CN113819291B - 一种往复泵免敲击阀盖装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复泵免敲击阀盖装置，包括：转轴、传动轴、凸楔、凹型楔块、阀箱和阀压盖；所述阀箱内设置有凹型楔块、凸楔、传动轴和转轴；所述凹型楔块内设置有凸楔，其分别与内侧的凸楔和外侧的阀箱活动连接；所述凸楔内设有转轴；所述转轴与传动轴活动连接；所述传动轴与阀压盖固定连接；本发明解决了往复泵阀盖装置安装固定需要榔头敲击的问题。

Description

一种往复泵免敲击阀盖装置

技术领域

本发明涉及石油天然气泵送设备领域，具体涉及一种往复泵免敲击阀盖装置。

背景技术

往复泵阀盖(也称压盖)以及阀压盖(也称压盖堵头)置于阀箱腔体的内部。在更换往复泵阀体阀座以及其它阀腔内部易损件时候，通常要旋松和移除阀盖之后再取出阀压盖，才能实现对阀体、阀座以及其它阀箱内部易损件的更换和维护。相反，在更换好阀体阀座以及其它阀箱内部易损件之后，为了保持阀箱内部空腔承压密闭性，需要将阀压盖与阀箱无缝贴合，并借助阀盖的压紧作用力，将阀压盖完全固定。

目前往复泵大多数阀盖与阀箱本体通过大尺寸螺纹副联结，阀盖与阀箱之间的螺纹预紧需要非常大的拧紧扭矩，目前最常用的方式就是利用榔头敲击阀盖扳手达到对阀盖预紧作用，而利用榔头敲击本身存在非常大操作风险，容易导致意外造成设备损坏和人身伤害事故。

由于阀压盖在工作过程中，要频繁经受来自往复泵输送介质在吸入和排出工作过程中形成的液体压力交变载荷，故在此交变载荷下，阀盖及阀压盖非常容易松动而导致往复泵输送介质泄漏。

在榔头的敲击阀盖预紧过程中，其最终作用到阀盖的预紧力不能精确量化控制，当预紧力过小时，阀盖螺纹退扣，最后导致阀压盖产生松动。当预紧力过大时，损伤阀盖与阀箱之间的螺纹副，导致阀箱以及阀盖螺纹损坏。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种往复泵免敲击阀盖装置解决了往复泵阀盖装置安装固定需要榔头敲击的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种往复泵免敲击阀盖装置，包括：转轴、传动轴、凸楔、凹型楔块、阀箱和阀压盖；

所述阀箱内设置有凹型楔块、凸楔、传动轴和转轴；所述凹型楔块内设置有凸楔，其分别与内侧的凸楔和外侧的阀箱活动连接；所述凸楔内设有转轴；所述转轴与传动轴活动连接；所述传动轴与阀压盖固定连接。

进一步地，还包括：顶盖，所述顶盖位于转轴和凸楔之间；所述顶盖与凸楔固定连接。

进一步地，还包括：顶盖螺钉，所述顶盖通过顶盖螺钉与凸楔固定连接。

进一步地，转轴与传动轴接触面设有梯形传动螺纹。

进一步地，转轴与传动轴构成螺纹传动机构。

进一步地，凹型楔块包括：多个相同形状的扇形楔块，每个扇形楔块上设置有上端弹簧沟槽和下端弹簧沟槽。

进一步地，上端弹簧沟槽中设置有上复位弹簧，所述下端弹簧沟槽设置有下复位弹簧。

进一步地，在扇形楔块上位于上端弹簧沟槽和下端弹簧沟槽间的外圆表面设置有多道工作斜面，所述扇形楔块与阀箱的内圆台阶斜面配合。

进一步地，相邻扇形楔块间设置有导向销。

综上，本发明的有益效果为：

1、本发明将转轴的旋转力矩通过楔块楔面滑块机构转化短行程大载荷作用力，从而形成了压紧阀压盖所需要的作用力，避免了用榔头直接敲击阀盖压紧阀压盖的过程，极大地减轻了操作者的劳动强度，极大地提高了现场人员的操作安全性。

2、通过本发明的免敲击阀盖装置，可以根据不同规格的阀盖采用量化工具对转轴施加不同的旋转扭矩，如采用扭矩扳手等。做到精确控制阀压盖的最终受力，从而极大地延长了往复泵阀盖装置的使用寿命。

