CN113513459A - 柱塞泵液力端启闭装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种柱塞泵液力端启闭装置，属于油田注水系统技术领域。该柱塞泵液力端启闭装置包括阀片、阀座、弹性部件和连接件；阀片包括中心孔、至少两个过流通道、限位槽和缓冲面；阀座包括定位孔、至少两个进液通道和至少两个排液通道；阀座与阀片同轴安装；阀座安装在柱塞泵的液力端；弹性部件安装在限位槽中；弹性部件的一端与阀片连接，弹性部件的另一端与柱塞泵内的固定座连接。该柱塞泵吸液端启闭装置通过至少两个过流通道分散液体的冲击力，通过弹性部件增强阀片的密封性，实现了延长阀座和阀片的使用寿命，从而提高工作效率以及提高了柱塞泵的泵效。
Description
技术领域
本申请涉及油田注水系统技术领域，特别涉及一种柱塞泵液力端启闭装置。
背景技术
随着油田的不断开发，注水方式由清水改为采出水回注。采出水回注的缺点为水质差、杂质多、含油量高，会影响设备的寿命和工作效率。
相关技术中，油田注水系统所用的柱塞泵为常规设计注入清水所用的柱塞泵。柱塞泵的液力端包括进液端和排液端。常规的柱塞泵的液力端启闭装置采用平面单孔结构，该进液端启闭装置包括阀座和阀片。其中，阀座为中间留有过液孔的圆柱体，阀片为中间具有单孔的圆片。阀片的一个端面还包括高出阀片本体的凸台状结构以使弹性部件可以套在阀片上。当柱塞泵的活塞运动使柱塞泵内的压力产生变化时，阀片在压力的作用下沿阀座的轴线往复运动，使液体吸入或排出柱塞泵的液力端。
在本申请的实施过程中，发明人发现，相关技术至少存在以下问题：
相关技术中的液力端启闭装置受污水中杂质的影响，随着污水中的杂质在阀片和阀座之间累积，阀片与阀座之间的密封间隙增大，导致密封性能下降；相关技术中的液力端启闭装置的阀片受到不稳定水流的冲击偏离阀座轴心，降低工作效率；相关技术中的液力端启闭装置，阀片长期在高压水流下进行快速动作，受到不稳定水流的冲击，造成阀片使用寿命减少需要频繁地停泵更换阀片，从而导致了柱塞泵的泵效降低；由于阀片为油田注水系统中的消耗品，频繁更换阀片造成油田注水系统运行成本增加。
发明内容
本申请实施例提供了一种柱塞泵进液端启闭装置，以解决相关技术柱塞泵进液端启闭装置受污水杂质影响密封性能下降以及受水流冲击导致使用寿命减少，降低工作效率以及降低柱塞泵的泵效的问题。所述技术方案如下：
一方面，本申请实施例提供了一种柱塞泵液力端启闭装置，所述柱塞泵液力端启闭装置包括阀片、阀座、弹性部件和连接件；
其中，所述阀片包括中心孔、至少两个过流通道、限位槽和缓冲面；
所述中心孔位于所述阀片的中心，所述中心孔贯通所述阀片；所述至少两个过流通道围绕所述中心孔均匀分布；所述限位槽位于所述阀片的一个端面上；所述限位槽与所述中心孔同轴，所述限位槽包围所述至少两个过流通道；所述缓冲面为围绕所述中心孔的环形凹面，所述缓冲面的表面低于所述阀片的端面；所述缓冲面位于所述阀片上与所述限位槽所在端面相反的端面；
所述阀片为圆柱体结构，所述阀片和所述阀座同轴安装；所述阀座安装在柱塞泵液力端；所述弹性部件安装在所述限位槽中；所述弹性部件的一端与所述阀片连接，所述弹性部件的另一端与柱塞泵内的固定座连接；所述连接件连接所述阀片和所述阀座；
所述弹性部件利用自身弹性控制所述阀片沿所述阀座的轴线运动；所述连接件用于对阀片进行限位。
可选地，所述阀座包括定位孔、至少两个进液通道和至少两个排液通道；
所述定位孔为位于所述阀座轴心的不通孔，所述定位孔内壁具有内螺纹；所述至少两个排液通道围绕所述定位孔均匀分布；所述至少两个进液通道围绕所述至少两个排液通道均匀分布；
所述定位孔用于固定所述连接件；所述至少两个排液通道用于排出液体；所述至少两个进液通道用于吸入液体。
可选地，所述连接件的长度大于所述阀片的工作行程长度。
可选地，所述阀片封堵所述至少两个进液通道，用于控制液体从所述至少两个进液通道进入柱塞泵。
