一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构的制作方法

1.本实用新型涉及增压泵技术领域，具体而言，涉及一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构。

背景技术：

2.增压泵，顾名思义就是用来增压的泵，无论是石油、加氢站、天然气开发还是煤层气开发都需要用到增压泵，氢气增压泵是增压泵的一种，例如氢气泵，内缸套是氢气增压泵核心组成部分，在使用时，活塞在内缸体内部往复动作，在液压端，氢气在活塞的动作下吸入或排出内缸体。
3.由于内缸体直接与活塞接触，而活塞在内缸体内部往复动作，必然存在滑动摩擦，容易对内缸套造成疲劳损伤；另外内缸套应力幅值在吸入过程应力与排出过程应力之间波动，且吸入过程应力为应力幅值下限，排出过程应力为应力幅值上限，应力在不断变化，这些都是影响内缸套使用寿命的因素，传统内缸套与活塞连接的腔体是贯通的(参见说明书附图4)，从而使得活塞的活动范围增大，相应的也会使得应力幅值增大，从而会增加内缸套的疲劳磨损，降低使用寿命，故本技术提供一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，可以降低内缸套吸气排气过程产生的应力变化峰值，提高内缸套使用寿命。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，通过限制活塞头的活动范围，将活塞头活动范围从传统的全范围改成到约中心处以内，从而用于限制高压腔的活动范围不超过活塞腔长度的一半，这样一来，高压腔处对内缸套产生的应力上限值也会降低，从而降低对内缸套产生的疲劳损伤，有效降低内缸套受到的应力值，从而延长内缸套的使用寿命。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.本技术实施例提供一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其包括液压端缸套、阀座、吸入阀、排出阀、活塞和内缸套，上述内缸套一端设有用于安装上述吸入阀的阀体腔，上述阀体腔一侧设有用于使上述活塞运动的活塞腔，上述活塞腔内位于上述活塞前侧的空间为高压腔，上述活塞的活动范围在上述内缸套的中心以内，从而使上述高压腔的压力稳定且降低压力大小；
7.上述内缸套设于上述液压端缸套内，上述液压端缸套的一端分别开设有与上述高压腔连通的排出口和吸入口，上述阀座设于上述排出口处，上述排出阀设于上述阀座上；
8.上述内缸套的外壁开设有蓄液凹槽，上述蓄液凹槽与上述液压端缸套的内壁之间组成低压腔，上述液压端缸套上分别开设有与上述低压腔相通的预冷孔入口和预冷孔出口。
9.在本实用新型的一些实施例中，上述活塞包括活塞头和用于驱动上述活塞头滑动的活塞杆，上述活塞头滑动设于上述活塞腔内，上述活塞头的长度与上述高压腔的最大长
度之和不超过上述活塞腔长度的一半。
10.在本实用新型的一些实施例中，上述活塞腔内远离上述活塞头的一端设有用于限制上述活塞头活动范围的限位件，上述限位件用于限制上述活塞头的活动范围在上述内缸套的中心以内。
11.在本实用新型的一些实施例中，上述限位件为环形凸起，上述环形凸起的内径小于上述活塞腔的内径。
12.在本实用新型的一些实施例中，上述环形凸起靠近上述活塞腔的端面设有倾斜倒角，上述环形凸起与上述内缸套一体成型设计。
13.在本实用新型的一些实施例中，上述内缸套的周外侧设有多个延其轴向设置的定位凸棱，上述液压端缸套内壁开设有多个与上述定位凸棱配合的定位凹槽，多个上述定位凸棱和多个上述定位凹槽一一对应。
14.在本实用新型的一些实施例中，上述内缸套的尾端设有连接脚，上述连接脚的外径与上述蓄液凹槽的内底壁相平，上述连接脚的一端沿周侧方向等距设有多个连接卡槽。
15.在本实用新型的一些实施例中，上述内缸套的头端与上述阀座之间设有密封垫，上述内缸套的头部端面侧壁上设有用于安装上述密封垫的密封槽。
