CN201068844Y - 三缸无波动往复泵 - Google Patents

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本实用新型属于石油机械中的一种三缸无波动往复泵，其采用特殊的偏心轴机械代替了原往复的曲柄连杆机构，特殊设计的偏心轴凸轮形成可实现往复泵活塞运动按梯形线规律运动，从而保证泵的输出流量和压力无波动，改善了工作性能。本实用新型的有益效果是该泵结构简单、体积小、重量轻。与传统往复泵比较：(1)动力可直接输入凸轮轴，省去了中间输入轴，省去了连杆，消除了摆动力；(2)由于不产生流量和压力脉动，省去了吸入和排出空气包；(3)由于凸轮轴比曲轴回转半径小，动力端结构尺寸大大缩小；(4)与同功率泵比，泵总重量可减轻1/3－1/2。广泛应用于油田注水、输油、天燃气液化，轻烃回收等领域，可取得比传统往复泵更优的工作特性，比离心泵更高的压力和相同的流量稳定性。

Description

三缸无波动往复泵
技术领域：
本实用新型属于机械工程技术领域中的弹性流体泵，特别适合于石油机械技术领域中油田注入和输油线上往复泵。
背景技术
往复泵在油田及国民经济各个领域都有着广泛的应用，传统的往复泵动端均采用曲柄连杆机构，既动力由输入轴输入带动曲轴旋转。其旋转运动以连杆带动十字头滑块往复运动，从而实现活塞的往复运动由于这种机构产生的往复运动为准简谐运动，所以其各缸排出的流量也具有简谐规律，因此其总流量是脉动的，压力也是脉动的。尽管采用空气包可减轻流量和压力的脉动，但不能完全消除。
发明内容
本实用新型目的是设计一种三缸无波动往复泵，以克服现有往复泵的缺陷。
具体地说，三缸无波动往复泵，包括将旋转运动转换为直线运动的运动转换部分、传递动力并挤压介质的活塞总成及吸入和排出介质的吸入泵阀和排出泵阀；运动转换部分的滑块(9)与活塞总成中的活塞杆(31)连接，活塞总成中外缸套(34)与吸入泵阀的进口和排出泵阀的出口连通；运动转换部分的输入轴(21)固定端用轴承(66)安装在箱体上且其轴上等距离固定有三个凸轮(16)，在每个凸轮的两侧设有滚子，滚子通过滚子架(15)固定在滑块(9)上，滑块(9)位于导板(8)上是可以左右滑动的；三个滑块分别与三个活塞总成中的活塞杆(31)连接，三个活塞总成中外缸套(34)分别与三个吸入泵阀的进口和排出泵阀的出口连通。
本实用新型中输入轴(21)三个凸轮的排布方式为三个凸轮之间凸径的角度交错120°。
其中的滑块(9)通过介杆(26)与活塞杆(31)连接，在运动转换部分和活塞总成之间用隔板(28)隔开；介杆(26)一端与滑块固定连接，另一端穿过隔板通过介杆箱(30)与活塞杆(31)连接；在介杆上装有挡水帽(29)，挡水帽作用是挡住喷淋用水不飞溅。介杆于隔板之间用介杆密封(27)密封。
在上下两个导板(8)和箱体(4)之间还分别有上调节垫块(17)和调节垫块(6)。
本实用新型三个偏心凸轮在等角位移时，直线位移相等或叠加相等。
本实用新型有益效果是用特殊的设计的偏心轴机构代替了原往复的曲柄连杆机构，特殊设计的偏心轴轮形线可实现往复泵活塞运动按梯形线规律运动，从而保证泵的输出流量和压力无波动，改善了工作性能。具体体现在以下几个方面：
a.由于吸入流量均匀，所以消除了吸入管路的惯性水头损失，改善了吸入性能，提高了泵的安装高度，在使用是可省去灌注泵和吸入空气包；
b.由于排出压力无脉动，所以排出管线工作平稳，不会产生振动。特别适合于油田注水和输油，用作钻井泵时还可稳定壁，对于堵漏也有很大益处；
c.由于排出压力无脉动，所以活塞受力均匀，泵体不会产生振动，泵轴受力条件大大改善，提高了泵轴及其轴承等的寿命；
d.由于用凸轮轴代替了曲轴，所以消除了曲轴转数，增大往复泵冲次提高的排量；
e.该泵可通过更换缸套和调节外置变速箱改变泵冲次的方法调节泵的流量。流量调节范围大，且调节方便。用作钻井泵时，随井深增加，可随时调节流量，使泵工作在接近全功率工作状态，提高了功率利用率；
f.该泵结构简单、体积小、重量轻。与传统往复泵比较：
(1)动力可直接输入轮轴，省去了中间输入轴，省去了连杆，消除了摆动力；(2)由于不产生流量和压力脉动，省去了吸入和排出空气包；(3)由于凸轮轴比曲轴回转半径小，动力端结构尺寸大大缩小；(4)与同功率泵比，泵总重量可减轻1/3-1/2。
本实用新型可广泛应用于油田注水、输油、天燃气液化，、轻烃回收等领域，且特别适应于炼油厂、化工厂、食品饮料厂、制药厂牛奶工厂等对流量要求严格均匀的各个环节的各种介质输送。可取得比传统往复泵更优的工作特性，比离心泵更高的压力和相同的流量稳定性。
附图说明：
图1为实用新型三缸无波动往复泵总装结构示意图。
图2为本实用新型总装结构示意图(图1的俯视图)。
图3为本实用新型总装结构示意图(图1的A-A视图)。
图4为本实用新型中吸入和排出曲线。
图号说明如下表：
  1   底座   37   螺柱
  2   螺栓   38   螺母
