CN111425162A - 一种大通径单双快换旋转防喷器总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大通径单双快换旋转防喷器总成，包括驱动总成、上胶芯旋转总成以及与上胶芯旋转总成底部可拆卸式连接的下胶芯旋转总成；所述上胶芯旋转总成包括上中心轴保护套、上胶芯外壳、上胶芯、上胶芯骨架、上胶芯驱动悬挂器和上胶芯密封压盖。该大通径单双快换旋转防喷器总成兼顾大通径中心轴尺寸和高动密封压力，在确保中心轴通径不变的前提下，可实现高压双胶芯总成和低压单胶芯总成的快速转换，同时，改进了胶芯悬挂器与密封胶芯的连接方式，上部胶芯密封压盖与上胶芯外壳的连接方式，转动密封衬套的固定方式，能够有效防止震动造成螺纹松动、密封衬套磨损而导致的设备密封失效的情况，本发明结构紧凑、简单，便于现场拆装，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及防喷器技术领域，特别是一种大通径单双快换旋转防喷器总成。
背景技术
旋转防喷器是实施欠平衡(液相、气相)钻井、控压钻井等钻井技术的核心设备之一。其主要作用是在一定井口压力条件下，实现钻具的旋转密封和钻进。一般被动式旋转防喷器主要由旋转总成、壳体、卡箍等组成，其中，旋转总成是旋转防喷器的主要组成部分，是实现钻具转动密封的重要组件。
目前所使用的旋转防喷器旋转总成一般分为高压双胶芯总成和低压单胶芯总成，现有高压双胶芯总成由于结构限制其中心轴通径较小，通过钻具能力受限，但是具备大通径中心轴的旋转总成，又多为低压单胶芯，其承压能力低，现场使用需根据情况购置和储备不同规格型号的旋转防喷器总成，既增加成本，又不便于管理。
现有高压级别的旋转防喷器总成，通常采用安装上部胶芯总成和下部胶芯总成的方式以提高其动密封压力，其上部胶芯总成整体为密封腔室，上胶芯密封压盖和上胶芯外壳之间通常采用螺纹或螺栓的方式进行连接。同时，不论是高压双胶芯还是低压单胶芯旋转防喷器总成，其密封胶芯均采用胶芯悬挂器通过螺栓与胶芯连接的方式安装，密封胶芯与悬挂器之间主要依靠螺栓的预紧力使胶芯端面与悬挂器紧密贴合以实现密封。
现场作业过程中，由于钻具旋转、井口震动，容易出现高压双胶芯旋转总成的上胶芯外壳和上胶芯密封压盖出现倒扣或松脱，以及胶芯悬挂器与胶芯贴合面螺栓松脱等现象，进而导致旋转总成密封失效，芯轴磨损、报废等意外情况。
此外，常规旋转防喷器总成通常采用螺纹的方式将耐磨动密封衬套与旋转总成的芯轴进行连接，再与动密封组件之间实现动态密封，为防止旋转过程中动密封衬套脱扣或松脱，通常采用焊点和使用密封胶的方式将其固定，随着使用时间的累计，耐磨动密封衬套密封表面会逐渐磨损而导致动密封失效，拆卸更换动密封衬套时，需使用专用工具或特殊处理才能实现，由于现场条件限制，强制处理可能损伤芯轴、密封组件，造成轴承损坏或报废，只能返厂维修，影响施工进度，维修周期长，运输成本高。公开号为CN209494545U的中国专利提供了一种易拆装旋转防喷器旋转总成，改变了上胶芯连接座与上胶芯安装筒两者之间、上胶芯安装筒、上动密封套和芯轴二者之间以及芯轴、下动密封套和下胶芯安装座三者之间的连接方式，一定程度上缓解上述技术问题发生，但其密封胶芯与胶芯悬挂器之间依旧采用螺纹预紧的方式进行连接和密封，动密封衬套与中芯轴之间仍然使用螺钉进行固定，一旦螺纹松动或螺纹头磨损，仍然可能出现上胶芯密封压盖、密封胶芯悬挂器密封失效、设备难以拆装等问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种大通径单双快换旋转防喷器总成，兼顾大通径中心轴尺寸和高动密封压力，在确保中心轴通径不变的前提下，可实现高压双胶芯总成和低压单胶芯总成的快速转换，同时，改进了胶芯悬挂器与密封胶芯的连接方式，上部胶芯密封压盖与上胶芯外壳的连接方式，转动密封衬套的固定方式，能够有效防止震动造成螺纹松动、密封衬套磨损而导致的设备密封失效的情况，本发明结构紧凑、简单，便于现场拆装，实用性强，易于推广。
本发明采用的技术方案是：
一种大通径单双快换旋转防喷器总成，包括驱动总成、上胶芯旋转总成以及与上胶芯旋转总成底部可拆卸式连接的下胶芯旋转总成；所述上胶芯旋转总成包括上中心轴保护套、上胶芯外壳、上胶芯、上胶芯骨架、上胶芯驱动悬挂器和上胶芯密封压盖；所述上胶芯外壳为中空的环柱形结构，该上胶芯外壳的底部内壁设有向内的凸台，所述下胶芯旋转总成与所述凸台可拆卸式连接，位于所述凸台上部的上胶芯外壳的内壁设有柱面内螺纹，所述上中心轴保护套的外壁柱面设有与上胶芯外壳的柱面内螺纹匹配的柱面外螺纹，所述上中心轴保护套与所述凸台上部的上胶芯外壳的内壁螺纹连接；所述上胶芯设于上胶芯外壳中，其上端面内腔镶嵌上胶芯骨架，所述上胶芯骨架为轴心一侧的轴向截面呈“L”字形的圆环结构，所述上胶芯骨架突出于上胶芯的顶部端面以上的部分为圆柱结构，所述上胶芯驱动悬挂器的内壁包括从下至上设置的两部分柱面