專利名稱：泵體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及井場地面設(shè)備，例如壓裂泵等。
背景技術(shù)：
包括在37CFR 1. 97和1. 98下所公開的信息在內(nèi)的相關(guān)技術(shù)的描述多缸往復(fù)運動泵通常用于將高壓壓裂流體泵送到井下。典型地，用于此目的的泵具有直徑尺寸從大約9. 5cm(3. 75英寸)到大約16. 5cm(6. 5英寸)變化的柱塞。這些泵通常具有兩個部分(a)動力端，驅(qū)動泵柱塞的馬達(dá)組件(傳動和傳輸系統(tǒng)是動力端的一部分)；以及(b)流體端，保存和排出加壓流體的泵容器。在三缸泵中，流體端具有三個流體缸。為了本文獻(xiàn)的目的，這三個缸中的位于中間的缸被稱為中間缸，而其余兩個缸被稱為側(cè)缸。類似地，五缸泵具有五個流體缸，包括一個中間缸和四個側(cè)缸。流體端可以包括其中鉆有多個缸的單個塊體，本領(lǐng)域公知為單塊體流體端。流體端的泵送循環(huán)包括兩個階段(a)抽吸循環(huán)在此循環(huán)部分期間，活塞在充填孔中向外運動，由此降低流體端中的流體壓力。在流體壓力變得比抽吸管中的流體壓力 (通常為大氣壓的2-3倍，大約0. 28MPa(40psi))低時，抽吸閥打開并且流體端填充泵送流體；以及(b)排出循環(huán)在此循環(huán)期間，柱塞在充填孔中向前運動，由此逐漸地增大泵中的流體壓力并且關(guān)閉抽吸閥。在略高于管路壓力(其可以在低至13. SMPa(Isi)到高至 145MPa(21Ksi)的范圍內(nèi))的流體壓力下，排出閥打開，并且高壓流體流過排出管。假定泵送頻率為2Hz，即每秒2個壓力循環(huán)，流體端體可以在相對短的運行壽命內(nèi)經(jīng)歷非常大的應(yīng)力循環(huán)數(shù)量。這些應(yīng)力循環(huán)可以引起流體端的疲勞失效。疲勞包括在循環(huán)應(yīng)力下在部件的自由表面處開始出現(xiàn)小裂縫的失效過程。裂縫可以以循環(huán)應(yīng)力和材料屬性限定的速率增長，直到這些裂縫足夠大以證實部件失效。因為疲勞裂縫通常在表面處開始， 抵抗這種失效機制的策略是對表面進(jìn)行預(yù)載。典型地，這通過自緊(autofrettage)過程實現(xiàn)，該過程包括流體端(也被稱為流體端缸體)的機械預(yù)處理以便在內(nèi)部自由表面即暴露于壓裂流體的表面處引起殘余應(yīng)力。 US 2008/000065是用于對多缸泵的流體端缸體進(jìn)行預(yù)處理的自緊過程的例子。在自緊期間，流體端缸體暴露于高的流體靜力學(xué)壓力。自緊期間的壓力引起缸壁的內(nèi)表面的塑性屈服。因為應(yīng)力水平沿壁厚衰減，壁的外表面的變形仍是彈性的。當(dāng)流體靜力學(xué)壓力被移除時，壁的外表面趨向于恢復(fù)到其初始結(jié)構(gòu)。然而，同一壁的塑性變形的內(nèi)表面抑制該變形。 結(jié)果，缸壁的內(nèi)表面繼承殘余的壓應(yīng)力。自緊過程的有效性取決于內(nèi)壁上的殘余應(yīng)力的范圍及其大小。在井場地面設(shè)備中還希望提供在效率、靈活性、可靠性和可維護(hù)性方面的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在一種實施例中在泵體中或在泵體的選定部分中施加預(yù)壓縮力，以抑制多缸泵的流體端中產(chǎn)生疲勞裂縫。在一種實施例中，一種方法包括擴張空腔中的位移插塞，以預(yù)壓縮包括與所述空腔間隔開的活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的泵體部分；以及將預(yù)壓縮泵體連接在泵組件中。在一種實施例中，預(yù)壓縮泵體部分與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰。在一種實施例中，所述方法包括在泵體上鉆孔，將所述空腔形成為孔。在實施例中，位移插塞包括過盈配合銷，其外徑大于空腔的內(nèi)徑，并且在另一實施例中，位移插塞包括放氣端口。在一種實施例中，位移插塞包括具有漸縮的內(nèi)徑的套筒，其中通過驅(qū)動類似漸縮的銷進(jìn)入套筒而使套筒擴張。在另一實施例中，位移插塞包括具有一個或多個凸輪的銷， 以在空腔的表面上提供定向的位移。在一種實施例中，所述方法還包括在泵體的相對外側(cè)面上形成升高表面，以在連接在泵組件中時在升高表面處施加預(yù)壓縮力。