CN114876756A - 一种超高压液力端总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高压液力端总成，包括：阀箱，所述阀箱内设置有若干个高压泵送装置，所述高压泵送装置之间通过输液管连通，所述输液管贯穿所述阀箱，并且所述输液管的两端均通过排出口与设备连接。高压泵送装置首先会通过动力端将内部的液体加压至80MPa左右，在高压液体排放至输液管的过程中进行瞬间的超高压加压，使高压液体在进入输液管的过程中可以瞬间加压至约120MPa左右，然后将若干个高压泵送装置通过输液管进行串联从而实现超高压流体的合流、排出的效果，并且高压泵送装置可在进行超高压释放的时候对压力的上限值进行调整，从而使本超高压液力端总成可以在加压范围内进行调节。

Description

一种超高压液力端总成

技术领域

本发明涉及高压液力端技术领域，更具体地说，本发明涉及一种超高压液力端总成。

背景技术

随着科学技术的发展，施工工艺对于高压液体的压力要求也在逐步提高，目前市面常见的液力端总成最高可增压至80MPa，因为柱塞的动力端提供的行程有限、功率有限所以目前80MPa已经是增压瓶颈，为了实现超远距离的运输便需要想办法对高压液体进一步加压。因此，有必要提出一种超高压液力端总成，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种超高压液力端总成，包括：阀箱，所述阀箱内设置有若干个高压泵送装置，所述高压泵送装置之间通过输液管连通，所述输液管贯穿所述阀箱，并且所述输液管的两端均通过排出口与设备连接。

优选的是，所述阀箱上设置有塞孔、进液口和排液口，所述塞孔水平设置在所述阀箱内，所述进液口和所述排液口相对设置并竖直设置在所述阀箱内，所述进液口位于所述阀箱的底部。

优选的是，所述阀箱上设置有观察口，所述塞孔和所述观察口相对设置并水平设置在所述阀箱内，所述观察口用于更换所述阀箱内部的所述高压泵送装置。

优选的是，所述高压泵送装置包括瞬时高压泵柱、进液凡尔体总成和排液凡尔体总成；所述瞬时高压泵柱设置在所述塞孔内，所述排液凡尔体总成设置在所述排液口内，所述进液凡尔体总成设置在所述进液口内，所述瞬时高压泵柱抽入液体时，所述进液凡尔体总成开启，所述瞬时高压泵柱推出液体时，所述排液凡尔体总成开启；所述排液口通过所述排液凡尔体总成与所述输液管连通，所述观察口和所述排液口的端部均通过密封盖密封。

优选的是，所述进液凡尔体总成和所述排液凡尔体总成均由凡尔体和凡尔座组成，所述凡尔体通过胶皮与所述凡尔座密封连接。

优选的是，所述塞孔、所述进液口、所述排液口和所述观察口的交汇处形成液腔，所述液腔内设置有支撑件，所述进液凡尔体总成的顶部、所述排液凡尔体总成的底部和所述瞬时高压泵柱的端部均与所述支撑件抵接。

优选的是，所述阀箱为不锈钢材质制成。

优选的是，所述瞬时高压泵柱包括活动管、活塞头、第一套管、第二套管、第三套管和活动柱；所述活塞头设置在所述活动管的一端，并通过连杆与所述第一套管连接，所述活动管的另一端与动力端连接，所述活动管位于所述塞孔内，所述第一套管、所述第二套管和所述第三套管均设置在所述活动管内，所述第三套管与所述活动管的内壁连接，所述活动柱的一端与所述第三套管连接，所述活动柱的另一端与所述第一套管连接，并且所述活动柱的端部与所述连杆的端部之间形成空腔，所述第一套管通过第一弹性件与所述第三套管连接，所述第二套管套设在所述活动柱上，所述第二套管位于所述第一套管和所述第三套管之间，并且所述第一套管通过第二弹性件与所述第二套管连接。

优选的是，所述活动柱的端部与所述第三套管的内壁之间通过螺套连接，所述活动柱的端部设置有固定台，动力端通过所述固定台与所述活动柱连接固定，所述活动柱的侧壁上设置有限位环，所述第二套管与所述限位环抵接，所述限位环和所述螺套的端部之间留有压力调节距离。

