CN115163447A - 一种液态二氧化碳高压泵液力端及液态二氧化碳高压泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态二氧化碳高压泵液力端及液态二氧化碳高压泵，该液力端包括集成式液缸体以及连接在集成式液缸体上的多个入口阀组件、多个出口阀组件和多个泵头组件，所述集成式液缸体一侧开设有多个环形凹槽，所述集成式液缸体内部构造有冷却液流入通道和冷却液流出通道，所述填料函固定在集成式液缸体一侧并盖合在环形凹槽外，所述集成式液缸体底面开设有多个下螺纹孔，所述入口阀组件与下螺纹孔连接，所述集成式液缸体顶面开设有多个上螺纹孔，所述出口阀组件与上螺纹孔连接。本发明设计了独特的集成式液缸体，实现了多缸串联，同步安装，安装更快，更稳定，同时实现同步冷却，冷却效果好，保障了泵的有效运行。

Description

一种液态二氧化碳高压泵液力端及液态二氧化碳高压泵

技术领域

本发明涉及泵技术领域，具体涉及一种一种液态二氧化碳高压泵液力端及液态二氧化碳高压泵。

背景技术

液态二氧化碳泵多应用于采油、化工、制药及超临界萃取及干燥行业，作为其中重要的一环，液态二氧化碳泵的性能决定着相关设备的工作稳定性及工作效率。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种液态二氧化碳高压泵液力端的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种液态二氧化碳高压泵液力端，包括集成式液缸体以及连接在集成式液缸体上的多个入口阀组件、多个出口阀组件和多个泵头组件，所述集成式液缸体一侧依次间隔开设有多个环形凹槽，所述集成式液缸体内部构造有分别与不同环形凹槽顶部连通的冷却液流入通道，所述冷却液流入通道延伸至集成式液缸体一端端面形成有冷却液入口，所述集成式液缸体内部构造有分别与不同环形凹槽底部连通的冷却液流出通道，所述冷却液流出通道延伸至集成式液缸体一端端面形成有冷却液出口，所述集成式液缸体在环形凹槽中间开设有柱塞孔，所述泵头组件包括填料函和活动连接在填料函内的柱塞，所述填料函尾部固定在集成式液缸体一侧并盖合在环形凹槽外，所述柱塞插装在柱塞孔内，所述集成式液缸体底面依次间隔开设有多个下螺纹孔，所述入口阀组件与下螺纹孔一一连接，所述集成式液缸体顶面依次间隔开设有多个上螺纹孔，所述出口阀组件与上螺纹孔一一连接，每个柱塞孔底部通过下细长孔与一个下螺纹孔连通，每个柱塞孔顶部通过上细长孔与一个上螺纹孔连通。

优选地，所述泵头组件还包括导向套、多个填料、填料压套和圆螺母，所述填料函开设有连通柱塞孔的安装孔，所述柱塞插设在安装孔和柱塞孔内，所述导向套、填料、填料压套和圆螺母分别依次穿装在柱塞上，所述导向套、填料、隔环、填料压套安装在安装孔内，所述圆螺母螺纹连接在填料函首部，所述相邻两个填料之间设置有隔环。

优选地，所述填料函的尾部围绕安装孔形成有一圈凸缘，所述集成式液缸体围绕柱塞孔开设有容纳凸缘的定位孔，所述填料函尾部端面与集成式液缸体侧面相贴合，所述填料函在凸缘外的端面上开设有一圈第一密封槽，所述第一密封槽位于环形凹槽内，所述第一密封槽内设置有第一O型圈和第一密封挡圈，所述环形凹槽内设置有第二O型圈。

优选地，所述集成式液缸体上穿装有多个固定螺栓，所述固定螺栓与液态二氧化碳高压泵的传动端连接，所述传动端与填料函连接并将填料函固定在集成式液缸体上。

优选地，所述入口阀组件包括第一阀组、第二阀组、入口压套、入口阀室和入口接头，所述入口阀室上端与下螺纹孔螺纹连接，下端与入口接头螺纹连接，所述第一阀组、第二阀组、入口压套依次由上至下安装在入口阀室内，所述入口接头通过入口压套将第一阀组、第二阀组压紧固定在集成式液缸体上，所述第一阀组、第二阀组分别包括阀座套、阀球和阀座，所述阀座套底部开设有容纳阀球上下活动的导向孔，所述阀座套顶部开设有若干呈圆周分布的导流孔，所述导流孔与导向孔连通，所述阀座中间开设有排液孔，所述排液孔由阀球控制与上方导向孔是否连通，所述第一阀组的导流孔与下细长孔连通，所述入口压套开设有连通第二阀组的排液孔与入口接头的过流孔。

