CN207728499U - 一种对开式十缸往复泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种往复泵，具体涉及一种对开式十缸往复泵。它由壳体、曲轴、圆柱轴承、液力端总成、连杆和介杆构成，壳体上设置有壳体上盖，壳体两侧通过防尘外壳安装有液力端总成，液力端总成的下方设置有吸入总管，吸入总管与液力端总成连通；壳体上盖上方设置有排出总管，该对开式十缸往复泵结构简单，实用性好，有效解决现有往复泵吸入过程断流沉沙和流量波动大、以及排出过程的压力脉动大，从而导致往复泵的吸排性能和可靠性差、故障率高的问题，特别适用于原油输送、洗井、钻井、注水及地层压裂作业使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种往复泵，具体涉及一种对开式十缸往复泵。
背景技术
往复泵在石油工业中应用非常广泛，如，石油矿场上常需要在高压下输送超粘度、大密度和高含沙量的液体；在采油时，用作原油输送、洗井、钻井、注水及地层压裂等等，但往复泵在现场应用过程中也存有诸多问题。主要为： 1.由于曲拐在曲轴圆周布置上相差一定的相位角，交变工作载荷(包括液体高压压力及惯性力)的作用，齿轮承受交变载荷产生的交变应力会使齿轮发生弹塑性变形，导致疲劳破坏；2.在输入转矩作用下，曲轴将运动及动力通过曲拐传递到连杆、连杆传递到往复运动的柱塞，排出过程中柱塞承受高压液体作用等。因此，曲轴承受输入转矩、连杆反作用力、轴承座支反力等载荷作用，这些工作过程中不断变化的载荷将使曲轴发生弹塑性变形，进而产生裂纹直至断裂；3.往复泵工作过程中每个缸在一个周期过程的瞬时排量是不断变化的，且存在一定的断排（吸入过程）时间。由于流量脉动而引起压力脉动，从而使吸排管线产生振动及噪声、往复泵的寿命缩短，甚至使往复泵不能正常工作。同时，由于排出压力的脉动，使往复泵与发动机负载不均，发生疲劳破坏及工作条件恶化等。究其原因是由于曲柄连杆往复泵的结构原理决定了它必然会引起流量的周期性波动。周期性的流量波动，会引起往复泵的排出压力也发生周期性的波动，进而产生噪声和振动，对吸入管路、排出管路以及泵阀、泵缸内的零部件和其它动力元件产生负面影响。如：现有的三缸和五缸往复泵存在不同程度的吸入过程断流沉沙和流量波动大、以及排出过程的压力脉动大等问题，从而导致往复泵的吸排性能和可靠性差、故障率高。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种结构简单，实用性好，可有效解决现有往复泵吸入过程断流沉沙和流量波动大、以及排出过程的压力脉动大，从而导致往复泵的吸排性能和可靠性差、故障率高等问题的对开式十缸往复泵。
本实用新型的技术方案是：
一种对开式十缸往复泵，它由壳体、曲轴、圆柱轴承、液力端总成、连杆和介杆构成，其特征在于：壳体上设置有壳体上盖，壳体两侧通过防尘外壳安装有液力端总成，液力端总成的下方设置有吸入总管，吸入总管与液力端总成连通；壳体上盖上方设置有排出总管，排出总管通过三通管、连通管和弯头与与液力端总成连通；壳体内通过圆柱轴承安装有曲轴，曲轴上设置有多个曲拐，各曲拐上分别通过滑动轴承对称状安装有连杆，连杆的端头通过滑块滑动安装有介杆，介杆的一端延伸至液力端总成内与液力端总成的活塞连接，曲轴一侧的壳体上安装有传动轴，传动轴和曲轴的两端分别安装有齿轮，传动轴和曲轴之间通过齿轮的啮合相互连接。
所述的三通管为T型三通管。
所述的曲轴为五拐曲轴。
所述曲轴的五个曲拐在曲轴上依次设置。