可选地，所述至少两个过流通道的内径为参考值。
可选地，所述至少两个过流通道的内径从所述阀片的所述缓冲面至所述限位槽所在的端面增大。
可选地，所述至少两个进液通道和所述至少两个排液通道为圆形孔、方形孔或异形孔中的至少一种。
可选地，所述至少两个过流通道为圆形孔、方形孔或异形孔中的至少一种。
可选地，所述弹性部件为弹簧。
可选地，所述阀片的材质为聚甲醛或合金。
本申请实施例所提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本申请实施例提供的柱塞泵进液端启闭装置，通过至少两个过流通道围绕阀片的中心孔均匀分布，将柱塞泵吸液或排液时液体的冲击力分散，降低了液体冲击力对阀座和阀片的损坏，延长了阀座和阀片的使用寿命。该柱塞泵进液端启闭装置通过连接件使阀片保持运动轨迹。该柱塞泵进液端启闭装置利用缓冲面降低了杂质累积对柱塞泵液力端启闭装置密封性影响，从而提高工作效率以及提高了柱塞泵的泵效。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置阀片的一个端面的示意图；
图2是本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置阀片的另一个端面的示意图；
图3是本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置阀座的一种可选的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置阀座的一种可选的结构的侧视图；
图5是本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置连接件的一种可选的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置的一种可选的结构示意图。
图中附图标记分别表示：
1—阀片；
11—中心孔；12—过流通道；13—限位槽；14—缓冲面；
2—阀座；
21—定位孔；22—进液通道；23—排液通道；
3—弹性部件；
4—连接件；
图中的实线箭头表示柱塞泵吸液时液体的流向；
图中的虚线箭头表示柱塞泵排液时液体的流向。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例提供了一种柱塞泵液力端启闭装置，如图3所示，该柱塞泵液力端启闭装置包括阀片1、阀座2、弹性部件3和连接件4。
其中，如图1和图2所示，阀片1为圆柱体结构，包括中心孔11、至少两个过流通道12、限位槽13和缓冲面14。中心孔11位于阀片1的中心，中心孔11贯通阀片1。至少两个过流通道12围绕中心孔11均匀分布。限位槽13位于阀片1的一个端面上，限位槽13与中心孔11同轴，限位槽13包围至少两个过流通道12。缓冲面14位于阀片1上与限位槽13所在端面相反的端面。缓冲面14为围绕中心孔11的环形凹面，缓冲面14的表面低于阀片1的端面。
如图3和图4所示，阀座2包括定位孔21、至少两个进液通道22和至少两个排液通道23。定位孔21为位于阀座2轴心的不通孔，定位孔21内壁具有内螺纹。至少两个排液通道23围绕定位孔21均匀分布；至少两个进液通道22围绕至少两个排液通道23均匀分布。定位孔21用于固定连接件4；至少两个排液通道23用于排出液体；至少两个进液通道22用于吸入液体。
如图4所示，当柱塞泵吸液时，液体如图4中实线箭头所示，通过至少两个进液通道22进入柱塞泵中；当柱塞泵排液时，液体如图4中虚线箭头所示，通过至少两个排液通道23从柱塞泵中排出。
阀座2安装在柱塞泵液力端。如图4至图6所示，阀片1和阀座2同轴安装，阀片1的缓冲面14外围的端面封堵阀座2的至少两个进液通道22，用于控制液体从至少两个进液通道22进入柱塞泵。弹性部件3安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵内的固定座连接。连接件4穿过阀片1的中心孔11插入阀座2的定位孔21。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。