优选地，所述出口阀组件包括第三阀组、第四阀组、出口压套、出口阀室和出口接头，所述出口阀室下端与上螺纹孔螺纹连接，上端与出口接头螺纹连接，所述第三阀组、第四阀组、出口压套依次由下至上安装在出口阀室内，所述出口接头通过出口压套将第三阀组、第四阀组压紧固定在集成式液缸体上，所述第一阀组、第二阀组、第三阀组以及第四阀组结构相同，所述第三阀组的排液孔与上细长孔连通，所述出口压套开设有连通第四阀组的导流孔与出口接头的过流孔。

优选地，所述第一阀组、第二阀组、第三阀组以及第四阀组的阀座外周壁开设有一圈第二密封槽，所述第二密封槽内套设有第三O型圈和第二密封挡圈，所述入口压套和出口压套外周壁均开设有一圈第三密封槽，所述第三密封槽内套设有第四O型圈和第三密封挡圈，所述入口阀室上端面和出口阀室下端面分别开设有一圈第四密封槽，所述第四密封槽内套设有第五O型圈和第四密封挡圈，所述入口压套和出口压套外周壁均开设有一圈第五密封槽，所述第五密封槽内套设有第六O型圈和第五密封挡圈。

优选地，所述入口阀组件、出口阀组件和泵头组件均设置为3个。

优选地，所述集成式液缸体为一体加工而成，且采用不锈钢材质。

根据本发明的第二方面，提供了一种液态二氧化碳高压泵，包括上述液态二氧化碳高压泵液力端。

本发明的发明人发现，在现有技术中，现有的液态二氧化碳高压泵液力端容积效率低、安装拆卸繁琐、结构空间需求较大、承压较低以及使用寿命短的问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

本发明的液态二氧化碳高压泵液力端设计了独特的集成式液缸体，实现了多缸串联，同步安装，安装更快，更稳定，同时实现同步冷却，冷却效果好，保障了泵的有效运行。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例提供的液态二氧化碳高压泵液力端的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的液态二氧化碳高压泵液力端的另一结构示意图；

图3是本发明实施例提供的入口阀组件的爆炸示意图；

图4是本发明实施例提供的出口阀组件的爆炸示意图；

图5是本发明实施例提供的液态二氧化碳高压泵液力端的另一结构示意图；

图6是图5中A-A剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

需要说明的是，本发明实施例中的前、后、顶、底、左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

参考图1-图6，本发明提供了一种液态二氧化碳高压泵液力端。

在本发明优选实施例中，如图1所示，本发明实施例的液态二氧化碳高压泵液力端包括集成式液缸体1以及连接在集成式液缸体1上的多个入口阀组件2、多个出口阀组件3和多个泵头组件4。其中，集成式液缸体1为一体加工而成，为长方体结构，上下各设有三个螺纹孔，每组螺纹孔通过细长孔相连通，水平方向有柱塞孔，用于容纳柱塞及过流材质；集成式液缸体1左侧设有冷却液入口及出口，集成式液缸体1上设置有4个螺栓孔，用于螺栓穿过螺栓孔锁紧液缸体；集成式液缸体1可以采用不锈钢材质，或者根据需要采取其他材质。而入口阀组件2、出口阀组件3和泵头组件4的数量均设置为3个，需要说明的是，集成式液缸体1的长度以及入口阀组件2、出口阀组件3和泵头组件4的数量可以根据实际使用要求进行调整。