优选的是，所述进液凡尔体总成通过减压装置与所述支撑件连接，所述减压装置包括连接管、波纹管、弹力管、上承压法兰和下承压法兰；所述连接管的外壁与所述支撑件或阀箱连接，所述上承压法兰和所述下承压法兰均设置在所述连接管内，并与所述连接管的内壁活动连接，所述上承压法兰和所述下承压法兰之间通过所述弹力管连通，所述上承压法兰的底部通过所述波纹管与所述下承压法兰的顶部连接，所述弹力管位于所述波纹管的内部，所述上承压法兰贯穿所述支撑件与所述液腔连通，所述下承压法兰与所述进液凡尔体总成连通，所述上承压法兰和所述下承压法兰的内壁上均设置有单向流通口，所述单向流通口内设置有气室，所述气室通过气道与所述波纹管的端部连通，所述波纹管与所述上承压法兰和所述下承压法兰的连接处均设置有密封压环，所述气室内的空气可经由所述气道挤压所述密封压环。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

通过高压泵送装置将低压流体吸入，并加压从输液管端部的排出口排出，单个高压泵送装置可产生负压将液体吸入至高压泵送装置内部，然后将吸入的低压液体加压释放至输液管内，高压泵送装置首先会通过动力端将内部的液体加压至80MPa左右，在高压液体排放至输液管的过程中进行瞬间的超高压加压，使高压液体在进入输液管的过程中可以瞬间加压至约120MPa左右，然后将若干个高压泵送装置通过输液管进行串联从而实现超高压流体的合流、排出的效果，并且高压泵送装置可在进行超高压释放的时候对压力的上限值进行调整，从而使本超高压液力端总成可以在加压范围内进行调节。

本发明所述的超高压液力端总成，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的新式不锈钢液力端总成的爆炸图。

图2为本发明所述的新式不锈钢液力端总成主视图的局部剖视图。

图3为图2中A-A方向的剖视图。

图4为本发明所述的超高压液力端总成中瞬时高压泵柱的剖视图。

图5为本发明所述的超高压液力端总成中瞬时高压泵柱的内部结构图。

图6为图5中活动柱的结构示意图。

图7为本发明所述的超高压液力端总成中减压装置的结构示意图。

图8为图7的剖视图。

图9为图8中B-B方向的剖视图。

图中：1阀箱、2输液管、3排出口、4瞬时高压泵柱、41活动管、42活塞头、43第一套管、44第二套管、45第三套管、46活动柱、47连杆、48第一弹性件、49第二弹性件、5进液凡尔体总成、6排液凡尔体总成、7密封盖、8支撑件、9减压装置、91连接管、92波纹管、93弹力管、94上承压法兰、95下承压法兰、96单向流通口、97密封压环。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-图9所示，本发明提供了一种超高压液力端总成，包括：阀箱1，所述阀箱1内设置有若干个高压泵送装置，所述高压泵送装置之间通过输液管2连通，所述输液管2贯穿所述阀箱1，并且所述输液管2的两端均通过排出口3与设备连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果：通过高压泵送装置将低压流体吸入，并加压从输液管2端部的排出口3排出，单个高压泵送装置可产生负压将液体吸入至高压泵送装置内部，然后将吸入的低压液体加压释放至输液管2内，高压泵送装置首先会通过动力端将内部的液体加压至80MPa左右，在高压液体排放至输液管2的过程中进行瞬间的超高压加压，使高压液体在进入输液管2的过程中可以瞬间加压至约120MPa左右，然后将若干个高压泵送装置通过输液管2进行串联从而实现超高压流体的合流、排出的效果，并且高压泵送装置可在进行超高压释放的时候对压力的上限值进行调整，从而使本超高压液力端总成可以在加压范围内进行调节。

在一个实施例中，所述阀箱1上设置有塞孔、进液口和排液口，所述塞孔水平设置在所述阀箱1内，所述进液口和所述排液口相对设置并竖直设置在所述阀箱1内，所述进液口位于所述阀箱1的底部。所述阀箱1上设置有观察口，所述塞孔和所述观察口相对设置并水平设置在所述阀箱1内，所述观察口用于更换所述阀箱1内部的所述高压泵送装置。所述高压泵送装置包括瞬时高压泵柱4、进液凡尔体总成5和排液凡尔体总成6；所述瞬时高压泵柱4设置在所述塞孔内，所述排液凡尔体总成6设置在所述排液口内，所述进液凡尔体总成5设置在所述进液口内，所述瞬时高压泵柱4抽入液体时，所述进液凡尔体总成5开启，所述瞬时高压泵柱4推出液体时，所述排液凡尔体总成6开启；所述排液口通过所述排液凡尔体总成6与所述输液管2连通，所述观察口和所述排液口的端部均通过密封盖7密封。所述进液凡尔体总成5和所述排液凡尔体总成6均由凡尔体和凡尔座组成，所述凡尔体通过胶皮与所述凡尔座密封连接。所述塞孔、所述进液口、所述排液口和所述观察口的交汇处形成液腔，所述液腔内设置有支撑件8，所述进液凡尔体总成5的顶部、所述排液凡尔体总成6的底部和所述瞬时高压泵柱4的端部均与所述支撑件8抵接。所述阀箱1为不锈钢材质制成。

