專利名稱：超高壓三柱塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柱塞泵，尤其是涉及一種超高壓三柱塞泵。
背景技術(shù)：
高壓三柱塞泵，主要包括機(jī)身、設(shè)置在機(jī)身內(nèi)的曲軸連桿式動力傳動裝置及產(chǎn)生高壓的液力端。目前，國內(nèi)生產(chǎn)柱塞泵的廠家很多，最高額定工作
壓力也只能局限在150Mpa以內(nèi)，而高于150Mpa壓力的柱塞泵，只能依靠進(jìn)口。其根本的原因就是超高壓技術(shù)上的突破是一個很大的技術(shù)瓶頸。其主要原因是普通三柱塞泵液力端柱塞處的密封結(jié)構(gòu)大多釆用傳統(tǒng)的接觸型密封，其方式不外乎二種即壓緊式密封和自封式密封。壓緊式密封又稱為填充式密封或填料密封，其密封原理是靠壓緊填料使其與柱塞表面和箱體內(nèi)表面緊密接觸而密封的，其泄漏量和摩擦力均與壓緊力密切相關(guān)，摩擦力與壓緊力成正比，填料、柱塞和箱體表面必須光潔還應(yīng)盡可能提高表面硬度。而自封式密封主要是靠輸送液體的壓力使密封圈唇部張開與柱塞表面和箱體內(nèi)壁緊密接觸而密封的，其泄漏量和摩擦力同樣均與壓緊力密切相關(guān)，摩擦力與壓緊力成正比，且填料、柱塞和箱體表面必須光潔還應(yīng)盡可能提高表面硬度。這兩種接觸型密封再加上習(xí)慣于采用的密封材料僅僅局限在硬橡膠、聚四氟乙烯及尼龍等常規(guī)性材料上，由于填料或密封圈本身的強(qiáng)度和剛度所限，即使在結(jié)構(gòu)上再增加多層密封環(huán)也難以在超高壓工作狀態(tài)下保持其應(yīng)有的形狀，而達(dá)到理想的接觸性密封的效果。
另外，傳統(tǒng)的柱塞密封還有間隙密封的方式，其原理是柱塞和液缸體之間經(jīng)精密研配使間隙在0. 003-0. 006mm,光潔度高于RaO. 2。即使這樣，其密封效果也只能達(dá)到每平方厘米一千多公斤，而且金屬零件彈性變形小。細(xì)小而又均勻的間隙需要精密加工來保證，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工要求高，造價昂貴。此外，超高壓密封對液力端裝配位置精度的要求也非常高，現(xiàn)國內(nèi)外臥式超高壓柱塞泵動力端與液力端之間裝配無定位機(jī)構(gòu)，靠裝配工人憑經(jīng)驗來保證裝配精度，使操作者在更換易損件的過程中無法保證原裝配精度，使泵的精度與質(zhì)量下降這是當(dāng)前超高壓泵系統(tǒng)的疑難之處。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有超高壓三柱塞泵中存在的不足，4是供一種超高壓三柱塞泵。解決超高壓三柱塞泵中存在的密封不好，裝配重復(fù)定位
困難的問題。使三柱塞泵的壓力達(dá)到276Mpa ( 40000psi ),泵的液力端采用一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和密封方式，不僅保證了所需三柱塞泵超高壓力運(yùn)行的高可靠性，而且延長了柱塞泵的使用壽命。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種超高壓三柱塞泵，包括機(jī)身、設(shè)置在機(jī)身內(nèi)的曲軸連桿式動力傳動裝置及產(chǎn)生高壓的液力端；所述的液力端包括泵體、泵缸、柱塞及密封箱體；所述的泵缸和泵體之間依次還有導(dǎo)向閥、排液彈簧、排出閥、閥座、吸入閥、進(jìn)液彈簧。所述的泵體上設(shè)置低壓水進(jìn)入流道、高壓水流出流道；所述的泵缸上設(shè)置冷卻水流道；所述的泵缸與柱塞之間設(shè)置柱塞套，所述的泵缸與密封箱體之間設(shè)置密封組件；所述的密封箱體內(nèi)設(shè)置軸承及第一密封圈；所述的泵缸與密封組件之間設(shè)置第二密封圈；所述的閥座兩端上設(shè)置第三密封圈、第四密封圈；其特征在于所述的泵體為整體式結(jié)構(gòu)；所述的導(dǎo)向閥上圓周均布一組起緩沖作用的導(dǎo)向孔；所述的冷卻水流道與泵體上設(shè)置低壓水進(jìn)入流道貫通；所述的泵體外設(shè)置托架滑塊式重復(fù)定位結(jié)構(gòu)；所述的泵體外設(shè)置托架滑塊式重復(fù)定位結(jié)構(gòu)；所述的重復(fù)定位結(jié)構(gòu)包括托架與機(jī)身底腳之間螺栓聯(lián)接。