另外，如图2所示，集成式液缸体1一侧依次间隔开设有多个环形凹槽11，所述集成式液缸体1内部构造有分别与不同环形凹槽11顶部连通的冷却液流入通道，所述冷却液流入通道延伸至集成式液缸体1一端端面形成有冷却液入口12，所述集成式液缸体1内部构造有分别与不同环形凹槽11底部连通的冷却液流出通道，所述冷却液流入通道和冷却液流出通道沿着集成式液缸体1长度方向延伸，所述冷却液流出通道延伸至集成式液缸体1一端端面形成有冷却液出口13，冷却液出口13位于冷却液入口12下方，集成式液缸体1在环形凹槽11中间开设有柱塞孔14。泵头组件4包括填料函41和活动连接在填料函41内的柱塞42，所述填料函41尾部固定在集成式液缸体1一侧并盖合在环形凹槽11外，所述柱塞42插装在柱塞孔14内。集成式液缸体1底面依次间隔开设有多个下螺纹孔，所述入口阀组件2与下螺纹孔一一连接，所述集成式液缸体1顶面依次间隔开设有多个上螺纹孔，所述出口阀组件3与上螺纹孔一一连接。每个柱塞孔14底部通过下细长孔与一个下螺纹孔连通，每个柱塞孔14顶部通过上细长孔与一个上螺纹孔连通。其中，上螺纹孔与下螺纹孔上下一一对应。下细长孔、上细长孔构造在集成式液缸体1内。

本发明设计了冷却液流入通道和冷却液流出通道，用于冷却液的过流及液缸体零件的降温作用，同时两个冷却孔通过环形凹槽相连接，环形凹槽起到连通冷却液入口及出口的作用，同时为液缸体提供冷却，与此同时，冷却液也接触填料函，对填料函起到冷却作用。

在本发明优选实施例中，如图2和图6所示，本发明实施例的泵头组件4还包括导向套43、多个填料44、填料压套45和圆螺母46，所述填料函41开设有连通柱塞孔14的安装孔，所述柱塞42插设在安装孔和柱塞孔14内，所述导向套43、填料44、填料压套45和圆螺母46分别依次穿装在柱塞42上，所述导向套43、填料44、隔环、填料压套45安装在安装孔内，所述圆螺母46螺纹连接在填料函41首部，所述相邻两个填料44之间设置有隔环47。填料44设置在导向套43与填料压套45之间，所述导向套43设置在安装孔最里端，所述填料压套45设置在填料与圆螺母46之间。其中，圆螺母46与填料函通过螺纹相连接，外圆分布有若干圆柱孔，内部有螺纹孔及阶梯通孔，通孔用于容纳柱塞，螺纹孔与填料函上的外螺纹相连接，通过外圆侧的若干圆柱孔，使用专用工具可以锁紧圆螺母，产生轴向力，从而压紧或放松填料。

另外，如图6所示，填料函41的尾部围绕安装孔形成有一圈凸缘，所述集成式液缸体1围绕柱塞孔14开设有容纳凸缘的定位孔，所述填料函41尾部端面与集成式液缸体1侧面相贴合，所述填料函41在凸缘外的端面上开设有一圈第一密封槽411，所述第一密封槽411位于环形凹槽11内，所述第一密封槽411内设置有第一O型圈和第一密封挡圈，所述环形凹槽11内设置有第二O型圈。

在本发明优选实施例中，如图2和图5所示，本发明实施例的集成式液缸体1上穿装有多个固定螺栓5，所述固定螺栓5与液态二氧化碳高压泵的传动端连接，所述传动端与填料函41连接并将填料函41固定在集成式液缸体1上。填料函41固定在集成式液缸体1一侧并盖合在环形凹槽11外。

在本发明优选实施例中，如图3所示，本发明实施例的入口阀组件2包括第一阀组、第二阀组、入口压套21、入口阀室22和入口接头23。入口阀室22上端与下螺纹孔螺纹连接，下端与入口接头23螺纹连接，所述第一阀组、第二阀组、入口压套21依次由上至下安装在入口阀室22内，所述入口接头23通过入口压套21将第一阀组、第二阀组压紧固定在集成式液缸体1上。第一阀组、第二阀组分别包括阀座套24、阀球25和阀座26，所述阀座套24底部开设有容纳阀球25上下活动的导向孔，阀球25设置在导向孔内，所述阀座套24顶部开设有若干呈圆周分布的导流孔，所述阀座套24顶部的顶面为平面，所述导流孔与导向孔连通，所述阀座26中间开设有排液孔，所述排液孔由阀球25控制与上方导向孔是否连通，所述第一阀组的导流孔与下细长孔连通，所述入口压套21开设有连通第二阀组的排液孔与入口接头23的过流孔。

