CN105156309B - 一种新型隔膜泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型隔膜泵，包括动力端、液力端、传动装置、压力平衡***、电动机和底座，其中动力端包括机箱、摆轮、曲轴、连杆、密封函体、十字头、弹簧、轴承；液力端包括缸体、泵头、进排液阀及阀座、隔膜及前后护膜板；传动装置包括大小皮带轮、皮带；压力平衡***包括油箱、补油阀、油管、回油阀、油泵。新型隔膜泵可用于油气混输、原油输送、油田注水等多个工艺生产，具有结构简单、零部件少、适用范围广、泵效高的特点。

Description

一种新型隔膜泵

技术领域

本发明属于动力机械，涉及一种新型隔膜泵，特别是一种用于油气混输、油田注水、原油输送等多种用途的隔膜泵。

背景技术

往复泵用于油田作为注水泵、泥浆泵、压裂泵、输油泵等已经成熟，近年开发应用了往复式隔膜泵，这些泵在结构上都是采用了曲轴旋转带动连杆将旋转运动转化为十字头、中间杆和柱塞的往复直线运动，柱塞与缸体之间设置密封函体装置，用于对介质腔的密封，防止泄漏；动力端与液力端过渡采用中间杆连接十字头和柱塞，动力端中间杆也涉及润滑油的密封问题，经常出现密封不好漏油漏水的问题，而且这种常规往复泵结构动力端部件多，泵体结构复杂，体积较大；在低转速下曲轴、十字头需要采取强制润滑等措施。常规往复式隔膜泵泵体较大，结构复杂，维修换件不方便。

为了解决常规往复泵结构存在的不足，寻找新型可靠性高、结构简单的新型隔膜泵，是本领域技术人员关注的课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型隔膜泵，以实现原油输送、油田注水、油气混输等多用途。

为了实现上述目的，本发明采取如下的解决方案：一种新型隔膜泵，其特征在于，包括动力端、液力端、传动装置、压力平衡***、电动机和底座，其中动力端包括机箱、摆轮、曲轴、连杆、密封函体、十字头、弹簧、轴承；液力端包括缸体、泵头、进液阀总成和排液阀总成及阀座、隔膜及前后护膜板；传动装置包括大小皮带轮、皮带；压力平衡***包括油箱、补油阀、油管、回油阀、油泵；

所述曲轴上安装双排圆柱滚子轴承，每组双排圆柱滚子轴承外圈装有摆轮，摆轮与连杆相连，连杆与摆轮连接的一端为球头结构，可在摆轮的卡槽内摆动；机箱上设有十字头滑道，连杆的另一端通过十字头销与十字头相连，连杆与十字头滑道之间设置密封函体；缸体内的后护膜板和前护膜板之间为隔膜，前后护膜板和隔膜将缸体分为介质腔和液压腔；介质腔一侧的缸体内部装有进、排液阀总成及阀座，顶部设有上法盖和排液口，下端设有进液管；缸体前端装有泵头，泵头与缸体用固定螺栓B固定；缸体下部设置一个油箱，并装有补油阀、回油阀及油管，油泵装于油箱和补油阀之间的管线上；曲轴的一端安装大皮带轮，皮带连接大小皮带轮，小皮带轮安装在电动机轴端，电动机和箱体用固定螺栓A固定在底座上；箱体与缸体相连接。

优选地，曲轴上设置偏心轮、轴承和摆轮，摆轮围绕连杆头在机箱内做摆动，同时随连杆做往复直线运动，将曲轴的旋转运动转化为连杆的往复直线运动。

优选地，隔膜将介质腔和润滑腔隔离，隔膜采用双层结构，可设置隔膜损坏传感报警装置。

优选地，密封函体由调节压盖、盘根填料、导向环和隔环组成。

优选地，曲轴可采用三缸、五缸或其他多缸结构。

优选地，动力端结构型式采用球阀、锥阀、阀片、立式分体阀或卧式组合阀，可根据具体工况和适应性进行选择。

优选地，油泵的排出口管线上应设置安全溢流阀和稳压装置，其中稳压装置为蓄能器或球形稳压器。

优选地，机箱采用圆形结构，摆轮可沿机箱内腔轨迹运动，机箱内腔较小，内装润滑油，用于轴承、摆轮、连杆、十字头部件的润滑。

优选地，机箱内十字头滑道可以与机箱一体，也可单独设计十字头滑道安装于机箱上。

本发明利用了曲柄滑块机构的原理，采用了往复泵的偏心回转动力端结构，电动机通过大、小皮带轮、皮带带动泵的曲轴旋转，曲轴与偏心轮的偏心结构带动摆轮在机箱内以连杆为中心做摆动和往复运动，将箱体内部变成工作腔，连杆随着摆轮位置的改变做上下往复运动。连杆带动十字头向后运动时隔膜靠近后护膜板，此时进液阀打开，液体进入泵头，直到连杆移至最后位置为止(曲轴转动180°)吸入过程结束，连杆开始向前运动，压缩滑道腔体内的液压油推动隔膜前移靠近前护膜板，泵头阀腔内的液体受挤压，压力升高，因而进液阀关闭，排液阀被打开，液体被隔膜推动经排液阀被排出。