阀片1用于控制柱塞泵液力端的开启和关闭。阀座2用于提供液体进入柱塞泵以及液体排出柱塞泵的通道。弹性部件3用于连接阀片1和柱塞泵，弹性部件3利用自身弹性控制阀片1沿阀座2的轴线运动。连接件4连接阀片1和阀座2，用于对阀片1进行限位。
弹性部件3用于控制阀片1沿阀座2的轴线位移。限位槽13用于径向约束弹性部件3，避免弹性部件3与阀片1的连接松动使弹性部件3运动时与阀片1脱离。缓冲面4用于容纳柱塞泵吸入液体中所带的杂质，避免杂质累积在阀片1和阀座2的接触端面之间导致阀片1和阀座2之间的间隙增大，从而减缓杂质累积造成阀片1的密封性降低的速率。
示例性地，当柱塞泵吸液时，阀片1沿阀座2的轴线远离阀座2，解除阀片1的端面对至少两个进液通道22的封堵；当柱塞泵完成吸液时，阀片1在弹性部件3的作用下复位，阀片1的端面重新封堵至少两个进液通道22。当阀片1复位时，弹性部件3对阀片1施加压力，使阀片1与阀座2贴合，增强阀片1的密封效果。
示例性地，当柱塞泵吸液时，柱塞泵的内部形成负压，阀片1在柱塞泵内负压的作用下远离阀座2，解除对至少两个进液通道22的封堵，使液体在负压的作用下被吸入柱塞泵。阀片1控制进液通道22的启闭。
示例性地，当柱塞泵排液时，柱塞泵的内部形成正压，在柱塞泵内正压的作用下阀片1与阀座2贴合的压力增强，使阀片1与阀座2之间的密封效果增强，避免液体经过至少两个排液通道23被排出柱塞泵时发生泄漏。阀片1起到控制液体流通的目的。
示例性地，阀片1的材料为聚甲醛、加强型聚甲醛或合金。聚甲醛和加强型聚甲醛成本低且便于加工，有利于降低阀片1消耗产生的成本。合金的硬度和强度高，有利于增加阀片1的使用寿命。示例性地，阀座2的材料为不锈钢。本申请实施例不对阀片1和阀座2的材料进行限定，在一种可能的实施方式中，弹性部件3为弹簧。可选地，连接件4为螺杆或销钉。
示例性地，至少两个过流通道12、至少两个进液通道22和至少两个排液通道23为圆形孔、方形孔或异形孔中的至少一种。示例性地，至少两个过流通道12的内径为参考值，即从阀片1的缓冲面14至限位槽13所在的端面至少两个过流通道12的内径大小不变，液体从阀片1的缓冲面14一侧进入至少两个过流通道12后流速不发生变化，液体的冲击力也不发生变化。示例性地，至少两个过流通道12的内径从阀片1的缓冲面14至限位槽13所在的端面增大；柱塞泵吸液时，液体从阀片1的缓冲面14一侧进入至少两个过流通道12后流速变慢，从而使液体的压力变小，液体的冲击力变小；柱塞泵排液时，液体从阀片1限位槽13所在的端面进入至少两个过流通道12后流速增大，排出液体的压力增大，柱塞泵的排液效果得到改善。示例性地，阀片1包括6个过流通道12。示例性地，阀座2包括12个进液通道22和6个排液通道23。
在一种可选的实施方式中，本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置的实施方式如下：
如图1和图2所示，阀片1为圆柱体结构，包括中心孔11、至少两个过流通道12、限位槽13和缓冲面14。中心孔11位于阀座1的中心，中心孔11贯通阀座1。至少两个过流通道12围绕中心孔11均匀分布。限位槽13位于阀座1的一个端面上，限位槽13与中心孔11同轴，限位槽13包围至少两个过流通道12。缓冲面14位于阀片1上与限位槽13所在端面相反的端面。缓冲面14为围绕中心孔11的环形凹面，缓冲面14的表面低于阀片1的端面。
