CN207762031U - 一种超高压增压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高压增压器，包括低压缸和超高压缸，所述低压缸两端对称密闭连接有两个超高压缸，所述两个超高压缸分别连通有第一进油口和第二进油口，所述低压缸内安装有能够沿低压缸轴向方向做往复直线运动的活塞体，所述活塞体两端面均安装有活塞杆，所述活塞杆与设置在超高压缸内的增压腔密闭滑动配合，所述增压腔内设置有单向阀，所述单向阀的出口端与高压管接头密闭连通；所述超高压缸的外圆周缠绕着至少三层弹簧钢丝且所述弹簧钢丝的首尾端头与超高压缸固定连接。本实用新型通过双缸联动的结构设置能够避免现有柱塞泵压力提供出现供压死角的问题，以及现有的一体成型的增压装置容易出现塑性变形导致寿命缩短的问题。

Description

一种超高压增压器

技术领域

本实用新型涉及增压设备领域，尤其涉及液体增压装置领域，具体的说，是一种超高压增压器，其提供的工作压力可以高达450MPa。

背景技术

增压器是高压设备常见的主体部分，其主要由低压缸、高压缸、活塞体及活塞杆等部件组成，但是现有增压器的超高压缸基本为一体结构，体型庞大，导致重量大，十分不便于加工，而且制造成本高，若长期使用，超高压缸也易受拉应力变形等。为了解决这一问题，需要提供一种既能够满足超高压力需求，又能克服因长期的高压工作对增压设备造成的微变形引起的寿命问题的新型增压器。

其实，这种液体增压器的原理类似于高压泵的原理，即通过泵装置将液体的压力增大，获得具有高压力的液体。申请人经过检索，获得以下几件与本案相关的现有专利文献，其主要内容如下：

现有技术1：中国PCT国际申请专利，申请号为201080015086.5，公告号为CN102378861 B，公开了一种用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵，尤其用于共轨系统，它具有一个凸轮驱动机构，其中凸轮轴的旋转运动通过至少一个凸轮转换成该高压泵的一个泵活塞的往复直线运动，其中这样地设计凸轮的凸轮轮廓，以使得在燃料被抽吸到泵工作室中的、高压泵的抽吸阶段中在从一个上死点直到一个下死点的范围中作为凸轮转角的函数的泵活塞的活塞行程跟随一个正弦形变化曲线。

现有技术2：中国发明专利申请，申请号为201410176356.0，公告号为CN103925185 B，公开了一种柱塞泵，属于柱塞泵技术领域。一种柱塞泵，进液腔（102）位于泵腔（101）上方，进液腔（102）连通泵腔（101）的上部，排液腔（103）连通泵腔（101）的下部或侧部，进液腔（102）上部通过排气通道（105）连通泵体（1）外部，气体会自动上升至进液腔上部，并且由于进液腔为低压区，自动实现气液分离，便于气体的快速排出，还提供一种油田用二氧化碳注入装置，包括二氧化碳储罐（12）、进液管（13）和上述的柱塞泵，排气通道（105）通过回流管（14）连通二氧化碳储罐（12）的顶部，进液管（13）两端分别连通二氧化碳储罐（12）的底部和进液腔（102），将气态二氧化碳回收至二氧化碳储罐内。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超高压增压器，主要用于解决超高压力的提供的问题，以便能够长期稳定的提供可以高达MPa工作压力。同时，本实用新型通过双缸联动的结构设置能够避免背景技术中提到的现有柱塞泵压力提供出现死角的问题，以及现有的一体成型的增压装置容易出现塑性变形导致寿命缩短的问题。

为了实现上述技术效果，本实用新型通过下述技术方案实现：

一种超高压增压器，包括低压缸和超高压缸，所述低压缸两端对称密闭连接有两个超高压缸，所述两个超高压缸分别连通有第一进油口和第二进油口，所述低压缸内安装有能够沿低压缸轴向方向做往复直线运动的活塞体，所述活塞体两端面均安装有活塞杆，所述活塞杆与设置在超高压缸内的增压腔密闭滑动配合，所述增压腔远离低压缸的一端设置有从低压缸到超高压缸方向导通的单向阀，所述单向阀的出口端与高压管接头密闭连通；所述增压腔沿轴线方向呈阶梯状分部，且靠近低压缸一侧的横截面直径大于靠近所述高压管接头一侧的横截面直径；所述超高压缸的外圆周缠绕着至少三层弹簧钢丝且所述弹簧钢丝的首尾端头与超高压缸固定连接。

