双盘和双缸的泵制造技术

本发明专利技术涉及一种泵(1)，包括相对于垂直于驱动轴(12)的轴线的平面对称分布的两个泵送组件，每个泵送组件包括缸(4、5)、盘(2、3)、吸入管(8、9)和输送管(10、11)，每个组件的盘(2、3)在对称平面处相互连接。

Double disc and double cylinder pump

The invention relates to a pump (1), which includes two pump components symmetrically distributed relative to the plane perpendicular to the axis of the driving shaft (12), each pump component includes a cylinder (4, 5), a disk (2, 3), a suction pipe (8, 9) and a delivery pipe (10, 11), and the disks (2, 3) of each component are connected with each other at the symmetrical plane.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双盘和双缸的泵本专利技术涉及泵领域，特别是用于高压和高输出的泵送，特别是用于范围在几百米到几千米的钻井作业。在碳氢化合物生产领域中，目前发现井孔需要达到越拉越深的深度，这意味着在越来越高的喷射压力下工作。因此，石油行业中的石油公司和服务业需要在非常高的压力下的泵(例如用于喷射钻井泥浆)以达到所需的深度。这些泵还必需是可靠的、经济的、灵活的和紧凑的，以便满足能源部门越来越严格的要求。总的来说，由曲轴驱动的泵在所有的行业领域中最为普遍：设备、石油、天然气和农产品工业、汽车行业、建筑(供暖、井、空调、水泵等)，并且更具体地用于处理水和废物(水网络和排水系统)。迄今为止，这种类型的泵已包括有限数量的活塞(大约5个)，因为曲轴的尺寸限制，曲轴意外地经受高应力和可能在输送侧发生的压力的突然变化。因此，这些泵在其功率、其压力/输出配对(受由曲轴的正弦压力产生的“水锤”限制)、其重量、其效率和其寿命方面有限制。此外，它们不提供具有可变排量的可能性，并因此缺乏使用灵活性。另一种容积式泵技术是筒式活塞泵，也称为摆盘泵(wobble-platepump)或摆动盘式泵(swashplatepump),其涉及盘和筒体。对于这种类型的泵，活塞以圆形分布，与活塞在其中对齐的曲轴泵不同。设计有盘和缸的泵使用摆盘系统或摆动盘系统运行，其中，盘一个接一个地致动各个活塞。当一个活塞处于吸入阶段时，相对的活塞处于输送模式，从而在泵上游和下游提供了恒定的流量。由缸引导的活塞的位置的分布提供了当轴被马达驱动旋转时负载的逐渐的分布。主要用于低压力和低输出的泵送(主要用于泵送液压油)，这一类型的泵提供许多优点：-优异的重量/功率比-非常好的质量/价格比-有利的机械和容积效率-通过调整盘的角度来具有可变排量的可能性。一般来说，筒式活塞泵有三种主要设计：-固定缸泵(图1)：在泵1的该构造中，其中，缸是固定的，倾斜盘/摆动盘2旋转(由轴5驱动)，以产生活塞3在其衬套4中的运动。活塞3与盘2之间的连接则由抵靠盘2摩擦的球接头滑垫提供。这里的优点是各旋转部件具有非常低的惯性。-旋转缸摆动盘泵(图2)：在泵1内，盘2被固定，并且承载活塞3的缸6旋转，从而引起活塞3在其衬套4中的运动。活塞3-盘2连接以与第一构造相同的方式提供。这种设计的优点是易于使摆动盘的角度可调节，因此可以有可变的排量。相反，由于使缸和所有活塞旋转，所以各旋转部件的惯性显著增加。-摆动盘泵：在这种设计中，缸是固定的，并且有两个盘；倾斜的第一盘旋转，并且仅将摆动运动传递到第二盘。因此，可例如使用通过球接头连接部来连接到活塞和盘的连杆来将活塞连接到第二摆动盘而不需要摩擦元件。因为没有摩擦元件(并且偶然地可在地热应用场合中找到一些摩擦元件)，这是唯一适用于高压泵送的设计。它还提供了优异的机械效率。在这种筒式活塞泵的情况下，活塞的数量和直径以及盘的角度确定了泵的期望输出。实际上，当泵运行时，活塞轮流处于高压下，然后处于大气压下，使得缸/活塞组件在盘上施加负载，其模量(module)在空间上是不均匀的。具体地，在吸入管(大气压力)方面，负载相对较低，而在输送管方面，负载最大。此外，当在非常深的钻井结合高压且高流量(高传输)的领域中使用筒式活塞泵时，无论它们具有旋转的缸、摆盘还是摆动盘，大量活塞施加的力可能导致在盘和部件之间的机械连接部上相当大的负载，在极端条件下这会导致盘的变形或连接部的断裂。此外，活塞和盘之间的连接(部)、例如通过球接头滑垫提供的连接(部)需要设计成具有最小的摩擦。施加至盘的这种负载的不平衡会在盘上和系统的机械连接部上产生很大的力，这导致较笨重和较大的部件使泵消耗更多能量。另外，如果施加的负载太大，活塞和盘之间的连接(部)，例如使用球接头滑垫的连接(部)可能是无法设计的。还已知的是专利CN103696920，其描述了一种液压泵，包括两个盘和两个缸组件，每个刚组件具有一组活塞。在该设计中，盘定位在泵的相对端处，并且缸在中间，因此泵具有仅一个吸入部和一个输送部。然而，这种泵需要独立地确定每个盘的尺寸，这在高压且高输出的应用场合中可能是困难的。