CN219034925U - 柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种柱塞泵。柱塞泵包括：动力总成；液压总成，与动力总成连接；减速箱总成，减速箱总成的输入接口与动力源输出轴连接且同轴设置，减速箱总成的输出端与动力总成连接；其中，输入接口与动力源输出轴键连接；或者，输入接口与动力源输出轴之间通过法兰连接。本实用新型有效地解决了现有技术中柱塞泵的平行级结构易产生较大振动及形变的问题。

Description

柱塞泵

技术领域

本实用新型涉及油气钻采设备技术领域，具体而言，涉及一种柱塞泵。

背景技术

目前，压裂柱塞泵作为压裂设备的重要组成部分，用于将携砂压裂液增压后泵送到井内，使地层产生裂缝，实现压裂增产作业。具体地，柱塞泵通常由动力端总成、液力端总成、齿轮箱或减速箱组成，通常以车载或者橇装的形式装配在整机设备上，使用柴油发动机或电动机驱动。其中，3000hp以上的大功率柱塞泵往往使用减速箱驱动，常用的减速箱结构由平行级结构和行星级结构两部分组成，而平行级结构为悬置式结构，平行级结构的主要作用是通过调整减速箱的安装位置，实现在不同位置与传动轴连接。行星级结构为行星齿轮机构。

然而，由于平行级为悬置式结构，在柱塞泵运行过程中，平行级结构会产品较大的振动，同时当受到轴向力作用时，平行级结构也会产生较大的变形，导致柱塞泵的整体受力状态较为复杂，增加了减速箱失效的风险。同时，平行级结构的上述设置导致减速箱的整体重量和尺寸较大，增大了整机设备布局难度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种柱塞泵，以解决现有技术中柱塞泵的平行级结构易产生较大振动及形变的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种柱塞泵，包括：动力总成；液压总成，与动力总成连接；减速箱总成，减速箱总成的输入接口与动力源输出轴连接且同轴设置，减速箱总成的输出端与动力总成连接；其中，输入接口与动力源输出轴键连接；或者，输入接口与动力源输出轴之间通过法兰连接。

进一步地，减速箱总成包括：内齿圈；行星架，与输出端连接；太阳轮，与动力源输出轴驱动连接；行星轮，设置在行星架上，行星轮与内齿圈和太阳轮均啮合；输入轴，与太阳轮连接，输入接口设置在输入轴远离输出端的一端；其中，输入轴与动力源输出轴同轴设置，输入轴与太阳轮同轴设置。

进一步地，在输入接口与动力源输出轴键连接时，柱塞泵还包括：相互连接的第一内花键和第一外花键，第一内花键设置在输入接口和动力源输出轴中的一个上，第一外花键设置在输入接口和动力源输出轴中的另一个上。

进一步地，第一内花键设置在输入接口内且与输入接口同轴设置，第一外花键设置在动力源输出轴的端部上且与动力源输出轴同轴设置。

进一步地，第一内花键设置在动力源输出轴的端部内，第一外花键设置在输入接口的端部上且与输入接口同轴设置。

进一步地，在输入接口与动力源输出轴之间通过法兰连接时，法兰包括：第一子法兰，与输入接口连接；第二子法兰，与动力源输出轴连接；联轴器，连接第一子法兰和第二子法兰，联轴器与动力源输出轴同轴设置。

进一步地，第一子法兰的至少部分伸入输入接口内且与输入接口焊接，和/或，动力源输出轴的至少部分伸入第二子法兰内且与第二子法兰焊接。

进一步地，减速箱总成还包括：第二外花键，设置在行星架上；第二内花键，设置在动力总成的曲轴上，第二外花键与第二内花键键连接，以将行星架上的动力传递至动力总成上。

进一步地，柱塞泵还包括：输出法兰，与动力总成连接，第二外花键穿设在输出法兰上。

进一步地，内齿圈的齿形为直齿、斜齿或人字齿。

应用本实用新型的技术方案，柱塞泵的减速箱总成的输入接口与动力源输出轴直接连接且同轴设置，取消了现有技术中柱塞泵的平行级结构，进而降低了悬置的平行级结构的振动强度，解决了现有技术中柱塞泵的平行级结构易产生较大振动及形变的问题。同时，由于去除了现有技术中的传动轴连接，进而有效地缩短了整机设备总长度，以使柱塞泵的放置位置不受限制，也减小了柱塞泵的整体重量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的柱塞泵的实施例一的立体结构示意图；