，分别为柱面一和柱面二，所述柱面一的内径大于柱面二的内径，所述上胶芯骨架的圆柱结构的外壁与柱面一相适配，该上胶芯骨架的圆柱结构与上胶芯驱动悬挂器的下端可拆卸式连接；所述上胶芯驱动悬挂器的外壁包括从上至下设置的两部分柱面，分别为柱面三和柱面四，所述柱面三的外径小于柱面四的外径，所述上胶芯密封压盖的内壁包括从上至下设置的两部分柱面，分别为柱面五和柱面六，所述柱面五的内径小于柱面六的内径，所述柱面四上设有凸块一，所述柱面六上设有与凸块一相适配的的凹槽一，以限制所述上胶芯驱动悬挂器相对所述上胶芯密封压盖轴向转动及滑动；所述上胶芯密封压盖的中部外壁设有凸块二，所述上胶芯外壳的上端内腔设有与凸块二相适配的凹槽二；所述驱动总成的外壁设有凸块三，所述上胶芯驱动悬挂器的上端面设有与凸块三相适配的凹槽三。驱动总成可带动所述上胶芯驱动悬挂器绕轴转动。
优选的，所述上胶芯骨架的圆柱结构的外壁设有螺纹盲孔一，所述上胶芯驱动悬挂器的柱面一设有贯通上胶芯驱动悬挂器侧壁的沉头孔一，所述沉头孔一的沉头侧位于上胶芯驱动悬挂器的外侧，所述螺纹盲孔一与沉头孔一通过胶芯连接螺钉连接，以限制所述上胶芯轴向转动和滑动，且所述上胶芯骨架的圆柱结构的外壁与上胶芯驱动悬挂器的柱面一之间设有密封圈一，且密封圈一位于胶芯连接螺钉的上方。
优选的，所述上胶芯密封压盖位于凸块二以下的外壁与上胶芯外壳的内壁之间设有密封圈二，所述上胶芯驱动悬挂器的柱面二与所述上胶芯密封压盖的柱面五之间设有密封圈三。
优选的，所述上胶芯驱动悬挂器的柱面四上设有多个相互独立的凸块一，所述上胶芯密封压盖的柱面六上设有多个相互独立且分别凸块一相适配的凹槽一；所述上胶芯密封压盖的中部外壁设有多个相互独立的凸块二，所述上胶芯外壳的上端内腔设有多个相互独立且分别与凸块二相适配的凹槽二。
优选的，所述下胶芯旋转总成包括注油接头、总成上压盖、上动密封衬套、上密封套、扶正轴承、推力轴承、中心轴、总成外壳、轴承座、下密封套、总成下压盖、下动密封衬套、下胶芯悬挂器、下胶芯、下胶芯骨架、下动密封组件、上动密封组件、和平衡压力接头；
所述总成外壳为中空的环柱型结构，其内腔自上而下依次设有第一、第二、第三、第四和第五台阶柱面，所述总成外壳的第一至第三台阶柱面的内径由小变大，所述总成外壳的第三至第五台阶柱面的内径由大变小，所述总成外壳的上端面均布有多个螺纹盲孔二，所述总成外壳的下端面均布有多个螺纹盲孔三，所述总成外壳的上端面还设有螺纹密封孔一，所述总成外壳内设有贯通孔一，所述贯通孔一的一端与螺纹密封孔一连通，另一端与总成外壳内腔连通，所述注油接头设于密封螺纹孔一中，所述总成外壳的第一台阶柱面中部总成外壳的径向设有贯穿总成外壳侧壁的贯通孔二，所述贯通孔二在靠近总成外壳外壁的一侧设有螺纹密封孔二，所述平衡压力接头设于螺纹密封孔二中；
所述中心轴的内腔为等径通孔，所述中心轴的外壁自上而下依次设有第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七台阶柱面，所述中心轴的第一至第四台阶柱面的外径由小变大，所述中心轴的第四至第七台阶柱面的外径由大变小，所述中心轴的最上端面设有多个均布的螺纹盲孔四，所述凸台上设有多个与螺纹盲孔四对应的贯通孔三，所述贯通孔三与螺纹盲孔四通过中心轴连接螺栓连接，所述上中心轴保护套设于中心轴连接螺栓的上部；
所述上动密封衬套为圆环结构，设于中心轴的第一台阶上，所述上动密封衬套的上端面与上胶芯外壳的下端面紧密接触，所述上动密封衬套的上端内壁设有多个向内均布的凸块四，所述中心轴上设有多个分别与凸块四相适配的凹槽四，使所述上动密封衬套相对中心轴不可转动；
所述上密封套与上动密封组件共同设于上动密封衬套的外壁与总成外壳第一台阶柱面之间；
所述总成上压盖为环形结构，通过上连接螺钉与总成外壳上端面的螺纹盲孔二连接，所述总成上压盖的下端面与上密封套和上动密封组件的上端面紧密接触；
所述总成外壳的第二台阶柱面和中心轴的第二台阶柱面之间以及总成外壳的第五台阶柱面和中心轴的第六台阶柱面之间分别设有两组扶正轴承，每组扶正轴承包括以中心轴的轴心对称设置的两个扶正轴承，位于上方的扶正轴承的外圈顶部与上密封套下端面紧密接触，内圈顶部与上动密封衬套的下端面紧密接触，位于下方的扶正轴承的外壁与所述总成外壳的内壁之间设有轴承座，所述总成外壳的第四台阶柱面和中心轴的第三台阶柱面之间以及总成外壳的第四台阶柱面和中心轴的第五台阶柱面之间分别设有两组推力轴承，每组推力轴承包括以中心轴的轴心对称设置的两个推力轴承，位于上方的推力轴承的两端面分别与总成外壳的第四台阶柱面的上端面和中心轴的第三台阶柱面的下端面接触，位于下方的推力轴承的两端面分别与中心轴的第五台阶柱面的上端面和总成外壳的第四台阶柱面的下端面接触，所述轴承座设于所述第扶正轴承的外圈，所述轴承座的上端面与位于下方的推力轴承的上端面接触；
