CN115573896A - 一种双阀结构液力端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双阀结构液力端，包括泵体（1），所述泵体（1）内部交错设置有柱塞通道（11）和阀安装通道（12），柱塞通道（11）内设有活塞体（13），活塞体（13）连接有柱塞杆（14），所述阀安装通道（12）沿直线贯穿泵体（1），阀安装通道（12）内位于柱塞通道（11）和阀安装通道（12）交错位置的一侧设有主进液阀（16）和副进液阀（15），阀安装通道（12）内位于柱塞通道（11）和阀安装通道（12）交错位置的另一侧设有主排液阀（17）和副排液阀（18）。本发明同时具备泵效高、维护方便、总成本低的优点，且将泵体的体积做到了极致小，可实现高经济效益下的量产。

Description

一种双阀结构液力端

技术领域

本发明涉及往复泵技术领域，特别是一种双阀结构液力端。

背景技术

对于常规的往复泵而言，其液力端普遍是“单泵单阀”的结构，也即一个泵体在柱塞通道的上下两侧均设置一个阀体，分别用于进液和排液，但“单泵单阀”结构液力端存在的弊端是其阀的直径大、流道直径也大，使得整个泵体内部的无效容积会较大，泵效不高。特别是当运送粘稠度较高的介质，例如洗衣粉原液稠原油介质，由于介质粘度、稠度高，“单泵单阀”结构的往复泵由于运送效率低逐渐被市场所淘汰。

因此，双阀结构液力端往复泵的研发具有广泛的市场前景，目前市面上常见的双阀结构液力端有“双泵双阀”结构和“单泵双阀”结构，“双泵双阀”结构的往复泵液力端顾名思义存在有两个泵体，每个泵体内分别设有两个阀，具体可以参考专利申请CN 107956664A一种洗涤剂料浆输送泵液力端的说明书附图12，设有主副两个泵体，由柱塞通道隔开，每个泵体内均设有两个阀体，从柱塞泵的类型上来说，双阀结构相对于单阀结构是一种改进，但是“双泵双阀”结构液力端需要两个泵体，制造成本高，另外，泵体内容易“藏气”， 阀体的气蚀严重，导致阀体使用寿命不长。

目前，运送粘稠度较高的介质效果最好的是“单泵双阀”结构的往复泵，具体可以参考专利申请CN 112594152 A一种往复式对置阀液力端料浆泵，该专利在一个泵体上同时含有两个吸入阀和两个排出阀，往复泵材料成本可以大大降低，泵效也较好，但在往复泵材料成本降低的同时，该结构的制造成本却不低，由于需要在一个泵体内部安装四个阀，泵体内部在柱塞通道的上下两侧分别设有三个流道和四个流道，需要选择较大体积的泵体，且泵体的加工难度较大、加工时间较长，其成品合格率难以保证，总成本相对较高，量产难度较大；另外，该泵体内部柱塞通道同侧的阀与阀之间、以及通道本身都会残留较多的液体，无效容积相对较大，难以达到较高的泵效。因此，现有的双阀结构液力端很难同时兼顾到泵效、体积、成本等诸多因素，无法实现真正意义上的量产。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种双阀结构液力端。本发明同时具备泵效高、维护方便、总成本低的优点，且将泵体的体积做到了极致小，可实现高经济效益下的量产。

本发明的技术方案：一种双阀结构液力端，包括泵体，所述泵体内部交错设置有柱塞通道和阀安装通道，柱塞通道内设有活塞体，活塞体连接有柱塞杆，所述阀安装通道沿直线贯穿泵体，阀安装通道内位于柱塞通道和阀安装通道交错位置的一侧设有主进液阀和副进液阀，阀安装通道内位于柱塞通道和阀安装通道交错位置的另一侧设有主排液阀和副排液阀；所述阀安装通道内由下至上安装副进液阀、主进液阀、主排液阀和副排液阀，主进液阀的底部设有对副进液阀阀芯启开高度进行限位的限位柱，副排液阀的底部设有对主排液阀阀芯启开高度进行限位的限位柱。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明液力端的泵体上总计只设有相互交错的一条柱塞通道和一条阀安装通道，泵体结构简洁，加工极为方便，其中，在阀安装通道内部沿直线安装有两个进液阀和两个排液阀，四个阀在同一中心线上安装，特别地，两个进液阀和两个排液阀都是通过两两配合的方式，在上位阀的底部设置对下位阀启开高度限位的限位柱，结构的集成度、紧致度高，不仅节省了组成两个阀的零部件数量、方便各个阀的拆装和后续维护，同时也能使泵体的体积小型化，大大降低了液力端制造的总成本，可实现高经济效益下的量产；更为重要的是，四个阀在同一中心线上安装，阀安装通道的空间占用率本身已经较高，又通过进液阀与进液阀之间、排液阀与排液阀之间的两两配合压缩了阀与阀之间的间隙，不仅使泵体内部的无效容积变小，可以达到较高的泵效，同时也能使阀安装通道的总长度进一步压缩，也就意味着泵体的整体高度能进一步缩小，最终使泵体的体积可以达到极致小。

前述的一种双阀结构液力端中，所述副进液阀、主进液阀、主排液阀和副排液阀四个阀的阀座均包括一段外锥面，阀安装通道的内壁上设有与外锥面匹配的内锥面，阀安装通道的内壁与四个阀的阀座之间均通过内、外锥面定位连接，四个阀均在同一中心线上。

前述的一种双阀结构液力端中，所述副排液阀阀座上外锥面的最小直径大于主排液阀阀座上外锥面的最大直径；所述主进液阀阀座上外锥面的最小直径大于副进液阀阀座上外锥面的最大直径。

前述的一种双阀结构液力端中，所述主排液阀阀座上外锥面的最小直径大于主进液阀阀座上外锥面的最大直径。

前述的一种双阀结构液力端中，所述副排液阀和主进液阀的上方均连接有阀罩，阀罩内设有对副排液阀和主进液阀阀芯启开高度进行限位的限位柱。

前述的一种双阀结构液力端中，所述柱塞通道和阀安装通道垂直布置，阀安装通道的上端设有抵住副排液阀阀罩的上塞头，阀安装通道的下端用于进液；柱塞通道的一端连接有前塞头和前法兰板，柱塞通道的另一端连接有设置在泵体外部的密封函体，所述柱塞杆穿过密封函体布置。

前述的一种双阀结构液力端中，所述液力端为单作用结构或双作用结构。

当液力端为单作用结构时，泵体的数量为一个，所述阀安装通道设置在柱塞通道的末端，阀安装通道的下端连接有进液管汇。

当液力端为双作用结构时，泵体的数量为两个，包括前泵体和后泵体，前泵体和后泵体的阀安装通道平行布置，前泵体和后泵体的柱塞通道同轴布置，前泵体和后泵体之间经中空柱状的缸套座体相连接，缸套座体内部连通前泵体和后泵体的柱塞通道形成柱塞杆往复运动的总通道，所述缸套座体的内壁设有缸套，前泵体的柱塞通道内设有将缸套一端抵住的缸套压套，后泵体的外端面设有将缸套另一端抵住的内凹，所述活塞体在柱塞杆的作用下沿缸套长度所在段做往复运动，所述缸套与柱塞杆之间形成有环形的做功腔。

前述的一种双阀结构液力端中，当液力端为双作用结构时，所述前泵体和后泵体的阀安装通道下端均与组合集水管汇相连接，前泵体和后泵体之间位于缸套座体外部的空间形成有一个稳压腔，稳压腔的侧壁上连接有进液管汇，稳压腔的底部与组合集水管汇相连通。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A向视图中进液管汇和组合集水管汇之间的相对位置示意图；

图3是实施例1中的泵体结构示意图；

图4是前泵体中主排液阀和副排液阀的安装结构示意图；

图5是柱塞杆两端的连接结构示意图；

图6是实施例2中的泵体结构示意图。

附图标记：1-泵体，10-前泵体，11-柱塞通道，12-阀安装通道，13-活塞体，14-柱塞杆，15-副进液阀，16-主进液阀，17-主排液阀，18-副排液阀，19-阀罩，20-后泵体，30-密封函体，40-进液管汇，50-缸套座体，60-缸套，70-缸套压套，80-组合集水管汇，90-稳压腔，101-上塞头，102-前塞头，103-前法兰板，104-压紧螺帽，105-防松螺帽，106-调心球，107-卡环，108-连接螺帽，171-第一阀座，172-第一阀芯，181-第二阀座，182-第二阀芯，183-第一限位柱，184-第一阀罩，185-第二限位柱，301-冲洗内环，701-通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例1：一种双阀结构液力端，应用于输送高粘度介质的往复泵，其中往复泵可设计成三缸、五缸等不同缸数。

双阀结构液力端如图1至图5所示，包括泵体1，泵体1内部交错设置有柱塞通道11和阀安装通道12，柱塞通道11内设有活塞体13，活塞体13连接有柱塞杆14，阀安装通道12沿直线贯穿泵体1，阀安装通道12内位于柱塞通道11和阀安装通道12交错位置的一侧设有主进液阀16和副进液阀15，阀安装通道12内位于柱塞通道11和阀安装通道12交错位置的另一侧设有主排液阀17和副排液阀18。

作为优选，阀安装通道12内由下至上安装副进液阀15、主进液阀16、主排液阀17和副排液阀18，四个阀的主体结构相类似，主进液阀16的底部设有对副进液阀15阀芯启开高度进行限位的限位柱，副排液阀18的底部设有对主排液阀17阀芯启开高度进行限位的限位柱，限位柱决定各阀阀芯的最大启开高度。

本发明各阀的阀芯形状可选用半球阀芯、锥形阀芯、平板阀芯等，可根据输送介质的要求来设置。

作为优选，副进液阀15、主进液阀16、主排液阀17和副排液阀18四个阀的阀座均包括一段外锥面，阀安装通道12的内壁上设有与外锥面匹配的内锥面，阀安装通道12的内壁与四个阀的阀座之间均通过内、外锥面定位连接，四个阀均在同一中心线上，双锥面连接的结构有助于实现各阀阀座与阀安装通道12内壁之间的定位自锁固定。

四个阀均在同一中心线上的好处是能提高加工精度、使液力端紧凑拆装方便，无效容积小；同时能减少介质在腔内过流阻力、提高效率、更适合输送粘度大的介质。

作为优选，副排液阀18阀座上外锥面的最小直径大于主排液阀17阀座上外锥面的最大直径，该尺寸设计方便了排液阀的安装，可以先后对主排液阀17、副排液阀18进行定位安装，拆卸时主排液阀17也能从副排液阀18所安装的位置直接取出不干涉；主进液阀16阀座上外锥面的最小直径大于副进液阀15阀座上外锥面的最大直径，该尺寸设计方便了进液阀的安装，可以先后对副进液阀15、主进液阀16进行定位安装，拆卸时副进液阀15也能从主进液阀16所安装的位置直接取出不干涉。

作为优选，主排液阀17阀座上外锥面的最小直径大于主进液阀16阀座上外锥面的最大直径，当满足该条件时，四个阀可以按先后顺序从阀安装通道12的上端忧伤至下依次装入，分别是依次安装副进液阀15、主进液阀16、主排液阀17和副排液阀18，实现了在同个阀安装通道12内安装四个阀的操作，且整个安装过程操作简便。

当然，以上主排液阀17阀座上外锥面的尺寸和主进液阀16阀座上外锥面的尺寸相关联的设计为最优方案，实际上，当副进液阀15和主进液阀16的尺寸满足可以从柱塞通道11（前塞头102和前法兰板103所在端）拆装时，主排液阀17阀座上外锥面的最小直径无需满足大于主进液阀16阀座上外锥面的最大直径。

作为优选，副排液阀18和主进液阀16的上方均连接有阀罩19，阀罩19连接在副排液阀18和主进液阀16的阀座上，具体是阀罩19的内丝扣拧在阀座的丝扣上，阀罩19内设有对副排液阀18和主进液阀16阀芯启开高度进行限位的限位柱。

由于副进液阀15和主进液阀16的结构除尺寸外几乎同主排液阀17和副排液阀18的结构类似，因此，本实施例中仅对主排液阀17和副排液阀18的安装结构进行分析，具体可参考图4，可见在柱塞通道11上位的阀安装通道12内由上至下依次装有副排液阀18和主排液阀17，主排液阀17包括第一阀座171和第一阀芯172，副排液阀18包括第二阀座181和第二阀芯182，第一阀座171和第二阀座181均通过双锥面的定位连接方式与阀安装通道12的内壁相连接，其中，第二阀座181的底部设有第一限位柱183，可对第一阀芯172的启开高度进行限制，从图4可见第一阀芯172的最大启开高度为h1，在第二阀座181上还连接有第一阀罩184，第一阀罩184与第二阀座181之间通过丝扣连接，在第一阀罩184的内部设有向下的第二限位柱185，第二限位柱185可对第二阀芯182的启开高度进行限制，从图4可见第二阀芯182的最大启开高度为h2，在第一阀罩184的上方设有将其抵住的上塞头101。

作为优选，柱塞通道11和阀安装通道12垂直布置，阀安装通道12的上端设有抵住副排液阀18阀罩19的上塞头101，阀安装通道12的下端用于进液；柱塞通道11的一端连接有前塞头102和前法兰板103，柱塞通道11的另一端连接有设置在泵体1外部的密封函体30，柱塞杆14穿过密封函体30布置。

