[发明专利]一种往复泵用自动换向装置

说明书

本发明属于往复泵技术领域。本发明公开了一种往复泵用自动换向装置，包括壳体、阀芯、第一弹簧、控制柱塞和第二弹簧，壳体上设有P口、T口、A口和B口，阀芯位于壳体内部，第一弹簧位于壳体左端，控制柱塞和第二弹簧位于壳体右端，壳体内形成有左回油腔、右回油腔和控制腔，阀芯的轴向移动可以控制所述A口和所述B口与P口、左回油腔和右回油腔交替连通，实现对往复泵液压油缸的换向控制。本发明的往复泵用自动换向装置结构简单、紧凑，制造成本低、集成度高。

技术领域

本发明属于往复泵技术领域，具体涉及一种往复泵用自动换向装置。

背景技术

在石油钻探中，往复泵是钻机循环系统的心脏，其工作性能和工作可靠性直接影响钻井的质量和速度。目前，在石油钻机上广泛采用的是机械驱动式往复泵，即柴油机或电动机通过机械减速，再通过曲柄连杆机构带动活塞进行往复运动，实现吸液和排液。由于曲柄连杆机构决定了活塞的运动速度接近于正弦曲线变化，往复泵单缸的瞬时流量也是按正弦曲线波动的。虽然在设计中采用了多缸叠加和蓄能器，但是往复泵的流量仍然有很大波动，而且很难实现大流量。

近几年来，出现了液压驱动的往复泵，液压驱动的往复泵活塞匀速运动，排出的液体压力、流量相对稳定，很容易实现长冲程、低冲次、降低泵元件的疲劳，延长泵的使用寿命；也很容易实现无极调速。但是采用液压驱动的往复泵的一个关键问题是如何可靠的实现液压油缸的自动往复。

发明内容

为了解决液压驱动的往复泵存在的上述问题，本发明提出了一种全新结构形式的往复泵用自动换向装置。该往复泵用自动换向装置包括壳体、阀芯、第一弹簧、控制柱塞和第二弹簧；

所述壳体设有P口、T口、A口和B口，并且P口与进油管连接，T口与出油管连接，A口和B口分别与往复泵液压缸的两个油腔相连；

所述阀芯位于所述壳体内部，并且可以相对于所述壳体进行轴向往复移动；所述阀芯的左端与所述壳体之间形成有左回油腔，所述阀芯的右端与所述壳体之间形成有右回油腔，所述左回油腔和右回油腔皆与T口相连通；

所述第一弹簧位于所述左回油腔内，所述第一弹簧一端抵在所述壳体上，另一端抵在所述阀芯上，使所述阀芯保持向右移动的趋势；

所述控制柱塞和第二弹簧位于所述壳体的右端，所述控制柱塞右端可左右滑动的配合在所述壳体内，所述控制柱塞的左端滑动配合在所述阀芯内，所述控制柱塞向左移动时，可推动所述阀芯向左移动；所述第二弹簧一端抵在所述壳体上，另一端抵在所述控制柱塞上，使所述控制柱塞保持向右移动远离所述阀芯的趋势；所述控制柱塞的右端与所述壳体之间形成有控制腔，所述控制腔与A口相连通；

所述阀芯的轴向移动可以控制所述A口和所述B口与P口、左回油腔和右回油腔交替连通；其中，所述阀芯处于右端位置时，所述A口与P口连通，所述B口与左回油腔连通，所述阀芯处于左端位置时，所述B口与P口连通，所述A口与右回油腔连通；

当所述阀芯处于右端位置，所述A口的压力上升到第二弹簧的设定压力时，控制腔的压力推动控制柱塞向左移动，进而推动所述阀芯相对于所述壳体向左移动，使B口与P口连通且A口与右回油腔连通，右回油腔内的回油背压使所述阀芯保持在左端位置；当所述阀芯处于左端位置，所述右回油腔内无油液流动时，第一弹簧推动动所述阀芯相对于所述壳体向右移动，使A口与P口连通且B口与左回油腔连通，第一弹簧使所述阀芯保持在右端位置。

优选的，所述壳体上设有第一油路、第二油路和第三油路；

所述第一油路的一端与左回油腔连通，另一端与T口连通；所述第二油路的一端与右回油腔连通，另一端与T口连通；所述第三油路的一端与所述控制腔连通，另一端与A口连通。

进一步优选的，所述第二油路上设有节流孔。