CN110439805A - 一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子及其加工方法，其能实现全金属锥形螺杆泵的定子单体的快速生产。一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其包括2节以上定子单体，其特征在于：定子单体的一端设有定位凹槽、另一端设有定位凸起，定子单体的内腔型面自定位凸起的顶端面贯穿并延伸至定位凹槽的底端面，两节定子单体相邻端部的定位凹槽与定位凸起相互拼合并且定位凹槽的底端面与定位凸起的顶端面相互贴合，使得两节定子单体之间不能相互旋转并且两节定子单体的内腔型面于拼接处重合。拼接后，各定子单体的内腔型面连续、无断层，拼接处无错位，实现全金属锥形螺杆泵的定子单体的精准、快速组装，进而实现定子的快速生产。

Description

一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子及其加工方法
技术领域
本发明涉及全金属螺杆泵技术领域，具体涉及一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子。
背景技术
全金属锥形螺杆泵相较于传统的全金螺杆泵，具有以下优势：
1、全金属锥形螺杆泵能够在定子、转子磨损后，通过沿轴线方向移动转子，实现调节后的转子和定子之间的间隙仍然处于最佳范围，进而保证全金属锥形螺杆泵的抽油压力，确保原油泵出并维持较高的出液量，进而有效延长全金属锥形螺杆泵的使用寿命；
2、在停电砂卡后，不仅转子转动较为省力、方便，而且转子只需向上提升一段距离，使得转子的锥形螺旋结构的外螺纹曲面、定子的锥形螺旋结构的内螺纹曲面之间的间距增大，从而实现解卡。
全金属锥形螺杆泵的定子与传统的全金螺杆泵的定子加工类似，都是先加工单节定子单体，然后将多节定子单体定位拼接、焊接。但是，全金属锥形螺杆泵的定子单体的长度却小于传统的全金螺杆泵的定子单体的长度，主要是受刀杆长度的限制，具体原因如下：
1、传统的全金螺杆泵的定子的内腔型面不带锥度，加工过程中，刀杆相对于定子坯料偏心设置，刀杆位置固定，定子坯料旋转并前进，加工过程中，定子坯料的内孔始终对刀具以及刀座、刀杆具有支撑作用，进而能够防止刀杆振动，因此，定子单体的长度不受刀杆长度限制；
2、全金属锥形螺杆泵的定子由于其内腔型面带有锥度，从内腔型面的小头至大头加工，或者大头至小头加工过程中，刀杆沿径向方向的位置是变化的，在加工过程中，定子坯料内孔无法一直对刀具以及刀座、刀杆具有支撑作用，刀杆的长度不宜过长，以防止刀杆振动，确保加工精度，因此，定子单体的长度受到刀杆长度限制，故全金属锥形螺杆泵的定子单体的长度小于传统的全金螺杆泵的定子单体的长度。
全金属锥形螺杆泵的定子单体的长度小于传统的全金螺杆泵的定子单体的长度会导致相同长度的定子的组装、定位的次数的增加，如何实现全金属锥形螺杆泵的定子的快速生产一直是行业亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子及其加工方法，其能实现全金属锥形螺杆泵的定子单体的快速生产。
一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其包括2节以上定子单体，其特征在于：所述定子单体的一端设有定位凹槽、另一端设有定位凸起，所述定子单体的内腔型面自所述定位凸起的顶端面贯穿并延伸至所述定位凹槽的底端面，两节定子单体相邻端部的定位凹槽与定位凸起相互拼合并且定位凹槽的底端面与定位凸起的顶端面相互贴合，使得两节定子单体之间不能相互旋转并且两节定子单体的内腔型面于拼接处重合。
进一步的，所述定位凹槽和所述定位凸起均为腰形、环状结构，两节定子单体相邻端部的定位凹槽的内外径、外径、偏心距与定位凸起内径、外径、偏心距分别相等。
进一步的，所述定位凹槽的底端面和所述定位凸起的顶端面均为平面并与定子单体的轴线垂直。
进一步的，所述定子单体自所述定位凸起的顶端面至所述定位凹槽的底端面的长度，或者说，所述定子单体的内腔型面沿轴线方向的长度为全金属锥形螺杆泵的导程的整数倍。
进一步的，所述定位凸起和所述定位凹槽沿所述定子单体轴线方向的投影重合。
进一步的，所述定子单体拼接的端部分别设有环形的焊缝。
进一步的，所述定子单体包括2节端部定子单体和1节以上中间定子单体，其中一节端部定子单体设有定位凹槽、另一节端部定子单体设有定位凸起，所述中间定子单体的一端设有定位凸起、另一端设有定位凹槽，所述端部定子单体的内腔型面自一端的定位凸起的顶端面/定位凹槽的底端面贯穿并延伸至另一端的端面，所述中间定子单体的内腔型面自定位凸起的顶端面贯穿并延伸至定位凹槽的底端面。
