CN220081662U - 一种自清洁长寿命柱塞泵阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自清洁长寿命柱塞泵阀，包括阀罩、阀芯、阀体，所述阀芯与阀体装配，阀体上端连接阀罩；还包括调节式轴承机构；所述阀芯包括至少三幅旋转叶片，阀芯上端具有阀板，阀板下端面周边具有阀板锥形密封面；所述阀板上端面中心开设第一球形凹坑，所述第一球形凹坑用以连接所述调节式轴承机构。本实用新型能够自己清理阀芯与阀座之间杂质，适应油田边外注水杂质含量高等复杂工况，故障率低，寿命长。

Description

一种自清洁长寿命柱塞泵阀

技术领域

本实用新型涉及柱塞泵液力端技术领域，具体地说是一种自清洁长寿命柱塞泵阀。

背景技术

油田边外注水，注入水是原油中沉降脱出的采出水，不经过滤、除油等措施，水中杂质含量高、含油高、矿化度高、温度高，所用泵阀因水质原因，经常出现泵阀刺漏现象，造成泵阀寿命短，故障多，泵效低，维修费用高，耗能高。经统计在油田边外注水中的水平结构柱塞泵泵阀的阀板刺漏、弹簧断裂、阀板脱落等故障占到了总故障数的85％以上，维修周期在10-20天左右，不适宜油田边外注水工况。需要一种适合边外注水这种高含杂质水质复杂情况下故障率低，维修周期长的长寿命柱塞泵阀。

经检索专利文献，目前柱塞泵泵阀结构特征都与本申请有显著不同，其功能不适用于含油高、含杂质高的边外注水工况。

如申请号为CN201821014282.0的中国实用新型公开的一种组合阀阀座结构，其包括：排出阀座，包括设于中部的排出阀道孔；吸入阀座，包括进液孔、排液孔以及与进液孔连通的吸入阀道孔，在吸入阀座首端中部凹陷设有与排液孔连通的退孔，所述排出阀道孔与退孔连通，所述吸入阀座首端与排出阀座尾端密封连接，此时，所述排出阀座尾端中部伸入退孔并与退孔底部具有间隙，所述排出阀座尾端外围端面与吸入阀座首端位于退孔外围的端面密封。本组合阀阀座结构具有流道通畅，提高了阀关闭时的密封性和可靠性的优点。然而，其功能不适用于含油高、含杂质高注水工况。

又如授权公告号为CN203770125U的中国实用新型公开的一种组合阀阀座，该阀座是分体式的，把原来整体阀座，分成两部分阀座一和阀座二进行加工，阀座一以及阀座二通过双斜面非金属密封垫密封，其优点在于可以把组合阀座做的更小，使用与小机型、小流量、高压力场合，方便加工。然而，其功能同样不适用于含油高、含杂质高工况。

但以上技术跟本实用新型的结构完全不同，而且要解决的技术问题和实现的有益效果也不尽相同。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种自清洁长寿命柱塞泵阀，能够自己清理阀芯与阀座之间杂质，适应油田边外注水杂质含量高等复杂工况，故障率低，寿命长。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种自清洁长寿命柱塞泵阀，包括阀罩、阀芯、阀体，所述阀芯与阀体装配，阀体上端连接阀罩；

