CN104265260B - 一种液力端总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液力端总成，包括液力端总成阀箱，液力端总成阀箱内设有排出高压腔体及吸入低压腔体，所述排出高压腔体内设有吸入阀组件，吸入低压腔体内设有排出阀组件；所述吸入阀组件包括设于排出高压腔体底部锥孔内的球式阀座一，球式阀座一上设有聚合球一，聚合球一的上侧与球式扶正器一相配合，球式扶正器一的顶端设于排出吸入压盖内；所述排出阀组件包括设于吸入低压腔体底部锥孔内的球式阀座二，球式阀座二上设有聚合球二，聚合球二的上侧与球式扶正器二相配合，球式扶正器二的顶端通过弹簧支架与吸入压盖连接。本发明采用球式扶正器及聚合球相配合替代凡尔阀体结构，使液力端总成阀箱及易损配件整体使用寿命提高一个大台阶。
Description
技术领域
本发明涉及一种液力端总成，属于石油、天燃气能源开采、压裂作业技术服务领域。
背景技术
液力端总成是压裂车上必备重要的易损部件，由于液力端总成长期处于高压流体介质(高砂比、高腐蚀)的恶劣环境中工作；特别是近年来国内外的石油、天然气、页岩气等的大量开采，开采难度不断的增加，对开采石油用的压裂装备的使用性能要求越来越高，创新研发大功率、大排量、耐腐蚀、耐磨损、高压力、阀箱使用寿命长、易损件寿命长，拆装方便的新型液力端总成，是必然趋势。
传统的液力端总成如图1所示，包括液力端总成阀箱，液力端总成阀箱内设有相互连通的位于上侧的排出高压腔体及位于下侧的吸入低压腔体，排出高压腔体、吸入低压腔体的底部均设有锥孔，排出高压腔体顶部设有排出压盖，排出压盖上设有排出压帽，吸入低压腔体的一侧设有吸入压盖，吸入压盖的外侧设有吸入压帽，其特征在于，所述排出高压腔体内设有排出阀组件，吸入低压腔体内设有吸入阀组件；所述排出阀组件包括设于排出高压腔体底部锥孔内的凡尔阀座一12，凡尔阀座一12上设有凡尔阀体一13，凡尔阀体一13与排出吸入压盖5凸台外之间设有压缩弹簧一14；所述吸入阀组件，包括设于吸入低压腔体底部锥孔内的凡尔阀座二12’，凡尔阀座二12’上设有凡尔阀体二13’，凡尔阀体二13’与弹簧支架8凸台外之间设有锥体压缩弹簧二14’，手持一端弹簧支架8从吸入压盖端内孔以向下倾斜适当角度，使弹簧支架8一端的小凸台阶对准锥体压缩弹簧二14’内圈套中，用手握住弹簧支架8一端倾斜施力迅捷向内推并向下压到一定位置时，在锥体压缩弹簧二14’弹性作用力的作用下使弹簧支架8的锥度部分与阀箱液腔内锥壁面相吻合，吸入压盖9一端的凸圆台阶插入弹簧支架8的定位孔内，限制约束弹簧支架在工作时产生偏移。吸入压盖9设于液力端总成阀箱10吸入端内台阶密封孔内，其起到密封和定位作用，吸入压帽11设于吸入压盖9一端的外表面，其起到压紧吸入压盖9的作用。
传统液力端总成构造存在的主要问题在于：
(1)传统液力端总成结构复杂，生产效率低，凡尔阀座、凡尔阀体极易损坏，而装配时吸入压盖偏心定位凸台不易对准弹簧支架的定位孔上，拆装非常困难，更换不方便，直接影响到生产效益；
(2)传统液力端总成中的易损件(凡尔阀座、凡尔阀体)等在常规压裂(酸化压裂、加砂压裂)60-95MPa作业条下中的使用寿命普遍偏短，凡尔阀体的导向爪部分容易断裂，密封垫阀胶皮也极易失效泄漏，难以满足用户需求；
