卧式双作用中间进液的往复泵液力端及往复泵的制作方法

1.本发明涉及往复泵技术领域，特别是一种卧式双作用中间进液的往复泵液力端及往复泵。


背景技术：

2.柱塞式（活塞式）往复泵可分为动力端、液力端，其中动力端分别由机身、曲轴、连杆、十字头、轴承座盖、密封盒等组成，液力端由泵体、函体、柱塞（活塞）、密封、阀组、进液管汇、排液管汇等组成，由于液体都通过液力端的增压后排出，所以液力端的设计往往都比动力端更显重要，由于不同的应用领域中需要输送的流体介质不同，特别是油气液的输送，由于介质属多相介质，混输极为困难，属世界泵业共同面临的油气液混输技术难题。常规油气液混输的往复泵功能不强，难以适应高含气、高压缩比油气液混输工况，往往存在内漏多、效率低、密封与易损件寿命短、可靠性差等不足。因此，用于输送油气液的往复泵液力端结构显得尤为重要。
3.为了提高油气液的输送效率，目前市面上已经出现多款双作用的往复泵，也即活塞可以同时进行介质吸入与排出的往复泵，在相同的双活塞杆行程和泵速下，大大提高了总排量，为了实现吸入排出双作用的功能，活塞腔内组合阀结构的设计尤为重要，需要设计吸入排出双阀组的结构，现有的双作用往复泵由于阀组的安装本身会占用活塞腔一定的空间且泵体内部结构会更加复杂，泵的制造成本更高，另外，现有双作用往复泵普遍存在阀体与泵体垂直相交的结构弊端，其过流面积小，水头损失大，虽然双活塞杆来回往复运动中双做功，但带来的实际效益仍然不理想。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种卧式双作用中间进液的往复泵液力端及往复泵。本发明简化了泵体内部阀组的结构，节省材料，同时使得介质经过阀组时具有较大的过流面积，水力损失小，运行时的经济效益高。
5.本发明的技术方案：卧式双作用双缸套中间进液结构，包括泵体，泵体内部设有双活塞通道，所述双活塞通道内设有可沿双活塞通道做往复运动的双活塞阀组，所述双活塞阀组包括沿双活塞通道轴向间隔设置的前进液阀和后进液阀；所述双活塞通道位于前进液阀和后进液阀之间的部分向外连接有进液管汇，所述双活塞通道两端分别连接有前排液管汇和后排液管汇，所述前排液管汇的出液口和前进液阀之间的流道上设有前排液阀，所述后排液管汇的出液口和后进液阀之间的流道上设有后排液阀；所述前进液阀和所述后进液阀在关闭时均能将其两侧的双活塞通道空间分隔开；当双活塞阀组向前排液管汇所在端运动时，前进液阀关闭进行排液，后进液阀开启吸入介质；当双活塞阀组向后排液管汇所在端运动时，后进液阀关闭进行排液，前进液阀开启吸入介质；前排液阀和后排液阀的启闭状态与其配对的进液阀启闭状态相反。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明是双作用的往复泵液力端，在
双活塞通道内部设计了双活塞阀组结构，该双活塞阀组结构一物两用，既能起到双活塞的双向作用又能起到阀的作用双向进液、排液，具体地，双活塞阀组包括间隔设置的前进液阀和后进液阀，这两个进液阀可在双活塞通道内做往复运动，当其关闭时即可起到双活塞的作用，因此，本发明简化了泵体内部阀组的结构，更加节省材料，同时由于双活塞能启闭两组进液阀和两组排液阀在同一个容腔内，也使得双活塞通道内部的容积能得到一定的扩充；另外，由于前进液阀和后进液阀是间隔设置的，进液管汇连通两阀（两活塞）之间的双活塞通道，因此，从进液管汇输入的介质首先填充满两阀之间的双活塞通道空间，该空间也可视作进液管汇的延长段，两阀由于沿双活塞通道轴向设置，进入两阀之间双活塞通道的介质以整个双活塞通道截面为过流面通过进液阀，其过流面积大，水力损失小，液力端运行时整体的经济效益高。
7.前述的卧式双作用中间进液的往复泵液力端中，介质通过所述前进液阀、后进液阀、前排液阀和后排液阀时的流向均沿双活塞通道的轴向。
8.前述的卧式双作用中间进液的往复泵液力端中，所述双活塞阀组还包括沿双活塞通道轴向布置的双活塞固定螺栓，所述双活塞固定螺栓外侧套有双活塞体，所述前进液阀和所述后进液阀布置在所述双活塞体的两端，所述双活塞固定螺栓靠近后进液阀的一端连接有双活塞杆，所述双活塞杆的另一端延伸至泵体的外部并与往复泵动力端相连，所述双活塞通道后端的内壁与双活塞杆的外壁之间设有密封函体，双活塞通道的前端盖设有前法兰。
9.前述的卧式双作用中间进液的往复泵液力端中，所述前进液阀包括设置在双活塞固定螺栓端部的前进液挡板、设置在双活塞通道内壁与双活塞体外壁之间的前进液导流板，所述前进液导流板上设有导流孔，所述前进液挡板与所述前进液导流板之间设有前进液阀板和前进液弹簧，所述前进液阀板在前进液弹簧的弹力作用下堵住所述前进液导流板的导流孔。