工作原理：

在使用本实用新型进行液体增压时，首先将第一进油口和第二进油口与低压供应源密闭连通，并将低压供应源与液体存储源连通，将高压管接头与需要高压供应的管路连通。

首先，由低压供应源交替通过所述第一进油口和第二进油口向所述低压缸内提供低压液体。当液体从第一进油口进入低压缸时，活塞体受力向第二进油口一侧运动，同时，带动所述活塞杆向右运动，将存储在右侧增压腔内的液体压出，并通过高压管接头将高压液体输送出去。其增压原理是活塞体的受力面积明显大于活塞杆的受力面积，因此，根据F=PS可知，本实用新型的增压倍数为活塞体与活塞杆的横截面积的比值，当需要更大增压倍数时，只需要增大低压缸的压力或者增大活塞体与活塞杆的比值即可。同理，当液体从第二进油口进入低压缸时，活塞体受力向第一进油口一侧运动，同时，带动所述活塞杆向左运动，将存储在左侧增压腔内的液体压出，并通过高压管接头将高压液体输送出去。与此同时，这样在任何一个时刻都会有一个超高压缸在进行增压工作，形成了不间断的供压；同时，当处于非工作状态的活塞杆向靠近低压缸的一侧运动时，由于单向阀的止流单向导通的作用，此时增压腔处于真空状态，当到达形成极限位置时，增压腔与低压缸连通，液体瞬间进入到增压腔，随即又开始重复上述运动，这样就形成了不间断的往复增压运动。

现有的所有增压器或者增压泵都是采用刚性的一体或者分体密封结构组成的缸体，在高压或者超高压的长期作用下，会发生塑性变形，从而造成密封或者精度误差，甚至泄漏，最终需要更换，寿命终止。本实用新型将弹簧钢丝多层缠绕在所述超高压缸的外圆周上，将塑性变形改为弹性变形，利用多层缠绕的弹簧钢丝的持续作用力，用于抵消增压瞬间的侧应力，改善超高压缸的受力状态和受力环境，克服现有的不足，延长使用寿命，避免塑性变形的情况发生。

为了更好的实现本实用新型，优选地，特别采用下述结构设置：所述增压腔沿轴线方向呈三级阶梯孔设置，且从低压缸一侧向高压管接头一侧为相互连通且直径依次递增的一级储液腔、二级回液腔和三级增压腔；所述二级回液腔的长度为所述活塞体最大形成的10%-20%，所述三级增压腔的长度为所述活塞体最大形成的80%-99%。

由于活塞体的行程是有限的，当增压液体只能通过二级回液腔进入到三级增压腔中进行增压，当二级回液腔的长度过大，那么有效增压行程就减小，则会出现非增压的无效形成，增压过程会出现死角；当二级回液腔过短，导致活塞体达到形成极限位置时，活塞杆尚不能完全脱离三级增压腔，那么待增压液体就无法从回液腔进入到三级增压腔中进行有效增压，因此，为了兼顾上述技术效果，优选采用上述尺寸比例设置。

为了更好的实现本实用新型，优选地，特别采用下述结构设置：所述超高压缸的圆周外壁上设置有用于容纳所述弹簧钢丝的凹槽，所述凹槽靠近低压缸的一端安装有第一挡板，所述第一挡板通过第一锁止销与超高压缸插接固定，所述第一锁止销贯穿所述超高压缸并插入与所述第一锁止销大小相适应的设置在低压缸上的定位孔内；所述凹槽远离低压缸的一端安装有与第一挡板对应的第二挡板，所述第二挡板通过第二锁止销定位固定。

为了更好的实现本实用新型，优选地，特别采用下述结构设置：所述第一挡板或者超高压缸上固定设置有用于将所述弹簧钢丝的尾端压合固定的压块，所述压块通过锁紧螺钉贯穿固定。