(3)液力端总成阀箱结构设计不合理，吸入端的低压液腔相贯线处过渡圆弧偏小容易导致应力集中，常受高压流体压力的交变载荷疲劳损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够高效、持久耐用、快速更换易损件的液力端总成结构，提高易损件的使用寿命。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是供了一种液力端总成，包括液力端总成阀箱，液力端总成阀箱内设有相互连通的位于上侧的排出高压腔体及位于下侧的吸入低压腔体，排出高压腔体、吸入低压腔体的底部均设有锥孔，排出高压腔体顶部设有排出压盖，排出压盖上设有排出压帽，吸入低压腔体的一侧设有吸入压盖，吸入压盖的外侧设有吸入压帽，其特征在于，所述排出高压腔体内设有吸入阀组件，吸入低压腔体内设有排出阀组件；所述吸入阀组件包括设于排出高压腔体底部锥孔内的球式阀座一，球式阀座一上设有聚合球一，球式阀座一上设有与聚合球一下侧相配合的凹陷锥度部分，聚合球一的上侧与球式扶正器一相配合，球式扶正器一的顶端设于排出吸入压盖内，球式扶正器一与排出吸入压盖之间设有压缩弹簧一；所述排出阀组件包括设于吸入低压腔体底部锥孔内的球式阀座二，球式阀座二上设有聚合球二，球式阀座二上设有与聚合球二下侧相配合的凹陷锥度部分，聚合球二的上侧与球式扶正器二相配合，球式扶正器二的顶端通过弹簧支架与吸入压盖连接，球式扶正器二与弹簧支架之间设有压缩弹簧二。
优选地，所述球式阀座一、球式阀座二的结构相同，均包括中心设有阀座内孔的环形主体，环形主体上侧的凹陷锥度部分为与相应聚合球的接触面，该接触面为圆弧形，与聚合球形成线性密封结构；阀座内孔的底部设有加强筋。
进一步地，所述环形主体的外缘设有密封槽。
优选地，所述球式扶正器一、球式扶正器二的结构相同，均包括导向直柄，导向直柄下端连接扶正主体，扶正主体下侧设有与对应聚合球相配合的凹陷锥度部分。
优选地，所述弹簧支架包括中心为安装孔的套筒主体，安装孔与球式扶正器二的顶端相配合；套筒主体的外缘为向下延伸的支撑部，支撑部的一侧设有与吸入压盖相配合的定位连接部。
进一步地，所述吸入压盖靠近吸入低压腔体的一侧设有凸圆台阶，所述定位连接部上设有与吸入压盖一端的凸圆台阶相配合的定位孔。
进一步地，所述套筒主体内设有导向胶套。
优选地，所述液力端总成阀箱内与吸入阀组件、排出阀组件之间分别设有缓冲垫一、缓冲垫二。
本发明液力端总成阀箱设计优化处理液腔相关处，减小应力集，吸入压盖定位凸台设计在中心线位置上，与弹簧支架定位孔结构的优化设计相配合，去除原来传统的凡尔阀体结构，采用球式扶正器及聚合球相配合替代凡尔阀体结构，使液力端总成阀箱及易损配件整体(耐冲刷、抗腐蚀、耐磨损、持久耐用)使用寿命提高一个大台阶，达到拆装方便快捷、结构简单合理，高效生产、降低劳动强度的目的。
附图说明
图1为传统液力端总成的结构示意图；
图2为本发明提供的一种液力端总成的结构示意图；
图3为图2中液力端阀箱的结构示意图；
图4为图2中球式阀座的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为图5的侧视图；
图7为图2中球式扶正器的结构示意图；
图8为图2的仰视图；
图9为图2中B-B面的剖视图；
图10为图2中弹簧支架的侧视图；
图11为图10中K-K面的剖视图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
