专利名称：一种长寿命泵液力端吸入排出装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于石油行业的一种长寿命泵液力端吸入排出 装置。
背景技术：
在石油行业中常用到各种泵，如常规往复泵、注水泵、酸化压裂 用注液泵等，泵液力端最常用的结构型式为泵头、压紧法兰、阀座、 吸入弹簧、吸入弹簧座、吸入阀片、排出弹簧、排出弹簧座、排出阀 片、导向螺杆等。在某些低压泵中，最易失效的是吸入弹簧和排出弹 簧，由于往复的交变作用，弹簧易发生早期失效，工作时间仅维持在 几天至四十天之间，弹簧失效后，常需厂家售后服务人员专门到现场 安装，既增加了售后服务费用，又延误了泵的正常作业。发明内容本发明的目的是为了使泵液力端吸入排出装置在不增加成本的 条件下，能延长弹簧使用寿命，提高泵的使用效率，特提供一种长寿 命液力端吸入排出装置。为了达到上述目的，本发明提出的技术方案是 一种长寿命泵液 力端吸入排出装置，主要由吸入阀片、排出阀片、吸入弹簧、排出弹 簧组成，其结构特征是，对于吸入阀片，在阀片内圈增加一楔形圆环 体，其轴对称截面底边长与吸入阀片内圈高度等值，或者底边长小于 内圈高度值，底边指与圆环体中心线平行的那个边，其轴对称截面两 侧边形状为直线、圆弧、抛物线，两侧边与底边夹角小于90° ;对 于排出阀片，在阀片外圈增加一楔形圆环体，其轴对称截面底边长与 排出阀片外圈高度等值，或者底边长小于外圈高度值，其轴对称截面 两侧边形状为直线、圆弧、抛物线，两侧边与底边夹角小于90° ; 吸入弹簧和排出弹簧采用较低刚度系数等级的弹簧，或使用串联弹 簧，即保持原有弹簧材料属性和几何属性不变，只改变原有弹簧长度， 将原有弹簧分为等长两段，各自成一独立弹簧，装配时，两弹簧中间 搁置一垫片。楔形圆环体内径应大于或等于吸入口直径；楔形圆环体外径与压紧法兰内径之间的过流面积等于排出口总面积。本发明的泵液力端吸入排出装置，在吸入楔形圆环体内圆至圆环体中径处，沿圆周均布3 30个割口，阀片材质为聚甲醛，并在靠近 阀座的楔形圆环体面卡置一个网状圆环；在排出楔形圆环体外圆至圆 环体中径处，沿圆周均布3 30个割口，阀片材质为聚甲醛，并在靠 近阀座的楔形圆环体面卡置一个网状圆环。本发明的有益效果是(1)圆环体内径、外径保持一定数值，既 发挥楔形圆环体节流产生的压差作用，又保持排液腔流体流动通畅， 有利于提高泵的使用效率；(2)吸入端弹簧、排出端弹簧采用较低刚 度系数等级的弹簧，以提高变形能力，延长使用寿命；(3)串联弹簧 可增加最大应变交变点的个数，而减小最大应变交变点处的应变幅 值，从而延长其使用寿命；(4)在靠近阀座的楔形圆环体面卡置一个 网状圆环，以有效增大活塞返程过程中楔形圆环体的过流面积、或增 大排液过程中楔形圆环体与压紧法兰之间的过流面积，而减小活塞前 进过程中或活塞返程时的过流面积，从而分担吸入弹簧或排出弹簧回 复行程中的承载，而不增加在压縮行程中的承载。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1为本发明的长寿命泵液力端吸入排出装置的结构示意图。图l中l泵头；2吸入弹簧；3吸入阀弹簧座；4吸入阀片；5泵阀；6 排出阀片；7排出弹簧；8导向螺杆；9压紧法兰。 图2是本发明吸入阀片的结构示意图。图3是本发明排出阀片的结构示意图。图4是本发明吸入阀片第二实施例结构示意图。图5是本发明吸入阀片第二实施例中网状圆环示意图。图6是本发明排出阀片第二实施例结构示意图。图7是本发明排出阀片第二实施例中网状圆环示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种长寿命泵液力端吸入排出装置主要由泵 头l、吸入弹簧2、吸入阀弹簧座3、吸入阀片4、泵阀5、排出阀片 6、排出弹簧7、导向螺杆8、压紧法兰9组成。吸入阀弹簧座3、泵 阀5通过压紧法兰9固定在泵头1中；在吸入端，吸入弹簧2连接着 吸入阀片4，并通过弹力使吸入阀片4靠向泵阀5吸入端面，吸入弹簧2的另一端顶在吸入阀弹簧座3上；在排出端，排出弹簧7连接着 排出阀片6，并通过弹力使排出阀片6靠向泵阀5排出端面，排出弹 簧7另一端顶在导向螺杆8上。