所述下动密封衬套为圆环结构，设于中心轴的第七台阶柱面上，并与位于下方的扶正轴承的下端面接触，所述下动密封衬套的下端内侧均布设有多个向内凸起的凸块四，所述中心轴下端外壁设有多个分别与凸块四相适配的凹槽四，使所述下动密封衬套相对中心轴不可转动；
所述总成下压盖为轴心一侧的轴向截面呈“凸”字形的环形结构，所述总成下压盖的外侧台阶上设有多个分别与总成外壳下端面的螺纹盲孔三对应的贯通孔五，所述贯通孔五与螺纹盲孔三通过下连接螺钉连接，所述总成下压盖的最上端面与轴承座的下端面接触；
所述下密封套与下动密封组件共同设于下动密封衬套的外壁与总成下压盖的内壁之间，所述下密封套的外壁设有柱面外螺纹，所述总成下压盖的最上端内壁设有与下密封套的柱面外螺纹相匹配的柱面内螺纹，所述下密封套与总成下压盖螺纹连接，所述下密封套的上端面与轴承座及位于下方的扶正轴承的下端面接触；
所述下胶芯悬挂器为轴心一侧的轴向截面呈“7”字形的圆环结构，且下胶芯悬挂器的侧面凸出的台阶部分朝向下胶芯悬挂器的内侧，所述中心轴的最下端面设有多个均布的螺纹盲孔五，所述下胶芯悬挂器的上端内侧台阶处设有多个分别与螺纹盲孔五对应的沉头孔二，所述螺纹盲孔五和沉头孔二通过中心轴连接螺栓相连，所述下胶芯悬挂器的外壁下端沿圆周均匀设有多个沿下胶芯悬挂器设置的沉头孔三，所述沉头孔三贯穿下胶芯悬挂器，所述下胶芯悬挂器的最外圆上端设有台阶，所述总成下压盖的下端内侧设于下胶芯悬挂器的台阶内，所述下胶芯的上端面内腔镶嵌下胶芯骨架，所述下胶芯骨架为轴心一侧的轴向截面呈“L”字形的圆环结构，所述下胶芯骨架突出于下胶芯的顶部端面以上的部分为圆柱结构，所述下胶芯骨架的圆柱结构的外壁与下胶芯悬挂器的最下端内壁相适配，所述下胶芯骨架的圆柱结构的外壁设有多个与沉头孔三对应的螺纹盲孔六，所述螺纹盲孔六与沉头孔三通过胶芯连接螺栓连接。
优选的，所述上动密封衬套的上端面与上胶芯外壳的下端面之间设有密封圈四，所述上动密封衬套的内壁与中心轴的外壁之间设有密封圈五；所述上密封套的外壁设有与总成外壳的贯通孔二相匹配的贯通孔四，所述上密封套的外壁与总成外壳的内壁之间对应于贯通孔四的上方和下方分别设有密封圈六；所述上胶芯外壳的下端面外侧设有台阶，所述总成上压盖的上端内侧设于上胶芯外壳的下端面的台阶内，且上胶芯外壳的下端面的台阶的上端面与总成上压盖的上端面之间设有上端密封组件；所述下动密封衬套的内壁与中心轴的第七台阶柱面之间设有密封圈七；所述总成下压盖的外侧台阶以上的柱面与总成外壳第五柱面之间设置密封圈八；所述下胶芯悬挂器上端面与下动密封衬套的下端面相互接触并在之间设有密封圈九；所述下胶芯悬挂器的最外圆上端面与总成下压盖的下端面之间设有下端密封组件；所述下胶芯骨架的圆柱结构的外壁与下胶芯悬挂器的最下端内壁之间设有密封圈十，且密封圈十位于螺纹盲孔六的上方。
优选的，还包括上端密封套和单胶芯驱动套，所述单胶芯驱动套的侧壁沿其轴心设有与螺纹盲孔四对应的沉头孔四，所述沉头孔四贯穿单胶芯驱动套的上下端面，所述单胶芯驱动套的上端面设有与凸块三相适配的凹槽五，驱动总成可带动单胶芯驱动套绕轴转动，在下胶芯旋转总成与上胶芯旋转总成底部拆卸后，所述单胶芯驱动套通过中心轴连接螺栓与螺纹盲孔四连接，所述单胶芯驱动套的内径与中心轴的内腔内径相匹配，所述单胶芯驱动套的外径大于中心轴的第一台阶柱面的外径；所述上端密封套设于单胶芯驱动套的外侧并通过多个均布的螺钉与单胶芯驱动套连接，所述上端密封套的下端面与总成上压盖的上端面之间设置上端密封组件。
本发明的有益效果是：
1、兼顾大通径中心轴尺寸和高动密封压力，在确保中心轴通径相同的前提下，可实现高压双胶芯总成和低压单胶芯总成速转换，在现场使用时，只需将单胶芯旋转防喷器总成的单胶芯驱动套、上端密封套取下，将上胶芯外壳安装在中心轴上，然后再将上胶芯悬挂器、上胶芯压盖及上部胶芯组合好后安装在胶芯外壳中即可转换为高压双胶芯总成，该设计可以使设备一机多用，有效降低使用、维护成本；
2、改进了胶芯悬挂器与密封胶芯的连接方式，将原有端面密封改进为柱面密封，在使用过程中发生震动胶芯连接螺钉即使出现细微松动，由于柱面密封接触面较长，胶芯始终处于密封状态而不会渗漏，更加安全可靠；
3、改进了上胶芯密封压盖与上胶芯外壳的连接方式，将现有螺纹和螺栓连接方式改进为凹凸卡槽连接方式，不会因为使用中出现震动而导致螺纹倒扣或滑丝，确保上部胶芯及外壳的密封性能始终处于安全，同时安装拆卸更容易，劳动强度更低。
4、改进了转动密封衬套的固定方式，采用端面压紧方式限制衬套轴向位移，采用凹凸卡槽的方式限制衬套绕轴转动，同时通过在衬套内壁设置多组密封件，在确保密封效果的前提下，使衬套在微小间隙范围内可以轻微摆动，能够有效减缓转动摩擦时的振动冲击，缓解衬套磨损状况延长寿命，该结构简单，拆装容易，功能适用。本发明结构紧凑，安全可靠，拆装方便，维护容易，便于推广。
附图说明
图1为本发明实施例处于单胶芯状态时的结构示意图；
图2为本发明实施例双胶芯状态时的结构示意图；
图3为本发明实施例中上、下动密封衬套与中心轴配合后的端面俯视结构示意图；
图4为本发明实施例中总成外壳的轴截面结构示意图；
