缸液力端。由于减少了2只柱塞，所以，相应的柱塞缸套、缸座、连接螺母等均减少了一倍，安装结构和布局也简单了，整个制造成本只相当于原成本的2/3.

(2)、设计压力高、调压方便、安装检修方便。

该液力端为复合式(整体)结构，高压缸体的高压腔和各种高压介质通道均可集中布局在同一泵体上(见图3复合式高低压缸液力端结构图)，泵体可选用强度好的优质合金钢制造，因此设计排出压力高，常规四缸往复式试压泵只能设计80MPa，该结构最高可达160MPa甚至更高压力。

该结构还设计了溢流调压阀3、单向阀5和卸荷阀6，凡在额定排出压力以下，可进行任意压力的手动调压，调压方便，当压力调节到用户需用的工作压力后，停止升压，此时单向阀5自动保压，当用户保压工作结束后，开启卸荷阀6卸除系统压力即完成一个工作循环；而常规四缸往复式试压泵没有调压阀和出口单向阀，升压只能靠“点动”升压，不但打压不准确还易超压，发生安全危险，高压出口由于没有设计单向阀，只能由泵的出水阀保压，保压精度低。

本发明复合式高低压缸液力端，所有的高压介质通道均集中在同一泵体上，完全避免了使用高压硬管连接的难题，安装和维修均方便，装配一套该结构的液力端，所耗装配工时仅为原来的1/4；当产品验收发现高压漏水时，只需拆除漏水处进行检修即可，不需拆卸其他件，检修十分方便。

附图说明：

图1为已有四缸往复式试压泵的结构图。

图2为本发明的原理图。

图3复合式高低压缸液力端结构图

图4为图3的A-A剖视图。

图5为图4的B-B剖视图。

具体实施方式：

复合式高低压缸液力端工作原理：见复合式高低压缸液力端原理图2。

电动机的旋转运动通过传动机构，带动阶梯柱塞1在水缸内往复运动，使各工作腔的工作容积不断发生变化，进而实现泵的交替吸入和吐出过程。

当阶梯柱塞为吸入行程时(图中虚线位置)，水缸内工作容积(A1腔和B1腔)增大，造成部份真空，水箱内的工作介质在大气压力的作用下，通过大流量进水阀10和小流量进水阀9而进入工作腔(A1，B1)内。当柱塞为吐出行程时(图中实线位置)，大小流量进水阀10和9自动关闭，大小流量出水阀8和7被顶开，工作介质在柱塞力的作用下强制进入大、小流量高压腔(A2腔和B2腔)，形成高压介质P2，再通过单向阀5形成工作压力P3，然后输送到被试器件内，直至达到某一预定的试验压力，实现试压的目的。

液控连通阀2是为了实现四缸泵具有“低压大流量，高压小流量”的特性而特殊设计的控制阀。该阀主要由调压弹簧和阀芯组成，阀的上端与高压出水P2连通，阀侧面有两个接口，分别与大流量高压腔A2和回水水箱连接。当高压出水P2小于调定压力时，在弹簧力的作用下阀芯上移，关闭回水口，双缸同时为系统供水，实现“低压大流量”的目的；当高压出水P2大于调定压力时，阀芯下移，大流量低压腔A1和水箱连通，A1腔的进水直接回到水箱，不再为系统供水，实现“高压小流量”的目的。从而实现流量由大到小的自动切换。

Claims (3)

1.复合式高低压缸液力端，其特征在于阀体(14)上的与轴线平行的两复合缸的大、小缸分别与一个阶梯柱塞(1)的大、小直径部分配合，与复合缸大缸连通的大流量低压腔(A1)通过大流量进水阀(10)与低压进水口流道(P1)连接，大流量低压腔(A1)通过大流量出水阀

(8)与大流量高压腔(A2)连通，大流量高压腔(A2)通过高压出水流道(P2)与工作压力流道(P3)连通；与复合缸小缸连通的小流量低压腔(B1)通过小流量进水阀(9)与低压进水口流道(P1)连接，小流量低压腔(B1)通过小流量出水阀(7)与小流量高压腔(B2)连接，小流量高压腔(B2)通过高压出水流道(P2)与工作压力流道(P3)连接，阀体(14)上有液控连通阀(2)，液控连通阀的阀腔上端与高压出水流道(P2)连接，阀芯中部有流道，阀芯下端与调压弹簧连接，阀腔侧壁有上、下两孔可与阀芯流道相通并分别与大流量低压腔(A1)和入水箱(11)的流道连接。

2.根据权利要求1所述的液力端，其特征在于阀体(14)的两复合缸有大缸套(12)和小缸套(13)，与大缸相通的大流量低压腔(A1)与阀体相对两侧的大流量进、出水阀连接，与小缸相通的小流量低压腔(B1)与阀体相对两侧的小流量进、出水阀连接。

3.根据权利要求1所述的液力端，其特征在于高压出水流道(P2)与工作压力流道(P3)连接端有单向阀(5)，工作压力流道与卸荷阀(6)连接，高压出水流道(P2)的另一端与溢流调压阀(3)连接。 

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