如图2-9所示，为本发明提供的一种液力端总成的结构示意图，包括液力端总成阀箱10，如图3所示，液力端总成阀箱10内设有相互连通的位于上侧的排出高压腔体10-1及位于下侧的吸入低压腔体10-2，排出高压腔体10-1、吸入低压腔体10-2底部均设有锥孔，排出高压腔体10-1顶部设有排出压盖5，排出压盖5上设有排出压帽7，吸入低压腔体10-2的一侧设有吸入压盖9，吸入压盖9的外侧设有吸入压帽11，排除压帽7、吸入压帽11从液力端总成阀箱10内露出。排出高压腔体10-1内设有吸入阀组件，吸入低压腔体10-2内设有排出阀组件。吸入阀组件包括设于排出高压腔体10-1底部锥孔内的球式阀座一1，球式阀座一1上设有聚合球一2，球式阀座一1上设有与聚合球一2下侧相配合的凹陷锥度部分，聚合球一2的上侧与球式扶正器一3相配合，球式扶正器一3的顶端设于排出吸入压盖5内，球式扶正器一3与排出吸入压盖5之间设有压缩弹簧一4。球式扶正器用于扶正及导向聚合球上下开启闭合。排出阀组件包括设于吸入低压腔体10-2底部锥孔内的球式阀座二1’，球式阀座二1’上设有聚合球二2’，球式阀座二1’上设有与聚合球二2’下侧相配合的凹陷锥度部分，聚合球二2’的上侧与球式扶正器二3’相配合，球式扶正器二3’的顶端通过弹簧支架8与吸入压盖9连接，球式扶正器二3’与弹簧支架8之间设有压缩弹簧二4’。
球式阀座一1、球式阀座二1’的结构相同，如图4-6所示，均包括中心设有阀座内孔1-2的环形主体1-1，环形主体1上侧的凹陷锥度部分为与相应聚合球的接触面，该接触面为圆弧形，与聚合球形成线性密封结构；阀座内孔1-2的底部设有加强筋1-3。环形主体1-1的外缘设有密封槽1-4，密封槽1-4内套一个密封圈。
球式扶正器一3、球式扶正器二3’的结构相同，如图7-9所示，均包括导向直柄3-1，导向直柄3-1下端连接扶正主体3-2，扶正主体3-2下侧设有与对应聚合球相配合的凹陷锥度部分3-3。
如图10-11所示，弹簧支架8包括中心为安装孔8-2的套筒主体8-1，安装孔8-2与球式扶正器二4的顶端相配合；套筒主体8-1的外缘为向下延伸的支撑部8-3，支撑部8-3的一侧设有与吸入压盖9相配合的定位连接部8-4。吸入压盖9靠近吸入低压腔体10-2的一侧设有凸圆台阶，所述定位连接部8-4上设有与吸入压盖9一端的凸圆台阶相配合的定位孔8-5。套筒主体8-1内设有导向胶套8-6。
液力端总成阀箱10内与吸入阀组件、排出阀组件之间分别设有结构相同的缓冲垫一6、缓冲垫二6’。排出吸入压盖5与液力端总成阀箱10内壁之间、球式扶正器一3与排出吸入压盖5之间均设有密封圈。
在排出高压腔体10-1内的阀座锥孔设有球式阀座一1，形成锥度配合硬密封，聚合球一2位于球式阀座一1上内锥皮表面，球式扶正器一3置于聚合球一2上部半球，起扶正及导向聚合球一2上下运动之作用，球式扶正器一3外圈台上设有缓冲垫一6，排出吸入压盖5设于阀箱排出端的密封内，排出吸入压盖5下端凸台设有球式扶正器的导向内孔，排出吸入压盖5与球式扶正器一3之间设有压缩弹簧一4，在液力端总成工作过程中压缩弹簧一4起到控制聚合球一2处于自动闭合状态，排出压帽7设于排出吸入压盖5上面。
在吸入低压腔体10-2内的阀座锥孔设有球式阀座二1’，形成锥度配合硬密封，聚合球二2’位于球式阀座二1’上内锥皮表面，球式扶正器二3’置于聚合球二2’上部半球，起扶正及导向聚合球上下运动之作用，球式扶正器二3’外圈台上设有缓冲垫二6’，弹簧支架8的锥外径面设于吸入低压腔体10-2锥度孔配合面上，弹簧支架8另一端的定位孔8-5置于吸入压盖9的凸圆台阶的外径上，吸入压盖9设于液力端总成阀箱10吸入端内台阶密封孔内，其起到密封和定位作用，吸入压帽10设于吸入压盖9一端的外表面，其起到压紧吸入压盖9的作用。
Claims (6)
