CN219452378U - 液压往复式柱塞泵高压液力端、柱塞泵体及液压柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于柱塞泵技术领域，具体提出了液压往复式柱塞泵高压液力端、柱塞泵体及液压柱塞泵，柱塞泵体包括导筒、液压缸筒、活塞、活塞杆以及高压液力端，高压液力端包括三通阀箱，三通阀箱开设有三个相互连通的通道，分别为第一通道、第二通道和第三通道；第一通道中可拆卸连接有进口单流阀总成；第二通道中可拆卸连接有出口单流阀总成；第三通道中设置有柱塞杆，柱塞杆套设有密封盒总成，密封盒总成与三通阀箱可拆卸连接；液压柱塞泵包括柱塞泵体以及与柱塞泵体相连的液压泵站、液压换向装置以及进浆管和出浆管等。本实用新型具有承压高、结构简单紧凑体积小、可靠性高、稳定性好等优点。

Description

液压往复式柱塞泵高压液力端、柱塞泵体及液压柱塞泵

技术领域

本实用新型属于柱塞泵技术领域，具体涉及液压往复式柱塞泵高压液力端、柱塞泵体及液压柱塞泵。

背景技术

目前随着液压式活塞泵在油田注入作业上的研制和推广，应用工况也越来越复杂，而各大油田注入井压力大小不一，且近几年油田新兴增油增产工艺的应用及增油效果有效验证，增油增产工艺得到各大油田普及，而液压式活塞泵独有的液力端结构以注入介质广泛、易损件寿命使用长等优势脱颖而出。但液压式活塞泵液力端承压能力有限，最大工作压力只能在40MPa以下长时间应用，而目前很多老油井注入压力在40～55MPa之间，导致液压式活塞泵应用发展收到限制。

部分现有技术研制出使用高压活塞和高压缸套的液力端，采用特殊橡胶材质或者进口高性能材质制成高压活塞，同时采用高性能材料的高压缸套，最高工作压力可达到52MPa，但经过实际验证只能短时间应用(7天左右)，无法长时间连续工作，给现场施工增加了施工工作，且双金属缸套和活塞磨损较快需经常更换，造成高压液力端成本较高，也大大限制了推广应用。另外为了能够固定较大的双金属缸套，液力端阀箱需要留出足够大的通孔安装，且需要满足高压、耐磨等要求，导致阀箱整体偏大、体重较重，从而降低了整机的设备的灵活性。

如何在采用液压驱动的基础上应用可长时间、注入介质广、施工压力高的液力端成为本领域技术人员一直渴望解决但未能解决的技术难题。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了液压往复式柱塞泵高压液力端、柱塞泵体及液压柱塞泵。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本技术方案提出了液压往复式柱塞泵高压液力端，包括三通阀箱，所述三通阀箱开设有三个相互连通的通道，分别为第一通道、第二通道和第三通道；所述第一通道中可拆卸连接有进口单流阀总成；所述第二通道中可拆卸连接有出口单流阀总成；所述第三通道中设置有柱塞杆，所述柱塞杆套设有密封盒总成，所述密封盒总成与所述三通阀箱可拆卸连接；所述三通阀箱的一端外壁具有外螺纹。

优选的，所述密封盒总成包括套设于柱塞杆上的外筒，外筒密封插设于第三通道中；还包括压持在外筒一端的压帽，所述压帽可拆卸连接于三通阀箱的第三通道中；所述外筒与所述柱塞杆之间密封设置有密封组件，密封组件一侧压持有压盖，所述压盖与所述外筒可拆卸连接。

优选的，所述密封组件包括依次设置的支撑环、夹布盘根、橡胶盘根以及压环；所述柱塞杆上还套设有两组导向环，其中一组导向环设置于支撑环一侧并与所述外筒相连；另一组导向环设置于压环的一侧并与所述压盖相连。

优选的，所述进口单流阀总成包括定位插设于第一通道中的进口单流阀，所述进口单流阀的一端压持有进液缸盖，所述进液缸盖与所述第一通道内壁螺纹连接。

优选的，所述出口单流阀总成包括定位插设于第二通道中的出口单流阀，所述出口单流阀的一端压持有出液缸盖，所述出液缸盖与所述第二通道内壁螺纹连接。

柱塞泵体，包含两组所述的液压往复式柱塞泵高压液力端。

优选的，还包括液压缸筒，所述液压缸筒位于两组三通阀箱之间；所述液压缸筒内活动连接有活塞，所述活塞套设于活塞杆上，所述活塞杆的两端自由贯穿所述液压缸筒，所述活塞杆的两端分别与位于两侧的柱塞杆相连；所述液压缸筒的两端螺纹连接有导筒，所述导筒与所述三通阀箱螺纹连接；所述液压缸筒上开设有两组油路孔。

