專利名稱：活塞泵用陶瓷缸套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是活塞泵用的一種減載式陶瓷缸套。
在地礦勘探，石油開采的鉆井泵、固井泵、壓裂泵以及化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域中用的耐酸泵中的中壓活塞泵和高壓活塞泵的陶瓷缸套采用陶瓷內(nèi)套外部鑲嵌鋼質(zhì)外套的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的裝配技術(shù)是用鋼質(zhì)外套與陶瓷內(nèi)套烘裝過盈配合，利用過盈產(chǎn)生的“裝配壓力”對陶瓷內(nèi)套由于泵壓作用于內(nèi)腔表面形成的圓周向拉伸應(yīng)力減載。利用過盈減載對內(nèi)套表面和外套內(nèi)表面的尺寸精度和烘裝技術(shù)都有很高的要求，否則，因沿配合面過盈量不均勻而產(chǎn)生應(yīng)力集中會使內(nèi)套碎裂。同時，由于陶瓷內(nèi)套導(dǎo)熱性差，活塞在內(nèi)套壁運動摩擦產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)，形成高溫帶，使活塞容易老化，縮短活塞使用壽命。
本實用新型針對上述現(xiàn)有活塞泵中和缸套在生產(chǎn)，使用中存在的不足之處，設(shè)計提供了一種減載式的陶瓷缸套。
實現(xiàn)該實用新型的技術(shù)方案是采用氧化鋁陶瓷或氮化硅陶瓷，氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷材料制成的陶瓷缸套裝置在鋼質(zhì)外套內(nèi)腔中，其兩端分別由內(nèi)套和外套的凸肩與弧段形撐腳支承在外套內(nèi)腔表面上，在內(nèi)套的外圓表面與外套的內(nèi)圓表面之間設(shè)置有一個軸向長度稍大于活塞工作行程的環(huán)隙，通過傳壓孔與泵缸液力端直接通連或中間再串接一只單向閥，活塞工作時，環(huán)隙中充滿傳壓介質(zhì)，使環(huán)隙產(chǎn)生的壓力能夠平衡、抵消泵壓作用于陶瓷內(nèi)套表面時所產(chǎn)生的周向拉應(yīng)力，致使陶瓷內(nèi)套各部分的應(yīng)力狀態(tài)在任何工況時，都處于三向受壓狀態(tài)。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下述優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)外套表面不須全部精磨，裝配加工容易，克服了過盈配合對內(nèi)、外套表面加工要求尺寸精度高，烘裝技術(shù)要求難度大的問題，大幅度地降低了加工成本，有效地減少了內(nèi)套碎裂，提高了生產(chǎn)加工的成品率；在內(nèi)、外套之間設(shè)置了環(huán)隙，環(huán)隙內(nèi)有傳壓介質(zhì)的液體，使內(nèi)套的內(nèi)壁和外壁都有液體冷卻，克服了陶瓷內(nèi)套導(dǎo)熱性能差，改善了散熱條件，易于散失活塞摩擦形成高溫帶區(qū)的熱量，提高活塞使用壽命。
現(xiàn)在，結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的技術(shù)內(nèi)容作詳細(xì)的描述。



圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)視圖。
圖2是本實用新型結(jié)構(gòu)視圖的A－A剖面視圖。
圖3是本實用新型傳壓孔串接單向閥的結(jié)構(gòu)視圖。
采用氧化鋁陶瓷或氮化硅陶瓷、氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷材料制成的陶瓷內(nèi)缸6兩端通過凸肩以及弧段形撐腳8支承在鋼質(zhì)外套5內(nèi)圓表面。在陶瓷內(nèi)套6的外圓表面與鋼質(zhì)外套5的內(nèi)圓面之間形成環(huán)隙7，其軸向長度等于或稍大于活塞工作的行程。環(huán)隙7的下端部位通過傳壓孔9直接與泵缸液力端相通，泵的工質(zhì)如水、油、泥漿、酸、堿液在工況時進(jìn)入環(huán)隙7中，也可以在環(huán)隙中充填顆粒狀的固體微粒如細(xì)砂，在液力端泵壓的擠壓作用下，形成沿環(huán)隙7軸向長度變化的壓力分布，改善陶瓷內(nèi)套6應(yīng)力的狀態(tài)，增強(qiáng)陶瓷內(nèi)套6的承載能力，若在傳壓孔9與泵缸液力端之間串接單向閥10如圖3所示，則可使環(huán)隙7中傳壓介質(zhì)的壓力保持或接近在最高泵壓值，克服了活塞泵工作時，因活塞往返運動給缸體內(nèi)的壓力形成的周期脈沖變化，傳壓介質(zhì)施加于陶瓷內(nèi)套6外圓，表面和鋼質(zhì)外套5內(nèi)圓，表面的壓力也呈同步變化，陶瓷內(nèi)套6和鋼質(zhì)外套5的應(yīng)力呈脈沖型交替變化。造成的壓力在環(huán)隙7內(nèi)傳壓介質(zhì)的變化，避免鋼質(zhì)5外套出現(xiàn)疲勞損壞。在陶瓷內(nèi)套6和鋼質(zhì)外套5的兩個端面墊置有墊片1。并由螺旋壓蓋3軸向壓緊，緊固成一體。螺旋壓蓋3與陶瓷內(nèi)套6和鋼質(zhì)外套5的對接處置有密封環(huán)4，其目的是杜絕環(huán)隙7中傳壓介質(zhì)在壓力作用下外泄。在螺旋壓蓋3與密封環(huán)4之間配置壓環(huán)2，便于調(diào)整螺旋壓蓋3與密封環(huán)4間的尺寸，同時被螺旋壓蓋3壓緊，使陶瓷內(nèi)套6和內(nèi)腔的良好的密封狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種活塞泵用陶瓷缸套，它包括有鋼質(zhì)外套(5)和裝配在鋼質(zhì)外套(5)內(nèi)腔的陶瓷內(nèi)套(6)，鋼質(zhì)外套(5)和陶瓷內(nèi)套(6)的兩端分別墊有墊片(1)，并用螺旋壓蓋(3)軸向壓緊，陶瓷內(nèi)套(6)的兩端分別由凸肩和弧形撐腳(8)支承在鋼質(zhì)外套(5)內(nèi)圓周面上，其特征在于陶瓷套(6)和鋼質(zhì)外套(5)間存在著環(huán)隙(7)通過傳壓孔(9)與泵缸液力端通連。
2.按權(quán)利要求1所述的活塞泵用陶瓷缸套，其特征在于環(huán)隙(7)的位置和軸向長度須復(fù)蓋活塞工作行程。
3.按權(quán)利要求1所述的活塞泵用陶瓷缸套，其特征在于傳壓孔(9)串接單向閥通連泵缸液壓力端。
專利摘要本實用新型公開了一種用于地礦勘探，石油開采和化學(xué)工業(yè)耐酸的中壓活塞泵和高壓活塞泵的陶瓷缸套。它包括有鋼質(zhì)外套5和陶瓷內(nèi)套6，在其中間有一個環(huán)隙7，它經(jīng)單向閥10或無單向閥與泵缸液力端相通，構(gòu)造簡單，比之烘裝過盈配合的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)易于加工，減少加工成本。在環(huán)隙7中充滿傳壓介質(zhì)，改善內(nèi)套6的散熱條件和增強(qiáng)減載能力。提高活塞的使用壽命。
文檔編號F04B15/04GK2167210SQ9320801
公開日1994年6月1日 申請日期1993年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月25日
發(fā)明者孫敏超, 孫正柱 申請人:孫敏超