CN217873230U - 凡尔总成和柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种凡尔总成和柱塞泵，凡尔总成包括凡尔座、凡尔体、凡尔胶皮和耐磨环，所述凡尔座设有导向腔，所述凡尔体包括固定连接的导向爪和贴合盘，所述导向爪与所述导向腔滑动配合，所述贴合盘设有安装槽，所述凡尔胶皮嵌设于所述安装槽内，所述耐磨环采用耐磨材料制成，且所述耐磨环的硬度大于所述凡尔座的硬度，所述耐磨环与所述凡尔座相对固定，在所述凡尔总成处于关闭状态的情况下，所述贴合盘和所述凡尔胶皮均贴合于所述耐磨环的表面。上述凡尔总成可以解决目前凡尔座长时间与凡尔体碰撞接触，容易出现因磨损严重需要更换的情况，且更换凡尔座费时费力的问题。

Description

凡尔总成和柱塞泵

技术领域

本申请涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种凡尔总成和柱塞泵。

背景技术

柱塞泵是一种常用的工程器械，柱塞泵包括液力端和动力端，在柱塞泵工作过程中，液力端和液力端之间可以进行动力交换。液力端通常设有凡尔总成，以通过凡尔总成的打开和关闭完成液体的泵送。目前，凡尔总成包括凡尔座、凡尔体和凡尔胶皮，凡尔胶皮套设于凡尔体上，凡尔体安装于凡尔座中，且使凡尔体和凡尔胶皮均与凡尔座配合，在凡尔体和凡尔胶皮均贴合于凡尔座的顶面时，凡尔总成处于关闭状态，在凡尔体和凡尔胶皮相对凡尔座滑动，且使凡尔体和凡尔胶皮均与凡尔座的顶面分离时，凡尔总成处于打开状态。随着凡尔总成工作时长的增长，由于凡尔体与凡尔座长时间碰撞接触，容易出现凡尔座磨损严重，且需要更换的情况，但是，由于凡尔座通常采用过盈配合的方式安装在柱塞泵的阀箱内，更换凡尔座费时费力。

实用新型内容

本申请公开一种凡尔总成和柱塞泵，以解决目前凡尔座长时间与凡尔体碰撞接触，容易出现因磨损严重需要更换的情况，且更换凡尔座费时费力的问题。

为了解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

第一方面，本申请公开一种凡尔总成，其包括凡尔座、凡尔体、凡尔胶皮和耐磨环，所述凡尔座设有导向腔，所述凡尔体包括固定连接的导向爪和贴合盘，所述导向爪与所述导向腔滑动配合，所述贴合盘设有安装槽，所述凡尔胶皮嵌设于所述安装槽内，所述耐磨环采用耐磨材料制成，且所述耐磨环的硬度大于所述凡尔座的硬度，所述耐磨环与所述凡尔座相对固定，在所述凡尔总成处于关闭状态的情况下，所述贴合盘和所述凡尔胶皮均贴合于所述耐磨环的表面。

第二方面，本申请公开一种柱塞泵，其包括阀箱和上述凡尔总成，所述阀箱设有限位腔，所述凡尔座过盈配合于所述限位腔。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

在本申请实施例公开的凡尔总成处于关闭状态的情况下，贴合盘和凡尔胶皮均贴合于耐磨环的表面，进而，在本申请实施例公开的凡尔总成中，与贴合盘和凡尔胶皮二者相互接触的部件为耐磨环，由于耐磨环的耐磨性能和硬度均相对较高，从而可以保证耐磨环具有相对较长的使用寿命，且由于凡尔座不再与凡尔体和凡尔胶皮接触，使得凡尔座基本不会被磨损，从而提升凡尔座的使用寿命，增大凡尔座的更换周期，降低人力支出。另外，由于本申请实施例公开的凡尔总成中，仅利用耐磨环替代凡尔座的部分结构，凡尔座的大部分结构仍然被保留，一方面便于凡尔总成与阀箱之间安装工作的进行，另一方面也不会基本不会对凡尔总成的成本产生较大的影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例公开的凡尔总成中包括耐磨环的一种结构的剖面图；