如图3所示，阀座2为鼓形圆柱体结构，包括定位孔21、至少两个进液通道22和至少两个排液通道23。定位孔21为位于阀座2轴心的不通孔，定位孔21内壁具有内螺纹。阀座2安装在柱塞泵液力端，阀片1和阀座2同轴安装，阀片1封堵至少两个进液通道22。弹性部件3安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵内的固定座连接。连接件4穿过阀片1的中心孔11插入阀座2的定位孔21。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。
示例性地，当柱塞泵吸液时，柱塞泵内部形成负压。阀片1在负压的作用下，沿着阀座2的轴线向远离阀座2的方向运动，解除阀片1对至少两个进液通道22的封堵。液体经过阀座2的至少两个进液通道22后从阀片1的至少两个过流通道12进入柱塞泵。由于阀片1上的至少两个过流通道12围绕中心孔11均匀分布，所以液体的冲击力被均匀分散，延长了阀片1和阀座2的使用寿命。连接件4使阀片1沿着阀座2的轴线运动。
当柱塞泵完成一个吸液动作后，柱塞泵内部压力恢复初始状态，阀片1在柱塞泵内部压力和弹性部件3的共同作用下复位，重新封堵阀座2的至少两个进液通道22。
柱塞泵的柱塞往复运动时，在柱塞泵内部交替形成正负压，使阀片1往复运动，阀片1每个冲程完成一次吸液动作。
示例性地，本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置的实施方式如下：
阀片1的材质为聚甲醛。阀座2的材质为不锈钢。当阀座2安装在柱塞泵的吸液端时，阀座2与柱塞泵的进液口连通。如图1和图2所示，阀片1为圆柱体结构，包括中心孔11、至少两个过流通道12、限位槽13和缓冲面14。中心孔11位于阀片1的中心，中心孔11贯通阀片1。6个过流通道12围绕中心孔11均匀分布。限位槽13位于阀片1的一个端面上，限位槽13与中心孔11同轴，限位槽13包围6个过流通道12。缓冲面14位于阀片1上与限位槽13所在端面相反的端面。缓冲面14为围绕中心孔11的环形凹面，缓冲面14的表面低于阀片1的端面。
阀座2为鼓形圆柱体结构，包括定位孔21、12个进液通道22和6个排液通道23。定位孔21为位于阀座2轴心的不通孔，定位孔21内壁具有内螺纹。阀座2安装在柱塞泵吸液端，阀片1和阀座2同轴安装，阀片1封堵12个进液通道22。弹性部件3安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵内的固定座连接。连接件4穿过阀片1的中心孔11插入阀座2的定位孔21。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。
当柱塞泵吸液时，柱塞泵内部形成负压。阀片1在负压的作用下，沿着阀座2的轴线向远离阀座2的方向运动，解除对12个进液通道22的封堵。液体经过阀座2的12个进液通道22后从阀片1的6个过流通道12进入柱塞泵。由于阀片1上的6个过流通道12围绕中心孔11均匀分布，所以液体的冲击力被均匀分散，延长了阀片1和阀座2的使用寿命。被吸入液体中的杂质被缓冲面14容纳，避免了杂质在阀片1和阀座2的接触面之间累积。连接件4使阀片1沿着阀座2的轴线运动。
当柱塞泵完成一个吸液动作后，柱塞泵内部压力恢复初始状态，阀片1在柱塞泵内部压力和弹性部件3的共同作用下复位，重新封堵12个进液通道。
柱塞泵的柱塞往复运动时，在柱塞泵内部交替形成正负压，使阀片1往复运动，阀片1每个冲程完成一次吸液动作。
示例性地，本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置的实施方式如下：
当柱塞泵的进液端和排液端位于同侧时，阀座2同时与柱塞泵的进液口和排液口连通。阀座2的材质为不锈钢。阀片1的材质为聚甲醛。
