專利名稱：三缸單作用液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)式柱塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種往復(fù)泵，用于石油、化工及其他需要高壓大流量輸送流體的場(chǎng)合。
現(xiàn)代工業(yè)上使用的各種往復(fù)泵，絕大多數(shù)是基于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)往復(fù)泵，這類泵受曲柄半徑的限制，沖程長(zhǎng)度有限，因此要提高泵流量的技術(shù)措施是適當(dāng)加大活塞(或柱塞)的面積和提高泵速。但是增大活塞面積會(huì)惡化泵動(dòng)力端的受力狀況，提高泵速則會(huì)縮短零部件的疲勞壽命，尤其是液缸和泵閥的工作壽命，此外，機(jī)械傳動(dòng)往復(fù)泵流量調(diào)節(jié)比較困難。近年來，石油礦場(chǎng)上出現(xiàn)的液壓驅(qū)動(dòng)雙缸單作用泵可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程、低沖次工作方式，但其動(dòng)力油缸換向時(shí)間太長(zhǎng)難以保證泵液力端輸出流量的均勻性；而換向時(shí)間短則會(huì)引起液壓振動(dòng)。為了達(dá)到流量的均勻而又不致引起液壓振動(dòng)的目的，只有提高吸入沖程的工作速度，這樣又惡化了泵的吸入條件，同時(shí)使液壓系統(tǒng)流量配置比較繁瑣，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和整機(jī)造價(jià)，也增加了設(shè)備的故障率。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種三缸單作用液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)式柱塞泵，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程低沖次工作方式，提供均勻流量，改善泵的吸入條件，延長(zhǎng)液力端部件的疲勞壽命。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，由三臺(tái)相同的柱塞泵并聯(lián)組合在一起，用可編程序邏輯控制器(PLC)通過閥箱和行程開關(guān)對(duì)三臺(tái)柱塞泵進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)行的自動(dòng)控制。每臺(tái)柱塞泵的動(dòng)力油缸的活塞桿呈“T”字型直接作為柱塞，柱塞上方連接觸發(fā)導(dǎo)桿，活塞桿上端所在腔室和中部的環(huán)形腔室連接動(dòng)力油缸。



圖1是依據(jù)本實(shí)用新型所提出的三缸單作用液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)式柱塞泵，其中一個(gè)柱塞泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是依據(jù)本實(shí)用新型所提供的三缸單作用液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)式柱塞泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)及工作過程。

圖1所示為其中一個(gè)液壓柱塞泵的結(jié)構(gòu)?；钊麠U2呈“T”字形，作為柱塞，與之相應(yīng)的缸套呈上大下小兩部分，缸套的上端和中部分別各有一個(gè)開口接通壓力油，柱塞2的上端安裝觸發(fā)導(dǎo)桿8伸出泵外，下端進(jìn)入泵的下腔5中，下腔5中裝有吸入閥和排出閥，這樣，柱塞2的受力面就有大面積1、環(huán)形面3和小面積4；泵腔也相應(yīng)分成上腔7、中腔6(環(huán)形腔)和下腔5。這種同樣結(jié)構(gòu)的柱塞泵共有三臺(tái)。每臺(tái)泵的觸發(fā)導(dǎo)桿8上方的行程開關(guān)架上分別裝有四個(gè)行程開關(guān)，每臺(tái)泵中部的環(huán)形腔6與壓力油路連通并接換向閥11后連接泵12；每臺(tái)泵的上腔7連通壓力油路并分別接二位二通閥19(18、17)后再接換向閥13后連接泵15，另一路接油箱14。用可編程序控制器(PLC)20接收行程開關(guān)的信號(hào)來控制換向閥和二位二通閥的動(dòng)作。
下面以左缸的一個(gè)行程為例來描述本泵的工作原理。