图2为图1示出的凡尔总成的装配图；

图3为本申请实施例公开的凡尔总成中包括耐磨环的另一种结构的剖面图；

图4为图3示出的凡尔总成的装配图；

图5为本申请实施例公开的凡尔总成中包括耐磨环的再一种结构的剖面图；

图6为图5示出的凡尔总成的装配图；

图7为本申请实施例公开的凡尔总成中包括耐磨环的又一种结构的剖面图；

图8为图7示出的凡尔总成的装配图。

附图标记说明：

100-凡尔座、110-座本体、120-缓冲部、

200-凡尔体、

300-凡尔胶皮、

400-耐磨环、

500-缓冲件、510-缓冲环、520-缓冲垫、

600-阀箱。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各个实施例公开的技术方案。

如图1-图8所示，本申请实施例公开一种凡尔总成和柱塞泵，凡尔总成可以应用在柱塞泵中，柱塞泵包括阀箱600，阀箱600设有限位腔，凡尔总成可以安装在阀箱600的限位腔内。当然，柱塞泵通常还可以包括柱塞和连杆等其他机构，考虑文本简洁，此处不再一一列举。

如图1-图8所示，本申请实施例公开的凡尔总成包括凡尔座100、凡尔体200、凡尔胶皮300和耐磨环400。其中，凡尔座100可以作为凡尔总成的安装基础，凡尔总成中的其他部件可以直接或间接地被安装于凡尔座100上。并且，凡尔座100设有导向腔，以通过导向腔为凡尔体200提供导向和限位作用，导向腔的具体形状和尺寸可以根据实际情况确定。

具体地，凡尔座100通常可以采用金属材料形成，以保证凡尔座100具有相对可靠的结构稳定性。当然，在安装凡尔总成的过程中，通常可以使凡尔座100采用过盈配合的方式固定于阀箱600的限位腔内，为此，凡尔座100的材质需具有一定的韧性，保证凡尔座100可以通过轻微形变被装配至阀箱600的限位腔内。

凡尔体200和凡尔胶皮300可以被看做是凡尔总成中的“阀芯”，通过使凡尔体200和凡尔胶皮300相对凡尔座100运动，可以使凡尔总成在打开状态和关闭状态之间切换。凡尔体200包括导向爪和贴合盘，导向爪和贴合盘之间固定连接，以保证凡尔体200可以作为一整体相对凡尔座100运功。导向爪与导向腔滑动配合，以为凡尔体200提供导向和限位作用，导向爪具体可以包括多个卡爪，多个卡爪沿围绕凡尔座100的轴向的方向均匀且间隔分布，从而保证导向爪可以为凡尔体200提供稳定可靠的导向作用。

贴合盘一方面可以作为凡尔体200与凡尔座100密封的部件，另一方面还可以为凡尔胶皮300提供安装作用。详细地说，贴合盘设有安装槽，凡尔胶皮300嵌设于安装槽内，从而使凡尔胶皮300与凡尔体200连为一体，一并相对凡尔座100运动，使凡尔总成能够在打开状态和关闭状态之间相互切换。贴合盘可以采用金属等硬质材料制成，贴合盘的具体形状和尺寸可以根据实际需求确定，此处不作限定。凡尔胶皮300可以采用橡胶等弹性材料形成，凡尔胶皮300可以套设在贴合盘之外，且使凡尔胶皮300嵌设在安装槽内。当然，为了保证凡尔胶皮300能够作为密封结构，在凡尔胶皮300嵌设于安装槽内之后，需要保证凡尔胶皮300具备与贴合盘的表面相似的贴合能力，以为凡尔总成提供对应的密封作用。

如上所述，本申请实施例公开的凡尔总成包括耐磨环400，耐磨环400采用耐磨材料制成，以使耐磨环400的耐磨性能相对较强。并且，耐磨环400的硬度大于凡尔座100的硬度，进而在保证耐磨环400具有较强的耐损耗性能的前提下，通过使凡尔座100的硬度相对较低，一方面可以保证凡尔座100具有较强的韧性，进而便于凡尔座100与阀箱600形成过盈配合关系，另一方面，还可以使凡尔座100的材料成本和加工成本均相对较低，进而在保证凡尔总成具有良好的整体性能的前提下，在一定程度内降低凡尔总成的成本，提成其产品竞争力。更具体地，耐磨环400的形成材料包括氧化锆、镍基碳化钨、钴基碳化钨、碳化钛和氮化硼中的一者，这些材料的获取难度和获取成本均相对较低，且均具有较好的硬度和耐磨性能。

在组装凡尔总成的过程中，耐磨环400与凡尔座100相对固定，以为凡尔体200和凡尔胶皮300与耐磨环400之间的密封关系提供先决条件。具体地，耐磨环400可以通过连接件连接等方式与凡尔座100形成直接连接关系，以使二者能够相对固定，当然，亦可以采用其他方式使凡尔座100和耐磨环400均与阀箱600等另一部件形成相对固定关系，这亦可以保证凡尔座100和耐磨环400之间能够形成相对固定关系。

