CN210829176U - 一种防止内腔应力集中的阀箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种防止内腔应力集中的阀箱，包括上阀腔、下阀腔、柱塞腔和压盖腔，上阀腔位于竖直方向，为一回转形空腔，下阀腔与上阀腔同轴，也为回转形空腔；柱塞腔位于水平方向，为一回转形空腔，压盖腔与柱塞腔同轴，也为回转形空腔；上阀腔和下阀腔的共有轴线与柱塞腔和压盖腔的共有轴线交叉于一点；在上阀腔与柱塞腔的交叉位置设有第四去应力圆面，在上阀腔与压盖腔的交叉位置设有第一去应力圆面，在下阀腔与柱塞腔的交叉位置设有第三去应力圆面，在下阀腔与压盖腔的交叉位置设有第二去应力圆面，本实用新型能够弥补现有阀箱因内腔应力集中导致使用寿命短的不足。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气开采设备技术领域，具体地说，是涉及一种防止内腔应力集中的阀箱。
背景技术
油气固井、压裂作业过程工况恶劣，导致柱塞泵液力端阀箱、阀体等使用时间较短，由于阀箱体积大，而且使用高强度合金钢，加工工艺复杂，因此阀箱是一种价格昂贵的易损件。经统计，市场上常规材料的阀箱使用寿命一般为200小时左右，其中不锈钢材料的阀箱使用寿命达到320小时左右，上述两者阀箱损坏形式基本都为内腔相贯线位置开裂。利用有限元软件对内腔进行静力学分析，结果表明阀箱内腔在相贯线位置应力集中严重，接近材料屈服极限，而其余位置则应力水平较低，比较安全。因此阀箱内腔相贯线位置应力集中是导致阀箱早期开裂的关键因素之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述传统阀箱的不足之处，提供一种防止内腔应力集中的阀箱，弥补现有阀箱因内腔应力集中导致使用寿命短的不足。
本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种防止内腔应力集中的阀箱，所述阀箱包括顺时针方向安装的上阀腔、压盖腔、下阀腔和柱塞腔；所述上阀腔为一回转形空腔，位于竖直方向同为回转形空腔的下阀腔的上部；所述柱塞腔为一回转形空腔，位于水平方向同为回转形空腔的压盖腔的左侧；所述上阀腔与柱塞腔的交叉位置设有第四去应力圆面，上阀腔与压盖腔的交叉位置设有第一去应力圆面，下阀腔与柱塞腔的交叉位置设有第三去应力圆面，下阀腔与压盖腔的交叉位置设有第二去应力圆面。
优选的，所述上阀腔与下阀腔同轴，柱塞腔与压盖腔同轴；所述上阀腔和下阀腔的共有轴线与柱塞腔和压盖腔的共有轴线交叉于一点；所述第四去应力圆面回转轴线与上阀腔轴线存在夹角，第四去应力圆面锐边设有圆角；所述第一去应力圆面回转轴线与上阀腔轴线存在夹角，第一去应力圆面锐边设有圆角；所述第三去应力圆面回转轴线与下阀腔轴线存在夹角；第三去应力圆面锐边设有圆角；所述第二去应力圆面回转轴线与下阀腔轴线存在夹角，第二去应力圆面锐边设有圆角。
优选的，所述第一去应力圆面回转轴线与上阀腔轴线夹角为45度，第一去应力圆面回转半径为35mm-70mm，圆角为R15。
优选的，所述第二去应力圆面回转轴线与上阀腔轴线夹角为45度，第二去应力圆面回转半径为35mm-70mm，圆角为R15。
优选的，所述第三去应力圆面回转轴线与上阀腔轴线夹角为45度，第三去应力圆面回转半径为35mm-70mm，圆角为R15。
优选的，所述第四去应力圆面回转轴线与上阀腔轴线夹角为45度，第四去应力圆面回转半径为35mm-70mm，圆角为R15。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的优点是：
通过在相贯线位置开设4个圆面，同时在圆面锐边加工圆角，消除了相贯线位置的应力集中，优化了内腔应力分布，使得阀箱能够在高压、交变载荷下长时间使用，提高了阀箱的使用寿命。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
附图1是本实用新型阀箱横截面示意图；
附图2是本实用新型阀箱轴测示意图1；
附图3是本实用新型阀箱轴测示意图2；