當(dāng)DT1和DT8通電時(shí)，DT3、DT10、DT11、DT6通電，其余電磁鐵斷電，右缸柱塞下行，中缸柱塞上行，泵12打出的壓力油經(jīng)換向閥11和進(jìn)油口10，流入柱塞泵的中腔6，柱塞2的環(huán)形面3上承受向上的液壓作用力，而上腔7的液壓油經(jīng)換向閥13流入油箱14，這樣上腔7內(nèi)的油壓很小，柱塞2的大面1上所受的力很小，柱塞2在環(huán)形腔6內(nèi)的油壓作用下向上升，泵的下腔5內(nèi)吸液；當(dāng)柱塞2上行的過程中觸發(fā)導(dǎo)桿8觸發(fā)上行程開關(guān)A3，在可編程控制器20的控制下發(fā)出指令，DT13通電，泵的上腔回油壓力受二位二通閥19節(jié)流閥的作用而升高，使柱塞雖然繼續(xù)上行，但速度逐漸減慢；當(dāng)觸發(fā)導(dǎo)桿8繼續(xù)上升，觸發(fā)行程開關(guān)A4時(shí)，在可編程控制器的控制下發(fā)出指令，使DT8和DT1斷電，柱塞2停止上行，泵下腔停止吸液；當(dāng)右邊油缸柱塞下行至觸發(fā)導(dǎo)桿觸發(fā)行程開關(guān)C2時(shí)，在可編程控制器的控制下發(fā)出指令，DT2、DT15和DT7通電，換向閥13左位接通，二位二通閥17右位接通，右泵缸內(nèi)柱塞減速下行，泵15打出的壓力油進(jìn)入左泵的上腔7，其中腔6通過換向閥11右位與油箱相通，柱塞2因所受合力方向向下而加速下行，左、右兩缸流量疊加仍為均勻流量，當(dāng)右缸觸發(fā)導(dǎo)桿C1時(shí)，DT11、DT6斷電，右缸柱塞停止運(yùn)動(dòng)，左缸柱塞勻速運(yùn)動(dòng)，單缸流量處于均勻狀態(tài)；當(dāng)柱塞2下行的過程中觸發(fā)導(dǎo)桿觸發(fā)下行程開關(guān)A2，在可編程控制器20的控制下發(fā)出指令，DT13和DT9通電，換向閥16左位接通，二位二通閥19右位接通，左缸柱塞減速下行，泵15打出的壓力油進(jìn)入中泵的上腔，中泵的柱塞開始加速下行，流量疊加，保持恒流量；當(dāng)左泵柱塞上的觸發(fā)導(dǎo)桿觸發(fā)行程開關(guān)A1時(shí)，在可編程控制器的控制下，DT7和DT2斷電，延時(shí)2秒鐘之后，DT1和DT8通電，換向閥11左位接通，泵12再次向左泵中腔6供壓力油，柱塞2又開始上行，左泵又處于吸液狀態(tài)，這樣便實(shí)現(xiàn)了一個(gè)缸的吸排液過程，此時(shí)DT1、DT8、DT5、DT12、DT9、DT4通電，中缸柱塞下行，左、右缸柱塞上行。這樣三缸并聯(lián)組合，交替進(jìn)行吸排液過程，即可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是(1)容易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程低沖次工作方式；(2)流量均勻，無需脈動(dòng)阻尼器；(3)三缸交替工作，可延長(zhǎng)泵缸吸入時(shí)間，從而大大改善泵的吸入條件，降低泵吸入閥沖擊力，延長(zhǎng)液力端部件的疲勞壽命；(4)主機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，造價(jià)低。容易實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。主要易損件均可以整體形式更換，維護(hù)簡(jiǎn)單方便且可縮短維修停機(jī)時(shí)間；(5)采用變量液壓泵，使液力端輸出流量實(shí)現(xiàn)大范圍無級(jí)可調(diào)；(6)采用柱塞式，無液缸磨損問題，并適應(yīng)多種輸送介質(zhì)；由于柱塞即活塞桿，因而泵本身具有一定的增壓比，液力端排出壓力高而液壓泵工作壓力相對(duì)較低。
權(quán)利要求1.一種三缸單作用液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)式柱塞泵，包括油缸、活塞、吸入閥、排出閥、換向閥、二位二通閥、可編程控制器、行程開關(guān)、壓力泵、油箱，其特征在于由三臺(tái)相同的油缸并聯(lián)組合，每臺(tái)油缸內(nèi)的活塞桿做成“T”字形，直接作為柱塞2，柱塞上端安裝觸發(fā)導(dǎo)桿8，與柱塞2相應(yīng)的缸內(nèi)腔為上大下小形狀，柱塞2將油缸內(nèi)腔分隔成上、中、下三個(gè)腔室，上、中兩個(gè)腔室接通壓力油管路，下腔裝有吸入閥和排出閥；在每根觸發(fā)導(dǎo)桿的上方安裝有四個(gè)行程開關(guān)，三個(gè)油缸的中腔各通過管路連接一個(gè)換向閥之后與壓力泵連接；三個(gè)油缸的上腔通過管路各連接一個(gè)二位二通閥和換向閥之后與一臺(tái)壓力泵連接，各行程開關(guān)、換向閥、二位二通閥分別與可編程控制器電連接。
專利摘要一種三缸單作用液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)式柱塞泵,它是由三臺(tái)相同的油缸并聯(lián)組合,每臺(tái)油缸的活塞桿做成“T”字形,直接作為柱塞,與之相應(yīng)的油缸內(nèi)腔做成上大下小的形狀,柱塞將內(nèi)腔分隔成上、中、下三個(gè)腔室,上、中腔室用管線連接換向閥后接通壓力油泵或油箱,油缸的下腔內(nèi)裝有吸入閥和排出閥。每個(gè)柱塞的上端安裝一根觸發(fā)導(dǎo)桿,每根導(dǎo)桿的上方裝有四個(gè)行程開關(guān),可編程控制器與每個(gè)行程開關(guān)、換向閥電連接,在可編程控制器的控制下,使三個(gè)缸的運(yùn)作相互配合,以達(dá)到恒流量且無需脈動(dòng)阻尼器。該泵可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程低沖次的工作方式,延長(zhǎng)泵缸的吸入時(shí)間,大大改善泵的吸入條件,延長(zhǎng)液力端部件的疲勞壽命。
文檔編號(hào)F04B35/00GK2339782SQ9820557
公開日1999年9月22日 申請(qǐng)日期1998年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月8日
發(fā)明者張作龍, 郝啟鎮(zhèn), 張彥廷, 李增亮 申請(qǐng)人:石油大學(xué)(華東)