图2示出了图1中的柱塞泵的减速箱总成的剖视图；

图3示出了图1中的柱塞泵的减速箱总成的局部剖视图；

图4示出了图1中的柱塞泵的减速箱总成的后视图；

图5示出了图1中的柱塞泵的剖视图；

图6示出了图1中的柱塞泵的动力源输出轴与输入接口处于拆卸状态时的结构示意图；

图7示出了根据本实用新型的柱塞泵的实施例二的动力源输出轴与输入接口处于拆卸状态时的结构示意图；

图8示出了根据本实用新型的柱塞泵的实施例三的动力源输出轴与输入接口处于拆卸状态时的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、动力总成；2、液压总成；3、减速箱总成；4、输入接口；5、内齿圈；6、太阳轮；7、行星架；8、行星轮；9、输出法兰；10、第二外花键；11、回油口；12、定位销；13、第二内花键；14、曲轴；15、连杆；16、十字头；17、拉杆；18、柱塞；19、进油口；23、第一外花键；24、动力源输出轴；26、第一子法兰；27、第二子法兰；28、联轴器；29、螺栓组；30、输入轴；31、输入法兰。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中柱塞泵的平行级结构易产生较大振动及形变的问题，本申请提供了一种柱塞泵。

实施例一

如图1至图6所示，柱塞泵包括动力总成1、液压总成2及减速箱总成3。液压总成2与动力总成1连接。减速箱总成3的输入接口4与动力源输出轴24连接且同轴设置，减速箱总成3的输出端与动力总成1连接。其中，输入接口4与动力源输出轴24键连接。

应用本实施例的技术方案，柱塞泵的减速箱总成3的输入接口4与动力源输出轴24直接连接且同轴设置，取消了现有技术中柱塞泵的平行级结构，进而降低了悬置的平行级结构的振动强度，解决了现有技术中柱塞泵的平行级结构易产生较大振动及形变的问题。同时，由于去除了现有技术中的传动轴连接，进而有效地缩短了整机设备总长度，以使柱塞泵的放置位置不受限制，也减小了柱塞泵的整体重量。

在本实施例中，由于取消了平行级结构，以使柱塞泵的输入接口4的位置发生变化，柱塞泵的整体宽度缩短。同时，通过设计专用接口，可以直接与动力源输出轴24连接，进一步缩短整机设备长度。

在附图中未示出的其他实施方式中，输入接口与动力源输出轴之间通过法兰连接。这样，上述设置使得减速箱总成与动力源输出轴的连接方式更加多样性，以满足不同的使用需求和工况，也提升了工作人员的加工灵活性。

如图2和图3所示，减速箱总成3包括内齿圈5、行星架7、太阳轮6、行星轮8及输入轴30。行星架7与输出端连接。太阳轮6与动力源输出轴24驱动连接。行星轮8设置在行星架7上，行星轮8与内齿圈5和太阳轮6均啮合。输入轴30与太阳轮6连接，输入接口4设置在输入轴30远离输出端的一端。其中，输入轴30与动力源输出轴24同轴设置，输入轴30与太阳轮6同轴设置。这样，行星轮8安装在行星架7上，可布置3个或3个以上，用于平均载荷。太阳轮6与输入轴30连接，用于传递输入转速和扭矩。输入轴30上的输入接口4与动力源输出轴24连接，输入接口4的中心与动力总成1的曲轴14的回转中心对齐，可设计为多种接口形式。

具体地，太阳轮6与输入轴30之间采用花键连接，以使二者的拆装更加容易、简便，降低了柱塞泵的加工成本和拆装难度。

可选地，柱塞泵还包括相互连接的第一内花键和第一外花键23。其中，第一内花键设置在输入接口4和动力源输出轴24中的一个上，第一外花键23设置在输入接口4和动力源输出轴24中的另一个上。这样，上述设置使得第一内花键和第一外花键23的设置位置更加灵活，以满足不同的使用需求和工况，也提升了工作人员的加工灵活性。同时，输入接口4与动力源输出轴24之间通过第一内花键和第一外花键23连接，以使二者的拆装更加容易、简便，降低了柱塞泵的拆装难度。

