一种往复式柱塞注水泵的制作方法

本发明属于注水泵技术领域，具体的说是涉及一种往复式柱塞注水泵。

背景技术：

石油的注水开采是国内外油田开采的主要方式，注水开采石油，注水费用占总开发费用的1/3左右。目前国内外主要的注水设备主要有两种，按注水量分，70％的注水量依靠高压离心泵注入，其压力在16mpa以下；30％的注水量依靠机械柱塞泵注入，其压力在16～45mpa。对于低渗透油层的开发，必须采用高压的机械柱塞泵。随着富矿不断减少，低渗透油层开发面的不断增加，对机械柱塞式高压注水泵的需求将随之增加。当今使用的机械柱式泵，存在着体积大，故障率高，运行维护费用高，对复杂渗透油层适应性差、能耗高、振动噪音大等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种往复式柱塞注水泵，其不仅结构紧凑，整体设计高度集成，而且无需电机，避免了电气不稳定因素。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种往复式柱塞注水泵，包括泵壳、转轴、转轮，所述转轴转动连接在泵壳的中心位置，且转轴的左端穿过泵壳左侧、右端穿过泵壳的右侧；所述转轮位于泵壳内且偏心的固定安装在转轴上；所述转轮沿圆周方向转动连接有横截面为正五边形的传动块；所述泵壳内沿转轴的圆周方向间隔均匀地设有五个径向孔；每个径向孔内均固定安装有缸套，每个缸套内均沿转轴的径向滑动连接有活塞，每个缸套的开口处均固定安装有封盖；每个活塞均沿转轴的径向延伸设有穿过封盖的顶杆，五个顶杆一一对应地抵触在传动块的五个侧面上；每个缸套内在活塞的两侧分别形成油腔和水腔；所述泵壳的左侧固定安装有左端盖，所述左端盖的内腔转动连接有固定安装在转轴左端的配油盘；所述泵壳的右侧固定安装有右端盖，所述右端盖的内腔转动连接有固定安装在转轴右端的配水盘；每个油腔均通过设置在缸套和泵壳内的通油孔与左端盖的内腔连通，每个水腔均通过设置在缸套和泵壳内的通水孔与右端盖的内腔连通；所述左端盖的侧面设有p口和t口，所述配油盘设有与p口连通的弧形进油槽，以及与t口连通的弧形回油槽，每个通油孔均与弧形进油槽和弧形回油槽依次交替连通；所述右端盖的侧面设有v口和h口，所述配水盘设有与v口连通的弧形进水槽，以及与h口连通的弧形出水槽，每个通水孔均与弧形进水槽和弧形出水槽依次交替连通。

通过上述技术方案，该往复式柱塞注水泵工作时，与p口连通的油腔内的压力油驱动其内的顶杆伸出，作用到传动块的侧面上，其中与p口连通的顶杆的合力始终经过传动块的截面形心o2，而转轴的回转中心为o1，会产生对转轴的扭矩，从而使传动块做平面运动，驱动转轴旋转，而转轴的旋转就带动配油盘和配水盘旋转，进而通过配油盘使每个油腔依次循环与p口和t口连通，通过配水盘使相应的水腔依次循环与v口和h口连通；当某个顶杆处的油腔与p口连通时，此油腔对应的水腔与h口连通，在p口压力的作用下，此顶杆向靠近转轴方向运动，将水腔内的水增压通过h口输出；当某个顶杆处的油腔与t口连通时，此油腔对应的水腔与v口连通，此顶杆在传动块的作用力下向远离转轴方向运动，对应的水腔容积增大，水由v口吸入水腔，完成吸水。

进一步的技术方案中，所述往复式柱塞注水泵工作时，两个通油孔与弧形进油槽连通，三个通油孔与弧形回油槽连通；两个通水孔与弧形出水槽连通，三个通水孔与弧形进水槽连通。

进一步的技术方案中，所述弧形进油槽和弧形回油槽对称设置在配油盘上且均是以转轴的轴线为中心；所述弧形进水槽和弧形出水槽对称设置在配水盘上且均是以转轴的轴线为中心。

进一步的技术方案中，所述配油盘的外圆周侧面设有与p口连通的环形油槽，所述配油盘内设有用于连通环形油槽和弧形进油槽的进油孔；所述配油盘的左侧设有与t口连通的第一凹槽，所述配油盘内设有用于连通第一凹槽和弧形回油槽的回油孔。

