CN105090423B - 一种用于压裂车的液压传动系统及压裂车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于压裂车的液压传动系统及压裂车，液压传动系统包括发动机单元、液压传动油路、压裂执行机构和液压油箱，发动机单元包括至少一台发动机，发动机驱动连接有至少一组液压驱动单元，液压驱动单元包括油泵和齿轮泵，液压传动油路包括第一油路、第二油路和第三油路，压裂执行机构上设多台液压驱动器，油泵、第一油路、液压驱动器、第二油路四者形成闭环油路，第二油路和第三油路间设风冷马达，齿轮泵的输入端与液压油箱连通、输出端通过第三油路汇集后再经风冷马达与第二油路连通。本发明具有供油能力大、驱动能力强，输出最高压力高、输出最大排量大、液压管路简单且更易布置、质量轻、体积小、使用灵活方便、油箱体积小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种用于压裂车的液压传动系统及压裂车。
背景技术
压裂是油气田增储上产的重要技术手段，需要借助高压流体先将地层裂缝压开，再往裂缝中充填压裂砂，增强地层渗透率，提高油气产量。传统压裂车其压裂执行机构车均采用“柴油机-液力变矩器-传动轴-压裂执行机构”的传动方案，这种布置方式是基于发动机为原动机的动力方案。存在的主要问题是：1、传动路线只能是“柴油机-液力变矩器-传动轴-压裂执行机构”，不能拆分；2、此种传动方案决定只能选择满足最大功率发动机，当单机超过1500KW时成本迅速上升，选型困难；3、配套的变矩器等元件选型范围窄，价格高，重要元件(变矩器、分动箱、压裂执行机构等)均需要进口，不尽造成整机成本高昂，而且发展受进口件周期及货源的限制。此外，在上述结构的基础上，也有将柴油机和压裂执行机构改用液压传动替代了机械传动方式，通过液压油来驱动压裂执行机构，但是这种方式存在的缺点是控制阀组多，质量大，液压管路布置难，而且现有压裂车的液压传动系统的压裂执行机构均为开式泵，开式泵额定工作压力相对闭式泵较低，导致整个大泵输出压力偏低，开式泵额定转速相对闭式泵低，相同数量和排量开式泵输出流量较低，导致大泵排量较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种供油能力大、驱动能力强，输出最高压力高、输出最大排量大、液压管路简单且更易布置、质量轻、体积小、使用灵活方便、油箱体积小的用于压裂车的液压传动系统及压裂车。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种用于压裂车的液压传动系统，包括发动机单元、液压传动油路、压裂执行机构和液压油箱，所述发动机单元包括至少一台发动机，发动机驱动连接有至少一组液压驱动单元，所述液压驱动单元包括油泵和齿轮泵，所述液压传动油路包括第一油路、第二油路和第三油路，所述压裂执行机构上设有用于驱动压裂执行机构的多台液压驱动器，所述油泵、第一油路、液压驱动器、第二油路四者形成闭环油路，所述第二油路和第三油路之间还设有至少一个用于给发动机单元散热的风冷马达，所述齿轮泵的输入端与液压油箱连通、输出端通过第三油路汇集后再分别经过风冷马达与第二油路连通。
优选地，所述油泵为闭式油泵。
优选地，所述闭式油泵为闭式柱塞泵。
优选地，所述风冷马达和发动机的数量相同。
优选地，所述风冷马达安装布置于发动机的顶部。
优选地，所述液压驱动器为油缸或者液压马达。
优选地，所述压裂执行机构为柱塞缸。
优选地，所述压裂执行机构为压裂泵。
优选地，所述压裂泵的两端均设有支撑板，在支撑板的内侧设有用于驱动压裂泵的大齿轮，所述多台液压驱动器分别固定于压裂泵两端的支撑板上，所述液压驱动器的输出轴上设有小齿轮，任一所述支撑板上各液压驱动器的小齿轮共同与该支撑板内侧的大齿轮啮合。
本发明还提供一种压裂车，包括底盘，底盘上设有前述用于压裂车的液压传动系统。
本发明用于压裂车的液压传动系统具有下述优点：
1、本发明的发动机单元包括至少一台发动机，每一个发动机驱动连接有至少一组液压驱动单元，压裂执行机构上设有用于驱动压裂执行机构的多台液压驱动器，油泵、第一油路、液压驱动器、第二油路四者形成闭环油路，因此能够根据需要采用更多数量的发动机、每一个发动机采用更多数量的液压驱动单元，具有供油能力大、驱动能力强，输出最高压力高、输出最大排量大的优点。
2、本发明的液压传动油路包括第一油路、第二油路和第三油路，液压驱动单元、液压驱动器等液压驱动部件基于上述主干油路来实现液压传动系统的油路连通，因此能够实现优化液压管路支架、管夹等以优化整车质量、美化整车外观的目的，具有液压管路简单且更易布置、质量轻、体积小的优点。
3、本发明的第二油路和第三油路之间锦衣设有至少一个用于给发动机单元散热的风冷马达，利用风冷系统回油给油泵补油，从而能够简化闭环油路的补油方式。
4、本发明的油泵进一步为闭式油泵，能够减小吸油管路通径，减小油箱体积。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例液压传动系统的原理结构示意图。
图2为本发明实施例压裂车的侧视结构示意图。
图3为本发明实施例压裂执行机构的立体结构示意图。