附图说明

图1为一种往复泵免敲击阀盖装置的结构示意图；

其中，1、转轴；2、顶盖；3、传动轴；4、顶盖螺钉；5、凸楔；6、上复位弹簧；7、凹型楔块；8、导向销；9、阀箱；10、下复位弹簧；11、阀压盖；12、阀盖密封圈；13、阀弹簧；14、阀体；15、锥面阀胶皮；16、阀座；17、下密封圈。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种往复泵免敲击阀盖装置，包括：转轴1、传动轴3、凸楔5、凹型楔块7、阀箱9和阀压盖11；

所述阀箱9内设置有凹型楔块7、凸楔5、传动轴3和转轴1；所述凹型楔块7内设置有凸楔5，其分别与内侧的凸楔5和外侧的阀箱9活动连接；所述凸楔5内设有转轴1；所述转轴1与传动轴3活动连接；所述传动轴3与阀压盖11固定连接。

本装置还包括：顶盖2，所述顶盖2位于转轴1和凸楔5之间；所述顶盖2与凸楔5固定连接。

本装置还包括：顶盖螺钉4，所述顶盖2通过顶盖螺钉4与凸楔5固定连接。

转轴1与传动轴3接触面设有梯形传动螺纹，转轴1与传动轴3构成螺纹传动机构。

凹型楔块7包括：多个相同形状的扇形楔块，每个扇形楔块上设置有上端弹簧沟槽和下端弹簧沟槽。上端弹簧沟槽中设置有上复位弹簧6，所述下端弹簧沟槽设置有下复位弹簧10。在扇形楔块上位于上端弹簧沟槽和下端弹簧沟槽间的外圆表面设置有多道工作斜面，所述扇形楔块与阀箱9的内圆台阶斜面配合。相邻扇形楔块间设置有导向销8。

上复位弹簧6和下复位弹簧10的作用：当凸楔5在转轴1的带动自下向上运动时，扇形楔块之间需要借助上复位弹簧6和下复位弹簧10的作用力，使扇形楔块之间自动向内收拢聚集，保持凹型楔块7和凸楔5之间的斜面滑块工作面贴合。

在本实施例中，凹型楔块7为六个相同形状的扇形楔块（具体的扇形楔块数量根据需要进行设置），六个扇形楔块组成一个凹型楔环，凹型楔环由圆周等分六份加工而成，所有凹型楔块7外圆处上端弹簧沟槽和下端弹簧沟槽各设置有一圈复位弹簧。六个扇形楔块相互之间设置有导向销8，限制凹型楔块7在向圆周外扩散运动或者向内收拢的时候，限制凹型楔块7的位置。凹型楔块7的外圆设置有多道工作斜面，并与阀箱9内斜面配合组成滑动斜面；所有凹型楔块7的内圆锥面围成一个近似的圆锥面，并与凸楔5外圆锥面配合组合成滑动锥面。

在本实施例中，传动轴3的一端嵌入转轴1中，其另一端嵌入阀压盖11中，其与阀压盖11可通过焊接等方式固定连接，也可采用其他方式进行固定连接。

传动轴3通过焊接方式和阀压盖11固定为一体，当转动转轴1的时候，转轴1会沿着传动轴3上下移动，然后带动顶盖2以及凸楔5上下移动。

具体工作过程：当转动转轴1，转轴1通过螺纹传动沿着轴线向下运动，带动凸楔5向下移动，凸楔5的外圆表面为锥度结构。当凸楔5向下移动时，由于凸楔5和凹型楔块7组成的滑块配合面，从而会带动六个扇形楔块直径方向胀大，沿径向产生位移。

当六个扇形楔块胀大向外发生径向移动时，由于凹型楔块7与阀箱9的内楔表面形成斜面滑块机构，由相对位移原理(阀箱9是固定的)，凹型楔块7沿斜面产生向下轴向移动，压紧阀压盖11。由于转轴的拧紧扭矩可以借助工具精确控制其作用扭矩，从而达到精确控制施加到阀压盖11上的预紧力。

由于该机构两次运用了楔块机构原理，极大地将转轴1的长行程旋转力矩通过楔块楔面滑块机构转化为短行程大载荷作用力，从而形成了压紧阀压盖11所需要的作用力，避免了用榔头直接敲击阀盖压紧阀压盖11的过程，极大地减轻了操作者的劳动强度，提高了操作人员的工作安全性。

其次，通过本发明的免敲击阀盖装置，可以根据不同规格阀盖尺寸采用量化工具对转轴1施加不同的旋转扭矩，如采用扭矩扳手等。做到精确控制阀压盖11的最终受力，从而极大地延长了往复泵阀盖装置的使用寿命。

