一种凡尔体及使用该凡尔体的柱塞泵

技术领域

本发明属于柱塞泵技术领域，涉及一种凡尔体及使用该凡尔体的柱塞泵。

背景技术

油田开采中，为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。常常采用柱塞泵进行注水，柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点。在油田的注水生产中，为了满足注水压力的需要，所以柱塞泵的出口压力很高。注水压力的高低，是决定油田合理开发和地面管线及设备的重要参数。但是，高压水流会对出口处的设备造成损害，压力波动大，引起柱塞泵振动超限，降低柱塞泵的寿命。因此柱塞泵的出口端需要有能调节压力的缓冲机构。

凡尔体是柱塞泵的重要组成部分。在柱塞泵内起到单向阀的作用。但是凡尔体经常受到液体高压的冲击，使得凡尔胶皮易磨损从而失去密封的作用。因而凡尔胶皮需要频繁更换，但目前的凡尔胶皮更换不方便。

为解决上述问题，本发明提出了一种凡尔体及使用该凡尔体的柱塞泵。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种凡尔体及使用该凡尔体的柱塞泵。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种凡尔体包括

凡尔体本体，所述凡尔体本体的下端具有多个支腿；所述凡尔体本体的上端具有安装沟槽；所述凡尔体本体的上端中心处固设有导向柱；

凡尔胶皮，所述凡尔胶皮套设在安装沟槽内，

阀板，所述阀板套设在导向柱上且与凡尔体本体的上端面接触设置；

抓取器，所述的抓取器位于所述的阀板上方，所述抓取器与导向柱螺纹连接。

进一步地，所述阀板上端面固设有弹簧座，抓取器位于弹簧座内且与弹簧座之间有间隔。

进一步地，所述安装沟槽的下端具有堆焊层；堆焊层防止凡尔胶皮向下脱落；所述堆焊层到凡尔体本体轴线的距离小于凡尔胶皮到凡尔体本体轴线的距离。

进一步地，所述导向柱、阀板、弹簧座、抓取器均与凡尔体本体共轴线设置。

进一步地，所述凡尔胶皮由弹性耐磨材料制成。

本发明还包括一种柱塞泵，包括缸体、柱塞、出液口、进液口；所述缸体内具有腔体和与腔体连通的柱塞孔；所述柱塞与柱塞孔密封滑动配合；所述出液口、进液口均与腔体连通；

所述出液口和进液口处均安装有权利要求中所述的凡尔体；

所述出液口连接有排出机构；

所述排出机构包括固定管、调节组件、排出管、缓冲组件；

所述固定管的一端通过安装座固定安装在柱塞泵上，且固定管与出液口连通；所述缓冲组件设置在固定管内；所述调节组件设置在固定管的另一端；所述排出管与调节组件连通。

进一步地，所述缓冲组件包括固定杆、橡胶套、弹性螺旋板；

所述固定管内远离安装座的一端固定设置有固定架，所述固定杆与所述的固定管同轴并位于固定管内，所述的固定杆的一端与固定架固定连接；

所述橡胶套套设在固定杆上；所述橡胶套与固定杆轴向滑动配合；所述橡胶套靠近固定架的一端与固定杆固定连接；

所述弹性螺旋板固设在橡胶套的外侧。

进一步地，所述调节组件包括转动壳、连接件、驱动件；

所述固定管远离安装座一端的圆周面上开设有滑动槽；所述转动壳与固定管通过滑动槽径向密封滑动配合；

所述转动壳上开设有四个通孔；四个所述通孔分为两组；每组均包括两个通孔；

所述连接件具有两个，两个所述连接件与两组通孔一一对应，所述连接件与转动壳固定连接；所述连接件覆盖对应的通孔；

所述驱动件与转动壳驱动连接；

所述排出管固定设置在连接件上。

进一步地，所述固定管与转动壳之间在径向上具有第一间隙；

所述转动壳和固定管之间在轴向上具有第二间隙；

所述连接件与转动壳围合成储液腔；

所述固定管与排出管通过第二间隙、第一间隙、通孔与储液腔连通。

进一步地，驱动件包括第一连杆、电机、支撑架、第二连杆；

所述第一连杆的一端与转动壳转动连接、第一连杆的另一端与电机的电机轴固定连接；

所述电机固定安装在支撑架上；所述支撑架与固定管固定连接；

所述第二连杆的一端与转动壳转动连接，第二连杆的另一端与支撑架转动连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.通过阀板将凡尔胶皮安装到凡尔体的安装沟槽内，取下阀板可以轻松更换凡尔胶皮。同时在阀板的作用下，避免腔体内的液体直接对凡尔胶皮施加压力，提高凡尔胶皮的使用寿命。