10.前述的卧式双作用中间进液的往复泵液力端中，所述后进液阀包括设置在双活塞体端部的后进液挡板、设置在双活塞通道内壁与双活塞体外壁之间的后进液导流板，所述后进液导流板上设有导流孔，所述后进液挡板与所述后进液导流板之间设有后进液阀板和后进液弹簧，所述后进液阀板在后进液弹簧的弹力作用下堵住所述后进液导流板的导流孔。
11.前述的卧式双作用中间进液的往复泵液力端中，所述前排液阀包括与前法兰连接的前排液导流板，所述前排液导流板上设有导流孔，所述前法兰与所述前排液导流板之间设有前排液阀板和前排液弹簧，所述前排液阀板在前排液弹簧的弹力作用下堵住所述前排液导流板的导流孔。
12.前述的卧式双作用中间进液的往复泵液力端中，所述后排液阀包括与密封函体一端相抵的后排液导流板，所述后排液导流板上设有导流孔，所述密封函体与所述后排液导流板之间设有后排液阀板和后排液弹簧，所述后排液阀板在后排液弹簧的弹力作用下堵住所述后排液导流板的导流孔。
13.前述的卧式双作用中间进液的往复泵液力端中，所述密封函体包括供双活塞杆穿过的函体主体，函体主体的外端经压紧螺帽与双活塞通道的内壁紧固连接，函体主体的内端抵住后排液导流板，函体主体与双活塞杆之间设有油环，所述油环两侧经填料密封，油环
经函体主体上设置的油路连接有设置在泵体外部的润滑油箱；位于所述油环内侧的填料与后排液导流板之间设有补偿弹簧。
14.前述的卧式双作用中间进液的往复泵液力端中，所述前进液阀外侧与双活塞通道的内壁之间设有前缸套，所述前缸套的长度大于前进液阀在双活塞通道内往复运动的单程距离；所述后进液阀外侧与双活塞通道的内壁之间设有后缸套，所述后缸套的长度大于后进液阀在双活塞通道内往复运动的单程距离。
15.一种应用前述液力端的往复泵，还包括动力端，所述动力端为双活塞阀组沿双活塞通道做往复运动提供动力。
附图说明
16.图1是本发明的结构示意图；图2是双活塞阀组的结构示意图；图3是图1在a处的局部放大图；图4是图1在b处的局部放大图。
17.附图标记：1
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泵体，2
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双活塞通道，3
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双活塞阀组，4
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进液管汇，5
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前排液管汇，6
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后排液管汇，7
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前排液阀，8
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后排液阀，9
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密封函体，10
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前法兰，20
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前缸套，30
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后缸套，31
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前进液阀，32
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后进液阀，33
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双活塞固定螺栓，34
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双活塞体，35
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双活塞杆，36
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前置导流板，71