阀片1包括中心孔11、6个过流通道12、限位槽13和缓冲面14。其中，中心孔11位于阀片1的中心，中心孔11贯通阀片1。6个过流通道12围绕中心孔11均匀分布。限位槽13位于阀片1的一个端面上，限位槽13与中心孔11同轴，限位槽13包围6个过流通道12。连接件4穿过中心孔11插入阀座2的定位孔21。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。6个过流通道12为圆形孔，6个过流通道12的内径为参考值，柱塞泵吸入液体时，液体从阀片1的缓冲面14一侧进入6个过流通道12后流速不变，液体的压力不变，液体的冲击力不变。
阀片1具有限位槽13的一面朝向柱塞泵内部。弹性部件3与限位槽13之间采用过盈配合，弹性部件3通过静力压入法安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵的固定座连接。
阀座2为鼓形圆柱体结构，包括定位孔21、12个进液通道22和6个排液通道23。定位孔21为位于阀座2轴心的不通孔，定位孔21内壁具有内螺纹。阀座2安装在柱塞泵吸液端，阀片1和阀座2同轴安装，阀片1封堵12个进液通道22。弹性部件3安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵内的固定座连接。连接件4穿过阀片1的中心孔11插入阀座2的定位孔21。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。
当柱塞泵吸液时，柱塞泵内部形成负压。阀片1在负压的作用下，沿着阀座2的轴线向远离阀座2的方向运动，解除阀片1对12个进液通道22的封堵。液体经过阀座2的进液通道22后从阀片1的6个过流通道12进入柱塞泵。由于阀片1上的6个过流通道12围绕中心孔11均匀分布，所以液体的冲击力被均匀分散，延长了阀片1和阀座2的使用寿命。阀片1工作时沿着连接件4往复运动，连接件4使阀片1往复运动时不偏离阀座2的轴线。
当柱塞泵完成一个吸液动作后，柱塞泵内部压力恢复正常，阀片2在柱塞泵内部压力和弹性部件3的共同作用下复位，重新封堵12个进液通道22。
当阀座2的12个进液通道被重新封堵后，柱塞泵内部压力由于柱塞泵活塞的运动继续增大，柱塞泵内的液体在压力作用下经过阀片1的6个过流通道12后从阀座2的6个排液通道23排出柱塞泵。
柱塞泵的柱塞往复运动时，在柱塞泵内部交替形成正负压，使阀片1往复运动，以完成吸液动作。柱塞泵完成一个吸液动作后，柱塞泵内的压力继续增加，将液体排出柱塞泵。
示例性地，本申请实施例提供的柱塞泵吸液端启闭装置的实施方式如下：
阀片1的材质为聚甲醛。阀座2的材质为不锈钢。阀座2的外径为200毫米(mm)，厚度为150mm。
阀片1包括中心孔11、8个过流通道12、限位槽13和缓冲面14。其中，中心孔11位于阀片1的中心，中心孔11贯通阀片1。6个过流通道12围绕中心孔11均匀分布。限位槽13位于阀片1的一个端面上，限位槽13与中心孔11同圆心，限位槽13包围6个过流通道12。连接件4穿过中心孔11插入阀座2的定位孔21。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。阀片1的直径为200mm、厚度为50mm。限位槽13的外径为160mm、宽度为10mm、深度为15mm。缓冲面14的外径为140mm。6个过流通道12的直径为12mm，中心孔11的直径为8mm。6个过流通道为圆形孔，6个过流通道12的内径从阀片1的缓冲面14至限位槽13所在的端面增大，液体从缓冲面14一侧进入6个过流通道12后流速降低。
阀座2为鼓形圆柱体结构，包括定位孔21、12个进液通道22和6个排液通道23。定位孔21为位于阀座2轴心的不通孔，定位孔21内壁具有内螺纹。阀座2安装在柱塞泵吸液端，阀片1和阀座2同轴安装，阀片1封堵12个进液通道22。12个进液通道22的直径为10mm，12个进液通道的分布圆直径为160mm。弹性部件3安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵内的固定座连接。连接件4穿过阀片1的中心孔11插入阀座2的定位孔21。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。