2.排出机构的固定管内安装有缓冲组件，弹性螺旋板与固定管围合成螺旋通道，对液体的压力具有缓冲作用。液体的冲击力使弹性螺旋板发生变形，进一步的缓冲了液体的压力。

3.通过使转动壳相对于固定管径向移动，使转动壳偏心转动，使转动壳上通孔与固定管的距离发生变化，使固定管遮挡或部分遮挡转动壳上的通孔，使流进连接件内液体流量变小，达到调节流量的目的，进而调节出口压力。

附图说明

图1是本发明中凡尔体与柱塞泵的配合示意图；

图2是本发明中凡尔体的结构示意图；

图3是本发明中排出机构的外部示意图；

图4是本发明中排出机构的剖视图；

图5是本发明中流量调节机构的剖视图。

图中：1、缸体；2、导向柱；3、凡尔体本体；4、支腿；5、堆焊层；6、阀板；7、凡尔胶皮；8、弹簧座；9、抓取器；10、固定管；11、安装座；12、固定杆；13、橡胶套；14、弹性螺旋板；15、固定架；16、滑动槽；17、转动壳；18、通孔；19、连接件；20、排出管；21、第一连杆；22、支撑架；23、电机；24、第二连杆；25、柱塞；26、凡尔座；27、进液口；28、出液口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，本发明采用的技术方案如下：一种凡尔体及使用该凡尔体的柱塞泵。

实施例一

本实施例中提供的一种凡尔体，包括凡尔体本体3，凡尔体本体3下端具有多个支腿4。

凡尔体本体3上端具有导向柱2。导向柱2上套设有阀板6，阀板6与凡尔体本体3的上端接触设置。阀板6上固设有弹簧座8。弹簧座8内安装弹簧，凡尔体通过弹簧与柱塞泵连接。具体的，柱塞泵内固定有安装板，弹簧设置于安装板和弹簧座8之间。

导向柱2上螺纹连接有抓取器9。拧紧抓取器9可以使阀板6固定到凡尔体本体3上，拧下抓取器9可以将阀板6与凡尔体本体3分离。

凡尔体本体3的上端设有安装沟槽，安装沟槽内配合设置有凡尔胶皮7。凡尔胶皮7由具有弹性和耐磨性的材料制成，如橡胶等。

安装沟槽的下端具有堆焊层5。堆焊层5对凡尔胶皮7具有限位作用，防止凡尔胶皮7向下脱落。凡尔胶皮7外边缘到凡尔体本体3轴线的距离大于堆焊层5到凡尔体本体3轴线的距离。凡尔胶皮7外边缘处的直径小于阀板6的直径。这样使得阀板6与凡尔体本体3脱离后，能够轻松取下凡尔胶皮7。又能保证阀板6对凡尔胶皮7起到限位的作用，使凡尔体更好的发挥密封作用。堆焊层5的外径尺寸应小于凡尔座26的内径，使得凡尔胶皮7能够与凡尔座26相密封接触。

导向柱2、阀板6、弹簧座8、抓取器9均与凡尔体本体3共轴线设置。

实施例二

本发明还包括一种柱塞泵，柱塞泵包括缸体1、柱塞25、进液口27、出液口28。实施例一中所述的凡尔体安装在所述的柱塞泵内。

缸体1内具有腔体和与腔体连通的柱塞孔。柱塞25与柱塞孔密封滑动配合。出液口28与进液口27均与腔体连通。腔体为容积可变的密闭容器。柱塞25在柱塞孔内往复运动，使得腔体的容积发生变化。

柱塞泵的出液口28和进液口27均安装有实施例一中所述的凡尔体。凡尔体的支腿4通过凡尔座26与柱塞泵滑动配合。凡尔体与凡尔座26配合起到单向阀的作用，凡尔体通过弹簧安装在柱塞泵内。对于进液口27，通过凡尔体的作用，液体只能通过外面进入到柱塞泵的腔体内。对于出液口28，通过凡尔体的作用，液体只能从柱塞泵的腔体内流出。

初始，进液口27处，在弹簧的作用下，凡尔体本体3与凡尔座26配合将进液口27密封。出液口28处，在液体的作用下，凡尔体本体3处于凡尔座26上方且与凡尔座26分离。