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前排液导流板，72
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前排液阀板，73
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前排液弹簧，81
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后排液导流板，82
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后排液阀板，83
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后排液弹簧，91
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函体主体，92
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压紧螺帽，93
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油环，94
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油路，95
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润滑油箱，96
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填料，97
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补偿弹簧， 311
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前进液挡板，312
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前进液导流板，313
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前进液弹簧，314
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前进液阀板，321
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后进液挡板，322
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后进液导流板，323
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后进液弹簧，324
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后进液阀板。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
19.实施例：卧式双作用中间进液的往复泵，包括动力端和液力端，动力端为液力端的双活塞阀组3沿双活塞通道2做往复运动提供动力，液力端结构如图1至图4所示，包括泵体1，泵体1内部设有双活塞通道2，所述双活塞通道2内设有可沿双活塞通道2做往复运动的双活塞阀组3，所述双活塞阀组3包括沿双活塞通道2轴向间隔设置的前进液阀31和后进液阀32；所述双活塞通道2位于前进液阀31和后进液阀32之间的部分向外连接有进液管汇4，所述双活塞通道2两端分别连接有前排液管汇5和后排液管汇6，所述前排液管汇5的出液口和前进液阀31之间的流道上设有前排液阀7，所述后排液管汇6的出液口和后进液阀32之间的流道上设有后排液阀8；所述前进液阀31和所述后进液阀32在关闭时均能将其两侧的双活塞通道2空间分隔开；当双活塞阀组3向前排液管汇5所在端运动时，前进液阀31关闭进行排液（此时前进液阀31相当于一个活塞，将其两端的空间分隔开），后进液阀32开启吸入介质；当双活塞阀组3向后排液管汇6所在端运动时，后进液阀32关闭进行排液（此时后进液阀32相当于一个活塞，将其两端的空间分隔开），前进液阀31开启吸入介质；前排液阀7和后排液阀8的启闭状态与其配对的进液阀启闭状态相反。
20.在本实施例中，进液管汇4连接在泵体1上侧的正中间位置，两排液管汇分别设置
在泵体1下侧的两端位置，便于进液和排液。
