CN105822517B - 六缸对置单作用高压柱塞泵 - Google Patents

六缸对置单作用高压柱塞泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及泵设备技术领域，特别是一种六缸对置单作用高压柱塞泵。所述泵壳内设有六个缸体，主动轴设在泵壳中部，相比传统五缸泵主动轴安装高度下降了600mm，有效降低了泵的重心，安装方便，便于维修。动力端为曲轴连杆机构，曲轴连杆机构包括曲轴和连杆，每个缸体内设置曲轴和连杆；主动轴带动曲轴连杆机构运动，曲轴连杆机构带动液力活塞做功。主动轴穿过曲轴内孔；减小了体积和重量，重量减少30%。设备更加紧凑，有效地解决了缸体单侧安装所产生的较大振动，同时减少了变速齿轮箱的使用，设备连接更加简便，动力传动更加高效。实现了作业需求的140Mpa的高压力，5m3/min的大排量。

Description

六缸对置单作用高压柱塞泵
技术领域
本发明涉及泵设备技术领域，特别是一种六缸对置单作用高压柱塞泵。
背景技术
目前，油气田作业使用大量压裂车、固井车及洗井车，上述设备中均配置有高压柱塞泵作为流体介质输送动力源，现有高压柱塞泵多采用三缸或五缸泵，缸体间并列排布，缸数越多其泵体体积、重量、曲轴长度均明显增大。大体积和大重量影响设备运输和使用，回转运动中惯性作用使得曲轴产生较大振动，曲轴整体的机械性能大幅降低。三缸或五缸泵的缸体多设置在泵体上侧，由于缸体安装位置偏上出现泵体重心偏高和动力轴装配不便等问题，需要选配变速齿轮箱与动力轴匹配安装，进一步增加了整体设备的重量和体积。
此外，部分三缸或五缸泵的柱塞泵对曲轴进行了改进以提升曲轴机械性能（如专利名称：五缸柱塞泵曲轴结构，申请号：CN201220141150.0）。曲轴中设置中空弯曲空腔降低曲轴重量，减少回转运动中产生的振动。但实际使用中现有柱塞泵体积重量大的缺点严重制约了生产效率，特别是一些特殊工况下需要高压力、大排量的输送流体介质，现有设备无法满足油气田作业工作需求。
发明内容
本发明解决现有技术的不足提供一种高压力、大排量、体积小、重量轻、运行平稳的六缸对置单作用高压柱塞泵。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种六缸对置单作用高压柱塞泵，包括泵壳和动力端，所述泵壳内设有六个缸体，动力端为曲轴连杆机构，曲轴连杆机构包括曲轴和连杆，主动轴设在泵壳中部，主动轴穿过曲轴，主动轴带动曲轴连杆机构运动，曲轴连杆机构带动液力活塞做功。
所述曲轴上开设通孔，曲轴间的通孔拼接组成空腔，空腔内穿入主动轴。
所述曲轴上通孔孔径为180mm-200mm。
所述泵壳左、右两侧各设置三个缸体，在曲轴左、右间隔排布，相邻曲轴间夹角180°。
所述主动轴一端与动力源连接，主动轴另一端与太阳轮连接，太阳轮与行星轮啮合，太阳轮驱动行星轮转动，行星轮还与齿圈啮合，行星轮绕齿圈旋转，行星轮与行星架固定连接，行星架跟随行星轮转动，行星架上套装曲轴连杆机构，行星架带动曲轴连杆机构运动。
本发明的有益效果为：
1、本设备为六缸对置单作用高压柱塞泵，所述泵壳内设有六个缸体，主动轴设在泵壳中部，相比传统五缸泵主动轴安装高度下降了600mm，有效降低了泵的重心，安装方便，便于维修。动力端为曲轴连杆机构，曲轴连杆机构包括曲轴和连杆，每个缸体内设置柱塞和连杆；主动轴带动曲轴连杆机构运动，曲轴连杆机构带动液力活塞做功。主动轴穿过曲轴通孔；减小了体积和重量，重量减少30%。设备更加紧凑，有效地解决了缸体单侧安装所产生的较大振动，同时减少了变速齿轮箱的使用，设备连接更加简便，动力传动更加高效。实现了作业需求的140Mpa的高压力，4.2-5m3/min的大排量。
2、曲轴上开设通孔，空腔内穿入主动轴。彻底改变了现有曲轴结构，主动轴和曲轴连杆机构运动时振动大幅降低。
3、泵壳内左、右两侧各设置三个缸体，曲轴间左、右间隔排布，相邻曲轴间夹角180°。使用六个工作缸，以180度水平对向排列在曲轴中心两侧，有效节省了台面空间，重量与体积均小于五缸泵，可实现高压力，大排量，能可靠达到市场需求。六个工作缸水平对置排列安装，工作平稳，振动小；曲轴整体尺寸缩短，自身强度增大；曲轴工作时两端的作用力大小、方向一致，受力均匀使用寿命大幅延长。
4、采用一端动力源输入，通过在曲轴内孔中安装的主动轴两端配套的传动系统同步、同向驱动曲轴回转，使曲轴载荷均匀，工作可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的动力传动示意图。
具体实施方式
一种六缸对置单作用高压柱塞泵，包括泵壳和动力端，所述泵壳内设有六个缸体，动力端为曲轴连杆机构，曲轴连杆机构包括曲轴6和连杆7，主动轴1设在泵壳中部，主动轴1穿过曲轴，主动轴1带动曲轴连杆机构运动，曲轴连杆机构带动液力活塞做功。所述曲轴6上开设通孔，曲轴间的通孔拼接组成空腔，空腔内穿入主动轴1。所述泵壳左、右两侧各设置三个缸体，曲轴间左、右间隔排布，相邻曲轴间夹角180°。所述曲轴6上通孔孔径为180mm-200mm。
主动轴1一端与动力源连接，主动轴1另一端与太阳轮2连接，太阳轮2与行星轮3啮合，太阳轮2驱动行星轮3转动，行星轮3还与齿圈5啮合，行星轮3绕齿圈5旋转，行星轮3与行星架4固定连接，行星架4跟随行星轮3转动，行星架4上套装曲轴连杆机构，行星架4带动曲轴连杆机构运动。
使用时，曲轴6开设空心通孔，空心通孔便于主动轴1的内置安装。曲轴上安装行星减速机构，由内置主动轴1实现两端行星轮系太阳轮的同步、同向的联动。驱动行星减速机构的行星架及相联的曲轴做整周回转运动，使安装于曲轴上的六个连杆带动柱塞依次做往复运动，旋转一周完成六个冲次。

