泥漿泵用活塞的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種泥漿泵用活塞，包括活塞主體、套裝在該活塞主體上的皮碗，以及配置在該皮碗上方的壓板，活塞主體靠近活塞桿的一側具有外徑小于活塞主體的外徑的圓筒部，皮碗套裝在該圓筒部上。在皮碗與壓板相對的一側形成第一凹槽，在壓板上形成沿其厚度方向貫穿并與第一凹槽連通的第一通孔?；钊蚯斑\動時，泥漿泵內的高壓泥沙流體進入第一凹槽內，使皮碗唇邊外徑增大，則皮碗與泥漿泵缸套的內壁面接觸緊密，有利于提高皮碗對泥漿泵壓縮腔的密封效果；活塞向后運動時，泥漿泵的缸套內的負壓將第一凹槽內的泥沙流體排出，皮碗復原，這樣能夠減少皮碗與泥漿泵的缸套內壁面之間產生磨損。
【專利說明】泥漿泵用活塞
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種泥漿栗用活塞。
【背景技術】
[0002]隨著現代化工業(yè)的不斷發(fā)展，石油在現代工業(yè)中起著非常重要的作用。在石油開采中，鉆井的關鍵設備是泥漿栗，而活塞是泥漿栗的關鍵零部件。原來的活塞分為鋼芯、皮碗、壓板、卡簧四個部分，運行在金屬缸套中，通過動力端的作用力進行往復運動，將泥漿栗的流體泥漿反復的吸入、壓出，因長時間與金屬缸套及流體泥漿中的泥沙顆粒磨損，導致活塞每使用一段時間后泥漿泄露必須更換新的活塞，或者，活塞因皮碗與鋼芯同軸度一致性差導致偏磨，或者因活塞皮碗唇邊強度過低而在泥漿磨損中使用較快，造成工作效率低、換件成本大、工時浪費等后果。
實用新型內容
[0003]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于，提供一種有利于延長使用壽命的泥漿栗
用活塞。
[0004]為達到上述目的，本實用新型提出了一種泥漿栗用活塞，所述活塞固定在活塞桿的端部，所述活塞包括活塞主體、套裝在該活塞主體上的皮碗，以及配置在該皮碗上方的壓板，所述活塞主體靠近所述活塞桿的一側具有外徑小于所述活塞主體的外徑的圓筒部，所述皮碗套裝在該圓筒部上。
[0005]采用上述結構，由于在所述活塞主體上形成所述圓筒部，且所述皮碗套裝在該圓筒部上，有利于提高所述皮碗的固定牢固性，從而提高整個泥漿栗用活塞的整體穩(wěn)固性。
[0006]優(yōu)選的，在所述皮碗與所述壓板相對的一側形成第一凹槽，在所述壓板上形成沿其厚度方向貫穿并與所述第一凹槽連通的第一通孔。
[0007]采用上述結構，所述活塞朝向使泥漿栗的壓縮腔變小的方向運動時，泥漿栗內的高壓泥沙流體流經所述第一通孔進入第一凹槽內，利用第一凹槽內的泥沙流體高壓對所述皮碗的唇邊產生一個張力，使所述皮碗唇邊外徑增大，則所述皮碗與泥漿栗缸套的內壁面接觸緊密，有利于提高所述皮碗對泥漿栗壓縮腔的密封效果；所述活塞朝向使泥漿栗的壓縮腔變大的方向運動時，泥漿栗的缸套內的負壓將第一凹槽內的泥沙流體排出，所述皮碗的唇邊張力變小，則所述皮碗復原，這樣能夠減少所述皮碗與泥漿栗的缸套內壁面之間的磨損，既能保證所述活塞的密封效果又有利于提高所述皮碗的使用壽命。