为了更好的实现本实用新型，优选地，特别采用下述结构设置：所述第一挡板和第二挡板之间焊接有包裹所述弹簧钢丝的蒙皮。

为了更好的实现本实用新型，优选地，特别采用下述结构设置：所述超高压缸与低压缸之间设置有密封垫圈且通过螺栓压合紧固密封。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型通过双缸联动的结构设置能够避免现有柱塞泵压力提供出现供压死角的问题，以及现有的一体成型的增压装置容易出现塑性变形导致寿命缩短的问题。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构图；

图2为图1的局部放大图；

其中1-超高压缸；2-活塞杆；3-低压缸；4-活塞体；5-弹簧钢丝；6-第一挡板；7-第一锁止销；8-蒙皮；9-第二锁止销；10-第二挡板；11-压块；12-锁紧螺钉；21-第一进油孔；22-第二进油孔；23-单向阀；24-高压管接头。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1和2所示，一种超高压增压器，包括低压缸3和超高压缸1，所述低压缸3两端对称密闭连接有两个超高压缸1，所述两个超高压缸1分别连通有第一进油口21和第二进油口22，所述低压缸3内安装有能够沿低压缸3轴向方向做往复直线运动的活塞体4，所述活塞体4两端面均安装有活塞杆2，所述活塞杆2与设置在超高压缸1内的增压腔密闭滑动配合，所述增压腔远离低压缸3的一端设置有从低压缸3到超高压缸1方向导通的单向阀23，所述单向阀23的出口端与高压管接头24密闭连通；所述增压腔沿轴线方向呈阶梯状分部，且靠近低压缸3一侧的横截面直径大于靠近所述高压管接头24一侧的横截面直径；所述超高压缸1的外圆周缠绕着至少三层弹簧钢丝5且所述弹簧钢丝5的首尾端头与超高压缸1固定连接。

工作原理：

在使用本实用新型进行液体增压时，首先将第一进油口21和第二进油口22与低压供应源密闭连通，并将低压供应源与液体存储源连通，将高压管接头24与需要高压供应的管路连通。

首先，由低压供应源交替通过所述第一进油口21和第二进油口22向所述低压缸3内提供低压液体。当液体从第一进油口21进入低压缸3时，活塞体4受力向第二进油口22一侧运动，同时，带动所述活塞杆2向右运动，将存储在右侧增压腔内的液体压出，并通过高压管接头24将高压液体输送出去。其增压原理是活塞体4的受力面积明显大于活塞杆2的受力面积，因此，根据F=PS可知，本实用新型的增压倍数为活塞体4与活塞杆2的横截面积的比值，当需要更大增压倍数时，只需要增大低压缸3的压力或者增大活塞体4与活塞杆2的比值即可。同理，当液体从第二进油口22进入低压缸3时，活塞体4受力向第一进油口21一侧运动，同时，带动所述活塞杆2向左运动，将存储在左侧增压腔内的液体压出，并通过高压管接头24将高压液体输送出去。与此同时，这样在任何一个时刻都会有一个超高压缸1在进行增压工作，形成了不间断的供压；同时，当处于非工作状态的活塞杆2向靠近低压缸3的一侧运动时，由于单向阀23的止流单向导通的作用，此时增压腔处于真空状态，当到达形成极限位置时，增压腔与低压缸3连通，液体瞬间进入到增压腔，随即又开始重复上述运动，这样就形成了不间断的往复增压运动。

现有的所有增压器或者增压泵都是采用刚性的一体或者分体密封结构组成的缸体，在高压或者超高压的长期作用下，会发生塑性变形，从而造成密封或者精度误差，甚至泄漏，最终需要更换，寿命终止。本实用新型将弹簧钢丝5多层缠绕在所述超高压缸1的外圆周上，将塑性变形改为弹性变形，利用多层缠绕的弹簧钢丝5的持续作用力，用于抵消增压瞬间的侧应力，改善超高压缸1的受力状态和受力环境，克服现有的不足，延长使用寿命，避免塑性变形的情况发生。

实施例2：

为了更好的实现本实用新型，在实施例1的结构和原理基础上，将结构方案做以下进一步优化：所述增压腔沿轴线方向呈三级阶梯孔设置，且从低压缸3一侧向高压管接头24一侧为相互连通且直径依次递增的一级储液腔、二级回液腔和三级增压腔；所述二级回液腔的长度为所述活塞体4最大形成的10%-20%，所述三级增压腔的长度为所述活塞体4最大形成的80%-99%。