优选的，所述导筒的筒壁开设有观察孔。

优选的，所述导筒的两端外壁沿周向连接有若干由壬耳朵。

液压柱塞泵，包含柱塞泵体；还包括进浆管和出浆管，所述进浆管与所述进口单流阀总成相连；所述出浆管与所述出口单流阀总成相连；还包括液压泵站以及与液压泵站相连的液压换向装置，所述液压换向装置设置有两根液压管，所述液压管分别与对应的油路孔相连。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1.柱塞泵高压液力端具有承压高、结构简单紧凑体积小、可靠性高、稳定性好等优点；通过各部件结构单独优化以及整体科学布置设计，实现了在满足要求下的排量的同时将整机承压能力从40MPa提高到70MPa，且减少了易损件数量，降低了易损件消耗费用，降低了维修强度；通过优化外观和重量，实现了液力端总成的小型化化和模块化设计；改善了液压活塞泵“大、笨、粗”的缺点，使之更加适合液压泵的推广应用。

2.密封盒总成内部安装高压密封组合件，由专用橡胶盘根和加布盘根，或者多组加布盘根与密封盒组合而成，可实现承压105MPa的施工工况，且该密封配合形式在油田高压压裂施工上得到应用验证，从而保证了液力端的密封性。

3.三通阀箱通过优化设计将以往阀箱和双金属缸套进行整合一起，在保证了承压和耐磨性的基础上减少了阀箱的体积和重量，将以往易损件双金属缸套和活塞两种减少为一种高压密封，节省了设备易损件费用，降低了设备运行成本。

4.为了方便维修、更换，通过液力端总成与液压系统总体匹配设计，设计了合适的柱塞杆和密封盒、导筒长度，可通过导筒上的观察孔直接取出柱塞杆、密封盒总成，降低了现场维修强度，减少了维修更换时间。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型中液压往复式柱塞泵高压液力端结构剖视图。

图2是图1中密封盒总成结构放大图。

图3是进口单流阀结构放大图。

图4是本实用新型中柱塞泵体立体图。

图5是图4中柱塞泵体结构示意图。

图6是液压柱塞泵结构示意图。

附图标记说明:

1三通阀箱；2进液缸盖；3出液缸盖；4进口单流阀；5出口单流阀；6柱塞杆；7密封盒总成；8压帽；9液压缸筒；10导筒；11观察孔；12油路孔；13由壬耳朵；14活塞；15活塞杆；16卡箍；

41第一阀盖；42第二阀盖；43缸套密封圈；44凡尔弹簧；45凡尔总成；46O型橡胶圈；

71密封垫圈；72导向环；73支撑环；74夹布盘根；75橡胶盘根；76压环；77外筒；78压盖；

A-1出浆管；A-2柱塞泵体；A-3进浆管；A-4阀箱支座；A-5液缸支座；A-6换向系统支座；A-7液压换向装置；A-8液压泵站；A-9液压管。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1-3所示，本实施例提出了液压往复式柱塞泵高压液力端，该装置包括出口单流阀5、三通阀箱1、进口单流阀4、密封盒总成7、压盖78、柱塞杆6等组成。下面详细介绍：

液压往复式柱塞泵高压液力端包括三通阀箱1，高压液力端总成外壳为三通阀箱1，三通阀箱1开设有三个相互连通的通道，分别为第一通道、第二通道和第三通道，第一通道中可拆卸连接有进口单流阀总成；第二通道中可拆卸连接有出口单流阀总成；第三通道中设置有柱塞杆6，柱塞杆6套设有密封盒总成7，密封盒总成7与三通阀箱1可拆卸连接；具体来讲，三通阀箱1的上部设定为进水口a，内部安装进口单流阀4，左边设定为高压出口b，内部安装出口单流阀5，右边设定为容积腔c，里面包含密封盒总成7以及柱塞杆6等。

密封盒总成7包括套设于柱塞杆6上的外筒77，外筒77密封插设于第三通道中，具体来说，外筒77与第三通道内壁之间设置有密封垫圈71，外筒77的左端内嵌有上述的密封垫圈71，起到密封作用，实现密封连接；外筒77与柱塞杆6之间设置有密封组件；密封组件的另一端压持有压盖78，起到固定作用，压盖78与外筒77之间采用可拆卸连接方式；还包括压持在外筒77一端的压帽8，压帽8可拆卸连接于三通阀箱1的第三通道中，即采用压帽8将密封盒总成7固定在三通阀箱1容积腔内C内(即第三通道)。