[0008]優(yōu)選的，在所述壓板與所述皮碗之間設有定位件，在所述壓板與所述定位件相對的一側形成定位孔，在所述定位件與所述壓板相對的一側形成能嵌入該定位孔內的第一凸起，在所述定位件與所述皮碗相對的一側形成能嵌入所述第一凹槽內的第二凸起，在該第二凸起上形成連通所述第一通孔與所述第一凹槽的第二通孔。
[0009]采用上述結構，由于設有定位件，通過定位件的第一凸起與壓板的定位孔相配合、定位件的第二凸起與所述皮碗上的第一凹槽相配合，能夠對所述皮碗進行支撐定位，使所述皮碗、定位件以及壓板這三者之間形成穩(wěn)固地連接，有利于提高所述活塞的整體穩(wěn)固性。
[0010]優(yōu)選的，所述壓板與所述皮碗相對的一側的中間部分朝向遠離所述皮碗側凹進，以形成內徑稍大于所述圓筒部的外徑的圓環(huán)形凸起，該圓環(huán)形凸起卡接在所述圓筒部的外偵隊所述第一凹槽位于所述皮碗的與所述圓環(huán)形凸起相對的部分上，所述第一通孔和定位孔均形成于所述圓環(huán)形凸起處。
[0011]優(yōu)選的，在所述壓板的外圓周表面上設有朝向所述活塞的徑向內側凹進的第三凹槽。
[0012]采用上述結構，通過位于所述壓板外圓周表面上的第三凹槽能夠收裝一部分進入所述活塞與泥漿栗的缸套內壁面之間的泥沙，阻礙這部分泥沙流經所述活塞與缸套內壁面之間的間隙而與其他泥沙對流。
[0013]優(yōu)選的，在所述圓筒部的頂端形成朝向遠離所述壓板側凹進的第二凹槽。
[0014]采用上述結構，由于設有所述第二凹槽，該第二凹槽通常具有一腔體，能夠減少制備所述活塞主體的材料用量及降低其重量，既能夠降低成本還能保證泥漿栗的順利運行。
[0015]優(yōu)選的，在所述活塞主體與所述皮碗的外圓周表面上于這兩者相抵接處嵌設有緊固件，在該緊固件的外圓周表面上設有朝向所述活塞的徑向內側凹進的第四凹槽。
[0016]采用上述結構，通過所述緊固件對所述皮碗進行支撐定位，并將所述皮碗與所述活塞主體緊固在一起，有利于提高兩者之間的連接牢固性，從而提高所述活塞的整體穩(wěn)固性。通過位于所述緊固件的外圓周表面的第四凹槽能夠收裝一部分進入所述活塞與泥漿栗的缸套內壁面之間的泥沙，阻礙這部分泥沙流經所述活塞與缸套內壁面之間的間隙而與其他泥沙對流。
[0017]優(yōu)選的，所述緊固件呈圓筒狀，并該緊固件的外徑大于所述活塞主體的外徑。
[0018]采用上述結構，由于所述緊固件的外徑大于所述活塞主體的外徑，使所述緊固件的外圓周表面相對于所述活塞主體的外圓周表面凸出，當所述活塞相對于泥漿栗的缸套在軸向上發(fā)生偏心運動時，使所述緊固件與泥漿栗的缸套內壁面接觸，能夠避免所述活塞主體與缸套內壁面直接接觸而導致磨損，有利于提高所述活塞主體的使用壽命，進而提高所述活塞的使用壽命。
[0019]優(yōu)選的，所述皮碗的唇邊角度為87°。
[0020]與現有皮碗的唇邊角度為65°相比，采用上述結構，由于所述皮碗的唇邊角度為87°，增加了所述皮碗唇邊尖角的厚度，從而有效提高了所述皮碗唇邊與泥漿栗的缸套在摩擦運行中的機械強度，增強了其耐磨性并有利于提高所述皮碗的使用壽命。
[0021]優(yōu)選的，所述活塞收裝在泥漿栗的缸套內，所述活塞主體的外徑為該缸套的公稱直徑減去4mm。