当柱塞泵内的柱塞25向外移动时，柱塞泵内部的腔体的容积增大，使得腔体内的压力变小。

在进液口27处，进液口27处的凡尔体向腔体内移动，进而使凡尔体与凡尔座26分离或部分分离，使进液口27被打开，液体进入到柱塞泵的腔体内。

在出液口28处，凡尔体向靠近腔体内的方向移动，使得凡尔胶皮7与凡尔座26抵触。使得出液口28被封闭。液体不能通过出液口28进入到腔体内。

当柱塞泵内的柱塞25向内移动时，柱塞泵内腔体的容积变小，腔体内的压力变大，进液口27处的凡尔体向远离腔体的方向移动，凡尔胶皮7与凡尔座26抵触，使得进液口27被封闭。液体不能通过进液口27排出。腔体内液体的压力使得出液口28处的凡尔体向远离腔体的方向移动，使得凡尔体与凡尔座26分离，出液口28被打开。液体通过出液口28排出。

柱塞泵的出液口28处连接有排出机构，排出机构具有缓冲液体压力的作用，降低液体流出的压力和速度。

排出机构包括固定管10、调节组件、排出管20、缓冲组件。

固定管10的一端固定设置有安装座11，排出机构通过安装座11固定安装在柱塞泵的出液口28处，使得出液口28与排出机构连通。液体从出液口28进入到固定管10内，经过缓冲组件的缓冲，降低液体的压力，然后通过调节组件，经过调节组件的调节，经过排出管20排出，使得排出液体的压力符合要求。

缓冲组件包括固定杆12、橡胶套13、弹性螺旋板14。

如图4所示，固定管10内远离安装座11的一端固定设置有固定架15，固定杆12的一端与固定架15固定连接，固定杆12与固定管10同轴。橡胶套13套设在固定杆12上，橡胶套13靠近固定架15的一端与固定杆12固定连接。橡胶套13与固定杆12轴向滑动配合。橡胶套13其余部分均不与固定杆12固定连接，即橡胶套13可以沿着固定杆12收缩、伸张移动。弹性螺旋板14固定设置在橡胶套13的外侧。

弹性螺旋板14与固定管10的内壁之间形成螺旋通道，液体从该螺旋通道流过，弹性螺旋板14具有缓冲液体压力的作用。

如图4所示的方向，当液体从固定管10的左端向右端流动时，液体冲击弹性螺旋板14，使橡胶套13沿着固定杆12向右端收缩移动，橡胶套13的长度变小，橡胶套13被压缩，橡胶套13被压缩变形而具有一定的弹性势能，对液体的压力具有缓冲作用。

同时弹性螺旋板14在液体的冲击下产生弹性形变而具有弹性势能，也具有缓冲液体压力的作用。

调节组件包括转动壳17、连接件19、驱动件。

固定管10的右端的圆周面上开设有滑动槽16，转动壳17与固定管10通过滑动槽16径向密封滑动配合。转动壳17上开设有四个通孔18。四个通孔18分为两组，每组均包括两个通孔18。连接件19固定设置在转动壳17的圆周面上，连接件19具有两个，两个连接件19与两组通孔18一一对应。每个连接件19均覆盖相应的两个通孔18。连接件19与转动壳17围合成储液腔，储液腔与通孔18、排出管20连通。排出管20具有两个，两个排出管20与两个连接件19一一对应固定连接。两个排出管20可以同时使用，也可以单独使用其中一个排出管20。

固定管10与转动壳17之间在径向上具有第一间隙。转动壳17和固定管10之间在轴向上具有第二间隙。固定管10通过第二间隙、第一间隙、通孔18、储液腔与排出管20连通。

液体从固定管10内依次经过第二间隙、第一间隙、通孔18进入储液腔然后经排出管20排出。

驱动件与转动壳17驱动连接。驱动件设置在转动壳17的端面上，驱动转动壳17沿着滑动槽16径向运动。

驱动件包括第一连杆21、电机23、支撑架22、第二连杆24。

第一连杆21的一端与转动壳17转动连接、第一连杆21的另一端与电机23的电机轴固定连接。电机23固定安装在支撑架22上。支撑架22与固定管10固定连接。第二连杆24的一端与转动壳17转动连接，第二连杆24的另一端与支撑架22转动连接。第一连杆21和第二连杆24分设在转动壳17的两侧。