如图6所示，第一内花键设置在输入接口4内且与输入接口4同轴设置，第一外花键23设置在动力源输出轴24的端部上且与动力源输出轴24同轴设置。这样，输入接口4的内周面设置有第一内花键，动力源输出轴24的端部上设置有第一外花键23，第一外花键23与第一内花键键连接，以实现输入接口4和动力源输出轴24的连接，以将动力源输出轴24上的动力直接传递至减速箱总成3的输入接口4内。

如图3和图5所示，减速箱总成3还包括第二外花键10和第二内花键13。其中，第二外花键10设置在行星架7上。第二内花键13设置在动力总成1的曲轴上，第二外花键10与第二内花键13键连接，以将行星架7上的动力传递至动力总成1上。这样，上述设置使得行星架7上与动力总成1的拆装更加容易、简便，降低了柱塞泵的整体拆装难度。同时，通过第二外花键10和第二内花键13之间的键连接实现行星架7与动力总成1的动力传输，以确保减速箱总成3能够带动动力总成1运动。

如图3和图4所示，柱塞泵还包括输出法兰9。其中，输出法兰9与动力总成1连接，第二外花键10穿设在输出法兰9上。这样，上述设置使得第二外花键10的设置位置更加合理、紧凑，提升了柱塞泵内部的空间利用率。

具体地，减速箱总成3通过输入接口4与动力源输出轴24连接，通过输出法兰9与动力总成1连接，输入法兰31和输出法兰9具有定位销12，通过定位销12进行定位和承载，通过行星架7上的第二外花键10与曲轴上的第二内花键13连接，将减速箱总成3输出的转速传递到曲轴14上，曲轴14回转带动连杆15、十字头16、拉杆17运动，将曲轴14的旋转运动转变为拉杆17的往复直线运动，拉杆17通过卡箍带动柱塞18在液压总成2内进行往复运动，从而实现低压液体的吸入和高压液体的排出，最终实现液体的泵送。

可选地，内齿圈5的齿形为直齿、斜齿或人字齿。这样，上述设置使得内齿圈5的齿形选取更加多样性，以满足不同的使用需求和工况，也提升了工作人员的加工灵活性。

如图3和图4所示，减速箱总成3上设置有进油口19和回油口11。

实施例二

实施例二中的柱塞泵与实施例一的区别在于：第一内花键和第一外花键的设置位置不同。

如图7所示，第一内花键设置在动力源输出轴24的端部内，第一外花键23设置在输入接口4的端部上且与输入接口4同轴设置。这样，动力源输出轴24的端部内设置有第一内花键，输入接口4的端部上设置有第一外花键23，第一外花键23与第一内花键键连接，以实现输入接口4和动力源输出轴24的连接，以将动力源输出轴24上的动力直接传递至减速箱总成3的输入接口4内。

实施例三

实施例三中的柱塞泵与实施例一的区别在于：输入接口4与动力源输出轴24的连接方式不同。

如图8所示，法兰包括第一子法兰26、第二子法兰27及联轴器28。其中，第一子法兰26与输入接口4连接。第二子法兰27与动力源输出轴24连接。联轴器28连接第一子法兰26和第二子法兰27，联轴器28与动力源输出轴24同轴设置。这样，第一子法兰26、第二子法兰27及联轴器28同步转动，以通过动力源输出轴24直接带动输入接口4运动，以将动力源输出轴24上的动力直接传递至减速箱总成3内。

具体地，通过螺栓组29将联轴器28与第一子法兰26、联轴器28与第二子法兰27连接在一起，进而动力源输出轴24和减速箱总成3的输入轴30的装配误差。

可选地，第一子法兰26的至少部分伸入输入接口4内且与输入接口4焊接，和/或，动力源输出轴24的至少部分伸入第二子法兰27内且与第二子法兰27焊接。这样，上述设置提升了第一子法兰26与输入接口4、第二子法兰27与动力源输出轴24的连接强度，进而提升了柱塞泵的整体结构稳定性。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