在上述实施例公开的凡尔总成处于关闭状态的情况下，贴合盘和凡尔胶皮300均贴合于耐磨环400的表面，进而，在本申请实施例公开的凡尔总成中，与贴合盘和凡尔胶皮300二者相互接触的部件为耐磨环400，由于耐磨环400的耐磨性能和硬度均相对较高，从而可以保证耐磨环400具有相对较长的使用寿命，且由于凡尔座100不再与凡尔体200和凡尔胶皮300接触，使得凡尔座100基本不会被磨损，从而提升凡尔座100的使用寿命，增大凡尔座100的更换周期，降低人力支出。另外，由于本申请实施例公开的凡尔总成中，仅利用耐磨环400替代凡尔座100的部分结构，凡尔座100的大部分结构仍然被保留，一方面便于凡尔总成与阀箱600之间安装工作的进行，另一方面也不会基本不会对凡尔总成的成本产生较大的影响。

如上所述，凡尔座100设有导向腔，进而凡尔座100实际亦为一环状结构件，一种具体的实施例是，如图1和图2所示，凡尔座100和耐磨环400沿凡尔座100的轴向分布，也即，凡尔座100整体上位于耐磨环400的一侧，对应地，耐磨环400亦整体上位于凡尔座100的一侧。在本实施例中，可以使耐磨环400通过过盈配合的方式安装于阀箱600，进而使耐磨环400与凡尔座100形成稳定的固定关系；同时，在这种情况下，由于凡尔座100整体上均位于耐磨环400背离凡尔体200的贴合盘的一侧，进而可以保证凡尔体200和凡尔胶皮300均不会与凡尔座100接触，进而最大化地提升凡尔座100的使用寿命。

如上所述，相较于凡尔座100的硬度而言，耐磨环400的硬度相对更大，为此，基于上述实施例，进一步地，如图3和图4所示，本申请实施例公开的凡尔总成还包括缓冲环510，缓冲环510的硬度小于耐磨环400的硬度，且缓冲环510环绕设于耐磨环400的外周，进而在本申请实施例公开的凡尔总成的装配过程中，可以利用利用缓冲环510为耐磨环400提供些许缓冲作用，降低耐磨环400与阀箱600之间过盈配合关系的形成难度。

当然，上述缓冲环510亦需要采用硬质材料制成，只是由于缓冲环510的硬度小于耐磨环400的硬度，进而相较于耐磨环400而言，使得缓冲环510在自身韧性的作用下具备一定的缓冲能力，且嵌设在耐磨环400和阀箱600之间的间隙内。更具体地，缓冲环510可以采用与凡尔座100相同的材料制成，且可以根据耐磨环400的外径和阀箱600的内径等尺寸，对应地确定缓冲环510的具体尺寸，保证耐磨环400可以嵌设在缓冲环510之内，且缓冲环510可以嵌设在耐磨环400和阀箱600之间。

在凡尔总成包括缓冲环510的情况下，可选地，凡尔总成还可以包括缓冲垫520，缓冲垫520的硬度小于耐磨环400的硬度，且缓冲垫520与缓冲环510固定连接，二者形成缓冲件500，进而利用缓冲垫520为缓冲环510的结构稳定性提供一定的提升作用，防止缓冲环510在于耐磨环400过盈配合时，出现缓冲环510断裂的情况。并且，由于缓冲垫520的硬度亦小于耐磨环400的硬度，且缓冲环510与耐磨环400过盈配合时缓冲环510的形变量极其微小，进而在缓冲环510固定连接有缓冲垫520时，亦不会对缓冲环510的形变能力产生较大的影响。具体地，在缓冲垫520和缓冲环510均采用金属材料形成的情况下，可以采用焊接的方式固定连接缓冲垫520和缓冲环510。在本申请的另一实施例中，缓冲垫520和缓冲环510可以为一体成型结构件，也即，缓冲垫520和缓冲环510采用一体成型的方式形成，从而降低二者的加工难度，且可以提升缓冲垫520和缓冲环510之间的连接可靠性，还可以提升缓冲环510的形变性能。