进一步的技术方案中，所述配水盘的外圆周侧面设有与h口连通的环形水槽，所述配水盘内设有用于连通环形水槽和弧形出水槽的出水孔；所述配水盘的右侧设有与v口连通的第二凹槽，所述配水盘内设有用于连通第二凹槽和弧形进水槽的进水孔。

进一步的技术方案中，每个油腔内都设有弹簧，所述弹簧用于迫使活塞向靠近转轴方向运动。

有益效果

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

(1)通过使用五个活塞和顶杆与传动块的五个侧面配合，使得每个活塞在对水增压时可以通过传动块和转轮推动转轴旋转，再通过转轴带动配油盘和配水盘旋转，进而使五个柱塞的油腔能完成与p口、t口的交替连通，水腔完成与v口和h口的交替连通，使出水的h口可以持续不断的输出增压后的水，自动化程度高、结构紧凑，整体设计高度集成，节省空间和零件；

(2)通过使用配油盘旋转来控制油路方向，使活塞运行更连贯，并且不会有活塞产生停止等待的状态，不会产生脉冲；

(3)通过配水盘旋转改变v口和h口与水腔的连通，省略了高压区的出水单向阀和进水单向阀，节省成本；

(4)整体设计无需电机，发热小，避免了电气不稳定因素，噪音低、震动小，可长时间工作并且寿命长。

附图说明

图1-2为本发明的三维结构示意图；

图3为本发明的主视图；

图4为图3中a-a方向的剖视图；

图5为图4中i-i方向的剖视图；

图6为图5中l-l方向的剖视图；

图7为图5中n-n方向的剖视图；

图8为本发明转轴和转轮配合的三维结构示意图；

图9-11为本发明中配油盘的结构示意图；

图12-14为本发明中配流盘的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1-14所示，一种往复式柱塞注水泵，包括泵壳1、转轴2、转轮，所述转轴2转动连接在泵壳1的中心位置，且转轴2的左端穿过泵壳1左侧、右端穿过泵壳1的右侧；所述转轮21位于泵壳1内且偏心的固定安装在转轴2上；所述转轮21沿圆周方向转动连接有横截面为正五边形的传动块3；其中，转轴2的回转中心为01，传动块3的截面形心o2；所述泵壳1内沿转轴2的圆周方向间隔均匀地设有五个径向孔；五个径向孔内分别固定安装有缸套81,82,83,84,85，缸套81内沿转轴2的径向滑动连接有活塞61，缸套81的开口处均固定安装有封盖91；缸套82内沿转轴2的径向滑动连接有活塞62，缸套82的开口处均固定安装有封盖92；缸套83内沿转轴2的径向滑动连接有活塞63，缸套83的开口处均固定安装有封盖93；缸套84内沿转轴2的径向滑动连接有活塞64，缸套84的开口处均固定安装有封盖94；缸套85内沿转轴2的径向滑动连接有活塞65缸套，85的开口处均固定安装有封盖95。

活塞61沿转轴2的径向延伸设有穿过封盖91的顶杆611，活塞62沿转轴2的径向延伸设有穿过封盖92的顶杆621，活塞63沿转轴2的径向延伸设有穿过封盖93的顶杆631，活塞64沿转轴2的径向延伸设有穿过封盖94的顶杆641，活塞65沿转轴2的径向延伸设有穿过封盖95的顶杆651，顶杆611,621,631,641,651一一对应地抵触在传动块3的五个侧面上。缸套81内在活塞61的两侧分别形成油腔61a和水腔61b，缸套82内在活塞62的两侧分别形成油腔62a和水腔62b，缸套83内在活塞63的两侧分别形成油腔63a和水腔63b，缸套84内在活塞64的两侧分别形成油腔64a和水腔64b，缸套85内在活塞65的两侧分别形成油腔65a和水腔65b。油腔61a内都设有弹簧71，所述弹簧71用于迫使活塞61向靠近转轴2方向运动，油腔62a内都设有弹簧72，所述弹簧72用于迫使活塞62向靠近转轴2方向运动，油腔63a内都设有弹簧73，所述弹簧73用于迫使活塞63向靠近转轴2方向运动，油腔64a内都设有弹簧74，所述弹簧74用于迫使活塞64向靠近转轴2方向运动，油腔65a内都设有弹簧75，所述弹簧75用于迫使活塞65向靠近转轴2方向运动。所述泵壳1的左侧固定安装有左端盖11，所述左端盖11的内腔转动连接有固定安装在转轴2左端的配油盘4；所述泵壳1的右侧固定安装有右端盖12，所述右端盖12的内腔转动连接有固定安装在转轴2右端的配水盘5；油腔61a均通过设置在缸套和泵壳1内的通油孔106与左端盖11的内腔连通，油腔62a均通过设置在缸套和泵壳1内的通油孔107与左端盖11的内腔连通，油腔63a均通过设置在缸套和泵壳1内的通油孔108与左端盖11的内腔连通，油腔64a均通过设置在缸套和泵壳1内的通油孔109与左端盖11的内腔连通，油腔65a均通过设置在缸套和泵壳1内的通油孔110与左端盖11的内腔连通。水腔61b均通过设置在缸套和泵壳1内的通水孔101与右端盖12的内腔连通，水腔62b均通过设置在缸套和泵壳1内的通水孔102与右端盖12的内腔连通，水腔63b均通过设置在缸套和泵壳1内的通水孔103与右端盖12的内腔连通，水腔64b均通过设置在缸套和泵壳1内的通水孔104与右端盖12的内腔连通，水腔65b均通过设置在缸套和泵壳1内的通水孔105与右端盖12的内腔连通。