阀片1具有限位槽13的一面朝向柱塞泵内部。弹性部件3安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵内的固定座连接。
当柱塞泵吸液时，柱塞泵内部形成负压。阀片1在负压的作用下，沿着阀片1的轴线向远离阀座2的方向运动，解除阀片1对12个进液通道22的封堵。液体经过阀座2的12个进液通道从阀片1的6个过流通道12进入柱塞泵。由于阀片1上的6个过流通道12围绕中心孔11均匀分布，所以液体的冲击力被均匀分散，延长了阀片1和阀座2的使用寿命。阀片1工作时沿着连接件4往复运动，连接件4使阀片1往复运动时不偏离阀座2的轴线。6个过流通道12的内径从阀片1的缓冲面14至限位槽13所在的端面增大，液体从缓冲面14一侧进入6个过流通道12后流速降低，液体的压力变小，液体的冲击力变小。
当柱塞泵完成一个吸液动作后，柱塞泵内部压力恢复初始状态，阀片1在柱塞泵内部压力和弹性部件3的共同作用下复位。
柱塞泵的柱塞往复运动时，在柱塞泵内部交替形成正负压，使阀片1往复运动，阀片1每个冲程完成一次吸液动作。
在一种可选的实施方式中，本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置的实施方式如下：
阀片1为圆柱体结构，包括中心孔11、至少两个过流通道12、限位槽13和缓冲面14。中心孔11位于阀片1的中心，中心孔11贯通阀片1。至少两个过流通道12围绕中心孔11均匀分布。限位槽13位于阀片1的一个端面上，限位槽13与中心孔11同轴，限位槽13包围至少两个过流通道12。缓冲面14位于阀片1上与限位槽13所在端面相反的端面。缓冲面14为围绕中心孔11的环形凹面，缓冲面14的表面低于阀片1的端面。
阀座2为鼓形圆柱体结构，包括定位孔21、至少两个进液通道22和至少两个排液通道23。定位孔21为位于轴心的不通孔，定位孔21内壁具有内螺纹。阀座2安装在柱塞泵排液端，阀片1和阀座2同轴安装，阀片1封堵至少两个进液通道22。弹性部件3安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵内的固定座连接。连接件4穿过中心孔11插入阀座2的定位孔21。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。
示例性地，当柱塞泵排液时，柱塞泵内部形成正压。在柱塞泵内正压的作用下阀片1与阀座2贴合的压力增大，阀片1和阀座2接触端面之间的密封效果增强。液体经过阀片1的至少两个过流通道12从阀座2的至少两个排液通道23排出柱塞泵。由于阀片1上的至少两个过流通道12围绕中心孔11均匀分布，所以液体的冲击力被均匀分散，减少了不稳定水流对阀片1的冲击力，延长了阀片1和阀座2的使用寿命。连接件4使阀片1沿着阀座2的轴线运动。
柱塞泵的活塞运动时在柱塞泵内形成高于外界的压力，将柱塞泵内的液体排出柱塞泵。
示例性地，当本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置应用于油田注水系统时，该柱塞泵液力端启闭装置的一种可选的实施方式如下：
油田注水系统的柱塞泵的液力端的吸液端和排液端位于柱塞泵的同侧，柱塞泵的液力端同时具有吸液和排液的功能。该柱塞泵液力端启闭装置的阀座2同时连接柱塞泵的进液口和排液口。示例性地，该柱塞泵液力端启闭装置的阀片1的材质为聚甲醛；阀座2的材质为不锈钢。该柱塞泵液力端启闭装置的弹性部件3为弹簧；连接件4为销钉。该柱塞泵液力端启闭装置的阀片1的外径为83.3mm。