[0022]與現有活塞主體的外徑為缸套的公稱直徑減去0.3mm相比，采用上述結構，由于所述活塞主體的外徑為缸套的公稱直徑減去4mm，增加了所述活塞主體與缸套內壁面之間的間隙，能夠避免運行過程中活塞主體與缸套內壁面之間產生磨損。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為泥漿栗用活塞的結構示意圖。【具體實施方式】
[0024]下面參照圖1對本實用新型所述的泥漿栗用活塞的【具體實施方式】進行詳細的說明。在下述描述中，活塞的前(后)端對應于圖1中的下(上)端。
[0025]如圖1所示，泥漿栗用活塞主要包括活塞主體1、套裝在該活塞主體I上的皮碗3、位于該皮碗3上的壓板5、配置在活塞主體I與皮碗3上的緊固件2，以及配置在皮碗3與壓板5之間且用以連接兩者的定位件4。
[0026]在本實施例中，活塞主體I由鑄鐵、鋼鐵、鐵合金中至少一種材料制成，該活塞主體I通常被稱為活塞的鋼芯，其外徑為泥漿栗的缸套的公稱直徑減去4mm?；钊黧wI靠近活塞桿的一側居中具有外徑小于活塞主體I的外徑的圓柱形凸起，由此形成一臺階部。在活塞主體I上設有沿前述圓柱形凸起的軸線貫穿該圓柱形凸起和活塞主體I的安裝孔la，由設有該安裝孔Ia的圓柱形凸起構成本實用新型中的圓筒部11?；钊黧wI 一般通過螺母由前至后貫穿該安裝孔Ia并旋緊在活塞桿的對應安裝孔上來固定在活塞桿上。在圓筒部11的頂端(對應于圖1中的上端)端面上形成第二凹槽11a，由于該第二凹槽Ila通常具有一腔體，能夠減少活塞主體11的材料用量及降低其重量，有利于降低成本還能保證泥漿栗的順利運行。
[0027]皮碗3為近似呈圓筒形的橡膠制件，它整體套裝在前述圓筒部11上。皮碗3的前端面抵接在前述臺階部的水平面部上，在其前端面上沿其圓周方向形成第一凹槽31。在活塞主體I與皮碗3的外圓周表面上于這兩者相抵接處設有朝向徑向內側凹進的凹槽。緊固件2為呈圓筒形的尼龍制件，它整體嵌在前述凹槽內，該緊固件2的外徑大于活塞主體I的外徑，即在由徑向內側至徑向外側的方向上，緊固件2的外圓周表面相對于活塞主體I的外圓周表面凸出。在緊固件2的外圓周表面上沿其圓周方向設有多個第四凹槽21，這多個第四凹槽21沿活塞軸向并排設置。
[0028]定位件4為由耐磨尼龍材料制成的圓環(huán)形板狀部件，它位于皮碗3的上方且套裝在前述圓筒部11上。在定位件4的與皮碗3相對的一側形成能嵌入第一凹槽31內的第二凸起42，在該第二凸起42上沿定位件4的圓周方向形成與第一凹槽31連通的第二通孔43。在定位件4的與下述壓板5相對的一側對稱形成一對第一凸起41，在活塞的徑向方向上，該第一凸起41位于第二通孔43的徑向內側，即靠近圓筒部11的一側。
[0029]壓板5為由鋼鐵材料制成的圓環(huán)形板狀部件，如圖1所示，該壓板5的外徑稍小于定位件4的外徑，該定位件4的外徑小于皮碗3的外徑，這樣，能夠避免壓板5和/或定位件4與泥漿栗缸套內壁面直接接觸而產生磨損。壓板5的中間部分朝上(即遠離皮碗3偵D凹進，由此形成內徑稍大于圓筒部11外徑的圓環(huán)形凸起53。在圓環(huán)形凸起53上沿其圓周方向等間隔設有十三個第一通孔51，該第一通孔51與第二通孔43對準并連通。在圓環(huán)形凸起53的前表面(即與皮碗3相對的一側)上對稱形成一對定位孔52，該定位孔52位于第一通孔51的徑向內側且與定位件4上的第一凸起41相配合。
[0030]在安裝狀態(tài)下，壓板5位于圓筒部11的頂端并兩者保持同軸設置，圓環(huán)形凸起53卡在圓筒部11的外圓周表面上，圓筒部11的頂端端面與壓板5的位于圓環(huán)形凸起53徑向內側的平面部分接觸；定位件4的第一凸起41嵌入壓板5的定位孔52內，定位件4的第二凸起42嵌入皮碗3的第一凹槽31內，第一通孔51、第二通孔43及第一凹槽31依次對準并連通，由此，通過定位件4使皮碗3和壓板5穩(wěn)固地連接在一起。另外，如圖1所示，在壓板5的外圓周表面上還設有第三凹槽54。
[0031]下面結合上述結構描述，對活塞的工作原理進行簡單描述。具體為:活塞相對于泥漿栗的缸套向前(使泥漿栗的壓縮腔變小的方向)運動時，泥漿栗內的高壓泥沙流體流經第一通孔51進入第一凹槽31內，利用第一凹槽31內的泥沙流體高壓對皮碗3的唇邊產生一個張力，使皮碗唇邊外徑增大，則皮碗3與泥漿栗缸套的內壁面接觸緊密，有利于保證皮碗3對泥漿栗壓縮腔的密封效果；活塞相對于泥漿栗的缸套向后(使泥漿栗的壓縮腔變大的方向)運動時，泥漿栗的缸套內的負壓將第一凹槽31內的泥沙流體排出，使皮碗3的唇邊張力變小，則皮碗3復原，能夠減少皮碗3與泥漿栗的缸套內壁面之間的磨損，由上，通過在皮碗3內設置第一凹槽31，既能保證活塞的密封效果又有利于提高皮碗的使用壽命。
[0032]通過位于壓板5外圓周表面上的第三凹槽54、緊固件2的外圓周表面上的第四凹槽21，能夠收裝進入活塞與泥漿栗的缸套內壁面之間的泥沙，阻礙這部分泥沙流經活塞與缸套內壁面之間的間隙而與其他泥沙對流。
[0033]另外，采用上述結構，I)由于緊固件2的外徑大于活塞主體I的外徑，使緊固件2的外圓周表面相對于活塞主體I的外圓周表面凸出，這樣，即使活塞相對于泥漿栗的缸套在軸向上發(fā)生偏心運動時，緊固件2與泥漿栗的缸套內壁面接觸并磨損，能夠避免活塞主體I與缸套內壁面直接接觸而導致磨損，有利于提高活塞的使用壽命。另外，因為緊固件2為尼龍制件，與由鋼鐵材質制成的活塞主體I與缸套內壁面摩擦相比，能夠降低活塞和缸套的受損程度。2)與現有皮碗3的唇邊角度為65°相比，采用上述結構，由于皮碗3的唇邊角度為87°，增加了皮碗唇邊尖角的厚度，從而有效提高了皮碗唇邊與泥漿栗的缸套在摩擦運行中的機械強度，增強了其耐磨性，從而有利于提高皮碗3的使用壽命；3)與現有活塞主體I的外徑為缸套的公稱直徑減去0.3mm相比，由于活塞主體I的外徑為缸套的公稱直徑減去4mm，增加了活塞主體I與缸套內壁面之間的間隙，有效避免運行過程中活塞主體I與缸套內壁面之間產生磨損。
[0034]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
[0035]例如，在上述實施例中，第一凹槽31沿皮碗3的圓周方向設置，第一通孔51為十三個且它們沿圓環(huán)形凸起53的圓周方向間隔設置，第二通孔43沿定位件4的圓周方向設置。然而前述三者并非局限于此，例如，第一通孔51也可形成在圓環(huán)形凸起53的整個圓周方向上，并不局限于十三個；第一凹槽31和第二通孔43也可為圍繞圓周方向間隔設置的多個，第一通孔51、第二通孔43和第一凹槽31的具體設置方式和個數不做限定，只要這三者滿足由上至下依次連通的關系即可。