16.在本实用新型的一些实施例中，上述液压端缸套的端部设有端盖，上述端盖上设有与上述排出口连通的通道，上述排出阀与上述端盖之间以及上述吸入阀与上述阀体腔的底壁之间均设有弹簧。
17.在本实用新型的一些实施例中，上述端盖内壁与上述阀体腔的底壁上分别设有用于容纳上述弹簧的弹簧限位槽。
18.相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：
19.本技术提供一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，通过限制活塞头的活动范围，将活塞头活动范围从传统的全范围改成到约中心处以内，从而用于限制上述高压腔的变化范围不超过上述活塞腔长度的一半，这样一来，高压腔处对内缸套产生的应力上限值也会降低，从而降低对内缸套产生的疲劳损伤，有效降低内缸套受到的应力值，从而延长内缸套的使用寿命。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本实用新型实施例中内缸套的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例中内缸套的右视图；
23.图3为本实用新型实施例中内缸套的剖视图；
24.图4为传统内缸套的剖视图；
25.图5为本实用新型实施例中增压泵的主剖视图；
26.图6为图5中a处的放大图。
27.图标：1-内缸套，101-阀体腔，102-活塞腔，103-环形凸起，2-蓄液凹槽，3-定位凸
棱，4-连接脚，5-连接卡槽，6-密封槽，7-弹簧限位槽，8-液压端缸套，9-阀座，10-排出阀，11-吸入阀，12-弹簧，13-排出口，14-吸入口，15-活塞，151-活塞头，152-活塞杆，16-预冷孔入口，17-预冷孔出口，18-密封垫，19-端盖。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
33.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.实施例
35.请参照图1-图6，本实施例提供一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，包括液压端缸套8、阀座9、吸入阀11、排出阀10、活塞15和内缸套1，上述内缸套1一端设有用于安装上述吸入阀11的阀体腔101，上述阀体腔101一侧设有用于使上述活塞15运动的活塞腔102，上述活塞腔102内位于上述活塞15前侧的空间为高压腔，上述活塞15的活动范围在上述内缸套1的中心以内，从而使上述高压腔的内的压力稳定且降低压力大小；上述内缸套1设于上述液压端缸套8内，上述液压端缸套8的一端分别开设有与上述高压腔连通的排出口13和吸入口14，上述阀座9设于上述排出口13处，上述排出阀10设于上述阀座9上；上述内缸套1的外壁开设有蓄液凹槽2，上述蓄液凹槽2与上述液压端缸套8的内壁之间组成低压腔，上述液压端缸套8上分别开设有与上述低压腔相通的预冷孔入口16和预冷孔出口17。
36.在本实施例中，阀座9和内缸套1均设于液压端缸套8内，而内缸套1的端部设有阀体腔101，可以用于安装吸入阀11，活塞15滑动安装在活塞腔102内，用于使活塞15动作，活塞腔102内位于活塞15前侧的空间为高压腔，液压端缸套8上设有与高压腔连通的排出口13
和吸入口14，吸入口14通过吸入阀11与高压腔连通，阀座9安装于液压端缸套8的排出口13处，然后将排出阀10安装在阀座9上，排出阀10与高压腔连通；在内缸套1的外壁开设有蓄液凹槽2，蓄液凹槽2与液压端缸套8的内壁之间组成低压腔，在液压端缸套8上分别开设有与低压腔相通的预冷孔入口16和预冷孔出口17，可以使氢气进入在低压腔内流动，对内缸套1的外侧壁进行冷却。