图5为本发明实施例中中心轴的轴截面结构示意图；
附图标记：1、驱动总成，2、注油接头，3、总成上压盖，4、上动密封衬套，5、上密封套，6、扶正轴承，7、推力轴承，8、中心轴，9、总成外壳，10、轴承座，11、下密封套，12、下连接螺钉，13、总成下压盖，14、下动密封衬套，15、下胶芯悬挂器，16、下胶芯，17、下胶芯骨架，18、胶芯连接螺钉，19、下端密封组件，20、中心轴连接螺栓，21、下动密封组件，22、上动密封组件，23、平衡压力接头，24、上端密封组件，25、上连接螺钉，26、上端密封套，27、单胶芯驱动套，28、上中心轴保护套，29、上胶芯外壳，30、上胶芯，31、上胶芯骨架，32、上胶芯驱动悬挂器，33、上胶芯密封压盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
如图2、图3所示，一种大通径单双快换旋转防喷器总成，包括驱动总成1、上胶芯旋转总成以及与上胶芯旋转总成底部可拆卸式连接的下胶芯旋转总成；所述上胶芯旋转总成包括上中心轴保护套28、上胶芯外壳29、上胶芯30、上胶芯骨架31、上胶芯驱动悬挂器32和上胶芯密封压盖33；所述上胶芯外壳29为中空的环柱形结构，该上胶芯外壳29的底部内壁设有向内的凸台，所述下胶芯旋转总成与所述凸台可拆卸式连接，位于所述凸台上部的上胶芯外壳29的内壁设有柱面内螺纹，所述上中心轴保护套28的外壁柱面设有与上胶芯外壳29的柱面内螺纹匹配的柱面外螺纹，所述上中心轴保护套28与所述凸台上部的上胶芯外壳29的内壁螺纹连接；所述上胶芯30设于上胶芯外壳29中，其上端面内腔镶嵌上胶芯骨架31，所述上胶芯骨架31为轴心一侧的轴向截面呈“L”字形的圆环结构，所述上胶芯骨架31突出于上胶芯30的顶部端面以上的部分为圆柱结构，所述上胶芯驱动悬挂器32的内壁包括从下至上设置的两部分柱面，分别为柱面一和柱面二，所述柱面一的内径大于柱面二的内径，所述上胶芯骨架31的圆柱结构的外壁与柱面一相适配，该上胶芯骨架31的圆柱结构与上胶芯驱动悬挂器32的下端可拆卸式连接；所述上胶芯驱动悬挂器32的外壁包括从上至下设置的两部分柱面，分别为柱面三和柱面四，所述柱面三的外径小于柱面四的外径，所述上胶芯密封压盖33的内壁包括从上至下设置的两部分柱面，分别为柱面五和柱面六，所述柱面五的内径小于柱面六的内径，所述柱面四上设有凸块一，所述柱面六上设有与凸块一相适配的的凹槽一，以限制所述上胶芯驱动悬挂器32相对所述上胶芯密封压盖33轴向转动及滑动；所述上胶芯密封压盖33的中部外壁设有凸块二，所述上胶芯外壳29的上端内腔设有与凸块二相适配的凹槽二；所述驱动总成1的外壁设有凸块三，所述上胶芯驱动悬挂器32的上端面设有与凸块三相适配的凹槽三。驱动总成1可带动所述上胶芯驱动悬挂器32绕轴转动。
在其中一个实施例中，所述上胶芯骨架31的圆柱结构的外壁设有螺纹盲孔一，所述上胶芯驱动悬挂器32的柱面一设有贯通上胶芯驱动悬挂器32侧壁的沉头孔一，所述沉头孔一的沉头侧位于上胶芯驱动悬挂器32的外侧，所述螺纹盲孔一与沉头孔一通过胶芯连接螺钉18连接，以限制所述上胶芯30轴向转动和滑动，且所述上胶芯骨架31的圆柱结构的外壁与上胶芯驱动悬挂器32的柱面一之间设有密封圈一，且密封圈一位于胶芯连接螺钉18的上方。
在其中一个实施例中，所述上胶芯密封压盖33位于凸块二以下的外壁与上胶芯外壳29的内壁之间设有密封圈二，所述上胶芯驱动悬挂器32的柱面二与所述上胶芯密封压盖33的柱面五之间设有密封圈三。
在其中一个实施例中，所述上胶芯驱动悬挂器32的柱面四上设有多个相互独立的凸块一，所述上胶芯密封压盖33的柱面六上设有多个相互独立且分别凸块一相适配的凹槽一；所述上胶芯密封压盖33的中部外壁设有多个相互独立的凸块二，所述上胶芯外壳29的上端内腔设有多个相互独立且分别与凸块二相适配的凹槽二。
在其中一个实施例中，所述下胶芯旋转总成包括注油接头2、总成上压盖3、上动密封衬套4、上密封套5、扶正轴承6、推力轴承7、中心轴8、总成外壳9、轴承座10、下密封套11、总成下压盖13、下动密封衬套14、下胶芯悬挂器15、下胶芯16、下胶芯骨架17、下动密封组件21、上动密封组件22、和平衡压力接头23；
所述总成外壳9为中空的环柱型结构，其内腔自上而下依次设有第一、第二、第三、第四和第五台阶柱面，所述总成外壳9的第一至第三台阶柱面的内径由小变大，所述总成外壳9的第三至第五台阶柱面的内径由大变小，所述总成外壳9的上端面均布有多个螺纹盲孔二，所述总成外壳9的下端面均布有多个螺纹盲孔三，所述总成外壳9的上端面还设有螺纹密封孔一，所述总成外壳9内设有贯通孔一，所述贯通孔一的一端与螺纹密封孔一连通，另一端与总成外壳9内腔连通，所述注油接头2设于密封螺纹孔一中，所述总成外壳9的第一台阶柱面中部总成外壳9的径向设有贯穿总成外壳9侧壁的贯通孔二，所述贯通孔二在靠近总成外壳9外壁的一侧设有螺纹密封孔二，所述平衡压力接头23设于螺纹密封孔二中；