在本发明优选实施例中，如图4所示，本发明实施例的出口阀组件3包括第三阀组、第四阀组、出口压套31、出口阀室32和出口接头33，所述出口阀室32下端与上螺纹孔螺纹连接，上端与出口接头33螺纹连接，所述第三阀组、第四阀组、出口压套31依次由下至上安装在出口阀室32内，所述出口接头33通过出口压套31将第三阀组、第四阀组压紧固定在集成式液缸体1上，所述第一阀组、第二阀组、第三阀组以及第四阀组结构相同，所述第三阀组的排液孔与上细长孔连通，所述出口压套31开设有连通第四阀组的导流孔与出口接头33的过流孔。

在本发明优选实施例中，如图4和图6所示，本发明实施例的第一阀组、第二阀组、第三阀组以及第四阀组的阀座26外周壁开设有一圈第二密封槽261，所述第二密封槽261内套设有第三O型圈和第二密封挡圈，所述入口压套21和出口压套31外周壁均开设有一圈第三密封槽311，所述第三密封槽311内套设有第四O型圈和第三密封挡圈，所述入口阀室22上端面和出口阀室32下端面分别开设有一圈第四密封槽321，所述第四密封槽321内套设有第五O型圈和第四密封挡圈，所述入口压套21下端面和出口压套31上端面均开设有一圈第五密封槽312，所述第五密封槽312内套设有第六O型圈和第五密封挡圈。其中，O型圈与密封挡圈配合使用，起到密封作用，阻止高压液体从缝隙中溢出，或者阻止处冷却液渗漏。

本发明的液态二氧化碳高压泵液力端设计了独特的集成式液缸体，实现了多缸串联，同步安装，安装更快，结构更稳定；同时，在集成式液缸体上实现同步冷却，且简化了冷却管路，冷却效果好，防止液体二氧化碳在压缩过程中以及摩擦产生的热量，防止其汽化，另外，入口阀组件、出口阀组件和泵头组件采用O型圈与密封挡圈配合使用，并且设置多处密封，密封性好，因此，良好的冷却和密封性保障了泵的有效运行，实现了泵在更高压力下运行，满足80MPa以上。

在本发明优选实施例中，本发明实施例还提供了一种液态二氧化碳高压泵，包括上述液态二氧化碳高压泵液力端。

本发明的泵头组件运作原理：

如图6所示，当柱塞向右运动时，在液缸体柱塞腔体内产生负压，在压力的作用下，下方两组单向阀打开，上方两组单向阀闭合，液体被吸入液缸体柱塞腔内；当柱塞向左运动时，在液缸体柱塞腔体内产生正压，压力使下方两组单向阀关闭，上方两组单向阀开启，高压液体排出柱塞腔。其中，球阀安装在阀座套内部，下端与阀座的通孔孔口接触，起到密封作用，阀球可以在阀座套内部上下运动，向上时开启，液体可以流过；向下时闭合，液体无法流过。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种液态二氧化碳高压泵液力端，其特征在于：包括集成式液缸体以及连接在集成式液缸体上的多个入口阀组件、多个出口阀组件和多个泵头组件，所述集成式液缸体一侧依次间隔开设有多个环形凹槽，所述集成式液缸体内部构造有分别与不同环形凹槽顶部连通的冷却液流入通道，所述冷却液流入通道延伸至集成式液缸体一端端面形成有冷却液入口，所述集成式液缸体内部构造有分别与不同环形凹槽底部连通的冷却液流出通道，所述冷却液流出通道延伸至集成式液缸体一端端面形成有冷却液出口，所述集成式液缸体在环形凹槽中间开设有柱塞孔，所述泵头组件包括填料函和活动连接在填料函内的柱塞，所述填料函尾部固定在集成式液缸体一侧并盖合在环形凹槽外，所述柱塞插装在柱塞孔内，所述集成式液缸体底面依次间隔开设有多个下螺纹孔，所述入口阀组件与下螺纹孔一一连接，所述集成式液缸体顶面依次间隔开设有多个上螺纹孔，所述出口阀组件与上螺纹孔一一连接，每个柱塞孔底部通过下细长孔与一个下螺纹孔连通，每个柱塞孔顶部通过上细长孔与一个上螺纹孔连通。