37.增压泵液压端活塞15固定结构的工作过程分为吸入过程和排出过程：吸入过程，活塞15沿着活塞腔102向后运动，吸入阀11打开，排出阀10关闭，氢气由吸入口14进入，随后经过吸入阀11进入高压腔，同时内缸套1外部低压腔内的氢气从预冷孔出口17排出；对于排出过程，活塞15沿着活塞腔102向前运动，排出阀10打开，吸入阀11关闭，高压腔内的氢气通过排出阀10后从排出口13排出，同时氢气从预冷孔入口16吸入低压腔内，在活塞15运动的一个周期内有氢气排出泄压，进而降低压力波动和流量波动，减少疲劳失效。
38.在传统内缸套1中，活塞头151可以在活塞腔102全范围内进行滑动，这样一来活塞头151的活动范围便会增大，相应的，也会增加应力上限值；经过相关研究发现：内缸套1的最大应力上限值与内缸套1大小厚度这些都无关紧要，关键是高压腔范围与整个内缸套1内部范围的比值有关，当高压腔范围与内缸套1内部范围的比值超过一半以后，最大应力值会大大增加；相反的，如果高压腔范围与内缸套1内部范围的比值不超过一半，则会产生一个稳定的定值，从而大大降低内缸套1受到的最大应力值，提高内缸套1工作的稳定性，降低疲劳损伤，延长使用寿命。
39.故本技术中，通过限制活塞头151的活动范围，将活塞头151活动范围从传统的全范围改成到约中心处以内，从而用于限制上述高压腔的变化范围不超过上述活塞腔102长度的一半，这样一来，高压腔处对内缸套1产生的应力上限值也会降低，从而降低对内缸套1产生的疲劳损伤，有效降低内缸套1受到的应力值，从而延长内缸套1的使用寿命。
40.在本实施例的一些实施方式中，上述内缸套1采用9ni钢材质制成；ni元素可以改善铁素体的低温韧性、降低脆性转变温度点、降低奥氏体转变点、细化晶粒。同时，在回火中能析出稳定性好的逆转奥氏体，逆转奥氏体与残余奥氏体可以提高铁素体韧性，有利于抗裂和阻止裂纹扩散。9ni钢为典型的低碳板条马氏体型低温钢，具有良好的淬硬性，进两相区淬火(820℃淬火+660℃淬火+580℃回火)处理，其-196℃低温韧度可以提高到223j，在回火中形成的逆转奥氏体在极低温度下仍然很温定。故内缸套1采用9ni钢材质，力学性能优越，使用效果好。
41.进一步的，在本实用新型的一些实施例中，上述活塞15包括活塞头151和用于驱动上述活塞头151滑动的活塞杆152，上述活塞头151滑动设于上述活塞腔102内，上述活塞头151的长度与上述高压腔的最大长度之和不超过上述活塞腔102长度的一半。
42.在上述实施例中，活塞15包括活塞头151和活塞杆152，活塞杆152的一端与增压泵的动力结构连接，其另一端与活塞头151连接，通过动力结构拉动活塞杆152运动，进而带动活塞15运动，从而配合完成吸入工作和排出工作，其中活塞头151的长度与高压腔的最大长度之和不超过活塞腔102长度的一半，这样一来，高压腔处对内缸套1产生的应力上限值也会降低，从而降低对内缸套1产生的疲劳损伤，有效降低内缸套1受到的应力值，从而延长内缸套1的使用寿命。
43.进一步的，上述活塞腔102内远离上述活塞头151的一端设有用于限制上述活塞头
151活动范围的限位件，上述限位件用于限制上述活塞头151的活动范围在上述内缸套1的中心以内。
44.在上述实施例中，通过设置限位件，可以更好地限制活塞头151的活动范围在内缸套1的中心以内，从而保证高压腔的变化范围不超过活塞腔102长度的一半，这样可以大大提高内缸套1工作的稳定性，降低疲劳损伤。
45.在本实施例的一些实施方式中，上述限位件为环形凸起103，上述环形凸起103的内径小于上述活塞腔102的内径。
46.在上述实施方式中，限位件可以为环形凸起103，环形凸起103的内径小于活塞腔102的内径，从而更好的对活塞头151的活动范围进行限制，从而保证高压腔的变化范围不超过活塞腔102长度的一半，使用效果好，且环形凸起103结构简单，也便于加工。
47.可选的，上述环形凸起103靠近上述活塞腔102的端面设有倾斜倒角，上述环形凸起103与上述内缸套1一体成型设计。
48.在上述实施例中，环形凸起103靠近活塞腔102的端面设有倾斜倒角，一方面便于加工，另一方面也能与活塞头151配合，避免活塞头151直接与环形凸起103发生碰撞造成损伤，使用效果好；另外环形凸起103与内缸套1一体成型设计，强度大，且也可以提高加工效率。