上述全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、定位固定内腔型面经粗加工后的定子单体，于定子单体的一端加工形成所述定位凹槽，并对定子单体的内腔型面进行精加工；
S2、倒置经步骤S1精加工后的定子单体，并以所述定位凹槽定位定子单体，固定定子单体，于定子单体的另一端加工形成所述定位凸起；
S3、将经步骤S2精加工后的各节定子单体通过所述定位凹槽、定位凸起定位拼接，所述定位凹槽的底端面与所述定位凸起的顶端面相互贴合，将拼接后的各节定子单体焊接固定。
进一步的，步骤 S1中，对定子单体一半长度的内腔型面进行精加工，步骤S2中，对定子单体剩余一半长度的内腔型面进行精加工。
进一步的，步骤 S1中，对定子单体整体长度的内腔型面进行精加工。
本发明的定子，拼接后，两节定子单体相邻端部的定位凸起的顶端面和定位凹槽的底端面是相互贴合的，确保各定子单体的内腔型面连续、无断层，同时，通过定位凸起和定位凹槽实现定子单体之间的相互定位，防止转动并确保两节定子单体的内腔型面于拼接处重合，能够使得各定子单体的内腔型面于拼接处无错位，确保拼接后的内腔型面整体准确，进而避免使用对接调整装置，实现全金属锥形螺杆泵的定子单体的精准、快速组装，进而实现定子的快速生产。
本发明的定子的加工方法，由于定位凹槽和定子单体的内腔型面是在步骤 S1中以同一基准加工成形，步骤S2中的定位凸起或和剩余未加工的内腔型面是以定位凹槽为基准进行加工，定位准确、有效，进而确保较高的产品精度；同时，加工过程中，若步骤 S1、步骤S2分别对定子单体一半长度的内腔型面进行精加工，相较于步骤 S1对定子单体整体长度的内腔型面进行精加工，能够减小刀杆长度，进而减小刀杆振动，提高加工精度和质量。
附图说明
图1为本发明的单节端部定子单体和单节中间定子单体未拼接状态的结构示意图。
图2为本发明的单节端部定子单体和单节中间定子单体拼接状态的结构示意图。
图3为图2中A处局部放大后的结构示意图。
图4为本发明的定子单体带定位凸起一端的结构示意图。
图5为本发明的定子单体带定位凹槽一端的结构示意图。
具体实施方式
如图1~图5所示，一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其包括2节以上定子单体，定子单体的一端设有定位凹槽、另一端设有定位凸起，定子单体的内腔型面4自定位凸起3的顶端面6贯穿并延伸至定位凹槽2的底端面7，两节定子单体相邻端部的定位凹槽2与定位凸起3相互拼合并且定位凹槽2的底端面与定位凸起3的顶端面相互贴合，使得两节定子单体之间不能相互旋转并且两节定子单体的内腔型面于拼接处重合，内腔型面于拼接处重合具体是指两节定子单体的内腔型面于定位凹槽2的底端面7、定位凸起3的顶端面6处的截面重合，如图3所示，定子单体拼接处、非定位凹槽-定位凸起的端面存在缝隙8，由于误差存在，难以同时确保定位凹槽-定位凸起的端面、缝隙8对应的两侧定子单体端面双定位贴合；
具体的，定子单体包括2节端部定子单体1a和1节以上中间定子单体1b，其中一节端部定子单体1a设有定位凹槽2、另一节端部定子单体（未示出）设有定位凸起3，中间定子单体的一端设有定位凸起3、另一端设有定位凹槽2，端部定子单体1a、中间定子单体1b拼接的端部分别设有倒角，进而在拼接后环形的焊缝5，端部定子单体的内腔型面自一端的定位凸起的顶端面/定位凹槽的底端面贯穿并延伸至另一端的端面，中间定子单体的内腔型面自定位凸起的顶端面贯穿并延伸至定位凹槽的底端面；
定子单体自定位凸起3的顶端面至定位凹槽2的底端面的长度D，或者说，定子单体的内腔型面4沿轴线方向的长度为全金属锥形螺杆泵的单个导程长度，定位凸起3和定位凹槽2沿定子单体轴线方向的投影重合，即两者正对设置，在其它实施例中，定子单体的内腔型面4沿轴线方向的长度也可以是其它整数倍或非整数倍，非整数倍时只要确保两节定子单体的内腔型面于拼接处重合即可，但随着定子单体的内腔型面4长度的增加，刀杆振动加剧，因此，内腔型面4长度优选为1-3个导程长度。
定位凹槽2和定位凸起3均优选为腰形、环状结构，两节定子单体相邻端部的定位凹槽的内外径、外径、偏心距与定位凸起内径、外径、偏心距分别相等，腰形、环状结构的设置不仅能够防止两节定子单体之间相互旋转，而且加工方便，定位凹槽2的底端面和定位凸起3的顶端面均为平面，确保组装后的各定子单体的内腔型面4连续衔接。