1.一种液力端总成，包括液力端总成阀箱（10），液力端总成阀箱（10）内设有相互连通的位于上侧的排出高压腔体（10-1）及位于下侧的吸入低压腔体（10-2），排出高压腔体（10-1）、吸入低压腔体（10-2）的底部均设有锥孔，排出高压腔体（10-1）顶部设有排出压盖（5），排出压盖（5）上设有排出压帽（7），吸入低压腔体（10-2）的一侧设有吸入压盖（9），吸入压盖（9）的外侧设有吸入压帽（11），其特征在于，所述排出高压腔体（10-1）内设有吸入阀组件，吸入低压腔体（10-2）内设有排出阀组件；所述吸入阀组件包括设于排出高压腔体（10-1）底部锥孔内的球式阀座一（1），球式阀座一（1）上设有聚合球一（2），球式阀座一（1）上设有与聚合球一（2）下侧相配合的凹陷锥度部分，聚合球一（2）的上侧与球式扶正器一（3）相配合，球式扶正器一（3）的顶端设于排出吸入压盖（5）内，球式扶正器一（3）与排出吸入压盖（5）之间设有压缩弹簧一（4）；所述排出阀组件包括设于吸入低压腔体（10-2）底部锥孔内的球式阀座二（1’），球式阀座二（1’）上设有聚合球二（2’），球式阀座二（1’）上设有与聚合球二（2’）下侧相配合的凹陷锥度部分，聚合球二（2’）的上侧与球式扶正器二（3’）相配合，球式扶正器二（3’）的顶端通过弹簧支架（8）与吸入压盖（9）连接，球式扶正器二（3’）与弹簧支架（8）之间设有压缩弹簧二（4’）；所述弹簧支架（8）包括中心为安装孔（8-2）的套筒主体（8-1），安装孔（8-2）与球式扶正器二（4）的顶端相配合；套筒主体（8-1）的外缘为向下延伸的支撑部（8-3），支撑部（8-3）的一侧设有与吸入压盖（9）相配合的定位连接部（8-4）；所述吸入压盖（9）靠近吸入低压腔体（10-2）的一侧设有凸圆台阶，所述定位连接部（8-4）上设有与吸入压盖（9）一端的凸圆台阶相配合的定位孔（8-5）。
2.如权利要求1所述的液力端总成，其特征在于，所述球式阀座一（1）、球式阀座二（1’）的结构相同，均包括中心设有阀座内孔（1-2）的环形主体（1-1），环形主体（1）上侧的凹陷锥度部分为与相应聚合球的接触面，该接触面为圆弧形，与聚合球形成线性密封结构；阀座内孔（1-2）的底部设有加强筋（1-3）。
3.如权利要求2所述的液力端总成，其特征在于，所述环形主体（1-1）的外缘设有密封槽（1-4）。
4.如权利要求1所述的液力端总成，其特征在于，所述球式扶正器一（3）、球式扶正器二（3’）的结构相同，均包括导向直柄（3-1），导向直柄（3-1）下端连接扶正主体（3-2），扶正主体（3-2）下侧设有与对应聚合球相配合的凹陷锥度部分（3-3）。
5.如权利要求1所述的液力端总成，其特征在于，所述套筒主体（8-1）内设有导向胶套（8-6）。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的液力端总成，其特征在于，所述液力端总成阀箱（10）内与吸入阀组件、排出阀组件之间分别设有缓冲垫一（6）、缓冲垫二（6’）。
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Denomination of invention: A hydraulic end assembly Effective date of registration: 20230111 Granted publication date: 20170222 Pledgee: Export Import Bank of China Gansu Branch Pledgor: SHANGHAI QINGHE MACHINERY Co.,Ltd. Registration number: Y2023620000009 |
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