CN2265444Y - 一种改进的液力差动式水力活塞泵换向阀 - Google Patents

Abstract

一种改进的液力差动式水力活塞泵换向阀。其特征为：阀体外部热装焊接一外环套，之间形成上、下环形流道；阀体下部采用母和螺纹，并钻有小直径轴向孔与下环形流道相通，从而减少了阀体对径向尺寸的占用量。滑阀上部密封面装一高硬度衬套。本实用新型适合于各种液力差动式换向阀结构的水力活塞泵，可提高阀体加工成品率，增加换向阀无故障运转时间，延长滑阀的使用寿命。

Description

一种改进的液力差动式水力活塞泵换向阀

本实用新型属于液压传动的从石油井中抽汲石油的水力活塞泵换向阀的改进。

现有的水力活塞泵，应用较多的是液力差式换向阀结构的水力活塞泵。例如美国科贝公司(KOBE)的A、B、D、E型四个系列的水力活塞泵都是液力差动式换向阀结构。中国的水力活塞泵也都是采用此种结构的换向阀。

液力差动式换向阀主要由可运动的活塞杆[9]和滑阀[37](见图1)，固定不动的阀体[33]和阀芯[16]等零件组成。此种阀具有反应灵敏，换向时间短，可实现泵的高冲数运转等优点，但在结构设计上仍存在下述问题：

1.阀体[33]下端需钻多个通到阀体下部孔[36]的轴向长孔[19]，加工复杂，成品率低。

2.为了便于钻轴向长孔[19]，阀体下部都采用公扣螺纹，这种结构在径向上的排列，占用了较大的径向尺寸，限制了滑阀[37]的直径，使滑阀的液力作用面积小，造成换向过程中作用其上的换向力小，当换向力不能克服阻力时，就发生滑阀停止运动，换向失灵使泵不工作，必须从井下提出泵进行修复。

3.滑阀的上部密封面[7]无论滑阀在上限或下限两个位置，始终作用着高压动力流压力P1与乏动力液压力P2之压差，而阀体与滑阀中部密封面[11]，阀体与滑阀下部密封面[15]，阀芯与滑阀密封面[13]，及阀体上部密封面[3]和阀体中部密封面[10]却只有在滑阀上(或下)一个位置作用着高压动力液与乏动力液压差，所以，在使用同等材料和热处理工艺的情况下，滑阀上部密封面[7]的工作寿命只有其它各密封面工作寿命的一半。

由于存在上述问题，造成此类换向阀的加工难度大，工作寿命短。

本实用新型的目的是要提供一种改进的水力活塞泵换向阀。其特征一：阀体外部有一个外环套[30]热装并焊接在阀体上，它们之间形成了上环形流道[4]和下环形流道[12]，下环形流道取代了部分老式结构阀体下部轴向长孔。其特征二：阀体下部螺纹[24]采用母扣螺纹，紧靠螺纹内径钻小直径阀体下部轴向孔[19]，从而减少了阀体对径向尺寸的占用量。其特征三：滑阀上部密封面[7]装一高硬度衬套[6]。

下面对照图1对本实用新型的结构做进一步论述。

阀体[33]外部有一个外环套[30]，与阀体热装焊接而成，外环套与阀体之间的密封面[31]和[34]采用过盈配合热装。然后焊接，焊口共有[27]、[38]、[43]三处，上部焊口[27]和中部焊口[38]采用先焊接，然后再钻孔[1]和[39]。阀体与外环套之间形成上环形流道[4]和下环形流道[12]，这样阀体上只需钻较短的阀体下部轴向孔[19]与下环形流道[12]勾通即可，再配合阀体下部螺纹采用母扣螺纹，就使密封面[15]和[3]的径向尺寸比老式结构阀体增加。滑阀上安装一个高硬材料衬套[6]，衬套安装在滑阀上部密封面[7]上。

本实用新型的工作原理：当滑阀处于下限位置时，如图1，高压动力液经阀体的上部孔[29]，阀体与外环套形成的上环形流道[4]，再经孔[1]，进入泵的液马达，推动活塞组下行。乏动力液由阀体下接头[47]的孔[23]，阀体下部轴向孔[19]进入阀体与阀体外环套形成的下环形流道[12]，经阀体的下部孔[36]通过滑阀缩径处[35]，从阀体的乏动力液排出孔[32]排出，其压力为P2。此时滑阀的下端面[42]也作用着压力P2，它是由阀体二速孔[39]经滑阀二速孔[41]，滑阀一速孔[18]传递至滑阀下端面的；而滑阀上端面[28]则作用着高压动力液压力P1，在此压差作用下，滑阀将保持在下限的位置不动。当活塞组向下运动完成下行程时，其活塞杆[9]的上换向槽[8]和[5]将阀芯上一速孔[14]勾通高压动力液压力P1，高压动力液通过阀芯上一速孔[14]，滑阀一速孔[18]作用于滑阀的下端面[42]，由于滑阀下端面面积大于上端面面积，将产生一差动力促使滑阀行至上限位置。当滑阀行至上限位置后，滑阀缩径处[35]将阀体上部孔[29]与乏动力液排出孔[32]勾通：滑阀孔[40]将阀体下部孔[36]与高压动力液勾通，使活塞组上行，当活塞组向上运动完成上行程时，其活塞杆[9]下换向槽[20]将阀芯下一速孔[22]与阀芯中一速孔[17]勾通，使滑阀下端的高压液体经阀芯斜孔[21]，阀体一速孔[44]与乏动力液压力P2连通，滑阀下端泄压，在滑阀上端高压动力液压力P1的作用下，滑阀下行至下限位置。如此循环，实现活塞组往复抽油运动。

本实用新型与已有的技术相比所具有的优点：

1.降低了加工难度，提高了阀体加工成品率。

2.增加了滑阀的液力作用面积，提高了滑阀克服换向阻力的能力，从而增加了换向阀的无故障运转时间。

3.提高了滑阀上端密封面的抗磨损性能，延长了整个滑阀的使用寿命。

本实用新型适合于各种液力差动式换向阀结构的水力活塞泵。

附图1是本实用新型的结构原理示意图，也是实现本实用新型的最佳实施示意图。图中：[2]为密封圈，[25]为滑阀限位环，[26]为阀体上部接头，[45]、[46]为密封圈。

Claims (5)

1.一种改进的液力差动式水力活塞泵换向阀，其特征在于：

a.阀体[33]外部热装焊接一外环套[30]，阀体与外环套之间形成上环形流道[4]和下环形流道[12]。

b.阀体下部螺纹为母扣螺纹，紧靠螺纹内径钻有阀体下部轴向孔[19]。

c.滑阀上部密封面[7]装一高硬度衬套[6]。

2.如权利要求1所述的换向阀，其特征在于外环套与阀体之间的密封面[31]和[34]采用过盈配合热装，其配合的过盈量为0.035～0.076mm。

3.如权利要求1所述的换向阀，其特征在于阀体与外环套热装后再焊接，焊口有[27]、[38]、[43]三个部位，上部焊口[27]和中部焊口[38]焊完后再打孔[1]和孔[39]。

4.如权利要求1所述的换向阀，其特征在于所钻阀体下部轴向孔[19]的直径为3～5mm。

5.如权利要求1所述的换向阀，其特征在于阀体一速孔[44]为一斜孔，它与阀体轴线的斜角为25°～40°。

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