49.进一步的，在本实用新型的一些实施例中，上述内缸套1的周外侧设有多个延其轴向设置的定位凸棱3，上述液压端缸套8内壁开设有多个与上述定位凸棱3配合的定位凹槽，多个上述定位凸棱3和多个上述定位凹槽一一对应。
50.在上述实施例中，内缸套1的周外侧设有多个延其轴向设置的定位凸棱3，可以起到定位作用，引导内缸套1快速安装到液压端缸套8内，并约束内缸套1的径向位移和旋转自由度，提高了内缸套1安装的稳定性，避免内缸套1抖动。
51.进一步的，在本实用新型的一些实施例中，上述内缸套1的尾端设有连接脚4，上述连接脚4的外径与上述蓄液凹槽2的内底壁相平，上述连接脚4的一端沿周侧方向等距设有多个连接卡槽5。
52.在上述实施例中，内缸套1的尾端设有连接脚4，可以用于安装在液压端缸套8内，且连接脚4的一端沿周侧方向设有多个连接卡槽5，可以使得内缸套1卡装在液压端缸套8内，使两者安装稳固；另外多个连接卡槽5等距设置，使得连接脚4与液压端缸套8的连接处受力更加均匀，从而使得两者安装更加稳固，使用效果好。
53.进一步的，在本实用新型的一些实施例中，上述内缸套1的头端与上述阀座9之间设有密封垫18，上述内缸套1的头部端面侧壁上设有用于安装上述密封垫18的密封槽6。
54.在上述实施例中，内缸套1的头端与阀座9之间设有密封垫18，可以提高阀座9与内缸套1之间的密封性，同时也起到防撞缓冲的作用，此外内缸套1头部端面侧壁上设有密封槽6，可以用于引导密封垫18进行定位安装，避免密封垫18在安装过程中发生平移，从而保证内缸套1与液压端缸套8之间的密封性。
55.进一步的，在本实用新型的一些实施例中，上述液压端缸套8的端部设有端盖19，上述端盖19上设有与上述排出口13连通的通道，上述排出阀10与上述端盖19之间以及上述吸入阀11与上述阀体腔101的底壁之间均设有弹簧12。
56.在上述实施例中，端盖19设于液压端缸套8的端部，可以用于对液压端缸套8的端
部进行密封，且端盖19上设有与排出口13连通的通道，可以用于气体排出，排出阀10与端盖19之间以及吸入阀11与阀体腔101的底壁之间均设有弹簧12，这样可以保证排出阀10以及吸入阀11安装的稳定性，降低运行抖动。
57.在本实施例的一些实施方式中，上述端盖19内壁与上述阀体腔101的底壁上分别设有用于容纳上述弹簧12的弹簧限位槽7。
58.在上述实施方式中，端盖19内壁与阀体腔101的底壁上分别设有用于容纳弹簧12的弹簧限位槽7，通过弹簧限位槽7容纳弹簧12，并对弹簧12进行限位，使得排出阀10和吸入阀11处的弹簧12均安装稳固，从而更好地保证排出阀10和吸入阀11的使用效果。
59.综上，本实用新型的实施例提供一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，包括液压端缸套8、阀座9、吸入阀11、排出阀10、活塞15和内缸套1，上述内缸套1一端设有用于安装上述吸入阀11的阀体腔101，上述阀体腔101一侧设有用于使上述活塞15运动的活塞腔102，上述活塞腔102内位于上述活塞15前侧的空间为高压腔，上述活塞15的活动范围在上述内缸套1的中心以内，从而用于限制上述高压腔的变化范围不超过上述活塞腔102长度的一半；上述内缸套1设于上述液压端缸套8内，上述液压端缸套8的一端分别开设有与上述高压腔连通的排出口13和吸入口14，上述阀座9设于上述排出口13处，上述排出阀10设于上述阀座9上；上述内缸套1的外壁开设有蓄液凹槽2，上述蓄液凹槽2与上述液压端缸套8的内壁之间组成低压腔，上述液压端缸套8上分别开设有与上述低压腔相通的预冷孔入口16和预冷孔出口17。
60.本技术中，通过限制活塞头151的活动范围，将活塞头151活动范围从传统的全范围改成到约中心处以内，从而用于限制上述高压腔的变化范围不超过上述活塞腔102长度的一半，这样一来，高压腔处对内缸套1产生的应力上限值也会降低，从而降低对内缸套1产生的疲劳损伤，有效降低内缸套1受到的应力值，从而延长内缸套1的使用寿命。