启动电机23，电机23带动第一连杆21转动，第一连杆21转动时带动转动壳17动作，使转动壳17的轴心线发生偏移，使转动壳17与固定管10圆周面的某一位置之间的间隙变小或变大，当转动壳17与固定管10的圆周面的某一位置之间的间隙逐渐变小时，转动壳17与固定管10的圆周面的该位置接触，使得转动壳17上的通孔18被封堵或部分封堵。进而缓冲进入到对应排出管20内的液体的流量和压力。通过改变转动壳17与固定管10圆周面的某一位置间隙的大小，调节排出管20出口处液体的流量和压力。

工作原理：

需要更换凡尔胶皮7时，将凡尔体从柱塞泵内拆卸下来，然后拧下抓取器9，取下阀板6，然后将旧的凡尔胶皮7从安装沟槽内取出，并从导向柱2的顶端取下，将新的凡尔胶皮7穿过导向柱2然后安装到安装沟槽内，然后将阀板6套到导向柱2上，并使阀板6与凡尔体本体3的上端面接触。然后拧上抓取器9，使阀板6与凡尔体本体3固定连接。

然后将凡尔体安装到柱塞泵内。初始状态下，凡尔体与凡尔座26配合，将进液口27和出液口28密封。启动柱塞泵，当柱塞25回程动作时，柱塞泵的腔体的容积变大，腔体内的压力变小，使得进液口27处的凡尔体在从进液口27到腔体的方向上受到的压力大于从腔体到进液口27的方向上受到的压力，进而使凡尔体向腔体的方向移动，使得凡尔体逐渐与凡尔座26脱离或部分脱离，使进液口27被打开，液体从进液口27进入到柱塞泵的腔体内。

同时，在出液口28处，在弹簧的作用下，凡尔体向靠近腔体内的方向移动，使得凡尔胶皮7与凡尔座26抵触，阀板6挤压凡尔胶皮7，使得出液口28被封闭。液体不能通过出液口28进入到腔体内。当柱塞25在向内移动时，柱塞25的腔体的容积逐渐减小，腔体内的压力逐渐增大，出液口28处的凡尔体向背离腔体的方向移动，使得出液口28被打开，液体从柱塞泵的腔体内经过出液口28进入到缓冲机构，从出液口28排出的高压液体经过缓冲机构的作用，压力减小，流速减缓，然后排出。

同时进液口27的凡尔体向背离腔体的方向移动，使得凡尔胶皮7与凡尔座26接触，阀板6挤压凡尔胶皮7，使得进液口27被封闭。液体不能通过进液口27排出。

高压液体从出液口28进入到缓冲机构的固定筒内，液体冲击固定筒内的弹性螺旋板14，使弹性螺旋板14向液体的流向方向上移动，即向靠近固定架15的方向上移动。橡胶套13沿着固定杆12向右端移动，橡胶套13被压缩，橡胶套13被压缩变形而具有一定的弹性势能，对液体的压力具有缓冲作用。

同时弹性螺旋板14在液体的冲击下产生弹性形变而具有弹性势能，具有进一步缓冲液体压力的作用。

液体从弹性螺旋板14与固定管10的内壁之间形成螺旋通道流过，液体的压力进一步得到缓冲。螺旋通道的流通截面变小，使得流通的液体流量变小。

液体从固定管10依次经过第二间隙、第一间隙、通孔18然后进入到连接件19内，最后经过排出管20排出。

需要调节流量时，启动电机23，电机23带动第一连杆21绕着电机23的输出轴转动，第一连杆21带动转动壳17偏心转动，使转动壳17相对于固定管10在径向上发生移动，转动壳17沿着滑动槽16径向移动。同时为适应转动壳17位置的变化，第二连杆24绕着与支撑架22的连接处动作。转动壳17偏心转动，使得转动壳17上的通孔18与固定管10的距离发生变化。转动壳17逐渐远离一侧处的相应通孔18与固定管10之间的距离逐渐变大。转动壳17逐渐靠近一侧处的相应通孔18与固定管10之间的距离逐渐变小，甚至该通孔18被固定管10完全遮挡或部分遮挡。当通孔18被固定管10部分遮挡或完全遮挡时，使得从该通孔18处流经的液体变少，进而使通过该通孔18流进连接件19的液体量变小。当连接件19覆盖的两个通孔18均未被固定管10遮挡时，流量较大。当连接件19覆盖的两个通孔18中至少有一个被固定管10完全或部分遮挡时，流进对应连接件19的液体变少。因此电机23带动转动壳17偏心转动，可以达到调节排出管20出口处的流量和压力。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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。