所述中心轴8的内腔为等径通孔，所述中心轴8的外壁自上而下依次设有第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七台阶柱面，所述中心轴8的第一至第四台阶柱面的外径由小变大，所述中心轴8的第四至第七台阶柱面的外径由大变小，所述中心轴8的最上端面设有多个均布的螺纹盲孔四，所述凸台上设有多个与螺纹盲孔四对应的贯通孔三，所述贯通孔三与螺纹盲孔四通过中心轴8连接螺栓连接，所述上中心轴保护套28设于中心轴8连接螺栓的上部；
所述上动密封衬套4为圆环结构，设于中心轴8的第一台阶上，所述上动密封衬套4的上端面与上胶芯外壳29的下端面紧密接触，所述上动密封衬套4的上端内壁设有多个向内均布的凸块四，所述中心轴8上设有多个分别与凸块四相适配的凹槽四，使所述上动密封衬套4相对中心轴8不可转动；
所述上密封套5与上动密封组件22共同设于上动密封衬套4的外壁与总成外壳9第一台阶柱面之间；
所述总成上压盖3为环形结构，通过上连接螺钉25与总成外壳9上端面的螺纹盲孔二连接，所述总成上压盖3的下端面与上密封套5和上动密封组件22的上端面紧密接触；
所述总成外壳9的第二台阶柱面和中心轴8的第二台阶柱面之间以及总成外壳9的第五台阶柱面和中心轴8的第六台阶柱面之间分别设有两组扶正轴承6，每组扶正轴承6包括以中心轴8的轴心对称设置的两个扶正轴承6，位于上方的扶正轴承6的外圈顶部与上密封套5下端面紧密接触，内圈顶部与上动密封衬套4的下端面紧密接触，位于下方的扶正轴承6的外壁与所述总成外壳9的内壁之间设有轴承座10，所述总成外壳9的第四台阶柱面和中心轴8的第三台阶柱面之间以及总成外壳9的第四台阶柱面和中心轴8的第五台阶柱面之间分别设有两组推力轴承7，每组推力轴承7包括以中心轴8的轴心对称设置的两个推力轴承7，位于上方的推力轴承7的两端面分别与总成外壳9的第四台阶柱面的上端面和中心轴8的第三台阶柱面的下端面接触，位于下方的推力轴承7的两端面分别与中心轴8的第五台阶柱面的上端面和总成外壳9的第四台阶柱面的下端面接触，所述轴承座10设于所述第扶正轴承6的外圈，所述轴承座10的上端面与位于下方的推力轴承7的上端面接触以受其限制；
所述下动密封衬套14为圆环结构，设于中心轴8的第七台阶柱面上，并与位于下方的扶正轴承6的下端面接触并受其限制，所述下动密封衬套14的下端内侧均布设有多个向内凸起的凸块四，所述中心轴8下端外壁设有多个分别与凸块四相适配的凹槽四，使所述下动密封衬套14相对中心轴8不可转动；
所述总成下压盖13为轴心一侧的轴向截面呈“凸”字形的环形结构，所述总成下压盖13的外侧台阶上设有多个分别与总成外壳9下端面的螺纹盲孔三对应的贯通孔五，所述贯通孔五与螺纹盲孔三通过下连接螺钉12连接，所述总成下压盖13的最上端面与轴承座10的下端面接触并受其限制；
所述下密封套11与下动密封组件21共同设于下动密封衬套14的外壁与总成下压盖13的内壁之间，所述下密封套11的外壁设有柱面外螺纹，所述总成下压盖13的最上端内壁设有与下密封套11的柱面外螺纹相匹配的柱面内螺纹，所述下密封套11与总成下压盖13螺纹连接，所述下密封套11的上端面与轴承座10及位于下方的扶正轴承6的下端面接触并受其限制；
所述下胶芯悬挂器15为轴心一侧的轴向截面呈“7”字形的圆环结构，且下胶芯悬挂器15的侧面凸出的台阶部分朝向下胶芯悬挂器15的内侧，所述中心轴8的最下端面设有多个均布的螺纹盲孔五，所述下胶芯悬挂器15的上端内侧台阶处设有多个分别与螺纹盲孔五对应的沉头孔二，所述螺纹盲孔五和沉头孔二通过中心轴8连接螺栓相连，所述下胶芯悬挂器15的外壁下端沿圆周均匀设有多个沿下胶芯悬挂器15设置的沉头孔三，所述沉头孔三贯穿下胶芯悬挂器15，所述下胶芯悬挂器15的最外圆上端设有台阶，所述总成下压盖13的下端内侧设于下胶芯悬挂器15的台阶内，所述下胶芯16的上端面内腔镶嵌下胶芯骨架17，所述下胶芯骨架17为轴心一侧的轴向截面呈“L”字形的圆环结构，所述下胶芯骨架17突出于下胶芯16的顶部端面以上的部分为圆柱结构，所述下胶芯骨架17的圆柱结构的外壁与下胶芯悬挂器15的最下端内壁相适配，所述下胶芯骨架17的圆柱结构的外壁设有多个与沉头孔三对应的螺纹盲孔六，所述螺纹盲孔六与沉头孔三通过胶芯连接螺栓连接和限位。
在其中一个实施例中，所述上动密封衬套4的上端面与上胶芯外壳29的下端面之间设有密封圈四，所述上动密封衬套4的内壁与中心轴8的外壁之间设有密封圈五；所述上密封套5的外壁设有与总成外壳9的贯通孔二相匹配的贯通孔四，所述上密封套5的外壁与总成外壳9的内壁之间对应于贯通孔四的上方和下方分别设有密封圈六；所述上胶芯外壳29的下端面外侧设有台阶，所述总成上压盖3的上端内侧设于上胶芯外壳29的下端面的台阶内，且上胶芯外壳29的下端面的台阶的上端面与总成上压盖3的上端面之间设有上端密封组件24；所述下动密封衬套14的内壁与中心轴8的第七台阶柱面之间设有密封圈七；所述总成下压盖13的外侧台阶以上的柱面与总成外壳9第五柱面之间设置密封圈八；所述下胶芯悬挂器15上端面与下动密封衬套14的下端面相互接触并在之间设有密封圈九；所述下胶芯悬挂器15的最外圆上端面与总成下压盖13的下端面之间设有下端密封组件19；所述下胶芯骨架17的圆柱结构的外壁与下胶芯悬挂器15的最下端内壁之间设有密封圈十，且密封圈十位于螺纹盲孔六的上方。