在吸入时，流体压差作用在本发明中的吸入阀片4靠近泵阀5的 端面上，吸入阀片4内圈的割片在流体压差作用下向吸入腔发生变 形，吸入阀片4内圈过流面积增大，吸入过程顺畅；同时在排出端， 流体压差作用在排出阀靠近压紧法兰9的端面上，排出阀片6外圈的 割片由于自身的抗变形能力，或网状圆环(图7)的阻挡，其形状基 本保持不变，排出阀片6与压紧法兰9之间形成的过流面积小，压差 作用效果明显，可以快速关闭排出阀片6。在排液时，流体压差作用在本发明中的吸入阀片4靠近吸入弹簧 2的端面上，吸入阀片4内圈割片由于自身结构抗力，或网状圆环(图 5)的阻挡，其形状基本保持不变，吸入腔通向泵阀5方向的过流面 积变小，流体压差效果明显，吸入阀片4快速关闭；同时在排出端， 流体压差作用在排出阀6靠近泵阀5的端面上，由于排出阀片6的外 圈割片向导向螺杆8的方向的变形较容易，在排出阔片6和压紧法兰 9之间构成的过流面积较大，排液通畅。在吸液和排液过程中，合理地利用了吸入阀片4内圈割片和排出 阀片6外圈割片的单向变形特性，使吸入阀片4和排出阀片6的开启 和关闭动作更为迅速，可以有效提高泵效。同样由于本发明吸入阀片4内圈割片和排出阀片6外圈割片的单 向变形特性，使得在吸液过程中排出阔片6承受的流体压差作用力更 大，从而分担了排出弹簧7的推复力负载；同样，使得在排液过程中 吸入阀片4承受的流体压差作用力更大，从而分担了吸入弹簧2的推 复力负载。进而使得吸入弹簧2和排出弹簧7的推复负载降低，可有 效提高吸入弹簧2和排出弹簧7的使用寿命，大幅延长其更换周期。以上实施例仅以单一具体实施例对本发明做了简要解释说明。
权利要求
1. 一种长寿命泵液力端吸入排出装置，主要由吸入阔片、排出 阀片、吸入弹簧、排出弹簧组成，其特征是对于吸入阀片，在阀片 内圈增加一楔形圆环体，其轴对称截面底边长与吸入阀片内圈高度等 值，或底边长小于内圈高度值，底边指与圆环体中心线平行的那个边， 其轴对称截面两侧边形状为直线、圆弧、抛物线，两侧边与底边夹角 小于90° ;对于排出阀片，在阀片外圈增加一楔形圆环体，其轴对 称截面底边长与排出阀片外圈高度等值，或底边长小于外圈高度值， 其轴对称截面两侧边形状为直线、圆弧、抛物线，两侧边与底边夹角 小于90° ;对于吸入弹簧和排出弹簧采用较低刚度等级弹簧，或使 用串联弹簧，即保持原有弹簧材料属性和几何属性不变，只改变原有 弹簧长度，将原有弹簧分为等长两段，各自成一独立弹簧，装配时， 两弹簧中间搁置一垫片。
2. 根据权利要求1所述的泵液力端吸入排出装置，其特征是 楔形圆环体内径应大于或等于吸入口直径；楔形圆环体外径与压紧法兰内径之间的过流面积等于排出口总面积。
3. 根据权利要求1所述的泵液力端吸入排出装置，其特征是在吸入楔形圆环体内圆至圆环体中径处，沿圆周均布3 30个割口 ，阀片材质为聚甲醛，并在靠近阀座的楔形圆环体面卡置一个网状圆环；在排出楔形圆环体外圆至圆环体中径处，沿圆周均布3 30个割 口，阀片材质为聚甲醛，并在靠近阀座的楔形圆环体面卡置一个网状 圆环。
全文摘要
本发明涉及用于石油行业的一种长寿命泵液力端吸入排出装置。该装置在不增加成本的条件下，能延长弹簧使用寿命，提高泵的使用效率。本发明的技术方案是对于吸入阀片和排出阀片，在阀片内圈或阀片外圈各增加一楔形圆环体，其轴对称截面底边长与吸入阀片内圈或排出阀片外圈高度等值，其轴对称截面两侧边形状为直线、圆弧、抛物线；对于吸入弹簧和排出弹簧，采用较低刚度等级的弹簧或使用串联弹簧。本发明的楔形圆环体有利于提高泵的效率；采用较低刚度等级的弹簧有利于提高其变形能力，延长使用寿命，同时不增加成本，实施性强，能用于石油行业常用的泵中。
文档编号F04B53/10GK101144472SQ200710050279
公开日2008年3月19日 申请日期2007年10月12日 优先权日2007年10月12日
发明者祝效华, 华 童 申请人:西南石油大学