  3   弹簧垫片   39   垫片
  4   箱体   40   螺栓
  5   端盖   41   上端盖
  6   调节垫块   42   端板
  7   垫片   43   缸套端密封
  8   导板   44   垫片
  9   滑块   45   泵阀
  10   垫圈   46   O型密封圈
  11   螺栓   47   O型密封圈
  12   垫片   48   进口发兰
  13   弹簧垫片   49   垫片
  14   螺母   50   螺栓
  15   滚子架   51   总进口管
  16   凸轮   52   进口管支撑
  17   上调节垫块   53   螺栓
  18   螺栓   54   螺母
  19   弹簧垫片   55   弹簧垫片
  20   键   56   阀体支撑
  21   输入轴   57   螺栓
  22   导油管   58   垫片
  23   导油管   59   泄水口
  24   垫片   60   水管
  25   螺栓   61   毡封
  26   介杆   62   轴承座
  27   介杆密封   63   弹簧垫片
  28   隔板   64   螺栓
  29   挡水帽   65   轴承端盖
  30   介杆箍   66   轴承
  31   活塞杆   67   挡圈
  32   喷淋罩   68   挡圈
  33   活塞   69   轴承端盖
  34   外缸套   70   密封
  35   缸套箍   71   挡油板
  36   缸套座
具体实施方式：
附图1-3给出了本实用新型具体实施方式。
三缸无波动往复泵，包括将旋转运动转换为直线运动的运动转换部分、传递动力并挤压介质的活塞总成及吸入和排出介质的吸入泵阀和排出泵阀；运动转换部分的滑块9与活塞总成中的活塞杆31连接，活塞总成中外缸套34与吸入泵阀的进口和排出泵阀的出口连通；运动转换部分的输入轴21固定端用轴承66安装在箱体上且其轴上等距离固定有三个凸轮16，在每个凸轮的两侧设有滚子，滚子通过滚子架15固定在滑块9上，滑块9位于导板8上是可以左右滑动的；三个滑块分别与三个活塞总成中的活塞杆31连接，三个活塞总成中外缸套34分别与三个吸入泵阀的进口和排出泵阀的出口连通。输入轴21三个凸轮的排布方式为三个凸轮之间凸径的角度交错120°。其中的滑块9通过介杆26与活塞杆31连接，在运动转换部分和活塞总成之间用隔板28隔开；介杆26一端与滑块固定连接，另一端穿过隔板通过介杆箱30与活塞杆31连接；在介杆上装有挡水帽29，介杆于隔板之间用介杆密封27密封。在上下两个导板8和箱体4之间还分别有上调节垫块17和调节垫块6。为降低工作腔的温度，在缸套上连接有冷却水管60。
本实用新型三个偏心凸轮在等角位移时，直线位移相等或叠加相等。吸入、排出曲线见图4。
本实用新型三缸无波动往复泵的结构特征是：
(1)吸入流量均匀，消除了管路的惯性水头损失，改善了吸入的性能，提高了泵的安装高度，可省去灌注泵和吸入空气包。
(2)排出压力无脉动，排出管线工作平稳，活塞受力均匀，泵体不会产生振动，泵轴受力条件大大改善，提高了泵轴及其轴承等的寿命。
(3)用凸轮代替丁曲轴，消除了曲轴制造中无法克服的几百牛顿的力不衡重。提高了泵轴转数，增大往复泵冲次提高的排量。
(4)可通过更换缸套和调节处置变速箱改变泵冲次的方法调节泵的流量。
(4)动力可直接输入轮轴，省去中间输放轴，省去连杆；省去的吸入和排出空气包；动力端尺寸缩小。
三缸无波动往复泵性能参数如下：
功率：        160KW
冲程：        100mm
活塞直径：    50～～～100mm
压力：        10～～～40MPa
排量：        235.5L/min～～～942L/min
活塞力：      78.5～～～78.9KN
往复泵工作原理如下：
1、当启动动力源，动力源带动输入轴21旋转。由于输入轴与凸轮16用键20连接凸轮旋转。由于偏心轮凸轮形线可实现往复泵活塞运动。可带动滑块9介杆26活塞杆31活塞33在缸套34内做往复直线运动。
2、当凸轮16随旋转，偏心距也随之减小，随之滑块9介杆26活塞杆31活塞33在缸套34沿直线运动向左运动(左方向表示是在图纸上)吸入阀受负压随之打开，随之工作介质从总进口管51进入。当凸轮16旋转到最小时，吸入阀已完成吸入过程。吸入阀自动关闭。
3.、当凸轮16随旋转，偏心距也随之增大，随之滑块9介杆26活塞杆31活塞33在缸套34沿直线运动向右运动(右方向表示是在图纸上)排出阀受压随之打开，工作介质随之排出。当凸轮16旋转到最大时，排出阀排出工作介质。就这样工作介质随偏心轴凸轮往复活塞运动也就实现了排吸的整个过程。从而保证泵的输出流量和压力无波动，改善了泵的工作性能。
4、以160kw型无波动往复泵为例，其性能参数表：