[0036]又例如，活塞主體I和壓板5由鋼鐵材料制成的，皮碗3為橡膠制件，緊固件2和定位件4由耐磨尼龍材料制成，然而并非局限于此，這些部件還可采用現有技術中的其他材料來制成。
【權利要求】
1.一種泥漿栗用活塞，所述活塞固定在活塞桿的端部，所述活塞包括活塞主體(I)、套裝在該活塞主體(I)上的皮碗(3)，以及配置在該皮碗(3)上方的壓板(5)，其特征在于，所述活塞主體(I)靠近所述活塞桿的一側具有外徑小于所述活塞主體(I)的外徑的圓筒部(11)，所述皮碗(3)套裝在該圓筒部(11)上。
2.根據權利要求1所述的泥漿栗用活塞，其特征在于，在所述皮碗(3)與所述壓板(5)相對的一側形成第一凹槽(31)，在所述壓板(5)上形成沿其厚度方向貫穿并與所述第一凹槽(31)連通的第一通孔(51)。
3.根據權利要求2所述的泥漿栗用活塞，其特征在于，在所述壓板(5)與所述皮碗(3)之間設有定位件(4)，在所述壓板(5)與所述定位件(4)相對的一側形成定位孔(52)，在所述定位件(4)與所述壓板(5)相對的一側形成能嵌入該定位孔(52)內的第一凸起(41)， 在所述定位件(4)與所述皮碗(3)相對的一側形成能嵌入所述第一凹槽(31)內的第二凸起(42)，在該第二凸起(42)上形成連通所述第一通孔(51)與所述第一凹槽(31)的第二通孔(43)。
4.根據權利要求3所述的泥漿栗用活塞，其特征在于，所述壓板(5)與所述皮碗(3)相對的一側的中間部分朝向遠離所述皮碗(3)側凹進，以形成內徑稍大于所述圓筒部(11)的外徑的圓環(huán)形凸起(53)，該圓環(huán)形凸起(53)卡接在所述圓筒部(11)的外側， 所述第一凹槽(31)位于所述皮碗(3)的與所述圓環(huán)形凸起(53)相對的部分上，所述第一通孔(51)和定位孔(52)均形成于所述圓環(huán)形凸起(53)處。
5.根據權利要求1所述的泥漿栗用活塞，其特征在于，在所述壓板(5)的外圓周表面上設有朝向所述活塞的徑向內側凹進的第三凹槽(54)。
6.根據權利要求1所述的泥漿栗用活塞，其特征在于，在所述圓筒部(11)的頂端形成朝向遠離所述壓板(5)側凹進的第二凹槽(11a)。
7.根據權利要求1所述的泥漿栗用活塞，其特征在于，在所述活塞主體(I)與所述皮碗(3)的外圓周表面上于這兩者相抵接處嵌設有緊固件(2)，在該緊固件(2)的外圓周表面上設有朝向所述活塞的徑向內側凹進的第四凹槽(21)。
8.根據權利要求7所述的泥漿栗用活塞，其特征在于，所述緊固件(2)呈圓筒狀，并該緊固件(2)的外徑大于所述活塞主體(I)的外徑。
9.根據權利要求1所述的泥漿栗用活塞，其特征在于，所述皮碗(3)的唇邊角度為87。。
10.根據權利要求1所述的泥漿栗用活塞，其特征在于，所述活塞收裝在泥漿栗的缸套內，所述活塞主體(I)的外徑為該缸套的公稱直徑減去4mm。
【文檔編號】F04B53/14GK203604189SQ201320798306
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權日:2013年12月6日
【發(fā)明者】方政林 申請人:德州潤東石油機械有限公司