在泵体1安装前塞头102和前法兰板103的一侧设有可供前塞头102嵌入的台阶，方便前塞头102的安装。

作为优选，液力端为双作用结构，泵体1的数量为两个，泵体1的结构可参考图3（或参考图1），包括前泵体10和后泵体20，前泵体10和后泵体20的阀安装通道12平行布置，前泵体10和后泵体20的柱塞通道11同轴布置，前泵体10和后泵体20之间经中空柱状的缸套座体50相连接，缸套座体50内部连通前泵体10和后泵体20的柱塞通道11形成柱塞杆14往复运动的总通道，缸套座体50的内壁设有缸套60，前泵体10的柱塞通道11内设有将缸套60一端抵住的缸套压套70，后泵体20的外端面设有将缸套60另一端抵住的内凹，活塞体13在柱塞杆14的作用下沿缸套60长度所在段做往复运动，缸套60与柱塞杆14之间形成有环形的做功腔。

作为优选，柱塞杆14连接活塞体13的一端设有压紧螺帽104和防松螺帽105，用于紧固活塞体13。柱塞杆14的另一端与动力端的中间杆之间通过调心球106、卡环107和连接螺帽108进行紧固配合，柱塞杆14在有效摩擦面上设置耐磨涂层，密封函体30中设置双道主副填料和导向套作为柱塞杆14的摩擦呋，形成柱塞杆14的密封组件，活塞体13直径与柱塞杆14的直径之间形成的环形面积作为双作用的回复做功体。

其中，密封函体30中的双道主副填料之间设置了冲洗内环301，在密封函体30的上外圆处进冲洗液，在密封函体30的下外圆处排出冲洗液，确保料浆间的硬杂子被冲洗掉，不造成柱塞杆14与密封组件之间的颗粒磨损。

作为优选，缸套压套70整体呈截面为圆环形的柱状结构，其侧壁上设有多个通孔701，不影响前泵体10内介质的输送。

其中，缸套座体50与前泵体10、后泵体20进行组焊成一体或精密铸造体，前泵体10和后泵体20上连接缸套座体50的侧面均设有可供缸套座体50端部嵌入的台阶。

作为优选，前泵体10和后泵体20的阀安装通道12下端均与组合集水管汇80相连接，前泵体10和后泵体20之间位于缸套座体50外部的空间形成有一个稳压腔90，稳压腔90的侧壁上连接有进液管汇40，稳压腔90的底部与组合集水管汇80相连通。

作为优选，前泵体10和后泵体20的副排液阀18出液端连接同一个组合排液管汇。

缸套座体50的上位与下位两个侧面均设置型板与前泵体10、后泵体20组焊成一体，形成稳压腔90，在侧面下位，也即稳压腔90的下部安装连接进液管汇40的法兰。在稳压腔90的底部连接组合集水管汇80，组合集水管汇80同时连接前泵体10和后泵体20的阀安装通道12进液端，最终使前泵体10、后泵体20、稳压腔90与组合集水管汇80形成整体性较强的一体结构，在这个一体结构中，由于进液管汇40连接在稳压腔90的侧壁，进液管汇40与前泵体10、后泵体20的阀安装通道12进液端之间设有稳压腔90和组合集水管汇80，因此，当介质从前泵体10、后泵体20的阀安装通道12进液端输入时，压强大小更加稳定可控，介质输送的稳定性高，也有助于提高泵效。

本发明的工作原理：当活塞杆向前运动时，后泵体20的主排液阀17、副排液阀18关闭，后泵体20的副进液阀15、主进液阀16开启吸入介质，缸套60与柱塞杆14之间环形的做功腔内逐渐充满介质，与此同时，前泵体10的副进液阀15、主进液阀16关闭，前泵体10的主排液阀17、副排液阀18开启，在活塞体13的作用下，活塞体13前侧缸套60内的介质经前泵体10的主排液阀17、副排液阀18向外排出，最终从组合排液管汇排出。

当活塞杆向后运动时，前泵体10的主排液阀17、副排液阀18关闭，前泵体10的副进液阀15、主进液阀16开启吸入介质，活塞体13前侧的缸套60内逐渐充满介质，与此同时，后泵体20的副进液阀15、主进液阀16关闭，后泵体20的主排液阀17、副排液阀18开启，在活塞体13的作用下，缸套60与柱塞杆14之间环形做功腔内的介质经后泵体20的主排液阀17、副排液阀18向外排出，最终从组合排液管汇排出，完成一个往复泵的双作用输送介质的动作。