上述技术方案的工作原理及有益效果：瞬时高压泵柱4的直径大于排液口的直径，并且瞬时高压泵柱4通过动力端进行驱动，在进行增压的时候，将进液口与流体源进行连接，动力端驱动瞬时高压泵柱4向外拉出，此时液腔内形成负压，进液凡尔体总成5和排液凡尔体总成6设置在同一直线上，且安装方向相同，当液腔内形成负压之后，位于下方的进液凡尔体总成5打开，排液凡尔体总成6关闭，低压流体从进液口被吸入至液腔内，当动力端推动瞬时高压泵柱4向内运动的时候，液腔内形成正向压力，进液凡尔体总成5在压力下关闭，排液凡尔体总成6打开，液体通过排液口流向输液管2，因为瞬时高压泵柱4的直径大于排液口的直径，因此液体从排液口排出时会形成80MPa左右的高压流体，高压流体在通过排液凡尔体总成6排放至输液管2的过程中，瞬时高压泵柱4会瞬间对高压流体进行再次瞬时加压，使得高压流体可以瞬间加压至120MPa左右形成超高压流体进入输液管2，之后经过若干个高压泵送装置的超高压流体的汇流，使得液力端总成的排出口3可以排出超高压流体，在液腔内设置的支撑件8可以为进液凡尔体总成5和排液凡尔体总成6提供安装支持，并且支撑件8可以作为瞬时高压泵柱4的限位装置，避免瞬时高压泵柱4瞬时加压的时候意外损毁撞到对面的观察口或进入液腔造成设备损坏，在日常维保的时候，操作人员可以通过观察口对阀体1内部的各个组件进行检修、维护和更换。本发明采用不锈钢材质制作阀箱1，以使得液力端总成在超高压下能够具有足够的延展性，在高频压力变换的过程中，不容易出现裂纹，进而提高液力端总成的使用寿命。

在一个实施例中，所述瞬时高压泵柱4包括活动管41、活塞头42、第一套管43、第二套管44、第三套管45和活动柱46；所述活塞头42设置在所述活动管41的一端，并通过连杆47与所述第一套管43连接，所述活动管41的另一端与动力端连接，所述活动管41位于所述塞孔内，所述第一套管43、所述第二套管44和所述第三套管45均设置在所述活动管41内，所述第三套管45与所述活动管41的内壁连接，所述活动柱46的一端与所述第三套管45连接，所述活动柱46的另一端与所述第一套管43连接，并且所述活动柱46的端部与所述连杆47的端部之间形成空腔，所述第一套管43通过第一弹性件48与所述第三套管45连接，所述第二套管44套设在所述活动柱46上，所述第二套管44位于所述第一套管43和所述第三套管45之间，并且所述第一套管43通过第二弹性件49与所述第二套管44连接。所述活动柱46的端部与所述第三套管45的内壁之间通过螺套连接，所述活动柱46的端部设置有固定台，动力端通过所述固定台与所述活动柱46连接固定，所述活动柱46的侧壁上设置有限位环，所述第二套管44与所述限位环抵接，所述限位环和所述螺套的端部之间留有压力调节距离。