在一種實施例中，所述方法還包括通過多個緊固件將多個預(yù)壓縮的泵體并排地裝配在相對的端板之間，從而形成泵組件，其中緊固件被上緊以壓縮端板之間的泵體。在實施例中，預(yù)壓縮的泵體還包括在其相對外側(cè)面上的升高表面，其中升高表面與相鄰的端板或相鄰的泵體接合；由此緊固件的上緊在每一泵體上的升高表面處施加預(yù)壓縮力。在一種實施例中，所述方法還包括使泵體自緊。在一種實施例中，所述方法還包括在活塞孔、進(jìn)入孔、排出孔或其組合中放置套筒，以及將套筒擴張到適當(dāng)位置用作缸套。在一種實施例中，所述方法還包括使泵組件運轉(zhuǎn)，從而使活塞在活塞孔中往復(fù)運動并且在進(jìn)入孔和排出孔中的相對高和相對低的流體壓力之間循環(huán)，其中預(yù)壓縮泵體部分抑制疲勞裂縫的產(chǎn)生。在一種實施例中，所述方法還包括當(dāng)泵體顯示疲勞裂縫開始產(chǎn)生時將流體泵組件拆卸以移除該泵體，并且將流體泵組件與更換的泵體重新組裝。在另一實施例中，流體泵組件包括通過多個緊固件并排連接在相對的端板之間的多個泵體，所述緊固件被上緊以壓縮端板之間的泵體；其中每一泵體包括活塞孔、進(jìn)入孔、 排出孔和在空腔中擴張的位移插塞；并且其中擴張的位移插塞在每一泵體上的相應(yīng)空腔處施加預(yù)壓縮力。在一種實施例中，泵體是自緊的。在一種實施例中，升高表面設(shè)置在泵體的相對外側(cè)面上，其中升高表面與相鄰的端板或相鄰的泵體的升高表面接合，由此緊固件的上緊在每一泵體上的升高表面處施加預(yù)壓縮力。在一種實施例中，空腔與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰。在一種實施例中，預(yù)壓縮力通過降低與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰的應(yīng)力將組件的使用壽命延長。在一種實施例中，活塞可往復(fù)運動地設(shè)置在活塞孔中以在進(jìn)入孔和排出孔的相對高和相對低的流體壓力之間循環(huán)，其中預(yù)壓縮力抑制疲勞裂縫的產(chǎn)生。在另一實施例中，一種抑制流體泵組件(所述泵組件包括多個具有活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的泵體)中的疲勞裂縫的方法包括(a)在多個泵體的相對外側(cè)面上與活塞孔、 進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰地鉆出孔；(b)驅(qū)動位移插塞進(jìn)入孔，其中，位移插塞從包括過盈配合銷、具有漸縮的內(nèi)徑的套筒、具有一個或多個凸輪的銷以及它們的組合的組中進(jìn)行選擇；(c)擴張孔中的位移插塞，以與交叉處相鄰地施加預(yù)壓縮力；(d)通過用多個緊固件將多個預(yù)壓縮的泵體并排連接在相對的端板之間而形成泵組件；以及(e)將緊固件上緊以壓縮端板之間的多個泵體。在一種實施例中，抑制疲勞裂縫的方法還包括使泵體自緊。
在一種實施例中，抑制疲勞裂縫的方法還包括在多個泵體的相對外側(cè)面上設(shè)置升高表面，其中升高表面與相鄰的端板或相鄰的泵體接合，由此緊固件的上緊在每一泵體上的升高表面處施加預(yù)壓縮力。在實施例中，所述方法還包括將流體泵組件拆卸以移除泵體中顯示開始產(chǎn)生疲勞裂縫的泵體，并且將流體泵組件與更換的沒有疲勞裂縫的泵體重新組裝。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的三缸泵組件的流體端立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1的三缸泵組件的分解圖；圖3是圖2的放大部3的視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的泵體的側(cè)表面；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1至圖3的三缸泵組件的泵體部分之一的立體圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的沿著線5-5看的圖4的泵體的側(cè)剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的部分被切除的泵體的端視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖6的泵體的側(cè)視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖6的放大部8的視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖8中的位移插塞的側(cè)視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖8和圖9中的位移插塞的端視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖6的放大部11的視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖11中的位移插塞的側(cè)視圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖11和圖12中的位移插塞的端視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖6的放大部14的視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖14中的位移插塞的側(cè)視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖14和圖15中的位移插塞的端視圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖14至圖16中的位移插塞的放大視圖，該位移插塞在孔中且具有形成在泵體表面中的突出凸輪。
具體實施例方式圖1至圖3示出了多缸泵100的流體端，該泵包括通過緊固件106固定在端板104 之間的多個泵體102。端板104與緊固件106 —起使用，以裝配泵體102從而形成泵100。 當(dāng)泵100裝配好時，三個泵體102例如利用四個大的緊固件或系桿106和位于泵體102的相對端部上的端板104裝配在一起。系桿106中的至少一個可以延伸穿過泵體102，而其余的系桿106可以在泵體102的外部。除了泵100的三缸結(jié)構(gòu)之外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解泵體102也可以以例如包括五個泵體102的五缸泵組件等的其它結(jié)構(gòu)設(shè)置。如在圖4至圖5中可最佳地看到的，泵體102具有內(nèi)部通道或活塞孔108，其可以是用于容納穿過流體端連接塊109的泵柱塞的通孔。連接塊109設(shè)有可以從泵體102延伸的凸緣，用于將動力端引導(dǎo)和附接至泵100中的活塞并且最終附接至例如柴油發(fā)動機等的原動機，例如像本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的。泵體102此外還可以限定與排出端口 112相對的基本上垂直于活塞孔108的進(jìn)入端口 110，從而形成交叉孔。泵體102的孔108、110和112可以限定與現(xiàn)有技術(shù)的單塊體流體端基本上類似的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)，以提供類似的容積性能。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解泵體100可以包括以其它結(jié)構(gòu)形成的孔，例如為T形、Y形、直列式或其他結(jié)構(gòu)形式。與活塞孔108和進(jìn)入端口 110及排出端口 112交叉的角部或邊緣114相鄰的區(qū)域中的材料限定了應(yīng)力集中的區(qū)域，這些應(yīng)力集中區(qū)域可能關(guān)系到材料的疲勞失效。除了應(yīng)力集中，區(qū)域114 受到泵的運行壓力循環(huán)，這會進(jìn)一步增加疲勞失效的風(fēng)險。泵體102可以被預(yù)壓縮以便通過使放置在泵體102內(nèi)預(yù)定位置處的一個或多個位移插塞116擴張來抵消區(qū)域114的潛在變形。插塞116例如放置在泵體102中形成的鉆孔或空腔中，并且利用擴張工具和/或通過對鉆孔或空腔施加徑向力使該插塞擴張，如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的。在泵體102中形成的孔可以是用于柱形插塞116的柱形，或可以是漸縮的以便將漸縮的插塞116容納在其中。通過施加徑向力使位移插塞116擴張引起插塞116的徑向塑性屈服以及泵體102 的周圍材料的彈性徑向變形。當(dāng)在一種實施例中將徑向力移除時，插塞116由于彈性松弛而略微沿徑向向內(nèi)收縮，并且相鄰區(qū)域中的應(yīng)力重新分布。在松弛之后，泵體102的周圍材料的徑向變形不完全消失，因為泵體的彈性徑向變形大于插塞116的塑性徑向變形。結(jié)果， 剩余的應(yīng)力在松弛之后在插塞116和泵體102之間重新分布，通常是以壓縮的形式，盡管在某些區(qū)域中，特別是在幾何不對稱或其他各向異性的區(qū)域中也可能是拉伸的形式。實施例中的預(yù)壓縮力也可以是液壓或氣動地施加的壓力，例如經(jīng)由適合密封的液壓或氣動連接件施加給空腔。實施例中的預(yù)壓縮力可以通過將在固化時膨脹的液體或半液體材料注入到孔中實現(xiàn)，此材料的膨脹提供預(yù)壓縮力。在另一實施例中，當(dāng)插塞116永久擴張或以其它方式大于泵體102中容納插塞的空腔時，插塞116使插塞周圍的區(qū)域位移，維持與空腔的鄰接表面上的應(yīng)力。確定用于插塞116的孔或空腔的位置(例如通過將預(yù)先確定的位置置于與區(qū)域 114相鄰的區(qū)域或在區(qū)域114附近的區(qū)域處)允許泵體12內(nèi)的應(yīng)力模式的選擇性控制。相信預(yù)壓縮力抵消區(qū)域114由于孔108、110、112所遭受的運行壓力造成的潛在變形。通過抵消由于運行壓力造成的潛在變形，在泵體102的區(qū)域114上的應(yīng)力降低，由此通過降低疲勞失效的可能性增加泵體102的總壽命。參照圖6和圖7，泵體102包括四個置于在泵體102側(cè)面形成的孔中的位移插塞 116A、116B、116C、116D。插塞116A-116D中的每一個與孔108、110、112交叉處或交叉處附近的角部區(qū)域114(見圖5)相鄰設(shè)置。如果希望的話，升高表面120也可以如下面更詳細(xì)討論地設(shè)置在泵體102的側(cè)表面上。在一種實施例中，插塞116A-116D以相同的間隔同軸地設(shè)置在升高表面120周圍。在一種實施例中，插塞116中的一個或多個包括摩擦配合插塞，例如在圖8-圖10 中可見的插塞116A。例如，插塞116A的外徑通常比孔122略大與所希望的位移相應(yīng)的量， 并且可以包括允許空氣逸出和/或在液壓成形過程中提供流體的中央通道124，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的。如果希望的話，插塞116A可以被冷卻和/或泵體102至少在孔122 附近可以被加熱以促使插塞116插入孔122中和/或在插入之后達(dá)到熱平衡時提供插塞 116的相對擴張。作為替代或附加，插塞116A可以設(shè)有倒角的端部和/或孔122設(shè)有外展的開口，以便于通過錘擊或沖壓開始插入到孔122中。在一種實施例中，插塞116中的一個或多個包括漸縮的套筒插塞116B，如圖11-圖13所示。例如，插塞116B包括套筒1 和銷128，其中套筒1 具有與孔130的內(nèi)徑相匹配的外徑以及與銷1 外表面的錐度相匹配的漸縮的內(nèi)表面132，其中銷128的小端部的直徑略大于表面132的最小直徑。例如通過錘擊或沖壓驅(qū)動銷釘1 而使插塞116B在孔 130中擴張。對于其中在插塞116附近需要各向異性的預(yù)壓縮應(yīng)力的實施例，如在圖14-16中可見，插塞116C可以包括修正的外表面，其具有凸輪似的凸出部134等，用來在插塞116C 在泵體102中變形時選擇性地控制泵體102中的應(yīng)力模式。插塞116C可以是如上面所描述的摩擦配合插塞，其中如在圖17中可最佳看到的，凸出部134略大于孔136，例如通過插塞116C的旋轉(zhuǎn)以使凸出部138接合在孔136內(nèi)。預(yù)壓縮力也可以通過以與預(yù)張緊和后張緊的混凝土板等類似的方式預(yù)張緊或后張緊置于泵體102中形成的空腔內(nèi)的插塞來施加。插塞116的使用方式可以使得預(yù)壓縮力包括泵體102中的空腔內(nèi)的軸向負(fù)荷(例如沿著緊固件106的縱向軸線)以及徑向負(fù)荷， 由此使得能夠例如經(jīng)由過盈配合、經(jīng)由上文所述的接合凸輪狀凸出部Π4的插塞116C旋轉(zhuǎn)等，選擇性地在泵體102內(nèi)施加預(yù)壓縮力。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解預(yù)壓縮力可以沿著平行于緊固件106的軸線、垂直于緊固件106的軸線或沿著會給預(yù)定區(qū)域提供預(yù)壓縮力的任一軸線施加。緊固件106例如可以包括修正的外表面，其具有凸輪似的凸出部等，用來例如通過緊固件106的旋轉(zhuǎn)選擇性地控制泵體102中的應(yīng)力模式，以使凸出部在泵組件112的裝配期間與泵體102接合并由此在泵體102內(nèi)形成預(yù)壓縮力。