[实用新型]组合式无冲击泵阀

说明书

本实用新型涉及一种在无冲击下工作的泵阀。

目前，石油钻井用的往复泵的泵阀工作寿命都很短，平均只有50－60小时。其主要原因是阀盘的质量惯性及阀盘上下的压力差不稳定的影响，使泵阀和泵活塞运动不协调，阀盘运动总是滞后活塞的运动一个相位角。根据实验测定，当泵的冲次为每分钟63次时，吸入阀关闭滞后角为14.5°，排出阀关闭滞后角为10°；当冲次为每分钟71次时，吸入阀关闭滞后角为18.5°，排出阀关闭滞后角为10.3°；当冲次为每分钟88次时，吸入阀关闭滞后角为42°，排出阀关闭滞后角为12°。很显然，泵的冲次越大，泵阀关闭的滞后现象越严重。现代钻井泵的冲次已高达每分钟120－160次，不难想象其泵阀滞后关闭的严重程度。由于泵阀滞后关闭，在关闭前的瞬间，阀盘上下形成很大的压差，阀盘上方的高压液体将推动阀盘以极大的速度下落，使阀盘敲击在阀座上，形成“水锤”现象，而此“水锤”力往往很大，例如当阀盘上方的液压为15MPa，阀口通径为100毫米时，“水锤”力将达到11.78吨，正是在这种连续的严重冲击下，阀盘上的密封垫很快就损坏了。

为解决这一问题，国内外都开展了研究，但人们的研究都集中于阀的运动规律和阀的耐冲击性能方面，在泵阀密封材料、工艺、结构上进行改进，研制出各种泵阀结构，如减振阀、滤沙阀、双锥面阀和各种不同橡胶密封结构的阀。但这些阀都没有根本解决高冲次下的泵阀冲击问题，所以阀的工作寿命仍然很短，施工过程中需要经常更换泵阀，增加了工人的劳动强度，影响泵的正常使用。由于泵阀寿命的限制，严重影响泵的冲次、压力和排量的提高。

本实用新型的目的是要提供一种消除冲击的泵阀，它能使泵阀阀盘在无冲击或极小冲击的情况下工作，使泵阀寿命得以延长。

本实用新型的目的是这样实现的：在原有泵阀上再加一个泵阀，原泵阀称为工作阀，后加的阀称为阻流阀。工作阀和阻流阀呈串联结构，可以上下布置，也可以并列安装。阻流阀的阀盘上没有密封垫，是全金属的，它不需要严格密封。阻流阀上的弹簧刚度比工作阀上的弹簧刚度大。阻流阀和工作阀之间的空间内有阀杆导向孔，用加强筋支撑，用于工作阀阀杆导向。

本实用新型由于在原来的泵阀上又增加了一个泵阀，当泵吸入过程开始，阻流阀首先关闭，工作阀滞后阻流阀一个瞬间关闭。在阻流阀关闭后工作阀关闭前的瞬间，工作阀与阻流阀之间的空间内液体压力大幅度下降，工作阀阀盘在自重和弹簧力作用下，落在阀座上，其下落冲击力大大减小，基本上消除了冲击。

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组合式无冲击泵阀的剖面图。

图中，1－1：阻流阀弹簧，1－2：阻流阀阀盘，1－3：阻流阀阀座，1－4：阻流阀阀箱，2－1：工作阀弹簧，2－2：工作阀阀盘，2－3：工作阀阀座，2－4：工作阀阀箱，5：密封垫圈，6：工作阀阀盘密封垫，7：阀盖。

下面结合附图详细描述依据本实用新型提出的泵阀具体结构及工作情况。

在原工作阀上装一个阻流阀，两个阀之间加密封垫圈（5），两个阀大小相同，两个阀之间的空间相通。阻流阀阀盘（1－2）上没有密封垫，而是全金属的，因它无需严格密封。阻流阀中的弹簧（1－1）刚度比工作阀弹簧（2－1）刚度大，阻流阀上有顶盖（7），顶盖中间是阀杆导向槽。工作时，高压液体自下而上，首先顶开工作阀，再打开阻流阀，整个泵阀打开。关闭时，泵阀上方的高压液体首先作用在阻流阀上，加上阻流阀的弹簧刚度较大，阻流阀的阀盘首先下落，由于阻流阀无需严格密封，所以阀盘是全金属的，耐冲击。当阻流阀关闭后，阻流阀与工作阀之间形成的空间内的液体压力几乎为零，工作阀阀盘在自重和弹簧力的作用下也很快落下，但这时的下落速度和冲击力比高压液体作用下的要小得多，下落时几乎无冲击，因而可以大大延长其工作寿命。本实用新型所提出的无冲击泵阀结构，为提高往复泵的冲次、压力和排量提供了有利条件。