2.根据权利要求1所述的液态二氧化碳高压泵液力端，其特征在于，所述泵头组件还包括导向套、多个填料、填料压套和圆螺母，所述填料函开设有连通柱塞孔的安装孔，所述柱塞插设在安装孔和柱塞孔内，所述导向套、填料、填料压套和圆螺母分别依次穿装在柱塞上，所述导向套、填料、隔环、填料压套安装在安装孔内，所述圆螺母螺纹连接在填料函首部，所述相邻两个填料之间设置有隔环。

3.根据权利要求2所述的液态二氧化碳高压泵液力端，其特征在于，所述填料函的尾部围绕安装孔形成有一圈凸缘，所述集成式液缸体围绕柱塞孔开设有容纳凸缘的定位孔，所述填料函尾部端面与集成式液缸体侧面相贴合，所述填料函在凸缘外的端面上开设有一圈第一密封槽，所述第一密封槽位于环形凹槽内，所述第一密封槽内设置有第一O型圈和第一密封挡圈，所述环形凹槽内设置有第二O型圈。

4.根据权利要求1所述的液态二氧化碳高压泵液力端，其特征在于，所述集成式液缸体上穿装有多个固定螺栓，所述固定螺栓与液态二氧化碳高压泵的传动端连接，所述传动端与填料函连接并将填料函固定在集成式液缸体上。

5.根据权利要求1所述的液态二氧化碳高压泵液力端，其特征在于，所述入口阀组件包括第一阀组、第二阀组、入口压套、入口阀室和入口接头，所述入口阀室上端与下螺纹孔螺纹连接，下端与入口接头螺纹连接，所述第一阀组、第二阀组、入口压套依次由上至下安装在入口阀室内，所述入口接头通过入口压套将第一阀组、第二阀组压紧固定在集成式液缸体上，所述第一阀组、第二阀组分别包括阀座套、阀球和阀座，所述阀座套底部开设有容纳阀球上下活动的导向孔，所述阀座套顶部开设有若干呈圆周分布的导流孔，所述导流孔与导向孔连通，所述阀座中间开设有排液孔，所述排液孔由阀球控制与上方导向孔是否连通，所述第一阀组的导流孔与下细长孔连通，所述入口压套开设有连通第二阀组的排液孔与入口接头的过流孔。

6.根据权利要求5所述的液态二氧化碳高压泵液力端，其特征在于，所述出口阀组件包括第三阀组、第四阀组、出口压套、出口阀室和出口接头，所述出口阀室下端与上螺纹孔螺纹连接，上端与出口接头螺纹连接，所述第三阀组、第四阀组、出口压套依次由下至上安装在出口阀室内，所述出口接头通过出口压套将第三阀组、第四阀组压紧固定在集成式液缸体上，所述第一阀组、第二阀组、第三阀组以及第四阀组结构相同，所述第三阀组的排液孔与上细长孔连通，所述出口压套开设有连通第四阀组的导流孔与出口接头的过流孔。

7.根据权利要求6所述的液态二氧化碳高压泵液力端，其特征在于，所述第一阀组、第二阀组、第三阀组以及第四阀组的阀座外周壁开设有一圈第二密封槽，所述第二密封槽内套设有第三O型圈和第二密封挡圈，所述入口压套和出口压套外周壁均开设有一圈第三密封槽，所述第三密封槽内套设有第四O型圈和第三密封挡圈，所述入口阀室上端面和出口阀室下端面分别开设有一圈第四密封槽，所述第四密封槽内套设有第五O型圈和第四密封挡圈，所述入口压套和出口压套外周壁均开设有一圈第五密封槽，所述第五密封槽内套设有第六O型圈和第五密封挡圈。

8.根据权利要求7所述的液态二氧化碳高压泵液力端，其特征在于，所述入口阀组件、出口阀组件和泵头组件均设置为3个。

9.根据权利要求1所述的液态二氧化碳高压泵液力端，其特征在于，所述集成式液缸体为一体加工而成，且采用不锈钢材质。

10.一种液态二氧化碳高压泵，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的液态二氧化碳高压泵液力端。

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