緊固件106穿過的孔可以包括直徑減小的部分，或緊固件106 可以包括直徑增大的部分，用來通過泵體102內(nèi)的孔與緊固件106之間的過盈配合選擇性地控制泵體102內(nèi)的應(yīng)力模式，從而在泵體102內(nèi)形成預(yù)壓縮力。在一種實施例中，可以例如在活塞孔104、進(jìn)入端口 106或排出端口 108中放置套筒，并且將套筒擴張至適當(dāng)?shù)奈恢糜米鞲滋椎?。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，套筒可以利用液壓成形過程放置在孔104或端口 106或108中。在一種實施例中，升高表面150從泵體102的外表面152延伸，如在圖2至圖4以及圖7中可最佳看到的。升高表面150可以從外表面152延伸預(yù)定的距離并且可以在外表面152上限定預(yù)定區(qū)域。盡管圖示形狀為圓形，升高表面150可以以任意適合的形狀成形。 此外，如在圖2中最佳可見，類似于泵體102上的表面150，端板104也可以包括升高表面 154，用來在裝配期間與泵體102上的升高表面150接合。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，可以利用液壓張緊器將系桿或緊固件106上緊。 張緊器可以具有由泵100本身的排出流提供的液壓功率。液壓張緊器可以在系桿106上提供恒定的張力或可變的張力，這取決于組件100的運行要求。當(dāng)系桿106經(jīng)由螺母156等上緊以裝配泵100時，泵體102上的升高表面150以及端板104上的升高表面巧4相互接合以給泵體102的與孔108、110和112交叉處相鄰的區(qū)域114提供附加的預(yù)壓縮力。該預(yù)壓縮力能抵消區(qū)域114由于孔108、110和112所遭受的運行壓力而可能發(fā)生的變形。通過抵消由于運行壓力而可能發(fā)生的變形，泵體102的區(qū)域114上的應(yīng)力減小，由此通過降低疲勞失效的可能性使泵體的總壽命增加。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，緊固件106和升高表面 150及巧4連同擴張的插塞116的扭矩共同作用，以在區(qū)域114上提供預(yù)壓縮力。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，由于多個泵體102的基本上相同的輪廓，泵體102有利地可以在泵100的中間泵體和側(cè)泵體之間相互交換，從而提供裝配、拆卸和維護(hù)方面的優(yōu)勢。在運轉(zhuǎn)中，如果泵100的泵體102中的一個失效，那么僅需更換泵體102中的失效泵體，降低了泵100的潛在的總停工期以及其相關(guān)的成本上的影響。泵體102小于典型的具有其中加工有多個缸孔的單個主體的單塊體流體端，并且由此由于前述鑄件等的減小的尺寸更易于制造。盡管圖示泵100包括三個泵體102，但泵100也可以形成為不同的結(jié)構(gòu)，例如通過進(jìn)一步將每一個泵體102分開或分段、通過沿著基本上垂直于表面152的軸線將每一個泵體102分成相同的兩半、或通過任一適合的分段方式。因此，本發(fā)明提供了以下實施例A. 一種方法包括擴張空腔中的位移插塞，以預(yù)壓縮包括與所述空腔間隔開的活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的泵體部分；并且將預(yù)壓縮的泵體連接在泵組件中。B.根據(jù)實施例A的方法，其中預(yù)壓縮的泵體部分與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰。C.根據(jù)實施例A或?qū)嵤├鼴的方法，包括在泵體中鉆孔以形成作為孔的空腔。D.根據(jù)實施例A至C中的任一實施例的方法，其中位移插塞包括過盈配合銷，其外徑大于空腔的內(nèi)徑。E.根據(jù)實施例A至D中的任一實施例的方法，其中，位移插塞包括放氣端口。F.根據(jù)實施例A至E中的任一實施例的方法，其中，位移插塞包括具有漸縮內(nèi)徑的套筒，其中通過驅(qū)動類似漸縮的銷進(jìn)入套筒而使套筒擴張。G.根據(jù)實施例A至F中的任一實施例的方法，其中，位移插塞包括具有一個或多個凸輪的銷以在空腔表面上提供定向位移。H.根據(jù)實施例A至G中的任一實施例的方法，還包括在泵體的相對外側(cè)面上形成升高表面，以在連接在泵組件中時在升高表面上施加預(yù)壓縮力。I.