進(jìn)一步的，所述的柱塞和柱塞套之間的密封為間隙密封，所述的密封組件與柱塞之間的密封為接觸密封。
所述的液力端的高壓區(qū)的密封圈均采用超高分子量塑料密封。
所述的柱塞和中間桿聯(lián)接處采用彈性夾套，保證三柱塞的同軸度位置及均勻?qū)χ?。為了進(jìn)一步保證裝配定位，所述的托架與機(jī)身底腳之間螺栓聯(lián)接還包括設(shè)置了定位銷，所述的托架上螺栓聯(lián)接的螺栓孔為設(shè)置腰孔。
超高壓技術(shù)上的突破其關(guān)鍵是兩方面超高壓力下密封和承壓的可靠性問題。為保證整個柱塞泵的液力端在超高壓力276MPa下能夠正?？煽康剡\(yùn)行，保證不泄漏，泵的液力端采用了一種獨(dú)特的密封結(jié)構(gòu)和自潤滑方式，與選用的一種新型的超高分子量密封材料其特性相結(jié)合，既保障了超高壓力下密封的可靠性，而且延長了柱塞泵密封件的使用壽命。
本實(shí)用新型的積極效果
l.獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)本實(shí)用新型的超高壓三柱塞泵液力端在結(jié)構(gòu)-沒計方面，主要^Mv以下幾方面突破
A)、特殊的密封方式
液力端柱塞處的密封為了保障在超高壓下的密封效果我們在設(shè)計時摒棄了傳統(tǒng)單一的密封方式，將傳統(tǒng)的自封式接觸型密封和間隙密封相結(jié)合。其主要密封原理如下柱塞套與柱塞之間采用間隙配合，柱塞在往復(fù)運(yùn)動中向前推進(jìn)時形成的高壓水，通過柱塞套與柱塞之間的間隙取得了節(jié)流降壓的作用，然后再利用密封組件內(nèi)的超高分子量密封材料熱脹冷縮的特性進(jìn)一步加強(qiáng)了柱塞往復(fù)運(yùn)行中的密封效果。
B )、獨(dú)特的自潤滑和冷卻方式
在柱塞泵往復(fù)運(yùn)行過程中，柱塞與密封材料之間不可避地會發(fā)生摩擦，由此而產(chǎn)生熱量加劇零件的磨損和降低使用壽命，進(jìn)而影響密封的可靠性。為了解決這一難題，我們在液壓缸體上增加了兩個冷卻水循環(huán)孔，使得低壓水能夠通過缸體將低壓常溫水輸送至柱塞密封處，不但能使柱塞在往復(fù)運(yùn)動中減少摩擦，起到自潤滑的效果，而且低壓水從缸體其中流道一冷卻孔進(jìn)入，通過密封組件又從缸體另一冷卻孔排出缸體外，帶走柱塞在往復(fù)運(yùn)動中摩搭t產(chǎn)生的熱量。
C)、托架滑塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計三柱塞泵的超高壓密封不僅與密封材料和密封結(jié)構(gòu)有關(guān)，對各零件的位置尺寸要求也很重要，即機(jī)身、三液壓缸體、閥座和泵體之間的合理定位對整個超高壓泵的運(yùn)行平穩(wěn)、往復(fù)運(yùn)動中柱塞的摩擦以及密封的可靠性方面都
起著保障作用。本實(shí)用新型在液力端設(shè)計了 一滑塊式結(jié)構(gòu)。其作用原理如下首先柱塞泵液力端采用立式安裝，確保機(jī)身、三液壓缸體、閥座和泵體之間的合理定位正確后安裝上托架滑塊機(jī)構(gòu)，調(diào)整托架滑塊機(jī)構(gòu)的位置(滑塊機(jī)構(gòu)與機(jī)身底腳之間設(shè)置腰孔)，保證滑塊機(jī)構(gòu)的上平面與泵體的底平面合理定位，上緊滑塊與機(jī)身底腳的安裝螺絲及定位銷。這樣在每次裝拆更換零件時，既能支承泵體，裝拆省時省力，又能保證更換密封等易損件時，液力端能合理復(fù)位，避免了安裝時壓縮密封圈易受切割或拉毛受損導(dǎo)致密封泄漏，保障了密封的可靠性。
2、新密封材料的特點(diǎn)
為了解決超高壓密封的難題，我們選用了一種超高分子量聚乙烯塑料，其具有如下特性
A) 、極高的耐磨性
由于超高分子量塑料的獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)，是它具有超然的抗滑動摩擦能力。耐磨性高于一般的金屬和塑料制品，是碳鋼的6.6倍，不銹鋼的5.5倍，黃銅的27. 3倍；是酚醛樹脂的17.9倍，尼龍六6倍，聚四氟乙烯的5倍。