21.作为优选，介质通过前进液阀31、后进液阀32、前排液阀7和后排液阀8时的流向均沿双活塞通道2的轴向，也即介质从进入进液阀到离开排液阀的流动过程中始终沿着直线流动，没有多余的拐弯或者碰撞，将水力损失降至最低。
22.作为优选，双活塞阀组3还包括沿双活塞通道2轴向布置的双活塞固定螺栓33，双活塞固定螺栓33外侧套有双活塞体34，前进液阀31和后进液阀32布置在双活塞体34的两端，双活塞固定螺栓33靠近后进液阀32的一端连接有双活塞杆35，两者之间经螺纹连接，具体地，双活塞固定螺栓33端部设有外凸的螺纹公端，双活塞杆35端部设有内凹的螺纹母端，该连接方式便于拆装，且当其中一个部件出现损坏需要换修时，无需换修另一部件，换修成本低，双活塞杆35的另一端延伸至泵体1的外部并与往复泵动力端相连，双活塞通道2后端的内壁与双活塞杆35的外壁之间设有密封函体9，双活塞通道2的前端盖设有前法兰10，前法兰10与泵体1前端的外侧面之间经螺栓连接。
23.在这里，双活塞固定螺栓33和双活塞体34同时起到了两个进液阀阀座的功能，节省材料。
24.作为优选，前进液阀31包括设置在双活塞固定螺栓33端部的前进液挡板311、设置在双活塞通道2内壁与双活塞体34外壁之间的前进液导流板312，前进液导流板312上设有导流孔，前进液挡板311与前进液导流板312之间设有前进液阀板314和前进液弹簧313，前进液阀板314在前进液弹簧313的弹力作用下堵住前进液导流板312的导流孔，前进液导流板312呈环形结构，与双活塞体34外壁的台阶相套合，前进液导流板312设有一段供前进液阀板314套入的环形圆柱段，导流孔均沿双活塞通道2的轴向设置且沿环形区域均匀发散，前进液阀板314呈环形结构，套在前进液导流板312的环形圆柱段，且前进液阀板314也设置有一段供前进液弹簧313套入的环形圆柱段，前进液阀板314抵住前进液导流板312的前端面，具体需要挡住所有导流孔，前进液挡板311与双活塞固定螺栓33为一体式结构，前进液挡板311上设有一个供前进液弹簧313套入的台阶，因此前进液弹簧313的两端分别卡在前进液挡板311的台阶以及前进液阀板314的环形圆柱段，安装稳定性高。
25.作为优选，后进液阀32包括设置在双活塞体34端部的后进液挡板321、设置在双活塞通道2内壁与双活塞体34外壁之间的后进液导流板322，后进液导流板322上设有导流孔，后进液挡板321与后进液导流板322之间设有后进液阀板324和后进液弹簧323，后进液阀板324在后进液弹簧323的弹力作用下堵住后进液导流板322的导流孔，后进液导流板322呈环形结构，与双活塞体34外壁的台阶相套合，后进液导流板322设有一段供后进液阀板324套入的环形圆柱段，导流孔均沿双活塞通道2的轴向设置且沿环形区域均匀发散，后进液阀板324呈环形结构，套在后进液导流板322的环形圆柱段，且后进液阀板324也设置有一段供后进液弹簧323套入的环形圆柱段，后进液阀板324抵住后进液导流板322的后端面，具体需要挡住所有导流孔，后进液挡板321呈环形，套在双活塞固定螺栓33的外围，被双活塞体34和双活塞杆35的端部夹在中间，后进液挡板321上设有一个供后进液弹簧323套入的台阶，因此后进液弹簧323的两端分别卡在后进液挡板321的台阶以及后进液阀板324的环形圆柱段，安装稳定性高。
26.作为优选，前进液阀31外侧与双活塞通道2的内壁之间设有前缸套20，前缸套20的长度大于前进液阀31在双活塞通道2内往复运动的单程距离，使前进液阀31往复运动时，始
终能受到前缸套20的导向；后进液阀32外侧与双活塞通道2的内壁之间设有后缸套30，后缸套30的长度大于后进液阀32在双活塞通道2内往复运动的单程距离，使后进液阀32往复运动时，始终能受到后缸套30的导向。
27.作为优选，双活塞通道2的内壁设有对前缸套20、后缸套30一端限位的台阶，该台阶的设置靠近进液管汇4，当前缸套20需要拆装时，需要从泵体1的前端进行拆装，当后缸套30需要拆装时，需要从泵体1的后端进行拆装，缸套的另一端抵住各自对应的进液导流板。
28.作为优选，在前进液阀31的左侧以及在后进液阀32的右侧均设有一块前置导流板36，前置导流板36上设有与前进液导流板312、后进液导流板322上一一对应的导流孔，前置导流板36与前进液导流板312、后进液导流板322之间形成一段缓冲区域，经过前置导流板36的预导向后，介质在缓冲区域流向趋于集中、稳定，当前进液导流板312或后进液导流板322导通后，介质可以更加集中、稳定地通过，减少对前进液阀31和后进液阀32的直接冲击。