柱塞泵的减速箱总成的输入接口与动力源输出轴直接连接且同轴设置，取消了现有技术中柱塞泵的平行级结构，进而降低了悬置的平行级结构的振动强度，解决了现有技术中柱塞泵的平行级结构易产生较大振动及形变的问题。同时，由于去除了现有技术中的传动轴连接，进而有效地缩短了整机设备总长度，以使柱塞泵的放置位置不受限制，也减小了柱塞泵的整体重量。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种柱塞泵，其特征在于，包括：

动力总成(1)；

液压总成(2)，与所述动力总成(1)连接；

减速箱总成(3)，所述减速箱总成(3)的输入接口(4)与动力源输出轴(24)连接且同轴设置，所述减速箱总成(3)的输出端与所述动力总成(1)连接；

其中，所述输入接口(4)与所述动力源输出轴(24)键连接；或者，所述输入接口(4)与所述动力源输出轴(24)之间通过法兰连接。

2.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于，所述减速箱总成(3)包括：

内齿圈(5)；

行星架(7)，与所述输出端连接；

太阳轮(6)，与所述动力源输出轴(24)驱动连接；

行星轮(8)，设置在所述行星架(7)上，所述行星轮(8)与所述内齿圈(5)和所述太阳轮(6)均啮合；

输入轴(30)，与所述太阳轮(6)连接，所述输入接口(4)设置在所述输入轴(30)远离所述输出端的一端；

其中，所述输入轴(30)与所述动力源输出轴(24)同轴设置，所述输入轴(30)与所述太阳轮(6)同轴设置。

3.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于，在所述输入接口(4)与所述动力源输出轴(24)键连接时，所述柱塞泵还包括：

相互连接的第一内花键和第一外花键(23)，所述第一内花键设置在所述输入接口(4)和所述动力源输出轴(24)中的一个上，所述第一外花键(23)设置在所述输入接口(4)和所述动力源输出轴(24)中的另一个上。

4.根据权利要求3所述的柱塞泵，其特征在于，所述第一内花键设置在所述输入接口(4)内且与所述输入接口(4)同轴设置，所述第一外花键(23)设置在动力源输出轴(24)的端部上且与所述动力源输出轴(24)同轴设置。

5.根据权利要求3所述的柱塞泵，其特征在于，所述第一内花键设置在所述动力源输出轴(24)的端部内，所述第一外花键(23)设置在所述输入接口(4)的端部上且与所述输入接口(4)同轴设置。

6.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于，在所述输入接口(4)与所述动力源输出轴(24)之间通过法兰连接时，所述法兰包括：

第一子法兰(26)，与所述输入接口(4)连接；

第二子法兰(27)，与所述动力源输出轴(24)连接；

联轴器(28)，连接所述第一子法兰(26)和所述第二子法兰(27)，所述联轴器(28)与所述动力源输出轴(24)同轴设置。

7.根据权利要求6所述的柱塞泵，其特征在于，所述第一子法兰(26)的至少部分伸入所述输入接口(4)内且与所述输入接口(4)焊接，和/或，所述动力源输出轴(24)的至少部分伸入所述第二子法兰(27)内且与所述第二子法兰(27)焊接。

8.根据权利要求2所述的柱塞泵，其特征在于，所述减速箱总成(3)还包括：

第二外花键(10)，设置在所述行星架(7)上；

第二内花键(13)，设置在所述动力总成(1)的曲轴上，所述第二外花键(10)与所述第二内花键(13)键连接，以将所述行星架(7)上的动力传递至所述动力总成(1)上。

9.根据权利要求8所述的柱塞泵，其特征在于，所述柱塞泵还包括：

输出法兰(9)，与所述动力总成(1)连接，所述第二外花键(10)穿设在所述输出法兰(9)上。

10.根据权利要求2所述的柱塞泵，其特征在于，所述内齿圈(5)的齿形为直齿、斜齿或人字齿。

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