根據(jù)實施例A至H中的任一實施例的方法，還包括通過多個緊固件將多個預(yù)壓縮的泵體并排地裝配在相對的端板之間，從而形成泵組件，其中緊固件被上緊以壓縮端板之間的泵體。J.根據(jù)實施例I的方法，其中，預(yù)壓縮的泵體還包括在其相對外側(cè)面上的升高表面，其中升高表面與相鄰的端板或相鄰的泵體接合；由此緊固件的上緊在每一泵體的升高表面上施加預(yù)壓縮力。K.根據(jù)實施例A至J中的任一實施例的方法，還包括使泵體自緊。L.根據(jù)實施例A至K中的任一實施例的方法，還包括在活塞孔、進(jìn)入孔、排出孔或其組合中放置套筒，以及將套筒擴張到適當(dāng)位置用作缸套。M.根據(jù)實施例A至L中的任一實施例的方法，還包括使泵組件運轉(zhuǎn)，從而使活塞在活塞孔中往復(fù)運動并且在進(jìn)入孔和排出孔中的相對高的和相對低的流體壓力之間循環(huán)，其中預(yù)壓縮泵體部分抑制疲勞裂縫的產(chǎn)生。N.根據(jù)實施例A至M中的任一實施例的方法，還包括當(dāng)泵體顯示開始產(chǎn)生疲勞裂縫時將流體泵組件拆卸以移除該泵體，并且將流體泵組件與更換的泵體重新組裝。0. 一種流體泵組件，包括通過多個緊固件并排連接在相對的端板之間的多個泵體，所述緊固件被上緊以壓縮端板之間的泵體；其中每一泵體包括活塞孔、進(jìn)入孔、排出孔和在空腔中擴張的位移插塞；并且其中擴張的位移插塞在每一泵體上的空腔處施加預(yù)壓縮力。P.根據(jù)實施例0的流體泵組件，其中空腔包括在泵體中鉆出的孔并且位移插塞包括過盈配合銷，該銷的外徑大于空腔的內(nèi)徑。Q.根據(jù)實施例0或?qū)嵤├齈的流體泵組件，其中空腔包括在泵體中鉆出的孔并且位移插塞包括具有漸縮的內(nèi)徑的套筒，其中通過驅(qū)動類似漸縮的銷進(jìn)入套筒而將所述套筒擴張。R.根據(jù)實施例0至Q中的任一實施例的流體泵組件，其中空腔包括在泵體中鉆出的孔并且位移插塞包括具有一個或多個凸輪的銷以在空腔的表面處提供定向位移。S.根據(jù)實施例0至R中的任一實施例的流體泵組件，其中泵體是自緊的。T.根據(jù)實施例0至S中的任一實施例的流體泵組件，還包括在泵體的相對外側(cè)面上的升高表面，其中升高表面與相鄰的端板或相鄰的泵體的升高表面接合，由此緊固件的上緊在每一泵體的升高表面處施加預(yù)壓縮力。U.根據(jù)實施例0至T中的任一實施例的流體泵組件，其中，空腔與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰。V.根據(jù)實施例0至U中的任一實施例的流體泵組件，預(yù)壓縮力通過降低與活塞孔、 進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰的應(yīng)力將組件的使用壽命延長。W.根據(jù)實施例0至V中的任一實施例的流體泵組件，還包括活塞，其可往復(fù)運動地設(shè)置在活塞孔中以在進(jìn)入孔和排出孔的相對高和相對低的流體壓力之間循環(huán)，其中預(yù)壓縮力抑制疲勞裂縫的產(chǎn)生。X. 一種抑制流體泵組件中產(chǎn)生疲勞裂縫的方法，所述泵組件包括多個具有活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的泵體，所述方法包括在多個泵體的相對外側(cè)面上與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰地鉆出孔；驅(qū)動位移插塞進(jìn)入孔，其中，位移插塞從包括過盈配合銷、具有漸縮的內(nèi)徑的套筒、具有一個或多個凸輪的銷以及它們的組合的組中進(jìn)行選擇；擴張孔中的位移插塞，以與交叉處相鄰地施加預(yù)壓縮力；通過用多個緊固件將多個預(yù)壓縮的泵體并排連接在相對的端板之間，形成泵組件；以及將緊固件上緊以壓縮端板之間的多個泵體。Y.根據(jù)實施例X的方法，還包括使泵體自緊。Z.根據(jù)實施例X或?qū)嵤├齓的方法，還包括在多個泵體的相對外側(cè)面上設(shè)置升高表面，其中升高表面與相鄰的端板或相鄰的泵體接合，由此緊固件的上緊在每一泵體上的升高表面處施加預(yù)壓縮力。AA.根據(jù)實施例X至Z中的任一實施例的方法，還包括將流體泵組件拆卸以移除泵體中顯示開始產(chǎn)生疲勞裂縫的泵體，并且將流體泵組件與更換的沒有疲勞裂縫的泵體重新組裝。參照這里的實施例提出前面的描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不有意圖地脫離本發(fā)明原則和范圍的條件下，在所描述的結(jié)構(gòu)和操作方法方面可以進(jìn)行替代和變化。