还包括调节式轴承机构；

所述阀芯包括至少三幅旋转叶片，阀芯上端具有阀板，阀板下端面周边具有阀板锥形密封面；

所述阀板上端面中心开设第一球形凹坑，所述第一球形凹坑用以连接所述调节式轴承机构。

所述阀体内中心孔上端口内侧开设阀体锥形密封面，用以配合对应阀板锥形密封面。

所述阀体外璧设置密封圈，阀体底端设置密封垫。

所述调节式轴承机构包括压盘杆、球珠；

所述压盘杆下端面中心开设第二球形凹坑，且与下方的第一球形凹坑上下对应，所述第一球形凹坑、第二球形凹坑之间安装球珠。

所述压盘杆外壁设置弹簧限位台阶，在压盘杆外部套装弹簧，弹簧上端顶住阀罩上端内壁，弹簧下端顶住弹簧限位台阶。

所述阀罩上端中心还开设圆孔，圆孔为光孔导向孔，压盘杆穿于光孔导向孔内，用以对压盘杆的上下自适应调节导向。

所述阀罩与阀体为丝扣式连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型所述泵阀材质耐腐蚀，硬度大；

所述阀芯设计有旋转叶片，进排水时阀芯在水力作用下旋转，起到自动研磨作用，清除杂质；在阀芯关闭时在高压作用下，阀芯能撞碎杂质，随水冲走。

本实用新型所述自清洁长寿命泵阀所述阀芯和所述阀座锥面密封，密封效果好；

通过所述阀芯的旋转和开关将所述阀芯与所述阀座间的杂质清理，保证所述阀芯与所述阀座的密封，能够大幅延长所述泵阀寿命。

本实用新型所述自清洁长寿命柱塞泵阀结构简单，故障率低，寿命长、泵效高、维修方便，成本低。

附图说明

图1是本实用新型实施例的自清洁长寿命柱塞泵阀剖视图；

图2为本实用新型所述自清洁长寿命柱塞泵阀的阀罩结构示意图；

图3为本实用新型所述自清洁长寿命柱塞泵阀的阀芯结构示意图；

图4为本实用新型所述自清洁长寿命柱塞泵阀的阀座结构示意图；

图中标注为：

1-阀体；2-台阶；3-矩形沟槽；4-阀体内孔；5-阀板锥形密封面；6-阀芯；7-圆形阀板；8-第一球形凹坑；9-阀体锥形密封面；10-叶片；11-阀罩；12-外螺纹；13-弹簧；14-压盘；15-圆孔；16-内螺纹；17-压盘面；18-压盘杆；19-弹簧限位台阶；20-导向限位台阶；21-第二球形凹坑；22-球珠；23-密封圈；24-密封垫。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

参照图1至图4，本实用新型提供的一种实施例：

一种自清洁长寿命柱塞泵阀，包括阀罩11、阀芯6、阀体1，所述阀芯与阀体装配，阀体上端连接阀罩；

还包括调节式轴承机构；

所述阀芯包括至少三幅旋转叶片，阀芯上端具有圆形阀板7，阀板下端面周边具有阀板锥形密封面5；

所述阀板上端面中心开设第一球形凹坑8，所述第一球形凹坑用以连接所述调节式轴承机构。

所述阀体内中心孔上端口内侧开设阀体锥形密封面9，用以配合对应阀板锥形密封面。

所述阀体外璧设置密封圈23，阀体底端设置密封垫24。

所述调节式轴承机构包括压盘杆18、球珠22；

所述压盘杆下端面为压盘面18，压盘面18中心开设第二球形凹坑21，且与下方的第一球形凹坑上下对应，所述第一球形凹坑、第二球形凹坑之间安装球珠22。

所述压盘杆外壁设置弹簧限位台阶，在压盘杆外部套装弹簧，弹簧上端顶住阀罩上端内壁，弹簧下端顶住弹簧限位台阶。

所述阀罩上端中心还开设圆孔15，圆孔为光孔导向孔，压盘杆穿于光孔导向孔内，用以对压盘杆的上下自适应调节导向。

所述压盘杆外壁还设置导向限位台阶，导向限位台阶外径大于光孔导向孔内径。

所述阀罩与阀体为丝扣式连接。

所述阀体本体为具有一定厚度的圆形“凸”结构，中部为孔，所述阀体本体顶部有凸台，所述凸台有外螺纹，所述阀体底面外侧设有台阶，在外侧顶底面中间位置设有一矩形沟槽，所述台阶安装有所述密封垫，所述矩形沟槽安装有所述密封圈；所述阀体内孔为进排水通道，所述阀体内孔上端面为内径上大下小的阀板锥形密封面，所述阀体安装在柱塞泵液力端内部，通过压套将阀体压紧座在液力端内阀体位置，通过所述密封圈和所述密封垫与液力端密封，防止介质从侧面窜流。所述阀体通过所述外螺纹与阀罩螺纹连接。

所述阀芯为“T”型结构，上部为一定厚度的圆形阀板，所述阀板上表面正中央设有第一球形凹坑，所述阀板外侧面下半部分为直径上大下小的阀体锥形密封面，所述阀板的下平面座在所述阀体内孔上，所述阀板锥形密封面与所述阀体锥形密封面配合密封。所述阀板下平面上设置4个均匀分布的叶片并有一定倾斜角度，所述叶片与所述阀板为一体结构组成所述阀芯，所述阀芯可在阀体内孔上下一定范围运动，实现开启和关闭。

所述阀罩为具有一定厚度的中上部均匀开三孔的桶状结构，从所述阀罩正上方看所述阀罩顶面呈外部带圈的“Y”形状，所述阀罩呈“Y”型的顶面正中央设有圆孔，所述阀罩底部内测设有内螺纹；所述压盘呈倒“T”形结构,包括压盘面和压盘杆，所述压盘面位于所述压盘底部并具有一定厚度的圆形结构，所述压盘杆为杆状结构，所述压盘面和所述压盘杆为一体结构并通过压盘面上表面的由外到内的弹簧限位台阶和导向限位台阶过渡，所述导向限位台阶的外周直径与所述弹簧的内径相一致，所述压盘面的底表面正中央设有第二球形凹坑；所述弹簧套装于所述导向限位台阶和所述压盘杆外部，所述压盘和所述弹簧安装于所述阀罩内并且所述压盘杆伸入所述圆孔内。所述阀罩通过所述内螺纹和所述阀体凸台外螺纹连接。