所述的各曲拐在曲轴圆周上呈144°设置。
所述的各曲拐在曲轴圆周上呈216°设置。
为了表明本实用新型的性能，申请人对吸入总管的流量波动进行了测试，其结果如下（参见附图8）。
在相同转速、相同柱塞直径的情况，三缸、五缸、十缸吸入性能的对比，采用无量纲化的处理方法。
从流量特性来看，往复泵可以看出从三缸到十缸：瞬时流量波动幅值越来越小，瞬时流量越来越大。有效地降低了吸入液体产生的附加惯性水头损失、减轻了管路断流沉沙及振动问题，从而提高了往复泵的吸入性能、使用寿命及工作的可靠性。
本实用新型的的优点在于：
1、该对开式十缸往复泵在工作中始终有五个缸在排出，五个缸在五个在吸入，使得往复泵与发动机负载均匀，因此，减小了工作过程中的交变工作载荷，传动轴齿轮、曲轴齿轮和曲轴的承受交变载荷减小，从而减小了齿轮和曲轴因交变应力而产生的弹塑性变形、疲劳破坏、断裂的可能性；
2、在使用相同功率的发动机条件下，该对开式十缸往复泵可以更高的排量，能源的利用率得到大幅提高，满足了石油工业发展过程中，往复泵向着大功率、大排量方向发展的需求;
3、 该对开式十缸往复泵,在T型三通管的两侧的液力端排出口必然会有一个出口在排液，所以T型三通管的上端总会有液体流入排出管总成中，不会出现断流现象，因而减小了排出的压力脉动、管线振动及噪声，提高往复泵的使用寿命、工作稳定性及其可靠性。同时，也改善了由于排出压力的脉动引起的往复泵与发动机负载不均的现象，改善了往复泵的工作条件。
附图说明
图1为本实用新型的的结构示意图；
图2为本实用新型的剖视结构示意图；
图3为本实用新型的立体结构示意图；
图4为本实用新型的俯视结构示意图；
图5为本实用新型的曲轴的结构示意图；
图6为本实用新型的曲拐呈144°布置的示意图；
图7为本实用新型的曲拐呈216°布置的示意图；
图8为本实用新型的吸入总管吸入的流量波动对比图。
图中：1、壳体，2、曲轴，3、圆柱轴承，4、液力端总成，5、连杆，6、介杆，7、防尘外壳，8、吸入总管，9、装配孔，10、排出总管，11、三通管，12、连通管，13、弯头，14、滑动轴承，15、传动轴。
具体实施方式
该对开式十缸往复泵由壳体1、曲轴2、圆柱轴承3、液力端总成4、连杆5和介杆6构成，壳体1上设置有壳体上盖，壳体1两侧通过防尘外壳7安装有液力端总成4，液力端总成4的外侧端面上设置有装配孔9；液力端总成4的下方设置有吸入总管8，吸入总管8与液力端总成4连通。壳体上盖上方设置有排出总管10，排出总管10通过T型体的三通管11、连通管12和弯头13与液力端总成4连通。
该对开式十缸往复泵的壳体1内通过圆柱轴承3安装有曲轴2，曲轴2上设置有五个曲拐，五个曲拐在曲轴2按＃1、＃2、＃3、＃4、＃5的顺序依次设置，各曲拐在曲轴2圆周上呈144°设置或称呈216°设置。
曲轴2的各曲拐上分别通过滑动轴承14对称状安装有连杆5，以减少曲拐与连杆的摩擦；连杆5的端头通过滑块滑动安装有介杆6，连杆5与滑块连接处装有轴瓦，以减少连杆5与滑块的摩擦与冲击；
介杆6的一端延伸至液力端总成4内与液力端总成4的活塞连接。
该对开式十缸往复泵的曲轴2一侧的壳体1上安装有传动轴15，传动轴15和曲轴2的两端分别安装有齿轮（图中未示），传动轴15和曲轴2之间通过齿轮的啮合相互连接。
该对开式十缸往复泵工作时：传动轴15和曲轴2通过两端的齿轮传动，将输入转矩传递给曲轴2，曲拐将运动和动力传递给连杆5，连杆5与滑块相连，将曲轴2的旋转运动转化为滑块的往复运动。滑块直接通过介杆6带动活塞在液力端总成4的密封腔里往复运动，实现吸入和排出功能。