在其中一个实施例中，如图1所示，还包括上端密封套26和单胶芯驱动套27，所述单胶芯驱动套27的侧壁沿其轴心设有与螺纹盲孔四对应的沉头孔四，所述沉头孔四贯穿单胶芯驱动套27的上下端面，所述单胶芯驱动套27的上端面设有与凸块三相适配的凹槽五，驱动总成1可带动单胶芯驱动套27绕轴转动，当需要作为单胶芯状态使用时，将下胶芯旋转总成与上胶芯旋转总成底部拆卸后，所述单胶芯驱动套27通过中心轴8连接螺栓与螺纹盲孔四连接，所述单胶芯驱动套27的内径与中心轴8的内腔内径相匹配，所述单胶芯驱动套27的外径大于中心轴8的第一台阶柱面的外径；所述上端密封套26设于单胶芯驱动套27的外侧并通过多个均布的螺钉与单胶芯驱动套27连接，所述上端密封套26的下端面与总成上压盖3的上端面之间设置上端密封组件24，下部下胶芯旋转总成即可与上端密封套26和单胶芯驱动套27组成单胶芯状态，直接与驱动总成1配合使用。
所述上胶芯30和下胶芯16可采用相同的材料制作，且结构和尺寸均可相同。
所述上胶芯骨架31、下胶芯骨架17可采用相同的材料制作，且结构和尺寸均可相同。
所述上端密封组件24和下端密封组件19采用四氟矩形圈与波形弹簧组合的方式制作。
运用本发明所述大通径单双快换旋转防喷器总成，兼顾大通径中心轴尺寸和高动密封压力，在确保中心轴通径相同的前提下，可实现高压双胶芯总成和低压单胶芯总成速转换，在现场使用时，只需将单胶芯旋转防喷器总成的单胶芯驱动套、上端密封套取下，将上胶芯外壳安装在中心轴上，然后再将上胶芯悬挂器、上胶芯压盖及上部胶芯组合好后安装在胶芯外壳中即可转换为高压双胶芯总成，该设计可以使设备一机多用，有效降低使用、维护成本。
运用本发明所述大通径单双快换旋转防喷器总成，改进了胶芯悬挂器与密封胶芯的连接方式，将原有端面密封改进为柱面密封，在使用过程中发生震动胶芯连接螺钉即使出现细微松动，由于柱面密封接触面较长，胶芯始终处于密封状态而不会渗漏，更加安全可靠。
运用本发明所述大通径单双快换旋转防喷器总成，改进了上胶芯密封压盖与上胶芯外壳的连接方式，将现有螺纹和螺栓连接方式改进为凹凸卡槽连接方式，不会因为使用中出现震动而导致螺纹倒扣或滑丝，确保上部胶芯及外壳的密封性能始终处于安全，同时安装拆卸更容易，劳动强度更低。
运用本发明所述大通径单双快换旋转防喷器总成，改进了转动密封衬套的固定方式，采用端面压紧方式限制衬套轴向位移，采用凹凸卡槽的方式限制衬套绕轴转动，同时通过在衬套内壁设置多组密封件，在确保密封效果的前提下，使衬套在微小间隙范围内可以轻微摆动，能够有效减缓转动摩擦时的振动冲击，缓解衬套磨损状况延长寿命，该结构简单，拆装容易，功能适用。本发明结构紧凑，安全可靠，拆装方便，维护容易，便于推广。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种大通径单双快换旋转防喷器总成，其特征在于，包括驱动总成(1)、上胶芯旋转总成以及与上胶芯旋转总成底部可拆卸式连接的下胶芯旋转总成；所述上胶芯旋转总成包括上中心轴保护套(28)、上胶芯外壳(29)、上胶芯(30)、上胶芯骨架(31)、上胶芯驱动悬挂器(32)和上胶芯密封压盖(33)；所述上胶芯外壳(29)为中空的环柱形结构，该上胶芯外壳(29)的底部内壁设有向内的凸台，所述下胶芯旋转总成与所述凸台可拆卸式连接，位于所述凸台上部的上胶芯外壳(29)的内壁设有柱面内螺纹，所述上中心轴保护套(28)的外壁柱面设有与上胶芯外壳(29)的柱面内螺纹匹配的柱面外螺纹，所述上中心轴保护套(28)与所述凸台上部的上胶芯外壳(29)的内壁螺纹连接；所述上胶芯(30)设于上胶芯外壳(29)中，其上端面内腔镶嵌上胶芯骨架(31)，所述上胶芯骨架(31)为轴心一侧的轴向截面呈“L”字形的圆环结构，所述上胶芯骨架(31)突出于上胶芯(30)的顶部端面以上的部分为圆柱结构，所述上胶芯驱动悬挂器(32)的内壁包括从下至上设置的两部分柱面，分别为柱面一和柱面二，所述柱面一的内径大于柱面二的内径，所述上胶芯骨架(31)的圆柱结构的外壁与柱面一相适配，该上胶芯骨架(31)的圆柱结构与上胶芯驱动悬挂器(32)的下端可拆卸式连接；所述上胶芯驱动悬挂器(32)的外壁包括从上至下设置的两部分柱面，分别为柱面三和柱面四，所述柱面三的外径小于柱面四的外径，所述上胶芯密封压盖(33)的内壁包括从上至下设置的两部分柱面，分别为柱面五和柱面六，所述柱面五的内径小于柱面六的内径，所述柱面四上设有凸块一，所述柱面六上设有与凸块一相适配的的凹槽一；所述上胶芯密封压盖(33)的中部外壁设有凸块二，所述上胶芯外壳(29)的上端内腔设有与凸块二相适配的凹槽二；所述驱动总成(1)的外壁设有凸块三，所述上胶芯驱动悬挂器(32)的上端面设有与凸块三相适配的凹槽三。