61.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，包括液压端缸套、阀座、吸入阀、排出阀、活塞和内缸套，所述内缸套一端设有用于安装所述吸入阀的阀体腔，所述阀体腔一侧设有用于使所述活塞运动的活塞腔，所述活塞腔内位于所述活塞前侧的空间为高压腔，所述活塞的活动范围在所述内缸套的中心以内，从而使所述高压腔内的压力稳定且降低压力大小；所述内缸套设于所述液压端缸套内，所述液压端缸套的一端分别开设有与所述高压腔连通的排出口和吸入口，所述阀座设于所述排出口处，所述排出阀设于所述阀座上；所述内缸套的外壁开设有蓄液凹槽，所述蓄液凹槽与所述液压端缸套的内壁之间组成低压腔，所述液压端缸套上分别开设有与所述低压腔相通的预冷孔入口和预冷孔出口。2.根据权利要求1所述的一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，所述活塞包括活塞头和用于驱动所述活塞头滑动的活塞杆，所述活塞头滑动设于所述活塞腔内，所述活塞头的长度与所述高压腔的最大长度之和不超过所述活塞腔长度的一半。3.根据权利要求2所述的一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，所述活塞腔内远离所述活塞头的一端设有用于限制所述活塞头活动范围的限位件，所述限位件用于限制所述活塞头的活动范围在所述内缸套的中心以内。4.根据权利要求3所述的一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，所述限位件为环形凸起，所述环形凸起的内径小于所述活塞腔的内径。5.根据权利要求4所述的一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，所述环形凸起靠近所述活塞腔的端面设有倾斜倒角，所述环形凸起与所述内缸套一体成型设计。6.根据权利要求1所述的一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，所述内缸套的周外侧设有多个延其轴向设置的定位凸棱，所述液压端缸套内壁开设有多个与所述定位凸棱配合的定位凹槽，多个所述定位凸棱和多个所述定位凹槽一一对应。7.根据权利要求1所述的一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，所述内缸套的尾端设有连接脚，所述连接脚的外径与所述蓄液凹槽的内底壁相平，所述连接脚的一端沿周侧方向等距设有多个连接卡槽。8.根据权利要求1所述的一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，所述内缸套的头端与所述阀座之间设有密封垫，所述内缸套的头部端面侧壁上设有用于安装所述密封垫的密封槽。9.根据权利要求1所述的一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，所述液压端缸套的端部设有端盖，所述端盖上设有与所述排出口连通的通道，所述排出阀与所述端盖之间以及所述吸入阀与所述阀体腔的底壁之间均设有弹簧。10.根据权利要求9所述的一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，其特征在于，所述端盖内壁与所述阀体腔的底壁上分别设有用于容纳上述弹簧的弹簧限位槽。

技术总结

本实用新型提出了一种加氢站用液压增压泵液压端活塞固定结构，涉及增压泵技术领域。包括液压端缸套、阀座、吸入阀、排出阀、活塞和内缸套，内缸套一端设有用于安装吸入阀的阀体腔，阀体腔一侧设有用于使活塞运动的活塞腔，活塞腔内位于活塞前侧的空间为高压腔，活塞的活动范围在内缸套的中心以内，从而使高压腔内的压力稳定且降低压力大小；本结构通过限制活塞头的活动范围，将活塞头活动范围从传统的全范围改成到约中心处以内，从而使高压腔内的压力稳定，同时可以有效降低内缸套受到的应力值，从而延长内缸套的使用寿命。从而延长内缸套的使用寿命。从而延长内缸套的使用寿命。