因此， 前面的描述不應(yīng)看作僅屬于在附圖中所描述的和所示出的精確結(jié)構(gòu)，而是應(yīng)看作與以下的權(quán)利要求書一致并且應(yīng)看作以下權(quán)利要求書的支持，該權(quán)利要求書應(yīng)具有其最完整且最公正的范圍。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括擴張空腔中的位移插塞，以預(yù)壓縮包括與所述空腔間隔開的活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的泵體部分；以及將預(yù)壓縮的泵體連接在泵組件中。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，預(yù)壓縮的泵體部分與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，包括在泵體中鉆孔以形成作為孔的空腔。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，位移插塞包括過盈配合銷，該銷的外徑大于空腔的內(nèi)徑。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其中，位移插塞包括放氣端口。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，位移插塞包括具有漸縮內(nèi)徑的套筒，其中通過驅(qū)動類似漸縮的銷進(jìn)入套筒而使套筒擴張。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，位移插塞包括具有一個或多個凸輪的銷以在空腔表面上提供定向位移。
8.按照權(quán)利要求1、4、5、6或7所述的方法，還包括在泵體的相對外側(cè)面上形成升高表面，以在連接在泵組件中時在升高表面處施加預(yù)壓縮力。
9.按照權(quán)利要求1、4、5、6或7所述的方法，還包括通過多個緊固件將多個預(yù)壓縮的泵體并排地裝配在相對的端板之間，從而形成泵組件，其中緊固件被上緊以壓縮端板之間的泵體。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其中，預(yù)壓縮的泵體還包括在其相對外側(cè)面上的升高表面，其中升高表面與相鄰的端板或相鄰的泵體接合；由此緊固件的上緊在每一泵體上的升高表面處施加預(yù)壓縮力。
11.按照權(quán)利要求1、4、5、6或7所述的方法，還包括使泵體自緊。
12.按照權(quán)利要求1、4、5、6或7所述的方法，還包括在活塞孔、進(jìn)入孔、排出孔或它們的組合中放置套筒，以及將套筒擴張就位用作缸套。
13.按照權(quán)利要求1、4、5、6或7所述的方法，還包括使泵組件運轉(zhuǎn)，從而使活塞在活塞孔中往復(fù)運動并且在進(jìn)入孔和排出孔中的相對高和相對低的流體壓力之間循環(huán)，其中預(yù)壓縮的泵體部分抑制疲勞裂縫的產(chǎn)生。
14.按照權(quán)利要求1、4、5、6或7所述的方法，還包括當(dāng)泵體顯示出開始產(chǎn)生疲勞裂縫時將流體泵組件拆卸以移除該泵體，并且將流體泵組件與更換的泵體重新組裝。
15.一種流體泵組件，包括通過多個緊固件并排連接在相對的端板之間的多個泵體，所述緊固件被上緊以壓縮端板之間的泵體；其中，每一泵體包括活塞孔、進(jìn)入孔、排出孔和在空腔中擴張的位移插塞；以及其中，擴張的位移插塞在每一泵體上的空腔處施加預(yù)壓縮力。
16.按照權(quán)利要求15所述的流體泵組件，其中，空腔包括在泵體中鉆出的孔，并且位移插塞包括過盈配合銷，該銷的外徑大于空腔的內(nèi)徑。
17.按照權(quán)利要求15所述的流體泵組件，其中，空腔包括在泵體中鉆出的孔，并且位移插塞包括具有漸縮的內(nèi)徑的套筒，其中所述套筒通過驅(qū)動類似漸縮的銷進(jìn)入套筒而被擴張。
18.按照權(quán)利要求15所述的流體泵組件，其中，空腔包括在泵體中鉆出的孔，并且位移插塞包括具有一個或多個凸輪的銷以在空腔的表面處提供定向位移。
19.按照權(quán)利要求15、16、17或18所述的流體泵組件，其中，泵體是自緊的。
20.按照權(quán)利要求15、16、17或18所述的流體泵組件，還包括在泵體的相對外側(cè)面上的升高表面，其中升高表面與相鄰的端板或相鄰的泵體的升高表面接合，由此緊固件的上緊在每一泵體上的升高表面處施加預(yù)壓縮力。
