[发明专利]用于高压泵的可容易地替换的阀组件

说明书

技术领域

本发明涉及高压流体泵，且具体而言，涉及一种用于允许容易地接近和修复/替换位于泵壳体内的吸入阀的布置。

背景技术

高压往复式活塞泵已经用于石油行业，用于诸如液压压裂、胶粘和其它较好的处理工艺的若干目的。典型的泵组件在授予Blaine的美国专利第6,544,012号中公开了。泵大体上包括功率端和流体端。该功率端包括电源和用于泵的流体端内的多个柱塞的往复的连杆机构。流体端包括吸入歧管、多个引入阀或吸入阀、多个输出阀和排出集管。泵室内的流体压力可超过一万五千psi，且所泵送的流体通常包含研磨材料，如，沙。因此，阀经历引起故障的恶劣条件，且需要定期保养和替换。因此，期望的是，将阀组件构建成以便在较短的时间周期内可容易地接近和替换。

目前用于接近吸入阀的方法包括向开孔提供如美国专利第7,681,589号的图1中的38和40处所示的插塞。由Blume在上文提到的专利6,544,012中公开的另一种方法包括提供螺纹吸入阀座固持件135。然而，在高压应用中，阀座固持件上的螺纹不足以经受泵室内的力。

发明内容

通过提供性质上为模块化的且通过使用分配由螺纹阀座套环与包括多个弧形节段的锁定环之间的泵送系统传送的力的双锁定布置固定在适当位置的吸入阀组件，本发明克服了上文提到的现有技术中的缺陷。本发明可应用于阀杆引导阀类型的吸入阀或应用于乌鸦脚形引导吸入阀。

附图说明

图1为典型的高压泵的流体端的透视图。 

图2为沿图1的线2截取的截面视图。

图3为根据本发明的一个实施例的阀的截面视图。

图4为图3中示出的阀座和阀杆引导件的透视图。

图5为锁定环的一个节段的透视图。

图6为用于根据本发明的阀的偏流器的截面视图。

图6a为用于阀的偏流器的透视图。

图7为根据本发明的第二实施例的乌鸦脚形阀组件的截面视图。

具体实施方式

图1示出了高压泵的常规流体端10。流体端包括具有用于收纳未示出的出口阀机构的多个开孔12的倾斜的顶部表面20。流体端10具有平面的前侧11和适于螺接到功率端上的后侧13。适合的开孔14,15提供成用于收纳具有螺母的螺杆。水平地延伸的出口通路16与如图2中所示的泵的各个出口室21流体连通。流体端10还包括下方的延伸的倾斜部分19。多个入口端口22位于部分19中。当泵固定到机架（truck bed）上时，平面的前侧部分11在倾斜的表面20与19之间垂直地延伸。流体端的后侧13包括用于收纳活塞(未示出)的多个开孔23，活塞由泵的功率端驱动。活塞、流体入口和流体出口的布置通常称为如图2中所示的压裂泵的Y形设计。然而，也可使用如在本技术领域中已知的T形构造。

图2示出了包括吸入口22、出口室21和出口通路16的典型泵室的内部细节。吸入阀(未示出)位于开孔22内，且出口阀(未示出)位于开孔12中。多个开孔23适于收纳由泵的功率端驱动的泵柱塞。

图3中示出了根据本发明的实施例的阀组件。阀组件51包括螺纹阀座套环50、包括多个锁定元件74的锁定环34、包括阀插入部件45的阀杆39，以及弹簧固持部件36。

阀座套环50拧紧在52处，以便以螺纹方式收纳在流体端31的入口开孔33中。见图4，阀座套环50包括阀杆引导部件35，该阀杆引导部件35由在阀座套环的内部部分与阀杆引导部件35之间延伸的臂47支承。阀座套环50还包括肩部48和环形脊部32，脊部32与锁定元件74协作，以助于以下文论述的方式将阀座套环固定在开孔内。可为螺旋弹簧的弹簧37设置在阀杆引导件35上的肩部46与设在弹簧固持部件36上的肩部38之间。未示出的锁定销将弹簧固持部件36保持在阀杆39上。部件36还可拧紧或焊接到阀部件39上。偏压弹簧，以迫使具有插入部件45的上部部分44与设在阀座套环50上的阀座41接合。

图5中示出了锁定元件74，且包括弧形、大体上矩形形状的本体71。在其外表面处，顶部部分和底部部分的边缘在72,73处斜削，以允许节段更容易地位于流体端的开孔33中的凹槽40内。如图6和图6a中所示，偏流器80在其开口处定位在开孔33内。 

包括定位在U形通道内的O形环121的U形密封件120定位在阀座套环50与如图3中所示的入口中的凹口之间。这些密封件尤其可从Marco Rubber & Plastic Products公司获得。