上述技术方案的工作原理及有益效果：在瞬时高压泵柱4被动力端带动向外部拉出的时候，首先动力端会带动活动柱46沿着第三套管45平移，活动柱46平移首先带动第一套管43平移压缩第一弹性件48，同时活塞头42在第一套管43的带动下与活动管41的端部抵接并密封，随着活动柱46的持续移动，连杆47与活动柱46端部之间形成空腔，进而在空腔内产生负压，随着活动柱46的移动第二套管44随着限位环与螺套抵接，并与第一套管43一起压缩第二弹性件49，在第二弹性件49和第一弹性件48被压缩至极限位置时，活动管41也被动力端拉至极限位置，此时第一弹性件48、第二弹性件49均被挤压受力，随着瞬时高压泵柱4向液腔内部推入，排液凡尔体总成6打开，液体从液腔内加压释放至输液管2内，在排液凡尔体总成6彻底打开之后，动力端释放活动柱46，在第一弹性件48、第二弹性件49的弹力以及空腔内负压的吸力的作用下，活动柱46快速复位，进而使第一套管44快速推动活塞头42至与支撑件8抵接，从而实现给加压液体进行瞬时的加压形成超高压流体，在动力端释放活动柱46之后，空腔内的负压会先将活动柱46加速吸入复位，之后再活塞头42弹出的时候，连杆47和活动柱46之间依旧会形成负压，配合第一弹性件48和第二弹性件49一起为活塞头42减速，避免活塞头42弹出撞击到支撑件8并且帮助活塞头42复位，第三套管45的内壁设置有螺套，可以通过调节螺套和第三套管45的相对位置来调节限位环与螺套之间的距离，进而调整第二套管44的收缩的起始位置，即调整第一弹性件48的压缩长度，从而对瞬时释放活动柱46的作用力进行调节，以调节瞬时高压泵柱4可增压的压力值。

在一个实施例中，所述进液凡尔体总成5通过减压装置9与所述支撑件8连接，所述减压装置9包括连接管91、波纹管92、弹力管93、上承压法兰94和下承压法兰95；所述连接管91的外壁与所述支撑件8或阀箱1连接，所述上承压法兰94和所述下承压法兰95均设置在所述连接管91内，并与所述连接管91的内壁活动连接，所述上承压法兰94和所述下承压法兰95之间通过所述弹力管93连通，所述上承压法兰94的底部通过所述波纹管92与所述下承压法兰95的顶部连接，所述弹力管93位于所述波纹管92的内部，所述上承压法兰94贯穿所述支撑件8与所述液腔连通，所述下承压法兰95与所述进液凡尔体总成5连通，所述上承压法兰94和所述下承压法兰95的内壁上均设置有单向流通口96，所述单向流通口96内设置有气室，所述气室通过气道与所述波纹管92的端部连通，所述波纹管92与所述上承压法兰94和所述下承压法兰95的连接处均设置有密封压环97，所述气室内的空气可经由所述气道挤压所述密封压环97。

上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述结构的设计，在液腔内的液体被加压排出的时候，液体的压力会在单向流通口96的外壁和上承压法兰94内壁之间产生压力，迫使单向流通口96聚合关闭，单向流通口96有两个分别设置在上承压法兰94和下承压法兰95的管路的内壁上，并且单向流通口96呈喇叭口状，开口较大的一端位于进液端，并与两个承压法兰的内壁连接，开口较小的一端位于排液端，上承压法兰94和下承压法兰95均可相对连接管91滑动，液体可将两个单向流通口96关闭，并在关闭的时候挤压其内部的气室，使气室内的空气由气道到达密封压环97，密封压环97设置在波纹管92与两个承压法兰的连接处，在空气压力的作用下会紧紧夹住波纹管92的两端，避免波纹管92在反复的压缩张开时脱落，在液体压力的作用下也会使得上承压法兰94向下发生位移，在上承压法兰94移动的时候会挤压弹力管93，进一步通过弹力管93的压缩实现密封的效果，通过减压装置9的减压作用，液腔内的低压流体在被加压至高压甚至超高压的时候都不会逆流至进液凡尔体总成5，从而避免压力对进液凡尔体总成5的压迫，进而增加进液凡尔体总成5在本超高压液力端总成内的使用寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种超高压液力端总成，其特征在于，包括：阀箱(1)，所述阀箱(1)内设置有若干个高压泵送装置，所述高压泵送装置之间通过输液管(2)连通，所述输液管(2)贯穿所述阀箱(1)，并且所述输液管(2)的两端均通过排出口(3)与设备连接。

2.根据权利要求1所述的超高压液力端总成，其特征在于，所述阀箱(1)上设置有塞孔、进液口和排液口，所述塞孔水平设置在所述阀箱(1)内，所述进液口和所述排液口相对设置并竖直设置在所述阀箱(1)内，所述进液口位于所述阀箱(1)的底部。

3.根据权利要求2所述的超高压液力端总成，其特征在于，所述阀箱(1)上设置有观察口，所述塞孔和所述观察口相对设置并水平设置在所述阀箱(1)内，所述观察口用于更换所述阀箱(1)内部的所述高压泵送装置。