图例说明：1、发动机单元；11、发动机；12、液压驱动单元；121、油泵；122、齿轮泵；13、风冷马达；2、液压传动油路；21、第一油路；22、第二油路；23、第三油路；3、压裂执行机构；31、液压驱动器；311、小齿轮；32、支撑板；33、大齿轮；4、液压油箱；5、底盘。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本实施例用于压裂车的液压传动系统包括发动机单元1、液压传动油路2、压裂执行机构3和液压油箱4，发动机单元1包括五台发动机11，发动机11驱动连接有多组液压驱动单元12，液压驱动单元12包括油泵121和齿轮泵122，液压传动油路2包括第一油路21、第二油路22和第三油路23，压裂执行机构3上设有用于驱动压裂执行机构3的十台液压驱动器31，油泵121、第一油路21、液压驱动器31、第二油路22四者形成闭环油路，第二油路22和第三油路23之间还设有至少一个用于给发动机单元1散热的风冷马达13，齿轮泵122的输入端与液压油箱4连通、输出端通过第三油路23汇集后再分别经过风冷马达13与第二油路22连通。毫无疑问，发动机单元1包括发动机11的数量、每一个发动机11驱动连接液压驱动单元12的数量均可以根据发动机11及液压驱动单元12的功率进行选择其数量，例如选择为一个、两个或者更多，在功率相同的前提下，选择的数量越多，则其供油能力越大、驱动能力越强，输出的最高压力越高、输出的最大排量越大；同理，用于驱动压裂执行机构3的液压驱动器31也可以根据需要选择其他数量，在此不再赘述。
本实施例利用风冷系统回油给油泵121补油，能简化闭环油路的补油方式。
本实施例中，油泵121为闭式油泵，能够减小吸油管路通径，减小油箱体积。本实施例中，闭式油泵为闭式柱塞泵。
如图1所示，本实施例中液压驱动器31为液压马达，此外液压驱动器31也可以采用油缸；本实施例中压裂执行机构3为压裂泵，此外压裂执行机构3也可以采用柱塞缸。
如图2所示，应用本实施例的压裂车包括底盘5，底盘5上设有本实施例前述的液压传动系统。
如图2所示，风冷马达13和发动机11的数量相同(本实施例中均为五台)，且风冷马达13安装布置于发动机11的顶部。
如图3所示，压裂泵的两端均设有支撑板32，在支撑板32的内侧设有用于驱动压裂泵的大齿轮33，多台液压驱动器31分别固定于压裂泵两端的支撑板32上，液压驱动器31的输出轴上设有小齿轮311，任一支撑板32上各液压驱动器31的小齿轮311共同与该支撑板32内侧的大齿轮33啮合。
本实施例用于压裂车的液压传动系统的工作过程如下：各个油泵121出油合流后经第一油路21驱动各个液压驱动器31，各个液压驱动器31合力驱动压裂执行机构3，然后各个液压驱动器31的出油合流后经第二油路22回到油泵121吸油口；同时，各个齿轮泵122出油合流后经第三油路23驱动风冷马达13，风冷马达13出油合流后和第二油路22合流，作为油泵121的补油，从而实现了油泵121、第一油路21、液压驱动器31、第二油路22四者之间形成的闭环油路的持续循环。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于压裂车的液压传动系统，其特征在于：包括发动机单元(1)、液压传动油路(2)、压裂执行机构(3)和液压油箱(4)，所述发动机单元(1)包括至少一台发动机(11)，发动机(11)驱动连接有至少一组液压驱动单元(12)，所述液压驱动单元(12)包括油泵(121)和齿轮泵(122)，所述液压传动油路(2)包括第一油路(21)、第二油路(22)和第三油路(23)，所述压裂执行机构(3)上设有用于驱动压裂执行机构(3)的多台液压驱动器(31)，所述油泵(121)、第一油路(21)、液压驱动器(31)、第二油路(22)四者形成闭环油路，所述第二油路(22)和第三油路(23)之间还设有至少一个用于给发动机单元(1)散热的风冷马达(13)，所述齿轮泵(122)的输入端与液压油箱(4)连通、输出端通过第三油路(23)汇集后再分别经过风冷马达(13)与第二油路(22)连通。
2.根据权利要求1所述的用于压裂车的液压传动系统，其特征在于：所述油泵(121)为闭式油泵。
3.根据权利要求2所述的用于压裂车的液压传动系统，其特征在于：所述闭式油泵为闭式柱塞泵。
4.根据权利要求3所述的用于压裂车的液压传动系统，其特征在于：所述风冷马达(13)和发动机(11)的数量相同。
5.根据权利要求4所述的用于压裂车的液压传动系统，其特征在于：所述风冷马达(13)安装布置于发动机(11)的顶部。
6.根据权利要求5所述的用于压裂车的液压传动系统，其特征在于：所述液压驱动器(31)为油缸或者液压马达。
7.根据权利要求6所述的用于压裂车的液压传动系统，其特征在于：所述压裂执行机构(3)为柱塞缸。
8.根据权利要求7所述的用于压裂车的液压传动系统，其特征在于：所述压裂执行机构(3)为压裂泵。
9.根据权利要求8所述的用于压裂车的液压传动系统，其特征在于：所述压裂泵的两端均设有支撑板(32)，在支撑板(32)的内侧设有用于驱动压裂泵的大齿轮(33)，所述多台液压驱动器(31)分别固定于压裂泵两端的支撑板(32)上，所述液压驱动器(31)的输出轴上设有小齿轮(311)，任一所述支撑板(32)上各液压驱动器(31)的小齿轮(311)共同与该支撑板(32)内侧的大齿轮(33)啮合。
10.一种压裂车，包括底盘(5)，其特征在于：所述底盘(5)上设有权利要求1～9中任意一项所述用于压裂车的液压传动系统。
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