B) 、極高的耐沖擊力
抗沖擊強(qiáng)度高、韌性，優(yōu)異的彈性，表面硬度大，即使在低溫下，受到強(qiáng)烈沖擊也不會斷裂。
C) 、良好的耐化學(xué)腐蝕性
抗化學(xué)腐蝕性優(yōu)異，可耐(除濃硫酸、濃硝酸、少數(shù)有機(jī)溶劑以外)幾乎所有的酸、堿、鹽介質(zhì)。
D) 、很低的摩擦系數(shù)
自潤滑性能好、磨擦系數(shù)小、流阻小、節(jié)省能源。無毒、無味、無滲出物，極低的吸水率。優(yōu)良的抗環(huán)境應(yīng)力開裂性能，是普通聚乙烯的200倍。優(yōu)良的耐低溫性能即使在-176 °C時也不脆裂。
正是由于超高分子量特種塑料具有以上耐磨損、耐沖擊、耐化學(xué)腐蝕、自身潤滑、抗低溫磨損系數(shù)小、耐老化等這些優(yōu)良性能。
以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。

圖1為本實(shí)用新型構(gòu)造剖視圖。
圖2為圖1的B-B方向構(gòu)造剖;現(xiàn)圖。
圖3為圖2中A部分液力端局部放大剖^L圖。
具體實(shí)施方式

如圖1、 2、 3、 4所示， 一種超高壓三柱塞泵，包括機(jī)身1、設(shè)置在機(jī)身內(nèi)的曲軸連桿式動力傳動裝置及產(chǎn)生高壓的液力端。所述的曲軸連桿式動力傳動裝置包括曲軸3、連桿2、十字頭4、中間桿5、彈性夾套6、壓帽7。所述的液力端包括泵體22、泵缸26、柱塞8及密封箱體9;所述的泵缸26和泵體22之間依次還有導(dǎo)向閥20、排液彈簧21、排出閥18、閥座19、吸入閥16、進(jìn)液彈簧15。所述的泵體22上設(shè)置低壓水進(jìn)入流道24、高壓水流出流道23。所述的泵缸26上設(shè)置冷卻水流道25。所述的泵缸26與柱塞8之間設(shè)置柱塞套14。所述的泵缸26與密封箱體9之間設(shè)置密封組件13;所述的密封組件包括密封座131、密封函132、第五密封圈133。所述的密封箱體9內(nèi)設(shè)置軸承l(wèi)l及第一密封圈10;所述的泵缸26與密封組件13之間設(shè)置第二密封圈12;所述的閥座19兩端上設(shè)置第三密封圈17、第四密封圈29。所述的泵體22為整體式結(jié)構(gòu)。所述的冷卻水流道25與泵體22上設(shè)置低壓水進(jìn)入流道24貫通。所述的泵體22外設(shè)置托架滑塊式重復(fù)定位結(jié)構(gòu)27;所述的重復(fù)定位結(jié)構(gòu)包括托架27與機(jī)身1底腳30之間螺栓聯(lián)接。保證滑塊機(jī)構(gòu)的上平面與泵體的底平面合理定位，上緊托架與機(jī)身底腳的安裝螺絲。為了進(jìn)一步保證裝配定位，所述的托架與機(jī)身底腳之間螺栓聯(lián)接還包括設(shè)置了定位銷，所述的托架上螺栓聯(lián)接的螺栓孔為設(shè)置腰孔。進(jìn)一步的，所述的柱塞8和柱塞套14之間的密封為間隙密封，所述的
密封組件13與柱塞8之間的密封為接觸密封。
所述的液力端的高壓區(qū)的密封圈均采用超高分子量塑料密封。所述的柱塞8和中間桿5聯(lián)接處采用彈性夾套6,保證三柱塞的同軸度
位置及均勻?qū)χ小?br> 所述的導(dǎo)向閥20上圓周均布一組起緩沖作用的導(dǎo)向孔28是八個孔。所述的泵體上進(jìn)、出水口均為對稱布置，便于外部管路聯(lián)接安裝。工作過程是外部動力源帶動曲軸3旋轉(zhuǎn)，再由曲軸3帶動連桿2、十字頭4、中間桿5、柱塞8作往復(fù)運(yùn)動，當(dāng)柱塞5自左向右移動時，泵缸26內(nèi)形成負(fù)壓，則液體經(jīng)吸入間16進(jìn)入泵缸26內(nèi)，直到柱塞移動到最后位置時(曲軸轉(zhuǎn)180° )，進(jìn)液過程結(jié)束。當(dāng)柱塞自右向左移動時，缸內(nèi)液體受擠壓，壓力增大，吸入閥8關(guān)閉，排出閥10打開，液體被排出。
為了保^E柱塞在往復(fù)運(yùn)動中和280Mpa的超高壓力作用下能夠不泄漏，本裝置在柱塞和柱塞套之間采用間隙密封以及柱塞和密封組件之間采用接觸密封相結(jié)合的方式很好地達(dá)到了在超高壓力下往復(fù)運(yùn)動動密封的效果。另外，整個高壓密封處均采用超高壓分子量材料密封，泵缸和閥座均采用高強(qiáng)度鋼經(jīng)過自增強(qiáng)工藝提高整個高壓區(qū)的承載能力和使用壽命。