图1中还包括：阀盖密封圈12、阀弹簧13、阀体14、锥面阀胶皮15、阀座16和下密封圈17。

阀压盖11表面由不同大小直径尺寸的外圆柱面构成，不同直径外圆柱表面设有圆柱台阶面。阀压盖11圆柱台阶面与阀箱9内部台阶接触，成为阀压盖11和阀箱9之间的轴向定位台阶。阀压盖11在轴向定位台阶的定位下承受凹型楔块7的向下压紧作用力。

阀压盖11圆柱的外表面设置有阀盖密封圈12，使得阀压盖11与阀箱9内孔圆柱面贴合接触，形成阀腔密封。

阀压盖11下依次设置有阀弹簧13、阀体14、锥面阀胶皮15和阀座16。

阀座16与阀箱9接触处设置有下密封圈17，用于形成封闭腔体。

阀弹簧13主要作用是当阀体14向上开启脱离于阀座16工作接触面的时候，阀弹簧13对阀体14形成一个限位作用力，确保阀体14和阀座16在无外力作用下时刻保持一个关闭状态，同时阀弹簧13在对阀体14在频繁开关运动过程中起到缓冲作用。

阀体14主要用来安装锥面阀胶皮15，从而与配套的阀座16工作面配合组合成密封面，对流体形成通流和封闭作用，达到阀锥面阀胶皮15与阀座16之间的开启和关闭作用。

阀座16主要作用是一方面通过其自身外圆锥面，利用圆锥自动定心原理确保整个阀座16总能正确安装到阀箱9内圆锥孔中；其次阀座16上还设有与锥面阀胶皮15相接触的工作密封面，对过流介质形成通流或截断作用，达到阀锥面阀胶皮15与阀座16之间的开启和关闭作用。

Claims (7)

1.一种往复泵免敲击阀盖装置，其特征在于，包括：转轴（1）、传动轴（3）、凸楔（5）、凹型楔块（7）、阀箱（9）和阀压盖（11）；

所述阀箱（9）内设置有凹型楔块（7）、凸楔（5）、传动轴（3）和转轴（1）；所述凹型楔块（7）内设置有凸楔（5），其分别与内侧的凸楔（5）和外侧的阀箱（9）活动连接；所述凸楔（5）内设有转轴（1）；所述转轴（1）与传动轴（3）活动连接；所述传动轴（3）与阀压盖（11）固定连接；

凹型楔块（7）包括：多个相同形状的扇形楔块，多个相同形状的扇形楔块组成凹型楔环，每个扇形楔块上设置有上端弹簧沟槽和下端弹簧沟槽；

上端弹簧沟槽中设置有上复位弹簧（6），所述下端弹簧沟槽设置有下复位弹簧（10），扇形楔块之间需要借助上复位弹簧（6）和下复位弹簧（10）的作用力，使扇形楔块之间自动向内收拢聚集，保持凹型楔块（7）和凸楔（5）之间的斜面滑块工作面贴合；

当转动转轴（1）的时候，转轴（1）会沿着传动轴（3）上下移动，带动顶盖（2）以及凸楔（5）上下移动；

凸楔（5）和凹型楔块（7）组成的滑块配合面，从而会带动多个扇形楔块直径方向胀大，沿径向产生位移；

当多个扇形楔块胀大向外发生径向移动时，凹型楔块（7）与阀箱（9）的内楔表面形成斜面滑块机构，阀箱（9）是固定的，凹型楔块（7）沿斜面产生向下轴向移动，压紧阀压盖（11）。

2.根据权利要求1所述的往复泵免敲击阀盖装置，其特征在于，还包括：顶盖（2），所述顶盖（2）位于转轴（1）和凸楔（5）之间；所述顶盖（2）与凸楔（5）固定连接。

3.根据权利要求2所述的往复泵免敲击阀盖装置，其特征在于，还包括：顶盖螺钉（4），所述顶盖（2）通过顶盖螺钉（4）与凸楔（5）固定连接。

4.根据权利要求1所述的往复泵免敲击阀盖装置，其特征在于，所述转轴（1）与传动轴（3）接触面设有梯形传动螺纹。

5.根据权利要求1所述的往复泵免敲击阀盖装置，其特征在于，所述转轴（1）与传动轴（3）构成螺纹传动机构。

6.根据权利要求1所述的往复泵免敲击阀盖装置，其特征在于，在扇形楔块上位于上端弹簧沟槽和下端弹簧沟槽间的外圆表面设置有多道工作斜面，所述扇形楔块与阀箱（9）的内圆台阶斜面配合。

7.根据权利要求1所述的往复泵免敲击阀盖装置，其特征在于，相邻扇形楔块间设置有导向销（8）。

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