需要说明的是，本文中所提及的所有的可拆卸连接方式包括但不限于螺纹连接、插接、卡接等，在本实施例中优选为螺纹连接，方便拆卸和安装。

上面提及的密封组件包括依次设置有支撑环73、夹布盘根74、橡胶盘根75以及压环76；支撑环73、夹布盘根74、橡胶盘根75以及压环76均套设在柱塞杆6上；压盖78压持在压环76的一侧，实现固定。

柱塞杆6上还套设有两组导向环72，其中一组导向环72设置于支撑环73一侧并与外筒77相连，具体的，该组导向环72位于支撑环73的左端；另一组导向环72设置于压环76的一侧(右端)并与压盖78相连；

进口单流阀总成包括定位插设于第一通道中的进口单流阀4，进口单流阀4的一端压持有进液缸盖2，进液缸盖2与第一通道内壁螺纹连接。

出口单流阀总成包括定位插设于第二通道中的出口单流阀5，出口单流阀5的一端压持有出液缸盖3，出液缸盖3与所述第二通道内壁螺纹连接。

进口单流阀4与出口单流阀5均采用常规结构形式，下面就以进口单流阀4为例做一个简要的结构说明：

进口单流阀4包括第一阀盖41和第二阀盖42，第一阀盖41与第二阀盖42之间为螺纹连接，方便拆卸；第二阀盖42的端部内嵌有缸套密封圈43，起到密封作用；第一阀盖41与第二阀盖42均开设有浆液流通通道；在浆液流通通道内设置有凡尔总成45，凡尔总成45上套设安装有凡尔弹簧44，凡尔弹簧44的另一端连接于第一阀盖41上。上述结构形式为常规选择，不作过多阐述。

三通阀箱1通过优化设计将以往阀箱和双金属缸套进行整合一起，在保证了承压和耐磨性的基础上减少了阀箱的体积和重量，将以往易损件双金属缸套和活塞14两种减少为一种高压密封，节省了设备易损件费用，降低了设备运行成本。

密封盒总成7内部安装高压密封组合件，由专用橡胶盘根75和加布盘根，或者多组加布盘根与密封盒组合而成，可实现承压105MPa的施工工况，且该密封配合形式在油田高压压裂施工上得到应用验证，从而保证了液力端的密封性。为了能够安装不同规格、不同材质的密封盘根，密封盒也设计了多种规格，且为保证安装的通用性，密封盒安装形式、安装尺寸统一。

柱塞杆6为液力单元能量转换的执行部件，首先通过与液压驱动系统进行换算计算，选取合适的柱塞杆6外径，将液压驱动动力转换成高压的水力压力，通过以下公式计算外径：

出口压力/液压驱动压力＝液压油缸环腔面积/柱塞杆6外圆面积

同时柱塞杆6外径的大小影响着设备出口排量，与密封盒组合密封配合输出多种压力和排量的介质，所以根据市场需求也设计了不同大小外径的柱塞杆6。柱塞杆6表面采用喷涂硬质合金，增强耐磨性提高使用寿命。

实施例二

如图4-6所示，本实施例提出了柱塞泵体A-2，包含两组上述的液压往复式柱塞泵高压液力端，具体结构形式为：

还包括液压缸筒9，液压缸筒9位于两组三通阀箱1之间；液压缸筒9内活动连接有活塞14，活塞14套设于活塞杆15上，活塞杆15的两端自由贯穿液压缸筒9，活塞杆15的两端分别与位于两侧的柱塞杆6相连；液压缸筒9的两端螺纹连接有导筒10，导筒10与三通阀箱1可拆卸连接，在本实施例中优选为螺纹连接，具体来讲，连接三通阀箱1的一端外壁具有外螺纹，该端指的是第三通道的这一端，导筒10具有与外螺纹相适配的内螺纹，导筒10与三通阀箱1螺纹连接；液压缸筒9上开设有两组油路孔12。高压液力端通过导筒10与液压缸筒9连接，从而实现液压系统与水路系统的能量转换。

导筒10的筒壁开设有观察孔11，需要说明的是，活塞杆15的两端通过卡箍16与柱塞杆6相连。

为了方便维修、更换，通过液力端总成与液压系统总体匹配设计，设计了合适的柱塞杆6和密封盒、卡箍16、导筒10长度，可通过导筒10的观察孔11直接取出柱塞杆6、密封盒总成7，降低了现场维修强度，减少了维修更换时间。