阀片1包括中心孔11、6个过流通道12、限位槽13和缓冲面14。其中，中心孔11位于阀片1的中心，中心孔11贯通阀片1。6个过流通道12围绕中心孔11均匀分布。限位槽13位于阀片1的一个端面上，限位槽13与中心孔11同轴，限位槽13包围6个过流通道12。连接件4穿过阀片1的中心孔11插入阀座2的定位孔21。缓冲面14位于阀片1上与限位槽13所在端面相反的端面。缓冲面14为围绕中心孔11的环形凹面，缓冲面14的表面低于阀片1的端面。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。
阀座2为鼓形圆柱体结构，包括定位孔21、12个进液通道22和6个排液通道23。定位孔21为位于轴心的不通孔，定位孔21内壁具有内螺纹。阀座2安装在柱塞泵的液力端，阀片1和阀座2同轴安装，阀片1封堵12个进液通道22。12个进液通道22和柱塞泵的进液口流体连通，6个排液通道23和柱塞泵的排液口流体连通。弹性部件3安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵内的固定座连接。连接件4穿过中心孔11插入阀座2的定位孔21。连接件4的长度大于阀片1的工作行程长度。
阀片1具有限位槽13的一面朝向柱塞泵内部。弹性部件3与限位槽13之间采用过盈配合，弹性部件3通过静力压入法安装在限位槽13中。弹性部件3的一端与阀片1连接，弹性部件3的另一端与柱塞泵的固定座连接。
当柱塞泵吸液时，柱塞泵内部形成负压，阀片1在负压的作用下沿阀座2的轴线远离阀座2，解除阀片1的端面对12个进液通道22的封堵。油田注水需要再利用的污水沿柱塞泵的进液口经阀座2的12个进液通道22后从阀片1的6个过流通道进入柱塞泵中。当柱塞泵完成吸液时，阀片1在弹性部件3的作用下复位，阀片1重新封堵12个进液通道22。
当柱塞泵排液时，柱塞泵内部形成正压。在柱塞泵内部压力的作用下，阀片1与阀座2贴合的压力增大，从而使阀片1与阀座2接触面之间的密封效果增强。柱塞泵通过吸液动作吸入的污水在柱塞泵压力的作用下，经过阀片1的6个过流通道12后从阀座2的6个排液通道23流出柱塞泵。
由于阀片1上的6个过流通道12围绕中心孔11均匀分布，所以液体的冲击力被均匀分散，延长了阀片1和阀座2的使用寿命。在污水进入柱塞泵的过程中，污水中的杂质被容纳在阀片1的缓冲面14中，减缓了杂质在阀片1和阀座2之间的累积，从而减缓了杂质累积导致阀片1和阀座2接触面之间密封间隙增大的速率。阀片1工作时沿着连接件4往复运动，连接件4使阀片1往复运动时不偏离阀座2的轴线。
柱塞泵的柱塞往复运动时，在柱塞泵内部交替形成正负压，使柱塞泵循环完成从柱塞泵吸液口吸取污水后将污水从柱塞泵排液口排出并注入地层的动作。
在油田注水系统采用该柱塞泵液力端启闭装置之前，阀片的加工需通过车削加工高出阀片本体的凸台结构，每个阀片的加工需用料23mm。在油田注水系统采用该柱塞泵液力端启闭装置之后，阀片1不需加工高出阀片本体的凸台结构，每个阀片1的加工需用料16mm，每个阀片1的加工比采用该柱塞泵液力端启闭装置之前阀片的加工节约30％的用料。
综上所述，本申请实施例提供的柱塞泵液力端启闭装置，通过安装连接件使阀片保持运动轨迹；通过至少两个过流通道围绕阀片的中心孔均匀分布，将柱塞泵吸液或排液时液体的冲击力分散，降低了液体冲击力对阀座和阀片的损坏，延长了阀座和阀片的使用寿命；通过设置缓冲面容纳液体中的杂质，减缓了杂质累积造成的密封性下降；通过设置限位槽径向锁定弹性部件，避免了弹性部件的松动和脱落。该柱塞泵液力端启闭装置的阀片加工用料节省，降低了因阀片消耗产生的油田注水系统的运行成本。
以上所述仅为本申请的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述柱塞泵液力端启闭装置包括阀片(1)、阀座(2)、弹性部件(3)和连接件(4)；
其中，所述阀片(1)包括中心孔(11)、至少两个过流通道(12)、限位槽(13)和缓冲面(14)；