由于活塞体4的行程是有限的，当增压液体只能通过二级回液腔进入到三级增压腔中进行增压，当二级回液腔的长度过大，那么有效增压行程就减小，则会出现非增压的无效形成，增压过程会出现死角；当二级回液腔过短，导致活塞体4达到形成极限位置时，活塞杆2尚不能完全脱离三级增压腔，那么待增压液体就无法从回液腔进入到三级增压腔中进行有效增压，因此，为了兼顾上述技术效果，优选采用上述尺寸比例设置。

本实施例中，所述超高压缸1的圆周外壁上设置有用于容纳所述弹簧钢丝5的凹槽，所述凹槽靠近低压缸3的一端安装有第一挡板6，所述第一挡板6通过第一锁止销7与超高压缸1插接固定，所述第一锁止销7贯穿所述超高压缸1并插入与所述第一锁止销7大小相适应的设置在低压缸3上的定位孔内；所述凹槽远离低压缸3的一端安装有与第一挡板6对应的第二挡板10，所述第二挡板10通过第二锁止销9定位固定。

本实施例中，所述第一挡板6或者超高压缸1上固定设置有用于将所述弹簧钢丝5的尾端压合固定的压块11，所述压块11通过锁紧螺钉12贯穿固定。

本实施例中，所述第一挡板6和第二挡板10之间焊接有包裹所述弹簧钢丝5的蒙皮8。

本实施例中，所述超高压缸1与低压缸3之间设置有密封垫圈且通过螺栓压合紧固密封。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种超高压增压器，包括低压缸（3）和超高压缸（1），其特征在于：所述低压缸（3）两端对称密闭连接有两个超高压缸（1），所述两个超高压缸（1）分别连通有第一进油口（21）和第二进油口（22），所述低压缸（3）内安装有能够沿低压缸（3）轴向方向做往复直线运动的活塞体（4），所述活塞体（4）两端面均安装有活塞杆（2），所述活塞杆（2）与设置在超高压缸（1）内的增压腔密闭滑动配合，所述增压腔远离低压缸（3）的一端设置有从低压缸（3）到超高压缸（1）方向导通的单向阀（23），所述单向阀（23）的出口端与高压管接头（24）密闭连通；所述增压腔沿轴线方向呈阶梯状分部，且靠近低压缸（3）一侧的横截面直径大于靠近所述高压管接头（24）一侧的横截面直径；所述超高压缸（1）的外圆周缠绕着至少三层弹簧钢丝（5）且所述弹簧钢丝（5）的首尾端头与超高压缸（1）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种超高压增压器，其特征在于：所述增压腔沿轴线方向呈三级阶梯孔设置，且从低压缸（3）一侧向高压管接头（24）一侧为相互连通且直径依次递增的一级储液腔、二级回液腔和三级增压腔；所述二级回液腔的长度为所述活塞体（4）最大形成的10%-20%，所述三级增压腔的长度为所述活塞体（4）最大形成的80%-99%。

3.根据权利要求1所述的一种超高压增压器，其特征在于：所述超高压缸（1）的圆周外壁上设置有用于容纳所述弹簧钢丝（5）的凹槽，所述凹槽靠近低压缸（3）的一端安装有第一挡板（6），所述第一挡板（6）通过第一锁止销（7）与超高压缸（1）插接固定，所述第一锁止销（7）贯穿所述超高压缸（1）并插入与所述第一锁止销（7）大小相适应的设置在低压缸（3）上的定位孔内；所述凹槽远离低压缸（3）的一端安装有与第一挡板（6）对应的第二挡板（10），所述第二挡板（10）通过第二锁止销（9）定位固定。

4.根据权利要求3所述的一种超高压增压器，其特征在于：所述第一挡板（6）或者超高压缸（1）上固定设置有用于将所述弹簧钢丝（5）的尾端压合固定的压块（11），所述压块（11）通过锁紧螺钉（12）贯穿固定。

5.根据权利要求4所述的一种超高压增压器，其特征在于：所述第一挡板（6）和第二挡板（10）之间焊接有包裹所述弹簧钢丝（5）的蒙皮（8）。

6.根据权利要求1所述的一种超高压增压器，其特征在于：所述超高压缸（1）与低压缸（3）之间设置有密封垫圈且通过螺栓压合紧固密封。