上述全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子的加工方法，包括以下步骤：
S1、定位固定内腔型面4经粗加工后的定子单体，于定子单体的一端加工形成定位凹槽2，并对定子单体一半长度的内腔型面4进行精加工；
S2、倒置经步骤S1精加工后的定子单体，并以定位凹槽2定位定子单体，固定定子单体，于定子单体的另一端加工形成定位凸起3，并对定子单体剩余一半长度的内腔型面4进行精加工；
S3、将经步骤S2精加工后的各节定子单体通过定位凹槽2、定位凸起3定位拼接，定位凹槽2的底端面与定位凸起3的顶端面相互贴合，将拼接后的各节定子单体焊接固定。

Claims (10)

1.一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其包括2节以上定子单体，其特征在于：所述定子单体的一端设有定位凹槽、另一端设有定位凸起，所述定子单体的内腔型面自所述定位凸起的顶端面贯穿并延伸至所述定位凹槽的底端面，两节定子单体相邻端部的定位凹槽与定位凸起相互拼合并且定位凹槽的底端面与定位凸起的顶端面相互贴合，使得两节定子单体之间不能相互旋转并且两节定子单体的内腔型面于拼接处重合。
2.根据权利要求1所述的一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其特征在于，所述定位凹槽和所述定位凸起均为腰形、环状结构，两节定子单体相邻端部的定位凹槽的内外径、外径、偏心距与定位凸起内径、外径、偏心距分别相等。
3.根据权利要求1所述的一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其特征在于，所述定位凹槽的底端面和所述定位凸起的顶端面均为平面并与定子单体的轴线垂直。
4.根据权利要求1所述的一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其特征在于，所述定子单体自所述定位凸起的顶端面至所述定位凹槽的底端面的长度，或者说，所述定子单体的内腔型面沿轴线方向的长度为全金属锥形螺杆泵的导程的整数倍。
5.根据权利要求1所述的一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其特征在于，所述定位凸起和所述定位凹槽沿所述定子单体轴线方向的投影重合。
6.根据权利要求1所述的一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其特征在于，所述定子单体拼接的端部分别设有环形的焊缝。
7.根据权利要求1所述的一种全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子，其特征在于，所述定子单体包括2节端部定子单体和1节以上中间定子单体，其中一节端部定子单体设有定位凹槽、另一节端部定子单体设有定位凸起，所述中间定子单体的一端设有定位凸起、另一端设有定位凹槽，所述端部定子单体的内腔型面自一端的定位凸起的顶端面/定位凹槽的底端面贯穿并延伸至另一端的端面，所述中间定子单体的内腔型面自定位凸起的顶端面贯穿并延伸至定位凹槽的底端面。
8.权利要求1-7中任一所述全金属锥形螺杆泵的分段组合式的定子的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、定位固定内腔型面经粗加工后的定子单体，于定子单体的一端加工形成所述定位凹槽，并对定子单体的内腔型面进行精加工；
S2、倒置经步骤S1精加工后的定子单体，并以所述定位凹槽定位定子单体，固定定子单体，于定子单体的另一端加工形成所述定位凸起；
S3、将经步骤S2精加工后的各节定子单体通过所述定位凹槽、定位凸起定位拼接，所述定位凹槽的底端面与所述定位凸起的顶端面相互贴合，将拼接后的各节定子单体焊接固定。
9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，步骤 S1中，对定子单体一半长度的内腔型面进行精加工，步骤S2中，对定子单体剩余一半长度的内腔型面进行精加工。
10.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，步骤 S1中，对定子单体整体长度的内腔型面进行精加工。
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