护膜板与隔膜将介质腔和液压腔分开，当隔膜抵达腔体内壁时，护膜板自动关闭，采用压力平衡***，腔体内壁表面形成平整状态，使隔膜不会因挤压变形而破损，从而有效提高了使用寿命。

在运行过程中，当液压腔内压力高于额定值时，回油阀起跳，释放出来的液压油经过回油管进入油箱；当液压腔内的液压油不足时，补油阀自动开启，油箱内的液压油通过补油管进入液压腔，使液压腔内隔膜两侧的压力始终保持平衡。

补油阀和回油阀内的排气阀可使液压腔内少量空气排出，避免产生气蚀现象，确保正常运行。在排气过程中，会有极少量液压油经回油管一起排出，此时补油阀也同时有相同量的液压油补充进入腔体内，形成液压油的内循环。

新型隔膜泵的动力端将曲轴的偏心回转运动转化为连杆、十字头的往复直线运动，采用隔膜结构将介质腔和润滑油腔隔离，泵阀结构可采用球阀、阀片，立式结构或卧式结构，具体根据工艺需要确定。

新型隔膜泵可用于油气混输、原油输送、油田注水等多个工艺生产，其具有结构简单、零部件少、适用范围广、泵效高的特点。

本发明新型隔膜泵的性能特点是：

1、解决了常规往复泵动力端结构复杂，润滑油、工作介质泄漏的问题。

2、该泵可用于油气混输、原油输送、油田注水泵等介质输送的领域。

3、该结构是一种容积泵，具有结构简单、紧凑，部件较少，易损件少、寿命长、体积较小，适应范围广等特点。

4、该泵实现了同步的连续进排液，输出液体连续均匀，对敏感性的液体不会发生成分的改变，效率较高、功耗较小。

5、压力能随输出管道阻力自动调节，排量可根据实际情况通过调节转速快慢，在额定排量下增大或降低一定的幅度。

附图说明

图1是本发明新型隔膜泵结构示意图。

图2是图1的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明内容作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明新型隔膜泵，包括进液管(1)、十字头滑道(2)、十字头(3)、十字头销(4)、连杆(5)、密封函体(6)、轴承(7)、圆柱滚子轴承(8)、曲轴(9)、底座(10)、电动机(11)、大皮带轮(12)、皮带(13)、小皮带轮(14)、固定螺栓A(15)、机箱(16)、摆轮(17)、缸体(18)、上阀盖(19)、排液口(20)、固定螺栓B(21)、排液阀总成(22)、回油阀(24)、回油管(25)、进液阀总成(26)、补油阀(28)、补油管(29)、油泵(30)、油箱(31)、前护膜板(32)、后护膜板(33)、隔膜(34)、泵头(35)等部件。

曲轴(9)通过轴承(7)安装在机箱(16)上；曲轴(9)上安装双排圆柱滚子轴承(8)，每组双排圆柱滚子轴承(8)外圈装有摆轮(17)，摆轮(17)与连杆(5)相连，连杆(5)与摆轮(17)连接的一端为球头结构，连杆(5)这端可在摆轮(17)的卡槽内摆动；机箱(16)上设有十字头滑道(2)，连杆(5)的另一端通过十字头销(4)与十字头(3)相连，连杆(5)与十字头滑道(2)之间靠近曲轴(9)侧设置密封函体(6)；缸体(18)内的后护膜板(33)和前护膜板(32)之间为隔膜(34)，前、后护膜板(32、33)和隔膜(34)将缸体分为介质腔和液压腔；介质腔一侧的缸体(18)内部装有排液阀总成(22)和进液阀总成(26)，缸体(18)顶部设有上法盖(19)和排液口(20)，下端设有进液管(1)；缸体(18)前端装有泵头(35)，泵头(35)与缸体(18)用固定螺栓B(21)固定；缸体(18)下部设置一个油箱(31)，并装有补油阀(28)、回油阀(24)、补油管(29)及回油管(25)，油泵(30)装于补油管(29)上。

曲轴(9)的一端安装大皮带轮(12)，皮带(13)连接大小皮带轮(12、14)，小皮带轮(14)安装在电动机(11)轴端，电动机(11)和机箱(16)用固定螺栓A(15)固定在底座(10)上，机箱(16)与缸体(18)相连接。