權(quán)利要求1. 一種超高壓三柱塞泵，包括機(jī)身、設(shè)置在機(jī)身內(nèi)的曲軸連桿式動力傳動裝置及產(chǎn)生高壓的液力端；所述的液力端包括泵體、泵缸、柱塞及密封箱體；所述的泵缸和泵體之間依次還有導(dǎo)向閥、排液彈簧、排出閥、閥座、吸入閥、進(jìn)液彈簧；所述的泵體上設(shè)置低壓水進(jìn)入流道、高壓水流出流道；所述的泵缸上設(shè)置冷卻水流道；所述的泵缸與柱塞之間設(shè)置柱塞套，所述的泵缸與密封箱體之間設(shè)置密封組件；所述的密封箱體內(nèi)設(shè)置軸承及第一密封圈；所述的泵缸與密封組件之間設(shè)置第二密封圈；所述的閥座兩端上設(shè)置第三密封圈、第四密封圈；其特征在于所述的泵體為三缸整體式結(jié)構(gòu)；所述的導(dǎo)向閥上圓周均布一組起緩沖作用的導(dǎo)向孔；所述的冷卻水流道與泵體上設(shè)置低壓水進(jìn)入流道貫通；所述的泵體外設(shè)置托架滑塊式重復(fù)定位結(jié)構(gòu)；所述的重復(fù)定位結(jié)構(gòu)包括托架與機(jī)身底腳之間螺栓聯(lián)接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓三柱塞泵，其特征在于所述的柱塞和 柱塞套之間的密封為間隙密封，所述的密封組件與柱塞之間的密封為接觸密 封。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高壓三柱塞泵，其特征在于所述的液 力端的高壓區(qū)的密封圈均采用超高分子量塑料密封。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高壓三柱塞泵，其特征在于所述的傳 動裝置包括中間桿，所述的柱塞和傳動裝置的中間桿聯(lián)接處設(shè)置彈性夾套。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超高壓三柱塞泵，其特征在于所述的超高分 子量塑料是聚乙烯塑料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高壓三柱塞泵，其特征在于所述的導(dǎo) 向閥上圓周均布一組起緩沖作用的導(dǎo)向孔是八個孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓三柱塞泵，其特征在于所述的托架與 機(jī)身底腳之間螺栓聯(lián)接還包括設(shè)置了定位銷，所述的托架上螺栓聯(lián)接的螺栓 孔為設(shè)置腰孔。
專利摘要一種超高壓三柱塞泵，包括機(jī)身、曲軸連桿式動力傳動裝置及產(chǎn)生高壓的液力端。液力端包括泵體、泵缸、柱塞及密封箱體。泵缸和泵體之間依次還有導(dǎo)向閥、排液彈簧、排出閥、閥座、吸入閥、進(jìn)液彈簧。泵體上設(shè)置低壓水進(jìn)入流道、高壓水流出流道。泵缸上設(shè)置冷卻水流道。泵缸與柱塞之間設(shè)置柱塞套。泵缸與密封箱體之間設(shè)置密封組件。密封箱體內(nèi)設(shè)置軸承及第一密封圈。泵缸與密封組件之間設(shè)置第二密封圈。閥座兩端上設(shè)置第三密封圈、第四密封圈。所述的泵體為整體式結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向閥上圓周均布一組起緩沖作用的導(dǎo)向孔。冷卻水流道與泵體上設(shè)置低壓水進(jìn)入流道貫通。所述的泵體外設(shè)置托架滑塊式重復(fù)定位結(jié)構(gòu)。由于采用多重密封及重復(fù)定位結(jié)構(gòu)，解決泵的密封不好，裝配重復(fù)定位困難的問題。
文檔編號F04B53/00GK201306272SQ20082016658
公開日2009年9月9日 申請日期2008年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者柯仲政, 柯伯成, 柯伯留, 柯寶來, 汪麗君, 堅 王, 耿煥庚, 蔣輝東, 鮑際輝 申請人:黃山泰安達(dá)機(jī)電科技有限公司