21.按照權(quán)利要求15、16、17或18所述的流體泵組件，其中，空腔與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰。
22.按照權(quán)利要求19所述的流體泵組件，其中，空腔與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰。
23.按照權(quán)利要求20所述的流體泵組件，其中，空腔與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰。
24.按照權(quán)利要求15、16、17或18所述的流體泵組件，其中，預(yù)壓縮力通過降低與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰的應(yīng)力將組件的使用壽命延長。
25.按照權(quán)利要求21所述的流體泵組件，其中，預(yù)壓縮力通過降低與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰的應(yīng)力將組件的使用壽命延長。
26.按照權(quán)利要求22所述的流體泵組件，其中，預(yù)壓縮力通過降低與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰的應(yīng)力將組件的使用壽命延長。
27.按照權(quán)利要求23所述的流體泵組件，其中，預(yù)壓縮力通過降低與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰的應(yīng)力將組件的使用壽命延長。
28.按照權(quán)利要求15、16、17或18所述的流體泵組件，還包括活塞，該活塞可往復(fù)運動地設(shè)置在活塞孔中以在進(jìn)入孔和排出孔中的相對高和相對低的流體壓力之間循環(huán)，其中， 預(yù)壓縮力抑制疲勞裂縫的產(chǎn)生。
29.—種抑制流體泵組件中產(chǎn)生疲勞裂縫的方法，所述泵組件包括具有活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的多個泵體，所述方法包括在多個泵體的相對外側(cè)面上與活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的交叉處相鄰地鉆出孔；驅(qū)動位移插塞進(jìn)入孔，其中，位移插塞從包括過盈配合銷、具有漸縮的內(nèi)徑的套筒、具有一個或多個凸輪的銷以及它們的組合的組中進(jìn)行選擇；將孔中的位移插塞擴張，以與交叉處相鄰地施加預(yù)壓縮力；通過用多個緊固件將多個預(yù)壓縮的泵體并排連接在相對的端板之間而形成泵組件；以及將緊固件上緊以壓縮端板之間的多個泵體。
30.按照權(quán)利要求四所述的方法，還包括使泵體自緊。
31.按照權(quán)利要求四或30所述的方法，還包括在多個泵體的相對外側(cè)面上設(shè)置升高表面，其中，升高表面與相鄰的端板或相鄰的泵體接合，由此緊固件的上緊在每一泵體上的升高表面處施加預(yù)壓縮力。
32.按照權(quán)利要求四或30所述的方法，還包括將流體泵組件拆卸以移除泵體中顯示產(chǎn)生疲勞裂縫的泵體，并且將流體泵組件與更換的沒有疲勞裂縫的泵體重新組裝。
33.按照權(quán)利要求31所述的方法，還包括將流體泵組件拆卸以移除泵體中顯示產(chǎn)生疲勞裂縫的泵體，并且將流體泵組件與更換的沒有疲勞裂縫的泵體重新組裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泵體，通過擴張空腔中的位移插塞以預(yù)壓縮包括與所述空腔間隔開的活塞孔、進(jìn)入孔和排出孔的泵體部分來預(yù)壓縮泵體并且將泵體連接在泵組件中。本發(fā)明還涉及一種流體泵組件，該流體泵組件包括通過多個緊固件并排連接在相對的端板之間的多個泵體，所述緊固件被上緊以將泵體壓縮在端板之間，其中每一泵體包括活塞孔、進(jìn)入孔、排出孔以及在空腔中擴張的位移插塞；并且其中擴張的位移插塞在每一泵體上的空腔處施加預(yù)壓縮力。
文檔編號F04B53/16GK102575668SQ201080047326
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者E·勒吉莫斯, H·V·索梅爾, R·沙姆派恩, W·馬紹爾 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司