4.根据权利要求3所述的超高压液力端总成，其特征在于，所述高压泵送装置包括瞬时高压泵柱(4)、进液凡尔体总成(5)和排液凡尔体总成(6)；所述瞬时高压泵柱(4)设置在所述塞孔内，所述排液凡尔体总成(6)设置在所述排液口内，所述进液凡尔体总成(5)设置在所述进液口内，所述瞬时高压泵柱(4)抽入液体时，所述进液凡尔体总成(5)开启，所述瞬时高压泵柱(4)推出液体时，所述排液凡尔体总成(6)开启；所述排液口通过所述排液凡尔体总成(6)与所述输液管(2)连通，所述观察口和所述排液口的端部均通过密封盖(7)密封。

5.根据权利要求4所述的超高压液力端总成，其特征在于，所述进液凡尔体总成(5)和所述排液凡尔体总成(6)均由凡尔体和凡尔座组成，所述凡尔体通过胶皮与所述凡尔座密封连接。

6.根据权利要求5所述的超高压液力端总成，其特征在于，所述塞孔、所述进液口、所述排液口和所述观察口的交汇处形成液腔，所述液腔内设置有支撑件(8)，所述进液凡尔体总成(5)的顶部、所述排液凡尔体总成(6)的底部和所述瞬时高压泵柱(4)的端部均与所述支撑件(8)抵接。

7.根据权利要求1所述的超高压液力端总成，其特征在于，所述阀箱(1)为不锈钢材质制成。

8.根据权利要求6所述的超高压液力端总成，其特征在于，所述瞬时高压泵柱(4)包括活动管(41)、活塞头(42)、第一套管(43)、第二套管(44)、第三套管(45)和活动柱(46)；所述活塞头(42)设置在所述活动管(41)的一端，并通过连杆(47)与所述第一套管(43)连接，所述活动管(41)的另一端与动力端连接，所述活动管(41)位于所述塞孔内，所述第一套管(43)、所述第二套管(44)和所述第三套管(45)均设置在所述活动管(41)内，所述第三套管(45)与所述活动管(41)的内壁连接，所述活动柱(46)的一端与所述第三套管(45)连接，所述活动柱(46)的另一端与所述第一套管(43)连接，并且所述活动柱(46)的端部与所述连杆(47)的端部之间形成空腔，所述第一套管(43)通过第一弹性件(48)与所述第三套管(45)连接，所述第二套管(44)套设在所述活动柱(46)上，所述第二套管(44)位于所述第一套管(43)和所述第三套管(45)之间，并且所述第一套管(43)通过第二弹性件(49)与所述第二套管(44)连接。

9.根据权利要求8所述的超高压液力端总成，其特征在于，所述活动柱(46)的端部与所述第三套管(45)的内壁之间通过螺套连接，所述活动柱(46)的端部设置有固定台，动力端通过所述固定台与所述活动柱(46)连接固定，所述活动柱(46)的侧壁上设置有限位环，所述第二套管(44)与所述限位环抵接，所述限位环和所述螺套的端部之间留有压力调节距离。

10.根据权利要求6所述的超高压液力端总成，其特征在于，所述进液凡尔体总成(5)通过减压装置(9)与所述支撑件(8)连接，所述减压装置(9)包括连接管(91)、波纹管(92)、弹力管(93)、上承压法兰(94)和下承压法兰(95)；所述连接管(91)的外壁与所述支撑件(8)或阀箱(1)连接，所述上承压法兰(94)和所述下承压法兰(95)均设置在所述连接管(91)内，并与所述连接管(91)的内壁活动连接，所述上承压法兰(94)和所述下承压法兰(95)之间通过所述弹力管(93)连通，所述上承压法兰(94)的底部通过所述波纹管(92)与所述下承压法兰(95)的顶部连接，所述弹力管(93)位于所述波纹管(92)的内部，所述上承压法兰(94)贯穿所述支撑件(8)与所述液腔连通，所述下承压法兰(95)与所述进液凡尔体总成(5)连通，所述上承压法兰(94)和所述下承压法兰(95)的内壁上均设置有单向流通口(96)，所述单向流通口(96)内设置有气室，所述气室通过气道与所述波纹管(92)的端部连通，所述波纹管(92)与所述上承压法兰(94)和所述下承压法兰(95)的连接处均设置有密封压环(97)，所述气室内的空气可经由所述气道挤压所述密封压环(97)。

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