Claims (3)

1.一种六缸对置单作用高压柱塞泵，包括泵壳和动力端，其特征在于所述泵壳内设有六个缸体，所述泵壳左、右两侧各设置三个缸体，在曲轴左、右间隔排布，相邻曲轴间夹角180°，动力端为曲轴连杆机构，曲轴连杆机构包括曲轴（6）和连杆（7），主动轴（1）设在泵壳中部，主动轴（1）穿过曲轴，所述曲轴（6）上开设通孔，曲轴间的通孔拼接组成空腔，空腔内穿入主动轴（1），主动轴（1）带动曲轴连杆机构运动，曲轴连杆机构带动液力活塞做功。
2.根据权利要求1所述的一种六缸对置单作用高压柱塞泵，其特征在于所述曲轴（6）上通孔孔径为180mm-200mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种六缸对置单作用高压柱塞泵，其特征在于所述主动轴（1）一端与动力源连接，主动轴（1）另一端与太阳轮（2）连接，太阳轮（2）与行星轮（3）啮合，太阳轮（2）驱动行星轮（3）转动，行星轮（3）还与齿圈（5）啮合，行星轮（3）绕齿圈（5）旋转，行星轮（3）与行星架（4）固定连接，行星架（4）跟随行星轮（3）转动，行星架（4）上套装曲轴连杆机构，行星架（4）带动曲轴连杆机构运动。
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