在凡尔总成包括缓冲环510和缓冲垫520的情况下，可以使缓冲垫520垫设于凡尔座100和耐磨环400之间，在这种情况下，一方面可以利用耐磨环400和凡尔座100为缓冲垫520和缓冲环510提供一定的限位作用，另一方面，还可以使缓冲垫520可以为凡尔座100和耐磨环400之间提供一定的隔绝作用，防止组装耐磨环400的过程中，出现耐磨环400过度挤压凡尔座100的情况，以进一步提升凡尔座100的使用寿命。

如上所述，由于耐磨环400的硬度相对较大，在采用过盈配合的方式组装耐磨环400和阀箱600时的难度相对较大，且不利于耐磨环400装配到位，为此，如图5和图6所示，在本申请的另一实施例中，凡尔座100包括座本体110和缓冲部120，座本体110和缓冲部120固定连接，缓冲部120环绕设置于耐磨环400的外周，进而在本申请实施例公开的凡尔总成的装配过程中，可以利用缓冲部120为耐磨环400提供些许缓冲作用，降低耐磨环400与阀箱600之间过盈配合关系的形成难度。

当然，上述缓冲部120为凡尔座100的一部分，凡尔座100的硬度虽然小于耐磨环400的硬度，但是，凡尔座100亦需要利用硬质材料形成，只是由于凡尔座100的硬度小于耐磨环400的硬度，进而相较于耐磨环400而言，使得凡尔座100的缓冲部120能够在自身韧性的作用下为耐磨环400提供一定的缓冲能力，这还可以提升耐磨环400的装配稳定性。

具体地，缓冲部120的厚度可以根据耐磨环400的外径和阀箱600的内径等尺寸确定，保证耐磨环400可以嵌设在缓冲部120之内，且缓冲部120可以嵌设在耐磨环400和阀箱600之间。缓冲部120和座本体110可以采用分体成型的方式形成，且在二者均采用金属材料形成的情况下，可以利用焊接的方式将缓冲部120固定在座本体110中耐磨环400所在的一侧。在本申请的另一实施例中，座本体110和耐磨环400采用一体成型的方式形成，以提升二者之间的连接可靠性，且可以提升缓冲部120的结构稳定性。

在采用上述技术方案的情况下，可以通过增大阀箱600的内径和耐磨环400的外径等方式，保证在凡尔总成完成装配之后，凡尔体200和凡尔胶皮300均仅与耐磨环400接触，具体来说，可以使耐磨环400的外径等于或大于凡尔体200和凡尔胶皮300二者中用以与耐磨环400接触的部分的最大直径。

基于上述实施例，为了尽量防止缓冲部120对凡尔总成泵送液体的过程产生妨碍，可选地，如图5所示，在凡尔座100的轴向上，可以使缓冲部120与耐磨环400的外缘平齐，在采用这种技术方案的情况下，还可以保证缓冲部120可以为耐磨环400提供较为全面的缓冲作用，进而使耐磨环400上的任意位置与阀箱600之间的装配效果均基本相同，提升耐磨环400的位置稳定性。

另外，在上述凡尔总成包括缓冲环510的实施例中，亦可以在凡尔座100的轴向上使缓冲环510与耐磨环400的外缘平齐，进而提升耐磨环400的位置稳定性，且防止缓冲环510对凡尔总成泵送液体产生妨碍。

如上所述，由于耐磨环400的硬度相对较大，在采用过盈配合的方式组装耐磨环400和阀箱600时的难度相对较大，且不利于耐磨环400装配到位，为此，如图7和图8所示，在本申请的另一实施例中，凡尔座100包括座本体110和缓冲部120，座本体110和缓冲部120固定连接，缓冲部120嵌设于耐磨环400的内腔，进而在本申请实施例公开的凡尔总成的装配过程中，可以通过使耐磨环400的外缘与阀箱600之间形成程度较弱的挤压状态，且利用缓冲部120为耐磨环400提供些许缓冲作用，使耐磨环400与缓冲部120形成程度较强的挤压状态，保证耐磨环400可以被稳定地固定在阀箱600的对应位置处，且降低耐磨环400与阀箱600之间过盈配合关系的形成难度。

当然，上述缓冲部120为凡尔座100的一部分，凡尔座100的硬度虽然小于耐磨环400的硬度，但是，凡尔座100亦需要利用硬质材料形成，只是由于凡尔座100的硬度小于耐磨环400的硬度，进而相较于耐磨环400而言，使得凡尔座100的缓冲部120能够在自身韧性的作用下为耐磨环400提供一定的缓冲能力，这还可以提升耐磨环400的装配稳定性。