所述球珠为一圆球，所述球珠直径与所述第一球形凹坑和所述第二球形凹坑的直径相一致，所述第一球形凹坑和所述第二球形凹坑的深度小于所述球珠半径且大于所述球珠半径的2/3,所述阀板和所述压盘面通过所述第一球形凹坑和所述第二球形凹坑压紧所述球珠组成所述球形轴承。所述阀芯通过所述叶片在水力作用下和所述阀板与所述球珠之间的相对运动实现转动。

所述阀芯座在所述阀体内孔上并安装于所述阀罩内，所述球珠安装于所述第一球形凹坑和所述第二球形凹坑之间并嵌入所述第一球形凹坑和所述第二球形凹坑内，所述阀罩和所述阀体通过所述内螺纹和所述凸台外螺纹连接组成所述泵阀。

所述阀罩通过所述压盘和所述球珠在所述弹簧的作用下压紧所述阀芯，所述阀罩限定了所述阀芯只能在上下一定范围内运动，起到限位作用；排水时水将所述阀芯顶开排水，在进排水时，所述叶片在水力作用下带动所述阀芯旋转，所述叶片起到导向和旋转作用，排水完成时，所述阀芯在所述弹簧作用下能快速复位。

本实用新型所述自清洁长寿命泵阀通过所述阀芯的旋转研磨和开关撞击将所述阀芯与所述阀座间的杂质清理，保证所述阀芯与所述阀座的密封性，实现泵阀寿命大幅延长，大幅度的减少了维修工作量。

进一步地，所述泵阀材质采用17-4PH沉淀硬化型不锈钢，耐腐蚀、硬度大。

进一步地，所述泵阀阀芯与所述阀座密封面为V型锥面，密封效果好。

进一步地，所述阀芯靠自身重力和液压上下开关，不存在所述弹簧断和所述阀芯脱落所述泵阀失效问题。

进一步地，所述球珠为高硬度的氧化锆球形轴承技术，无润滑工况下不易损坏。

更进一步地，所述阀罩与相应工具配合便于泵阀的取出，维修方便。

工作原理：本实用新型泵阀在柱塞泵液力端内部立式安装，安装在柱塞泵下部为进水阀，安装在柱塞泵上部是排水阀，所述阀芯上下运动，同时做自转运动。柱塞向后运行时，腔内压力降低，所述排水阀的所述阀芯在自身重力和出口压力作用下关闭，进水顶开所述进水阀的所述阀芯，水进入柱塞让出的空间；柱塞向前运动时，腔内压力升高，所述进水阀的所述阀芯在自身重力和液压的作用下关闭，压力继续升高，液压顶开所述排水阀的所述阀芯，排出腔内水。所述进水阀和所述排水阀交替启闭，完成进排水，所述阀芯旋转上下运动，清理杂质，延长寿命。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实用新型把球形轴承换成其他类能维持阀芯稳定转动的轴承都是可以的。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实用新型把阀罩导向孔的作用去掉，也是能实现功能的。但无论如何变形，均在本实用新型的保护范围内。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术。直接应用即可，不再赘述。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (7)

1.一种自清洁长寿命柱塞泵阀，包括阀罩、阀芯、阀体，所述阀芯与阀体装配，阀体上端连接阀罩；

其特征在于，还包括调节式轴承机构；

所述阀芯包括至少三幅旋转叶片，阀芯上端具有阀板，阀板下端面周边具有阀板锥形密封面；

所述阀板上端面中心开设第一球形凹坑，所述第一球形凹坑用以连接所述调节式轴承机构。

2.根据权利要求1所述的一种自清洁长寿命柱塞泵阀，其特征在于，所述阀体内中心孔上端口内侧开设阀体锥形密封面，用以配合对应阀板锥形密封面。

3.根据权利要求2所述的一种自清洁长寿命柱塞泵阀，其特征在于，所述阀体外璧设置密封圈，阀体底端设置密封垫。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种自清洁长寿命柱塞泵阀，其特征在于，所述调节式轴承机构包括压盘杆、球珠；

所述压盘杆下端面中心开设第二球形凹坑，且与下方的第一球形凹坑上下对应，所述第一球形凹坑、第二球形凹坑之间安装球珠。

5.根据权利要求4所述的一种自清洁长寿命柱塞泵阀，其特征在于，所述压盘杆外壁设置弹簧限位台阶，在压盘杆外部套装弹簧，弹簧上端顶住阀罩上端内壁，弹簧下端顶住弹簧限位台阶。

6.根据权利要求5所述的一种自清洁长寿命柱塞泵阀，其特征在于，所述阀罩上端中心还开设圆孔，圆孔为光孔导向孔，压盘杆穿于光孔导向孔内，用以对压盘杆的上下自适应调节导向。

7.根据权利要求6所述的一种自清洁长寿命柱塞泵阀，其特征在于，所述阀罩与阀体为丝扣式连接。