导筒10的两端外壁沿周向连接有若干由壬耳朵13，方便维修更换时，锤击由壬耳朵13进行拆装。

实施例三

如图6所示，本实施例还提出了液压柱塞泵，包含实施例二中所提出的柱塞泵体A-2；还包括进浆管A-3和出浆管A-1，进浆管A-3与进口单流阀总成相连；出浆管A-1与出口单流阀总成相连；还包括液压泵站A-8以及与液压泵站A-8相连的液压换向装置A-7，液压换向装置A-7设置有两根液压管A-9，液压管A-9分别与对应的油路孔12相连。

柱塞泵体A-2中的三通阀箱1定位安装于阀箱支座A-4上；液压缸筒9定位安装于液缸支座A-5上；液压换向装置A-7定位安装于换向系统支座A-6上。

高压液力端通过导筒10与液压缸筒9连接，液压缸筒9与液压泵站A-8以及液压换向装置A-7相连，从而实现液压系统与水路系统的能量转换。

柱塞泵高压液力端具有承压高、结构简单紧凑体积小、可靠性高、稳定性好等优点；通过各部件结构单独优化以及整体科学布置设计，实现了在满足要求下的排量的同时将整机承压能力从40MPa提高到70MPa，且减少了易损件数量，降低了易损件消耗费用，降低了维修强度；通过优化外观和重量，实现了液力端总成的小型化化和模块化设计；改善了液压活塞14泵“大、笨、粗”的缺点，使之更加适合液压泵的推广应用。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.液压往复式柱塞泵高压液力端，其特征在于，包括三通阀箱，所述三通阀箱开设有三个相互连通的通道，分别为第一通道、第二通道和第三通道；所述第一通道中可拆卸连接有进口单流阀总成；所述第二通道中可拆卸连接有出口单流阀总成；所述第三通道中设置有柱塞杆，所述柱塞杆套设有密封盒总成，所述密封盒总成与所述三通阀箱可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的液压往复式柱塞泵高压液力端，其特征在于，所述密封盒总成包括套设于柱塞杆上的外筒，外筒密封插设于第三通道中；还包括压持在外筒一端的压帽，所述压帽可拆卸连接于三通阀箱的第三通道中；所述外筒与所述柱塞杆之间密封设置有密封组件，密封组件一侧压持有压盖，所述压盖与所述外筒可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的液压往复式柱塞泵高压液力端，其特征在于，所述密封组件包括依次设置的支撑环、夹布盘根、橡胶盘根以及压环；所述柱塞杆上还套设有两组导向环，其中一组导向环设置于支撑环一侧并与所述外筒相连；另一组导向环设置于压环的一侧并与所述压盖相连。

4.根据权利要求1所述的液压往复式柱塞泵高压液力端，其特征在于，所述进口单流阀总成包括定位插设于第一通道中的进口单流阀，所述进口单流阀的一端压持有进液缸盖，所述进液缸盖与所述第一通道内壁螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的液压往复式柱塞泵高压液力端，其特征在于，所述出口单流阀总成包括定位插设于第二通道中的出口单流阀，所述出口单流阀的一端压持有出液缸盖，所述出液缸盖与所述第二通道内壁螺纹连接。

6.柱塞泵体，其特征在于，包含两组权利要求1-5任一项的所述的液压往复式柱塞泵高压液力端。

7.根据权利要求6所述的柱塞泵体，其特征在于，还包括液压缸筒，所述液压缸筒位于两组三通阀箱之间；所述液压缸筒内活动连接有活塞，所述活塞套设于活塞杆上，所述活塞杆的两端自由贯穿所述液压缸筒，所述活塞杆的两端分别与位于两侧的柱塞杆相连；所述液压缸筒的两端螺纹连接有导筒；所述导筒与所述三通阀箱螺纹连接；所述液压缸筒上开设有两组油路孔。

8.根据权利要求7所述的柱塞泵体，其特征在于，所述导筒的筒壁开设有观察孔。

9.根据权利要求7所述的柱塞泵体，其特征在于，所述导筒的两端外壁沿周向连接有若干由壬耳朵。

10.液压柱塞泵，其特征在于，包含权利要求7-9任一项所述的柱塞泵体；还包括进浆管和出浆管，所述进浆管与所述进口单流阀总成相连；所述出浆管与所述出口单流阀总成相连；还包括液压泵站以及与液压泵站相连的液压换向装置，所述液压换向装置设置有两根液压管，所述液压管分别与对应的油路孔相连。