实施例2：本实施例中液力端为单作用结构，泵体1的数量为一个，泵体1结构可参考图6，阀安装通道12设置在柱塞通道11的末端，阀安装通道12的下端连接有进液管汇40，排液管汇连接在阀安装通道12的上端，也即副排液阀18的出液端所在位置。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双阀结构液力端，包括泵体（1），所述泵体（1）内部交错设置有柱塞通道（11）和阀安装通道（12），柱塞通道（11）内设有活塞体（13），活塞体（13）连接有柱塞杆（14），其特征在于：所述阀安装通道（12）沿直线贯穿泵体（1），阀安装通道（12）内位于柱塞通道（11）和阀安装通道（12）交错位置的一侧设有主进液阀（16）和副进液阀（15），阀安装通道（12）内位于柱塞通道（11）和阀安装通道（12）交错位置的另一侧设有主排液阀（17）和副排液阀（18）；所述阀安装通道（12）内由下至上安装副进液阀（15）、主进液阀（16）、主排液阀（17）和副排液阀（18），主进液阀（16）的底部设有对副进液阀（15）阀芯启开高度进行限位的限位柱，副排液阀（18）的底部设有对主排液阀（17）阀芯启开高度进行限位的限位柱。

2.根据权利要求1所述的一种双阀结构液力端，其特征在于：所述副进液阀（15）、主进液阀（16）、主排液阀（17）和副排液阀（18）四个阀的阀座均包括一段外锥面，阀安装通道（12）的内壁上设有与外锥面匹配的内锥面，阀安装通道（12）的内壁与四个阀的阀座之间均通过内、外锥面定位连接，四个阀均在同一中心线上。

3.根据权利要求2所述的一种双阀结构液力端，其特征在于：所述副排液阀（18）阀座上外锥面的最小直径大于主排液阀（17）阀座上外锥面的最大直径；所述主进液阀（16）阀座上外锥面的最小直径大于副进液阀（15）阀座上外锥面的最大直径。

4.根据权利要求3所述的一种双阀结构液力端，其特征在于：所述主排液阀（17）阀座上外锥面的最小直径大于主进液阀（16）阀座上外锥面的最大直径。

5.根据权利要求1所述的一种双阀结构液力端，其特征在于：所述副排液阀（18）和主进液阀（16）的上方均连接有阀罩（19），阀罩（19）内设有对副排液阀（18）和主进液阀（16）阀芯启开高度进行限位的限位柱。

6.根据权利要求4所述的一种双阀结构液力端，其特征在于：所述柱塞通道（11）和阀安装通道（12）垂直布置，阀安装通道（12）的上端设有抵住副排液阀（18）阀罩（19）的上塞头（101），阀安装通道（12）的下端用于进液；柱塞通道（11）的一端连接有前塞头（102）和前法兰板（103），柱塞通道（11）的另一端连接有设置在泵体（1）外部的密封函体（30），所述柱塞杆（14）穿过密封函体（30）布置。

7.根据权利要求6所述的一种双阀结构液力端，其特征在于：所述液力端为单作用结构，泵体（1）的数量为一个，所述阀安装通道（12）设置在柱塞通道（11）的末端，阀安装通道（12）的下端连接有进液管汇（40）。

8.根据权利要求6所述的一种双阀结构液力端，其特征在于：所述液力端为双作用结构，泵体（1）的数量为两个，包括前泵体（10）和后泵体（20），前泵体（10）和后泵体（20）的阀安装通道（12）平行布置，前泵体（10）和后泵体（20）的柱塞通道（11）同轴布置，前泵体（10）和后泵体（20）之间经中空柱状的缸套座体（50）相连接，缸套座体（50）内部连通前泵体（10）和后泵体（20）的柱塞通道（11）形成柱塞杆（14）往复运动的总通道，所述缸套座体（50）的内壁设有缸套（60），前泵体（10）的柱塞通道（11）内设有将缸套（60）一端抵住的缸套压套（70），后泵体（20）的外端面设有将缸套（60）另一端抵住的内凹，所述活塞体（13）在柱塞杆（14）的作用下沿缸套（60）长度所在段做往复运动，所述缸套（60）与柱塞杆（14）之间形成有环形的做功腔。

9.根据权利要求8所述的一种双阀结构液力端，其特征在于：所述前泵体（10）和后泵体（20）的阀安装通道（12）下端均与组合集水管汇（80）相连接，前泵体（10）和后泵体（20）之间位于缸套座体（50）外部的空间形成有一个稳压腔（90），稳压腔（90）的侧壁上连接有进液管汇（40），稳压腔（90）的底部与组合集水管汇（80）相连通。

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