2.根据权利要求所述的大通径单双快换旋转防喷器总成，其特征在于，所述上胶芯骨架(31)的圆柱结构的外壁设有螺纹盲孔一，所述上胶芯驱动悬挂器(32)的柱面一设有贯通上胶芯驱动悬挂器(32)侧壁的沉头孔一，所述沉头孔一的沉头侧位于上胶芯驱动悬挂器(32)的外侧，所述螺纹盲孔一与沉头孔一通过胶芯连接螺钉(18)连接，且所述上胶芯骨架(31)的圆柱结构的外壁与上胶芯驱动悬挂器(32)的柱面一之间设有密封圈一，且密封圈一位于胶芯连接螺钉(18)的上方。
3.根据权利要求所述的大通径单双快换旋转防喷器总成，其特征在于，所述上胶芯密封压盖(33)位于凸块二以下的外壁与上胶芯外壳(29)的内壁之间设有密封圈二，所述上胶芯驱动悬挂器(32)的柱面二与所述上胶芯密封压盖(33)的柱面五之间设有密封圈三。
4.根据权利要求所述的大通径单双快换旋转防喷器总成，其特征在于，所述上胶芯驱动悬挂器(32)的柱面四上设有多个相互独立的凸块一，所述上胶芯密封压盖(33)的柱面六上设有多个相互独立且分别凸块一相适配的凹槽一；所述上胶芯密封压盖(33)的中部外壁设有多个相互独立的凸块二，所述上胶芯外壳(29)的上端内腔设有多个相互独立且分别与凸块二相适配的凹槽二。
5.根据权利要求1所述的大通径单双快换旋转防喷器总成，其特征在于，所述下胶芯旋转总成包括注油接头(2)、总成上压盖(3)、上动密封衬套(4)、上密封套(5)、扶正轴承(6)、推力轴承(7)、中心轴(8)、总成外壳(9)、轴承座(10)、下密封套(11)、总成下压盖(13)、下动密封衬套(14)、下胶芯悬挂器(15)、下胶芯(16)、下胶芯骨架(17)、下动密封组件(21)、上动密封组件(22)、和平衡压力接头(23)；
所述总成外壳(9)为中空的环柱型结构，其内腔自上而下依次设有第一、第二、第三、第四和第五台阶柱面，所述总成外壳(9)的第一至第三台阶柱面的内径由小变大，所述总成外壳(9)的第三至第五台阶柱面的内径由大变小，所述总成外壳(9)的上端面均布有多个螺纹盲孔二，所述总成外壳(9)的下端面均布有多个螺纹盲孔三，所述总成外壳(9)的上端面还设有螺纹密封孔一，所述总成外壳(9)内设有贯通孔一，所述贯通孔一的一端与螺纹密封孔一连通，另一端与总成外壳(9)内腔连通，所述注油接头(2)设于密封螺纹孔一中，所述总成外壳(9)的第一台阶柱面中部总成外壳(9)的径向设有贯穿总成外壳(9)侧壁的贯通孔二，所述贯通孔二在靠近总成外壳(9)外壁的一侧设有螺纹密封孔二，所述平衡压力接头(23)设于螺纹密封孔二中；
所述中心轴(8)的内腔为等径通孔，所述中心轴(8)的外壁自上而下依次设有第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七台阶柱面，所述中心轴(8)的第一至第四台阶柱面的外径由小变大，所述中心轴(8)的第四至第七台阶柱面的外径由大变小，所述中心轴(8)的最上端面设有多个均布的螺纹盲孔四，所述凸台上设有多个与螺纹盲孔四对应的贯通孔三，所述贯通孔三与螺纹盲孔四通过中心轴(8)连接螺栓连接，所述上中心轴保护套(28)设于中心轴(8)连接螺栓的上部；
所述上动密封衬套(4)为圆环结构，设于中心轴(8)的第一台阶上，所述上动密封衬套(4)的上端面与上胶芯外壳(29)的下端面紧密接触，所述上动密封衬套(4)的上端内壁设有多个向内均布的凸块四，所述中心轴(8)上设有多个分别与凸块四相适配的凹槽四；
所述上密封套(5)与上动密封组件(22)共同设于上动密封衬套(4)的外壁与总成外壳(9)第一台阶柱面之间；
所述总成上压盖(3)为环形结构，通过上连接螺钉(25)与总成外壳(9)上端面的螺纹盲孔二连接，所述总成上压盖(3)的下端面与上密封套(5)和上动密封组件(22)的上端面紧密接触；
所述总成外壳(9)的第二台阶柱面和中心轴(8)的第二台阶柱面之间以及总成外壳(9)的第五台阶柱面和中心轴(8)的第六台阶柱面之间分别设有两组扶正轴承(6)，每组扶正轴承(6)包括以中心轴(8)的轴心对称设置的两个扶正轴承(6)，位于上方的扶正轴承(6)的外圈顶部与上密封套(5)下端面紧密接触，内圈顶部与上动密封衬套(4)的下端面紧密接触，位于下方的扶正轴承(6)的外壁与所述总成外壳(9)的内壁之间设有轴承座(10)，所述总成外壳(9)的第四台阶柱面和中心轴(8)的第三台阶柱面之间以及总成外壳(9)的第四台阶柱面和中心轴(8)的第五台阶柱面之间分别设有两组推力轴承(7)，每组推力轴承(7)包括以中心轴(8)的轴心对称设置的两个推力轴承(7)，位于上方的推力轴承(7)的两端面分别与总成外壳(9)的第四台阶柱面的上端面和中心轴(8)的第三台阶柱面的下端面接触，位于下方的推力轴承(7)的两端面分别与中心轴(8)的第五台阶柱面的上端面和总成外壳(9)的第四台阶柱面的下端面接触，所述轴承座(10)设于所述第扶正轴承(6)的外圈，所述轴承座(10)的上端面与位于下方的推力轴承(7)的上端面接触；