电动机(11)通过大、小皮带轮(12、14)、皮带(13)带动泵的曲轴(9)旋转，曲轴(9)旋转过程中带动摆轮(17)在机箱(16)内以连杆(5)为中心做摆动和往复运动，同时带动连杆(5)作往复运动，连杆(5)带动十字头(3)向后运动时隔膜(34)靠近后护膜板(33)，此时进液阀总成(26)打开，液体进入泵头(35)，直到连杆移至最后位置为止(曲轴转动180°)吸入过程结束，连杆开始向前运动，压缩十字头滑道(2)腔体内的液压油推动隔膜(34)前移靠近前护膜板(32)，泵头(35)阀腔内的液体受挤压，压力升高，因而进液阀总成(26)关闭，排液阀总成(22)被打开，液体被隔膜(34)推动经排液阀总成(22)被排出。

前、后护膜板(32、33)与隔膜(34)将介质腔和液压腔分开，当隔膜(34)抵达腔体内壁时，护膜板自动关闭，采用压力平衡***，腔体内壁表面形成平整状态，使隔膜(34)不会因挤压变形而破损，从而有效提高了使用寿命。

在运行过程中，当液压腔内压力高于额定值时，回油阀(24)起跳，释放出来的液压油经过回油管(25)进入油箱(31)；当液压腔内的液压油不足时，补油阀(28)自动开启，油箱(31)内的液压油通过补油管(29)进入液压腔，使液压腔内隔膜(34)两侧的压力始终保持平衡。

补油阀(28)和回油阀(24)内的排气阀可使液压腔内少量空气排出，避免产生气蚀现象，确保正常运行。在排气过程中，会有极少量液压油经回油管一起排出，此时补油阀(28)也同时有相同量的液压油补充进入腔体内，形成液压油的内循环。

新型隔膜泵的动力端采用了往复泵的偏心回转动力端结构，将曲轴(9)的偏心回转运动转化为连杆(5)、十字头(3)的往复直线运动，采用隔膜结构将介质腔和液压腔隔离，动力端可采用球阀、阀片，立式结构或卧式结构，具体根据工艺需要确定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (1)

1.一种新型隔膜泵，其特征在于，包括动力端、液力端、传动装置、压力平衡***、电动机(11)和底座(10)，其中动力端包括机箱(16)、摆轮(17)、曲轴(9)、连杆(5)、密封函体(6)、十字头(3)、轴承(7)；液力端包括缸体(18)、泵头(35)、进液阀总成(22)、排液阀总成(26)及阀座(10)、隔膜(34)及前后护膜板(32、33)；传动装置包括大小皮带轮(12、14)、皮带(13)；压力平衡***包括油箱(31)、补油阀(28)、补油管(29)、回油阀(24)、油泵(30)；

所述曲轴(9)上安装双排圆柱滚子轴承(8)，每组双排圆柱滚子轴承外圈装有摆轮(17)，摆轮(17)与连杆(5)相连，连杆(5)与摆轮(17)连接的一端为球头结构，可在摆轮(17)的卡槽内摆动；机箱(16)上设有十字头滑道(2)，连杆(5)的另一端通过十字头销(4)与十字头(3)相连，连杆(5)与十字头滑道(2)之间靠近曲轴(9)侧设置密封函体(6)；缸体(18)内的后护膜板(33)和前护膜板(32)之间为隔膜(34)，前后护膜板和隔膜(34)将缸体(18)分为介质腔和液压腔；介质腔一侧的缸体内部装有进液阀总成(22)和排液阀总成(26)，缸体(18)顶部设有上法盖(19)和排液口(20)，下端设有进液管(1)；缸体(18)前端装有泵头(35)，泵头(35)与缸体(18)用固定螺栓B(21)固定；缸体(18)下部设置一个油箱(31)，并装有补油阀(28)、回油阀(24) 、回油管（25）及补油管(29)，油泵(30)装于油箱(31)和补油阀(28)之间的补油管线上；曲轴(9)的一端安装大皮带轮(12)，皮带(13)连接大、小皮带轮(12、14)，小皮带轮(14)安装在电动机(11)轴端，电动机(11)和机箱(16)用固定螺栓A(15)固定在底座(10)上；机箱(16)与缸体(18)相连接；

所述曲轴(9)上设置偏心轮、双排圆柱滚子轴承(8)和摆轮(17)，摆轮(17)围绕连杆头在机箱(16)内做摆动，同时随连杆做往复直线运动，将曲轴的旋转运动转化为连杆的往复直线运动；

所述隔膜(34)将介质腔和液压腔隔离，隔膜采用双层结构，可设置隔膜损坏传感报警装置；

所述密封函体(6)由调节压盖、盘根填料、导向环和隔环组成；

所述曲轴(9)可采用三缸、五缸或其他多缸结构；

所述动力端结构采用球阀、锥阀、阀片、立式分体阀或卧式组合阀，可根据具体工况和适应性进行选择；

在油泵(30)的排出口管线上设置安全溢流阀和稳压装置；

所述机箱(16)采用圆形结构，摆轮(17)可沿机箱内腔轨迹运动，机箱内腔较小，内装润滑油，用于相关部件的润滑；

机箱(16)内十字头滑道(2)与机箱一体，或单独安装于机箱上；

所述稳压装置是蓄能器或球形稳压器。