图中：1、上阀腔，2、第一去应力圆面，3、压盖腔，4、第二去应力圆面，5、下阀腔，6、第三去应力圆面，7、柱塞腔，8、第四去应力圆面。
具体实施方式
实施例：一种防止内腔应力集中的阀箱，包括上阀腔1、下阀腔5、柱塞腔7和压盖腔3，上阀腔1位于竖直方向，为一回转形空腔，下阀腔5与上阀腔1同轴，位于上阀腔1下部，也为回转形空腔；柱塞腔7位于水平方向，为一回转形空腔，压盖腔3与柱塞腔7同轴，位于柱塞腔7右侧，也为回转形空腔；上阀腔1和下阀腔5的共有轴线与柱塞腔7和压盖腔3的共有轴线交叉于一点；在上阀腔1与柱塞腔7的交叉位置设有第四去应力圆面8，第四去应力圆面8回转轴线与上阀腔1轴线存在一定夹角，第四去应力圆面8锐边设有圆角；在上阀腔1与压盖腔3的交叉位置设有第一去应力圆面2，第一去应力圆面2回转轴线与上阀腔1轴线存在一定夹角，第一去应力圆面2锐边设有圆角；在下阀腔5与柱塞腔7的交叉位置设有第三去应力圆面6，第三去应力圆面6回转轴线与下阀腔5轴线存在一定夹角，第三去应力圆面6锐边设有圆角；在下阀腔5与压盖腔3的交叉位置设有第二去应力圆面4，第二去应力圆面4回转轴线与下阀腔5轴线存在一定夹角，第二去应力圆面4锐边设有圆角。
第一去应力圆面2回转轴线与上阀腔1轴线夹角为45度，所述第一去应力圆面2回转半径为35mm-70mm，圆角为R15；第二去应力圆面4回转轴线与下阀腔5轴线夹角为45度，第二去应力圆面4回转半径为35mm-70mm，圆角为R15；第三去应力圆面6回转轴线与下阀腔5轴线夹角为45度，第三去应力圆面6回转半径为35mm-70mm，圆角为R15；第四去应力圆面8回转轴线与上阀腔1轴线夹角为45度，第四去应力圆面8回转半径为35mm-70mm，圆角为R15。
本实用新型一种防止内腔应力集中的阀箱在相贯线位置开设4个圆面，同时在圆面锐边加工圆角，消除了相贯线位置的应力集中，优化了内腔应力分布，使得阀箱能够在高压、交变载荷下长时间使用，提高了阀箱的使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种防止内腔应力集中的阀箱，其特征在于：所述阀箱包括顺时针方向安装的上阀腔（1）、压盖腔（3）、下阀腔（5）和柱塞腔（7）；所述上阀腔为一回转形空腔，位于竖直方向同为回转形空腔的下阀腔的上部；所述柱塞腔为一回转形空腔，位于水平方向同为回转形空腔的压盖腔的左侧；所述上阀腔与柱塞腔的交叉位置设有第四去应力圆面（8），上阀腔与压盖腔的交叉位置设有第一去应力圆面（2），下阀腔与柱塞腔的交叉位置设有第三去应力圆面（6），下阀腔与压盖腔的交叉位置设有第二去应力圆面（4）；所述上阀腔（1）与下阀腔（5）同轴，柱塞腔（7）与压盖腔（3）同轴；所述上阀腔和下阀腔的共有轴线与柱塞腔和压盖腔的共有轴线交叉于一点；所述第四去应力圆面（8）回转轴线与上阀腔轴线存在夹角，第四去应力圆面锐边设有圆角；所述第一去应力圆面（2）回转轴线与上阀腔轴线存在夹角，第一去应力圆面锐边设有圆角；所述第三去应力圆面（6）回转轴线与下阀腔轴线存在夹角；第三去应力圆面锐边设有圆角；所述第二去应力圆面（4）回转轴线与下阀腔轴线存在夹角，第二去应力圆面锐边设有圆角。
2.如权利要求1所述的一种防止内腔应力集中的阀箱，其特征在于：所述第一去应力圆面（2）回转轴线与上阀腔轴线夹角为45度，第一去应力圆面回转半径为35mm-70mm，圆角为R15。
3.如权利要求1所述的一种防止内腔应力集中的阀箱，其特征在于：所述第二去应力圆面（4）回转轴线与上阀腔轴线夹角为45度，第二去应力圆面回转半径为35mm-70mm，圆角为R15。
4.如权利要求1所述的一种防止内腔应力集中的阀箱，其特征在于：所述第三去应力圆面（6）回转轴线与上阀腔轴线夹角为45度，第三去应力圆面回转半径为35mm-70mm，圆角为R15。
5.如权利要求1所述的一种防止内腔应力集中的阀箱，其特征在于：所述第四去应力圆面（8）回转轴线与上阀腔轴线夹角为45度，第四去应力圆面回转半径为35mm-70mm，圆角为R15。
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