由于该对开式十缸往复泵工作中始终有五个缸在排出、五个在吸入，往复泵与发动机负载均匀，因此，减小了工作过程中的交变工作载荷，传动轴齿轮、曲轴齿轮和曲轴2的承受交变载荷减小，从而减小了齿轮和曲轴2因交变应力而产生的弹塑性变形、疲劳破坏、断裂的可能性。该对开式十缸往复泵在使用相同功率的发动机条件下，可以更高的排量，能源的利用率得以大幅提高，满足了石油工业发展过程中，往复泵向着大功率、大排量方向发展的需求；
在另一方面，该往复泵三通管11的两侧的液力端排出口必然会有一个出口在排液，所以三通管11的上端总会有液体流入排出总管10中，不会出现断流现象，因而减小了排出的压力脉动、管线振动及噪声，提高往复泵的使用寿命、工作稳定性及其可靠性。同时，也改善了由于排出压力的脉动引起的往复泵与发动机负载不均的现象，改善了往复泵的工作条件。
该对开式十缸往复泵结构简单，实用性好，有效解决现有往复泵吸入过程断流沉沙和流量波动大、以及排出过程的压力脉动大，从而导致往复泵的吸排性能和可靠性差、故障率高的问题，特别适用于原油输送、洗井、钻井、注水及地层压裂作业使用。
Claims (6)
1.一种对开式十缸往复泵，它由壳体（1）、曲轴（2）、圆柱轴承（3）、液力端总成（4）、连杆（5）和介杆（6）构成，其特征在于：壳体（1）上设置有壳体上盖，壳体（1）两侧通过防尘外壳（7）安装有液力端总成（4），液力端总成（4）的下方设置有吸入总管（8），吸入总管（8）与液力端总成（4）连通；壳体上盖上方设置有排出总管（10），排出总管（10）通过三通管（11）、连通管（12）和弯头（13）与液力端总成（4）连通；壳体（1）内通过圆柱轴承（3）安装有曲轴（2），曲轴（2）上设置有多个曲拐，各曲拐上分别通过滑动轴承（14）对称状安装有连杆（5），连杆（5）的端头通过滑块滑动安装有介杆（6），介杆（6）的一端延伸至液力端总成（4）内与液力端总成（4）的活塞连接，曲轴（2）一侧的壳体（1）上安装有传动轴（15），传动轴（15）和曲轴（2）的两端分别安装有齿轮，传动轴（15）和曲轴（2）之间通过齿轮的啮合相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种对开式十缸往复泵，其特征在于：所述的三通管（11）为T型三通管。
3.根据权利要求1所述的一种对开式十缸往复泵，其特征在于：所述的曲轴（2）为五拐曲轴。
4.根据权利要求1所述的一种对开式十缸往复泵，其特征在于：所述曲轴（2）的五个曲拐在曲轴（2）上依次设置。
5.根据权利要求4所述的一种对开式十缸往复泵，其特征在于：所述的各曲拐在曲轴（2）圆周上呈144°设置。
6.根据权利要求4所述的一种对开式十缸往复泵，其特征在于：所述的各曲拐在曲轴（2）圆周上呈216°设置。
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| CN108035856A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-15 | 长江大学 | 一种对开式十缸往复泵 |
| CN114776551A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-22 | 兰州兰石石油装备工程股份有限公司 | 一种多缸大流量高压力泥浆泵 |
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