29.作为优选，前置导流板36可以一体式地设置在双活塞体34的外围。
30.作为优选，前排液阀7包括与前法兰10经螺栓连接的前排液导流板71，前排液导流板71上设有导流孔，前法兰10与前排液导流板71之间设有前排液阀板72和前排液弹簧73，前排液阀板72在前排液弹簧73的弹力作用下堵住前排液导流板71的导流孔，前排液导流板71、前排液阀板72和前排液弹簧73的安装参见上面描述的前进液阀31，在这里，前法兰10同时起到了前排液阀7阀座的功能，节省材料。
31.作为优选，后排液阀8包括与密封函体9一端相抵的后排液导流板81，后排液导流板81上设有导流孔，密封函体9与后排液导流板81之间设有后排液阀板82和后排液弹簧83，后排液阀板82在后排液弹簧83的弹力作用下堵住后排液导流板81的导流孔，后排液导流板81、后排液阀板82和后排液弹簧83的安装参见上面描述的后进液阀32。
32.由于前进液阀31、后进液阀32、前排液阀7、后排液阀8均沿双活塞通道2轴向设置，因此，前进液弹簧313、后进液弹簧323、前排液弹簧73和后排液弹簧83可以设置的中径大、丝径大，达到应力小，寿命长的技术效果。
33.作为优选，后排液导流板81的后端面设有供双活塞体34端部嵌入的内凹，该内凹的设计有助于减小无效容积。
34.作为优选，密封函体9包括供双活塞杆35穿过的函体主体91，函体主体91的外端经压紧螺帽92与双活塞通道2的内壁紧固连接，函体主体91的内端抵住后排液导流板81，函体主体91与双活塞杆35之间设有油环93，油环93两侧经填料96密封，油环93经函体主体91上设置的油路94连接有设置在泵体1外部的润滑油箱95，油环93接收来自润滑油箱95的润滑油，可为双活塞杆35来回往复运动提供润滑与冷却作用；位于油环93内侧的填料96与后排液导流板81之间设有补偿弹簧97，补偿弹簧97安装在填料96外侧，顶住填料96为其供应压紧力，当填料96磨损松动时提供自动压紧力。
35.在这里，函体主体91同时起到了后排液阀8阀座的功能，节省材料。
36.函体主体91的前端设有供后排液弹簧83嵌入的凹槽，还设有一段供后排液阀板82套入的环形圆柱段。
37.本发明的双活塞阀组3在装配时，先将双活塞固定螺栓33与双活塞体34完成套接，随后在双活塞固定螺栓33与双活塞体34上安装两个进液阀，进液阀安装后在后进液阀32所在的双活塞固定螺栓33端拧上双活塞杆35，最后将完成整体装配的双活塞阀组3从前法兰
10所在的液力端前端装入泵体1内，当本发明的双活塞阀组3出现故障需要换修时，拆下前法兰10从液力端前端实现拆装，特别地，当双活塞杆35无损坏，仅需换修进液阀或双活塞体34时，可以不拆下双活塞杆35，仅将双活塞杆35与双活塞固定螺栓33分离，将双活塞固定螺栓33以及连带的双活塞体34、进液阀从液力端前端拆下即可。
38.作为优选，函体主体91与双活塞通道2内壁之间、函体主体91与后排液导流板81之间、后排液导流板81与双活塞通道2内壁之间、后缸套30与双活塞通道2内壁之间、前缸套20与双活塞通道2内壁之间、后进液导流板322与后缸套30内壁之间、前进液导流板312与前缸套20内壁之间、前置导流板36与缸套内壁之间、前排液导流板71与双活塞通道2内壁之间、前排液导流板71与前法兰10之间、前法兰10与双活塞通道2内壁之间均设有密封圈。
39.以上描述均以前法兰10所在位置为前，密封函体9所在位置为后。
40.本发明的工作原理：当动力端驱动双活塞杆35向前运动时，进液管汇4进液，前进液阀31和后进液阀32同步向前运动，此时，前进液阀31关闭起活塞的作用，前排液阀7打开排液，前进液阀31与前排液阀7之间的距离逐渐缩小，直到前进液阀31移到前死点位置时（曲轴转过180
°
）此过程结束，该过程中介质不断地从前排液管汇5排出；上述过程进行的同时，后进液阀32打开进液，后排液阀8关闭，后进液阀32和后排液阀8之间的距离逐渐拉大，充满介质，为后排液管汇6排液做准备。
41.当动力端驱动双活塞杆35向后运动时，进液管汇4进液，前进液阀31和后进液阀32同步向前运动，此时，后进液阀32关闭起活塞的作用，后排液阀8打开排液，后进液阀32与后排液阀8之间的距离逐渐缩小，直到后进液阀32移到后死点位置时（曲轴再转过180
°
）此过程结束，该过程中介质不断地从后排液管汇6排出；上述过程进行的同时，前进液阀31打开进液，前排液阀7关闭，前进液阀31和前排液阀7之间的距离逐渐拉大，充满介质，为下次前排液管汇5排液做准备。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。