另外，各种泵元件的这种构造不允许共同调节盘的角度(倾斜度)。为了克服这些缺点，本专利技术涉及一种具有双吸入部/输送部的双筒体双盘泵，每个筒体——盘——吸入部——输送部组件的元件沿驱动轴分布，以便减少盘和不同的机械连接部上的应力，从而降低破裂的风险。根据本专利技术的设备本专利技术涉及一种筒式活塞泵，包括至少一个驱动轴、第一泵送组件和第二泵送组件，每个泵送组件由包括至少一个盘、缸体、吸入管和输送管的元件形成，所述缸体包括周向分布的至少两个压缩室，至少两个活塞分别在所述组件中的每个组件的所述缸体的所述压缩室内平移运动，所述两个组件中的每个组件的所述盘相对于所述驱动轴的旋转轴线以一角度倾斜，所述驱动轴在所述两个组件中的每个组件的所述盘和所述缸体之间产生相对旋转运动。根据本专利技术，所述第二组件的所述元件关于垂直于所述驱动轴的旋转轴线的平面相对于所述第一组件的所述元件对称分布，并且所述两个组件的所述盘在所述对称平面处连接至彼此。有利地，同一个组件的所述吸入管和输送管可相对于所述驱动轴的轴线对称地定位。根据本专利技术的一个实施例，所述两个组件的所述盘可以形成为单个单元。根据一个实施例选项，所述两个组件的所述盘可以通过穿过所述对称平面的连接装置连接至彼此。根据一个实施例，所述连接装置可包括枢转连接件，所述枢转连接件定位在基本上位于所述两个盘的周缘处的点处。根据本专利技术的实施例的一个替代形式，所述相对旋转运动可以是所述组件中的每个组件的所述盘的旋转运动。根据本专利技术的实施例的另一替代形式，所述组件中的每个组件还可包括摆动盘，所述组件中的每个组件的所述摆动盘枢转连接到所述同一组件的所述旋转盘。根据本专利技术的另一实施例选项，所述相对旋转运动可以是所述组件中的每个组件的所述缸体的旋转运动。根据一个实施例，所述组件中的每个组件的所述盘相对于所述驱动轴的轴线的倾斜角度的绝对值可以包括在70°至90°之间。有利地，所述泵可包括用于控制所述组件中的每个组件的所述盘相对于所述驱动轴的轴线的角度倾斜度的装置。此外，本专利技术涉及所述筒式活塞泵用于钻井作业的用途，特别是用于将钻井泥浆注入到钻好的井筒中。附图说明在参考下述附图阅读以下对非限制性示例性实施例的描述时，根据本专利技术的设备的其它特征和优势将变得清晰。已描述过的图1示出了根据现有技术的固定缸摆动泵。已描述过的图2示出了根据现有技术的旋转缸摆动盘泵。图3示出根据本专利技术的第一实施例的泵。图4示出根据本专利技术的第二实施例的泵。具体实施方式本专利技术涉及一种筒式活塞泵。筒式活塞泵用于借助多个活塞的线性位移来泵送流体(例如水、油、气、钻井泥浆等)。这种类型的泵具有紧凑、具有有利的机械和容积效率，以及具有优异的重量/功率比的优点。根据本专利技术的筒式活塞泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种筒式活塞泵(1)，包括至少一个驱动轴(12)、第一泵送组件和第二泵送组件，每个泵送组件由包括至少一个盘(2、3)、缸体(4、5)、吸入管(8、9)和输送管(10、11)的元件形成，所述缸体(4、5)包括周向分布的至少两个压缩室，至少两个活塞(6、7)分别在每个所述组件的所述缸体(4、5)的所述压缩室内平移运动，所述两个组件中的每个所述组件的所述盘(2、3)相对于所述驱动轴(12)的旋转轴线以一角度倾斜，所述驱动轴(12)在所述两个组件中的每个所述组件的所述盘(2、3)和所述缸体(4、5)之间产生相对旋转运动，其特征在于，所述第二组件的所述元件关于垂直于所述驱动轴(12)的旋转轴线的平面相对于所述第一组件的所述元件对称分布，并且所述两个组件的所述盘(2、3)在所述对称平面处连接至彼此。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170323 FR 17524101.一种筒式活塞泵(1)，包括至少一个驱动轴(12)、第一泵送组件和第二泵送组件，每个泵送组件由包括至少一个盘(2、3)、缸体(4、5)、吸入管(8、9)和输送管(10、11)的元件形成，所述缸体(4、5)包括周向分布的至少两个压缩室，至少两个活塞(6、7)分别在每个所述组件的所述缸体(4、5)的所述压缩室内平移运动，所述两个组件中的每个所述组件的所述盘(2、3)相对于所述驱动轴(12)的旋转轴线以一角度倾斜，所述驱动轴(12)在所述两个组件中的每个所述组件的所述盘(2、3)和所述缸体(4、5)之间产生相对旋转运动，其特征在于，所述第二组件的所述元件关于垂直于所述驱动轴(12)的旋转轴线的平面相对于所述第一组件的所述元件对称分布，并且所述两个组件的所述盘(2、3)在所述对称平面处连接至彼此。


2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，同一所述组件的所述吸入管(8、9)和所述输送管(10、11)相对于所述驱动轴(12)的所述轴线对称定位。


3.根据前述权利要求中一项所述的泵，其特征在于，所述泵(1)包括控制装置(15)，所述控制装置(15)用于控制每个所述组件中的所述盘(2、3)相对于所述驱动轴(12)的所述轴线的角度倾斜。

【专利技术属性】
技术研发人员：P·帕格尼尔，J·特罗斯特，D·阿弗布赫，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR