專(zhuān)利名稱(chēng)：往復(fù)泵用壓力反饋平衡式自潤(rùn)滑活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種泵用活塞，它是利用泵的出口壓力進(jìn)行反饋平衡，并且具有自潤(rùn)滑功能，能夠消除活塞皮碗與缸套間的干摩擦和顆粒磨損，延長(zhǎng)了活塞與缸套的壽命。目前，鉆井現(xiàn)場(chǎng)用的往復(fù)泵的活塞都是采用鋼芯加橡膠皮碗結(jié)構(gòu)。由于泵送介質(zhì)是泥漿，活塞是在泥漿中工作，為防止泥漿固相顆粒進(jìn)入皮碗與缸套之間形成嚴(yán)重的顆粒磨損，一般皮碗的形式都是采用自緊式唇部，并與缸套間有較大的過(guò)盈量。這種結(jié)構(gòu)的不足之處是①由于皮碗與缸套間過(guò)盈量大，導(dǎo)致安裝困難；②由于過(guò)盈量大，工作時(shí)使皮碗和缸套形成近乎干式和半干式摩擦，摩擦阻力大，摩擦面溫度高，加速了皮碗與缸套的磨損，加速了皮碗橡膠的老化，雖然在單作用泵上人們采用了噴淋式冷卻，但作用不大；③泵工作時(shí)，液體壓力很高，皮碗反復(fù)承受脈動(dòng)壓力載荷，在皮碗的根部(皮碗與鋼芯接觸點(diǎn)處)形成反復(fù)的集中接觸變應(yīng)力，導(dǎo)致皮碗根部疲勞破壞，工作時(shí)的高溫更加速了皮碗的疲勞破壞過(guò)程。多年來(lái)，人們?cè)诟倪M(jìn)活塞結(jié)構(gòu)，提高活塞與缸套使用壽命方面作了不少研究工作，例如采用雙金屬缸套，缸套內(nèi)表面鍍鉻、滲硼等表面強(qiáng)化技術(shù)；活塞皮碗與鋼芯間的高壓硫化以及改善皮碗橡膠材質(zhì)，橡膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。上述研究成果都不同程度地提高了活塞－缸套副的使用壽命。但是在不改變上述活塞與缸套的密封工作機(jī)制的條件下，活塞與缸套的工作壽命仍不理想，不能從根本上解決壽命短的問(wèn)題。
針對(duì)以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了壓力反饋平衡式自潤(rùn)化活塞的結(jié)構(gòu)，其目的是要減少活塞皮碗與缸套間的摩擦阻力和磨損程度，延長(zhǎng)其工作壽命。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在活塞鋼芯的圓周上開(kāi)兩條槽溝，槽溝中裝入方斷面密封圈，鋼芯上鉆徑向孔，活塞拉桿中鉆軸向孔，兩孔間連通。泵空氣包旁加一個(gè)蓄油箱，用高壓管線將泵出口空氣包與蓄油箱上部連通，用高壓軟管將蓄油箱下部與活塞拉桿內(nèi)的軸向孔連通。
由于采用了方斷面密封圈，取代了原橡膠皮碗，使密封圈與缸套之間的過(guò)盈量減小，減小了摩擦阻力，且易于安裝；由于在活塞拉桿和鋼芯內(nèi)部開(kāi)了油路通道，可利用泵出口空氣包的壓力將蓄油箱中的潤(rùn)滑油通過(guò)高壓軟管壓入鋼芯與缸套之間的空間內(nèi)，使活塞密封圈始終在潤(rùn)滑油中工作，改善了工作環(huán)境，且不管吸入、排出過(guò)程，兩道密封圈之間的油壓始終等于泵的排出壓力(有某些波動(dòng)，但不大)，因此，密封圈基本處于恒定壓力下工作，避免了疲勞破壞。由于有潤(rùn)滑油的清洗，泥漿中的固相顆粒不易進(jìn)入密封圈與缸套之間，避免了顆粒磨損，延長(zhǎng)了活塞的工作壽命。
附圖
就是這種壓力反饋平衡式自潤(rùn)滑活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1－拉桿，2－拉桿軸向孔，3－密封圈，4－鋼芯，5－密封圈，6－鋼芯徑向孔，7－空氣包，8－高壓管，9－蓄油箱，10－高壓軟管，11－缸套，12－O形圈。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型所提出的壓力反饋平衡式自潤(rùn)滑活塞的具體結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程。
在活塞鋼芯4的外周開(kāi)兩道環(huán)形槽，每條槽內(nèi)裝入一條方斷面的橡膠密封圈3、5，在兩條密封圈之間的活塞鋼芯上開(kāi)徑向孔6，在活塞拉桿1內(nèi)開(kāi)軸向孔2，鋼芯的徑向孔6與拉桿的軸向孔2相連通，拉桿與鋼芯之間用O形圈12密封；在泵外加一個(gè)蓄油箱9，箱中加入一定量的潤(rùn)滑油，用高壓軟管10將蓄油箱9與拉桿軸向孔2連通，用高壓管8將泵出口空氣包7與蓄油箱9上方連通。這樣當(dāng)泵工作時(shí)，泵的排出壓力傳到蓄油箱9中，將蓄油箱中的潤(rùn)滑油通過(guò)高壓軟管10、拉桿軸向孔2和鋼芯徑向孔6壓入兩道密封圈3、5、鋼芯4、缸套11所構(gòu)成的空間內(nèi)，使這一空間內(nèi)始終充滿(mǎn)潤(rùn)滑油，而且油壓與泵的排出壓力相同。在泵排出過(guò)程中由于密封圈后有相同壓力的油平衡，所以泥漿中的固相顆粒不易侵入密封圈內(nèi)，即使有少量侵入，在吸入過(guò)程中壓力油也會(huì)很快將其排出，同時(shí)壓力油還潤(rùn)滑摩擦表面，相當(dāng)于活塞在油中工作，摩擦阻力大為降低，不管是吸入過(guò)程還是排出過(guò)程，兩道密封圈3、5之間的潤(rùn)滑油的壓力始終與泵的排出壓力一致(稍有波動(dòng))，因此，密封圈始終處于恒壓下工作，避免了疲勞破壞。由于本實(shí)用新型所提出的壓力反饋平衡式自潤(rùn)滑活塞采用橡膠密封圈，代替橡膠皮碗，使得過(guò)盈量減小，密封面積也減小，因而摩擦阻力減小，且安裝也容易。
權(quán)利要求1.一種往復(fù)泵用壓力反饋平衡式自潤(rùn)滑活塞，由活塞鋼芯、拉桿、缸套等組成，其特征在于，在活塞鋼芯(4)的外周安裝兩道密封圈(3、5)，在兩道密封圈之間的鋼芯內(nèi)開(kāi)徑向孔(6)，在活塞拉桿內(nèi)開(kāi)軸向孔(2)，在外部加裝蓄油箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于，鋼芯徑向孔與拉桿軸向孔(2)是連通的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于蓄油箱上部與空氣包之間用高壓管連通，蓄油箱的下部與拉桿軸向孔(2)用高壓軟管連通。
專(zhuān)利摘要一種壓力反饋平衡式自潤(rùn)滑活塞，可用于各種往復(fù)泵。它是在鋼芯上裝兩道方斷面密封圈代替原有活塞上的橡膠皮碗，且在鋼芯內(nèi)開(kāi)徑向孔和拉桿內(nèi)開(kāi)軸向孔；加裝一個(gè)外部蓄油箱，利用排出空氣包的壓力，將蓄油箱中的潤(rùn)滑油壓入拉桿和鋼芯內(nèi)的孔中，使兩道密封圈之間始終充滿(mǎn)壓力油。這種結(jié)構(gòu)的活塞，過(guò)盈量小，摩擦面積小，摩擦阻力小，密封圈相當(dāng)于在油中工作，避免了干摩擦和顆粒磨損，且始終在恒定的油壓作用下，避免了疲勞破壞，使活塞壽命大大延長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F04B15/02GK2163883SQ9323019
公開(kāi)日1994年5月4日 申請(qǐng)日期1993年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月13日
發(fā)明者趙懷文 申請(qǐng)人:石油大學(xué)(華東)