[实用新型]往复泵同步阀机构

说明书

本实用新型涉及一种泵阀与活塞同步运动的机构，它能消除泵阀的冲击而延长其使用寿命。

钻井用往复泵的泵阀是钻井中消耗量最大的易损件，它的平均工作寿命只有50－60小时，主要原因是泵在工作时由于阀盘的质量惯性和阀盘上下压力差的不稳定影响，使泵阀和活塞运动不协调，阀盘的运动总是滞后活塞运动一个相位角，也称为滞后角。根据实验测定，泵的冲次越大，泵阀的关闭滞后角越大。由于泵阀滞后关闭，在关闭前的瞬间，阀盘上下形成巨大的水力压差，阀盘上方的高压液体将推动阀盘以极快的速度下落，使阀盘敲击在阀座上，形成水锤现象。此水锤力很大，有的高达十几吨甚至几十吨。泵阀在如此大冲击力作用下连续工作，很快就损坏。施工中需要经常更换泵阀，增加了工人的劳动强度，消耗了大量的泵阀。

为解决泵阀的易损问题，国内外在理论和实验方面开展了一些研究，但人们的研究主要集中于泵阀运动规律和阀耐冲击性能方面，在阀的密封材料、工艺、结构上进行了一些改进，取得了一些进展，研制出了各种泵阀结构，如减振阀、滤沙阀、双锥面阀等，但这些阀都没有根本解决阀盘在阀座上的冲击问题。在现代钻井泵的冲次已高达每分钟120－160次的情况下，这些泵阀的寿命仍然很短，由于泵阀寿命的限制，使得提高钻井泵冲次、压力和排量变得很困难。

本实用新型的目的是要提供一种与活塞同步运动的泵阀同步机构，它能使自由升降的泵阀改为随活塞同步运动的“同步阀”，消除了泵阀关闭的滞后现象，从而从根本上消除了泵阀阀盘与阀座的冲击，可以大大延长泵阀寿命。

本实用新型的目的是这样实现的：在现有的泵上加装一套用链条传动的凸轮机构，每个阀盘上方有一个凸轮盘，用导向杆将阀盘和凸轮连接起来，凸轮的槽沟按阀盘的位移曲线设计。泵的输入轴上也加装一只链轮，与阀盘上方的链轮用链条联接，使活塞的往复运动和泵阀的上下运动联系起来，实现泵阀定时开关。

本实用新型在泵体外加装了一套同步机构，大小链轮之间的传动比和大小齿轮之间的传动比相等，阀盘上方的链轮大小相同，凸轮槽又是按阀盘的运动曲线设计的，使阀盘的上下运动与活塞的往复运动相同步，从根本上消除了阀盘在阀座上的冲击。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及附图给出。

附图是根据本实用新型提出的单缸单作用往复泵泵阀同步机构的结构示意图。

图中，1－阀盘，2－阀盘导向杆，3－导向杆伸出口（加密封），4－轴承架，5－链轮，6－凸轮槽，7－轴，8－凸轮盘，9－链条，10－轴，11－凸轮槽，12－凸轮盘，13－链轮，14－轴承架，15－导向杆伸出口（加密封），16－阀盘导向杆，17－阀盘，18－链条，19－输入轴齿轮，20－小链轮，21－输入轴，22－大齿轮，23－曲柄，24－活塞。

下面结合附图详细说明依据本实用新型提出的具体结构及工作情况。

在泵阀阀箱上方安装两个轴承架（4，14），轴承架上各装轴（7，10），轴（7）上装一只链轮（5）、一只凸轮盘（8）；轴（10）上安装两只链轮（13，13′）（图中相互重叠）、一只凸轮盘（12）。三只链轮（5，13，13′）的直径相等。泵的输入轴（21）上也加装一只小链轮（20），小链轮（20）与链轮（13′）用链条（18）连接。两个阀盘（1，17）正上方的阀箱上各开一个导向杆伸出口（3，15），阀盘导向杆（2，16）的一端与阀盘（1，17）固定，另一端伸出阀箱外，加装滚子嵌入凸轮槽（6，11）内。导向杆伸出口（3，15）密封。当开泵时，泵的输入轴（21）带动轴上的链轮（20）和齿轮（19）一起转动，齿轮（19）带动大齿轮（22）转动，通过曲柄（23）连杆机构带动活塞（24）作往复运动。小链轮（20）的转动通过链条带动链轮（13′）转动，链轮（13）也随之同轴转动，通过链条（9）带动链轮（5）转动。链轮的转动带动各自轴上的凸轮盘（8，12）转动，凸轮盘（8，12）的转动，带动了其上的导向杆（用滚子连接）（2，16）运动，最终带动阀盘（1，17）作上下运动。链轮（20）与链轮（13′）的传动比和齿轮（19）与齿轮（22）之间的传动比相等，阀箱上的三个链轮（5，13，13′）的大小相同，因此，保证了阀盘的运动与活塞的运动同步，消除了阀盘关闭的滞后现象，从根本上消除了阀盘在阀座上的冲击，延长了阀的工作寿命，对提高泵的冲次、压力和排量提供了有利条件。

如果是钻井用三缸泵，则需要在阀箱上加装的两根轴上各装三个凸轮盘，对应每一个阀盘装一套凸轮－导向杆机构，链轮传动机构则与上述单缸单作用泵的链轮传动机构相同。