具体地，缓冲部120的厚度可以根据凡尔总成的流量和耐磨环400的内径等尺寸确定，保证耐磨环400可以嵌设在阀箱600之内，且缓冲部120可以嵌设在耐磨环400的内腔。缓冲部120和座本体110可以采用分体成型的方式形成，且在二者均采用金属材料形成的情况下，可以利用焊接的方式将缓冲部120固定在座本体110中耐磨环400所在的一侧。在本申请的另一实施例中，座本体110和耐磨环400采用一体成型的方式形成，以提升二者之间的连接可靠性，且可以提升缓冲部120的结构稳定性。

在采用上述技术方案的情况下，可以通过增大阀箱600的内径和耐磨环400的内径等方式，保证在凡尔总成完成装配之后，凡尔体200和凡尔胶皮300均仅与耐磨环400接触，具体来说，可以使耐磨环400的内径小于或等于凡尔体200中用以与耐磨环400接触的部分的最小。

基于上述实施例，为了进一步防止凡尔总成工作过程中凡尔体200可能会与硬度相对较小的缓冲部120接触而损坏缓冲部120，可选地，如图7和图8所示，在凡尔座100的轴向上，可以使缓冲部120相对耐磨环400的内缘向远离贴合盘的一侧凹陷设置，在采用这种技术方案的情况下，可以进一步降低凡尔体200与缓冲部120接触的概率，进一步防止缓冲部120与凡尔体200碰撞接触而损坏，提升凡尔座100的使用寿命。具体地，缓冲部120在凡尔座100的轴向上相对耐磨环400的凹陷尺寸可以根据实际情况确定，且尽量使前述尺寸相对较小，保证缓冲部120可以为耐磨环400提供更为全面的缓冲作用，进而提升耐磨环400的位置稳定性。

基于上述任一实施例公开的凡尔总成，本申请实施例还公开一种柱塞泵，柱塞泵包括阀箱600和上述凡尔总成，阀箱600设有限位腔，限位腔的内径与凡尔座100的外径相当，且使凡尔座100能够通过过盈配合的方式固定于限位腔，进而使整个凡尔总成能够与阀箱600形成可靠的装配关系。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种凡尔总成，其特征在于，包括凡尔座、凡尔体、凡尔胶皮和耐磨环，所述凡尔座设有导向腔，所述凡尔体包括固定连接的导向爪和贴合盘，所述导向爪与所述导向腔滑动配合，所述贴合盘设有安装槽，所述凡尔胶皮嵌设于所述安装槽内，所述耐磨环采用耐磨材料制成，且所述耐磨环的硬度大于所述凡尔座的硬度，所述耐磨环与所述凡尔座相对固定，在所述凡尔总成处于关闭状态的情况下，所述贴合盘和所述凡尔胶皮均贴合于所述耐磨环的表面。

2.根据权利要求1所述的凡尔总成，其特征在于，所述凡尔座和所述耐磨环沿所述凡尔座的轴向分布。

3.根据权利要求2所述的凡尔总成，其特征在于，所述凡尔总成还包括缓冲环，所述缓冲环的硬度小于所述耐磨环的硬度，所述缓冲环环绕设置于所述耐磨环的外周。

4.根据权利要求3所述的凡尔总成，其特征在于，所述凡尔总成还包括缓冲垫，所述缓冲垫的硬度小于所述耐磨环的硬度，所述缓冲垫与所述缓冲环固定连接，且所述缓冲垫垫设于所述凡尔座和所述耐磨环之间。

5.根据权利要求1所述的凡尔总成，其特征在于，所述凡尔座包括固定连接的座本体和缓冲部，所述缓冲部环绕设置于耐磨环的外周。

6.根据权利要求5所述的凡尔总成，其特征在于，在所述凡尔座的轴向上，所述缓冲部与所述耐磨环的外缘平齐。

7.根据权利要求1所述的凡尔总成，其特征在于，所述凡尔座包括固定连接的座本体和缓冲部，所述缓冲部嵌设于耐磨环的内腔。

8.根据权利要求7所述的凡尔总成，其特征在于，在所述凡尔座的轴向上，所述缓冲部相对所述耐磨环的内缘向远离所述贴合盘的一侧凹陷设置。

9.根据权利要求1所述的凡尔总成，其特征在于，所述耐磨环的形成材料为氧化锆、镍基碳化钨、钴基碳化钨、碳化钛和氮化硼中的一者。

10.一种柱塞泵，其特征在于，包括阀箱和权利要求1-9任意一项所述的凡尔总成，所述阀箱设有限位腔，所述凡尔座过盈配合于所述限位腔。

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