所述中心孔(11)位于所述阀片(1)的中心，所述中心孔(11)贯通所述阀片(1)；所述至少两个过流通道(12)围绕所述中心孔(11)均匀分布；所述限位槽(13)位于所述阀片(1)的一个端面上；所述限位槽(13)与所述中心孔(11)同轴，所述限位槽(13)包围所述至少两个过流通道(12)；所述缓冲面(14)为围绕所述中心孔(11)的环形凹面，所述缓冲面(14)的表面低于所述阀片(1)的端面；所述缓冲面(14)位于所述阀片(1)上与所述限位槽(13)所在端面相反的端面；
所述阀片(1)为圆柱体结构，所述阀片(1)和所述阀座(2)同轴安装；所述阀座(2)安装在柱塞泵液力端；所述弹性部件(3)安装在所述限位槽(13)中；所述弹性部件(3)的一端与所述阀片(1)连接，所述弹性部件(3)的另一端与柱塞泵内的固定座连接；所述连接件(4)连接所述阀片(1)和所述阀座(2)；
所述弹性部件(3)利用自身弹性控制所述阀片(1)沿所述阀座(2)的轴线运动；所述连接件(4)用于对阀片(1)进行限位。
2.如权利要求1所述的柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述阀座(2)包括定位孔(21)、至少两个进液通道(22)和至少两个排液通道(23)；
所述定位孔(21)为位于所述阀座(2)轴心的不通孔，所述定位孔(21)内壁具有内螺纹；所述至少两个排液通道(23)围绕所述定位孔(21)均匀分布；所述至少两个进液通道(22)围绕所述至少两个排液通道(23)均匀分布；
所述定位孔(21)用于固定所述连接件(4)；所述至少两个排液通道(23)用于排出液体；所述至少两个进液通道(22)用于吸入液体。
3.如权利要求1或2所述的柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述连接件(4)的长度大于所述阀片(1)的工作行程长度。
4.如权利要求2所述的柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述阀片(1)封堵所述至少两个进液通道(22)，用于控制液体从所述至少两个进液通道(22)进入柱塞泵。
5.如权利要求1所述的柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述至少两个过流通道(12)的内径为参考值。
6.如权利要求1所述的柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述至少两个过流通道(12)的内径从所述阀片(1)的所述缓冲面(14)至所述限位槽(13)所在的端面增大。
7.如权利要求2所述的柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述至少两个进液通道(22)和所述至少两个排液通道(23)为圆形孔、方形孔或异形孔中的至少一种。
8.如权利要求1、5或6所述的柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述至少两个过流通道(12)为圆形孔、方形孔或异形孔中的至少一种。
9.如权利要求1所述的柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述弹性部件(3)为弹簧。
10.如权利要求1、2、3或4所述的柱塞泵液力端启闭装置，其特征在于，所述阀片(1)的材质为聚甲醛或合金。
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| WO2023151120A1 (zh) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | 烟台杰瑞石油服务集团股份有限公司 | 分流器、液力端以及柱塞泵 |
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