[实用新型]高压高效柱塞泵用高强度整体式阀体

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压高效柱塞泵用高强度整体式阀体，属于石油机械设备领域。

背景技术

高压高效柱塞泵是油田用于油气井固井、压裂、酸洗和注聚用的关键设备，存在工作压力高（通常柱塞泵工作压力为20MPa-140MPa）、负载重等特点。该类设备由动力端和液力端组成，柱塞泵在工作时，动力端通过曲轴连杆机构将柴油机或电动机的旋转扭矩转化成柱塞的轴向往复运动，液力端工作原理为容积式，柱塞往前运动时，吸入阀关闭，排出阀打开，高压介质排出；柱塞往后运动时，吸入阀打开，排出阀关闭，高压介质吸入，通过柱塞的不断往复运动，完成高压介质的连续排出过程。

阀体是高压高效柱塞泵液力端的关键零件，由于柱塞泵在工作过程中，曲轴每转动一圈，阀体要开合一次，并且受到高压力介质的冲击和流体摩擦磨损，属于易损件，因此需要阀体具有良好的综合机械性能和耐磨耐腐蚀性能。通过与柱塞橡胶软盘根配合形成密封环，用于保证形成柱塞泵液力端的工作压力和连续工作过程，因此需要柱塞外表面必须能够耐腐蚀和高耐磨。通常情况下，阀体在加工时，通常采用分体式结构（如图2所示），由阀分体4和导向爪6通过摩擦焊焊接成一体，其中阀分体4使用锻打毛坯车削成型，导向爪6使用精密铸造工艺铸造成型，两者经过粗加工后通过摩擦焊机焊接成为一体，形成焊缝5，然后再整体加工达到设计尺寸要求，基本工艺过程如下：

阀分体处理过程：模锻坯料→正火处理→喷丸处理→焊前粗加工

导向爪处理过程：精铸毛坯→正火处理→喷丸处理→焊前粗加工

阀体整体处理过程：阀分体粗加工后半成品与导向爪粗加工后半成品摩擦焊接处理→碳氮共渗处理→淬火处理→喷丸处理→热处理后精加工→检测→打印标记→清洗→包装→入库

因此分体式阀体主要存在以下问题：

1、工艺过程复杂，工序多，质量过程不好控制。

2、导向爪6为铸件，容易存在铸造缺陷，毛坯成品率低于80%，铸造生产成本高，而且造成产品事故。

3、阀分体4材质为中碳合金钢，导向爪6材质为低碳钢，两者通过摩擦焊机进行焊接时，焊缝5质量不稳定，同时焊缝结合部位的两侧为直角结构7，容易形成应力集中，从而造成分体式阀体在使用过程中出现断裂现象。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种制作工艺简化、热处理性能稳定、整体机械性能提高且使用寿命大大延长的高压高效柱塞泵用高强度整体式阀体。

本实用新型所述的高压高效柱塞泵用高强度整体式阀体，包括阀分体和导向爪，阀分体和导向爪采用同种材料且铸造为一体结构，阀分体和导向爪的外围连接过渡处采用大圆角结构。

本阀体中，由于阀分体和导向爪采用同种材料且铸造为一体结构，因此采用整体式锻打毛坯机械加工成型即可，从而减少了工艺流程，同时保证了材料一致性，热处理性能稳定；而且阀体外形（即阀分体和导向爪的外围）连接过渡处采用大圆角结构，能够避免热处理后的应力集中现象，防止产品在使用中出现断裂现象，从而提高了阀体整体的机械性能，延长了阀体使用寿命。

所述的阀分体和导向爪采用35CrNiMo材料，该材料具有综合机械性能优良，淬火处理淬透性好等优点。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：

本阀体采用整体式结构，阀分体和导向爪铸造为一体结构，相比传统的分体式阀体，具有制作工艺简化的优点，而且阀分体和导向爪采用同种材料，确保了材料一致性，使热处理性能稳定；阀体外形连接过渡处采用大圆角结构，能够避免热处理后的应力集中现象，防止产品在使用中出现断裂现象，从而提高了阀体整体的机械性能，延长了阀体使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是原分体式阀体的结构示意图。

图中：1、阀分体；2、大圆弧结构；3、导向爪；4、阀分体；5、焊缝；6、导向爪；7、直角结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

如图1所示，本高压高效柱塞泵用高强度整体式阀体，包括阀分体1和导向爪3，阀分体1和导向爪3采用同种材料且铸造为一体结构，阀分体1和导向爪3的外围连接过渡处采用大圆角结构2。

其中，阀分体1和导向爪3采用35CrNiMo材料，该材料具有综合机械性能优良，淬火处理淬透性好等优点。