Claims (5)

1.三缸无波动往复泵，包括将旋转运动转换为直线运动的运动转换部分、传递动力并挤压介质的活塞总成及吸入和排出介质的吸入泵阀和排出泵阀；运动转换部分的滑块(9)与活塞总成中的活塞杆(31)连接，活塞总成中外缸套(34)与吸入泵阀的进口和排出泵阀的出口连通；其特征是运动转换部分的输入轴(21)固定端用轴承(66)安装在箱体上且其轴上等距离固定有三个凸轮(16)，在每个凸轮的两侧设有滚子，滚子通过滚子架(15)固定在滑块(9)上，滑块(9)位于导板(8)上是可以左右滑动的；三个滑块分别与三个活塞总成中的活塞杆(31)连接，三个活塞总成中外缸套(34)分别与三个吸入泵阀的进口和排出泵阀的出口连通。
2.根据权利要求1所述的三缸无波动往复泵，其特征是输入轴(21)三个凸轮的排布方式为三个凸轮之间凸径的角度交错120°。
3.根据权利要求1所述的三缸无波动往复泵，其特征是滑块(9)通过介杆(26)与活塞杆(31)连接，在运动转换部分和活塞总成之间用隔板(28)隔开；介杆(26)一端与滑块固定连接，另一端穿过隔板通过介杆箱(30)与活塞杆(31)连接；在介杆上装有挡水帽(29)，介杆于隔板之间用介杆密封(27)密封。
4.根据权利要求1所述的三缸无波动往复泵，其特征是在上下两个导板(8)和箱体(4)之间还分别有上调节垫块(17)和调节垫块(6)。
5.根据权利要求1所述的三缸无波动往复泵，其特征是三个偏心凸轮在等角位移时，直线位移相等或叠加相等。
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