所述下动密封衬套(14)为圆环结构，设于中心轴(8)的第七台阶柱面上，并与位于下方的扶正轴承(6)的下端面接触，所述下动密封衬套(14)的下端内侧均布设有多个向内凸起的凸块四，所述中心轴(8)下端外壁设有多个分别与凸块四相适配的凹槽四；
所述总成下压盖(13)为轴心一侧的轴向截面呈“凸”字形的环形结构，所述总成下压盖(13)的外侧台阶上设有多个分别与总成外壳(9)下端面的螺纹盲孔三对应的贯通孔五，所述贯通孔五与螺纹盲孔三通过下连接螺钉(12)连接，所述总成下压盖(13)的最上端面与轴承座(10)的下端面接触；
所述下密封套(11)与下动密封组件(21)共同设于下动密封衬套(14)的外壁与总成下压盖(13)的内壁之间，所述下密封套(11)的外壁设有柱面外螺纹，所述总成下压盖(13)的最上端内壁设有与下密封套(11)的柱面外螺纹相匹配的柱面内螺纹，所述下密封套(11)与总成下压盖(13)螺纹连接，所述下密封套(11)的上端面与轴承座(10)及位于下方的扶正轴承(6)的下端面接触；
所述下胶芯悬挂器(15)为轴心一侧的轴向截面呈“7”字形的圆环结构，且下胶芯悬挂器(15)的侧面凸出的台阶部分朝向下胶芯悬挂器(15)的内侧，所述中心轴(8)的最下端面设有多个均布的螺纹盲孔五，所述下胶芯悬挂器(15)的上端内侧台阶处设有多个分别与螺纹盲孔五对应的沉头孔二，所述螺纹盲孔五和沉头孔二通过中心轴(8)连接螺栓相连，所述下胶芯悬挂器(15)的外壁下端沿圆周均匀设有多个沿下胶芯悬挂器(15)设置的沉头孔三，所述沉头孔三贯穿下胶芯悬挂器(15)，所述下胶芯悬挂器(15)的最外圆上端设有台阶，所述总成下压盖(13)的下端内侧设于下胶芯悬挂器(15)的台阶内，所述下胶芯(16)的上端面内腔镶嵌下胶芯骨架(17)，所述下胶芯骨架(17)为轴心一侧的轴向截面呈“L”字形的圆环结构，所述下胶芯骨架(17)突出于下胶芯(16)的顶部端面以上的部分为圆柱结构，所述下胶芯骨架(17)的圆柱结构的外壁与下胶芯悬挂器(15)的最下端内壁相适配，所述下胶芯骨架(17)的圆柱结构的外壁设有多个与沉头孔三对应的螺纹盲孔六，所述螺纹盲孔六与沉头孔三通过胶芯连接螺栓连接。
6.根据权利要求5所述的大通径单双快换旋转防喷器总成，其特征在于，所述上动密封衬套(4)的上端面与上胶芯外壳(29)的下端面之间设有密封圈四，所述上动密封衬套(4)的内壁与中心轴(8)的外壁之间设有密封圈五；所述上密封套(5)的外壁设有与总成外壳(9)的贯通孔二相匹配的贯通孔四，所述上密封套(5)的外壁与总成外壳(9)的内壁之间对应于贯通孔四的上方和下方分别设有密封圈六；所述上胶芯外壳(29)的下端面外侧设有台阶，所述总成上压盖(3)的上端内侧设于上胶芯外壳(29)的下端面的台阶内，且上胶芯外壳(29)的下端面的台阶的上端面与总成上压盖(3)的上端面之间设有上端密封组件(24)；所述下动密封衬套(14)的内壁与中心轴(8)的第七台阶柱面之间设有密封圈七；所述总成下压盖(13)的外侧台阶以上的柱面与总成外壳(9)第五柱面之间设置密封圈八；所述下胶芯悬挂器(15)上端面与下动密封衬套(14)的下端面相互接触并在之间设有密封圈九；所述下胶芯悬挂器(15)的最外圆上端面与总成下压盖(13)的下端面之间设有下端密封组件(19)；所述下胶芯骨架(17)的圆柱结构的外壁与下胶芯悬挂器(15)的最下端内壁之间设有密封圈十，且密封圈十位于螺纹盲孔六的上方。
7.根据权利要求5所述的大通径单双快换旋转防喷器总成，其特征在于，还包括上端密封套(26)和单胶芯驱动套(27)，所述单胶芯驱动套(27)的侧壁沿其轴心设有与螺纹盲孔四对应的沉头孔四，所述沉头孔四贯穿单胶芯驱动套(27)的上下端面，所述单胶芯驱动套(27)的上端面设有与凸块三相适配的凹槽五，在下胶芯旋转总成与上胶芯旋转总成底部拆卸后，所述单胶芯驱动套(27)通过中心轴(8)连接螺栓与螺纹盲孔四连接，所述单胶芯驱动套(27)的内径与中心轴(8)的内腔内径相匹配，所述单胶芯驱动套(27)的外径大于中心轴(8)的第一台阶柱面的外径；所述上端密封套(26)设于单胶芯驱动套(27)的外侧并通过多个均布的螺钉与单胶芯驱动套(27)连接，所述上端密封套(26)的下端面与总成上压盖(3)的上端面之间设置上端密封组件(24)。
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2020
- 2020-05-07 CN CN202010375560.0A patent/CN111425162A/zh active Pending
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