所述左端盖11的侧面设有p口和t口，所述配油盘4设有与p口连通的弧形进油槽41，以及与t口连通的弧形回油槽42，所述弧形进油槽41和弧形回油槽42对称设置在配油盘4上且均是以转轴2的轴线为中心。通油孔106,107,108,109,110与弧形进油槽41和弧形回油槽42依次交替连通；所述右端盖12的侧面设有v口和h口，所述配水盘5设有与v口连通的弧形进水槽51，以及与h口连通的弧形出水槽52，所述弧形进水槽51和弧形出水槽52对称设置在配水盘5上且均是以转轴2的轴线为中心。通水孔101,102,103,104,105与弧形进水槽51和弧形出水槽52依次交替连通。所述往复式柱塞注水泵工作时，两个通油孔与弧形进油槽41连通，三个通油孔与弧形回油槽42连通；两个通水孔与弧形出水槽52连通，三个通水孔与弧形进水槽51连通。

所述配油盘4的外圆周侧面设有与p口连通的环形油槽45，所述配油盘4内设有用于连通环形油槽45和弧形进油槽41的进油孔43；所述配油盘4的左侧设有与t口连通的第一凹槽46，所述配油盘4内设有用于连通第一凹槽46和弧形回油槽42的回油孔44。所述配水盘5的外圆周侧面设有与h口连通的环形水槽55，所述配水盘5内设有用于连通环形水槽55和弧形出水槽52的出水孔53；所述配水盘5的右侧设有与v口连通的第二凹槽56，所述配水盘5内设有用于连通第二凹槽56和弧形进水槽51的进水孔54。

本发明使用时，p口与液压泵出口的进油管相连，t口与油箱相连，v口与吸水管路连接，h口与排水管路连接。如图4-7所示，为本发明的初始位置，p口的压力油经过弧形进油槽41与通油孔106，107连通，通油孔108，109，110通过弧形回油槽42与t口连通，p口的压力油进入油腔61a，62a，推动顶杆611，621作用在传动块3相应的侧面上并伸出，水腔61b，62b内的容腔减小，水腔61b，62b内的水经增压后分别经通水孔101，102后再通过弧形出水槽51排出到h口，p口压力作用在顶杆611，621产生的合力经过传动块截面的形心o2，如图4所示，使传动块做平面运动，同时带动转轴2逆时针旋转，传动块做平面运动时使顶杆631，641，651向远离转轴方向运动，使水腔63b，64b，65b容积增大，v口的水经弧形进水槽52后分别通过通水孔103，104，105分别进入水腔63b，64b，65b，使这三个水腔进行吸水。

参照图7所示，转轴2在顶杆611，621的作用力下继续旋转，会带动配油盘4和配水盘5旋转，使弧形进油槽41转动到与通油孔107，108连通，弧形回油槽42与流道109，110，106连通，进而使水腔61b开始增大吸水，水腔64b，65b继续吸水，而水腔63b开始变小增压输出水，水腔62b继续变小增压输出水。

依次类推，转轴2在顶杆621，,631的作用力下继续逆时针转动，会陆续使每个油腔完成进油、回油及水腔的吸水、排水，只要进油口p有油液进入，本发明就会持续的实现吸水、排水的增压做功过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。