專利名稱：活塞泵用陶瓷缸套的制作方法
技術領域：
本實用新型是活塞泵用的一種減載式陶瓷缸套。
在地礦勘探，石油開采的鉆井泵、固井泵、壓裂泵以及化學工業領域中用的耐酸泵中的中壓活塞泵和高壓活塞泵的陶瓷缸套采用陶瓷內套外部鑲嵌鋼質外套的結構。傳統的裝配技術是用鋼質外套與陶瓷內套烘裝過盈配合，利用過盈產生的“裝配壓力”對陶瓷內套由于泵壓作用于內腔表面形成的圓周向拉伸應力減載。利用過盈減載對內套表面和外套內表面的尺寸精度和烘裝技術都有很高的要求，否則，因沿配合面過盈量不均勻而產生應力集中會使內套碎裂。同時，由于陶瓷內套導熱性差，活塞在內套壁運動摩擦產生的熱量不易散發，形成高溫帶，使活塞容易老化，縮短活塞使用壽命。
本實用新型針對上述現有活塞泵中和缸套在生產，使用中存在的不足之處，設計提供了一種減載式的陶瓷缸套。
實現該實用新型的技術方案是采用氧化鋁陶瓷或氮化硅陶瓷，氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷材料制成的陶瓷缸套裝置在鋼質外套內腔中，其兩端分別由內套和外套的凸肩與弧段形撐腳支承在外套內腔表面上，在內套的外圓表面與外套的內圓表面之間設置有一個軸向長度稍大于活塞工作行程的環隙，通過傳壓孔與泵缸液力端直接通連或中間再串接一只單向閥，活塞工作時，環隙中充滿傳壓介質，使環隙產生的壓力能夠平衡、抵消泵壓作用于陶瓷內套表面時所產生的周向拉應力，致使陶瓷內套各部分的應力狀態在任何工況時，都處于三向受壓狀態。
本實用新型與現有技術相比，具有下述優點結構簡單，內外套表面不須全部精磨，裝配加工容易，克服了過盈配合對內、外套表面加工要求尺寸精度高，烘裝技術要求難度大的問題，大幅度地降低了加工成本，有效地減少了內套碎裂，提高了生產加工的成品率；在內、外套之間設置了環隙，環隙內有傳壓介質的液體，使內套的內壁和外壁都有液體冷卻，克服了陶瓷內套導熱性能差，改善了散熱條件，易于散失活塞摩擦形成高溫帶區的熱量，提高活塞使用壽命。
現在，結合實施例和附圖對本實用新型的技術內容作詳細的描述。
圖1是本實用新型的結構視圖。
圖2是本實用新型結構視圖的A－A剖面視圖。
圖3是本實用新型傳壓孔串接單向閥的結構視圖。
采用氧化鋁陶瓷或氮化硅陶瓷、氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷材料制成的陶瓷內缸6兩端通過凸肩以及弧段形撐腳8支承在鋼質外套5內圓表面。在陶瓷內套6的外圓表面與鋼質外套5的內圓面之間形成環隙7，其軸向長度等于或稍大于活塞工作的行程。環隙7的下端部位通過傳壓孔9直接與泵缸液力端相通，泵的工質如水、油、泥漿、酸、堿液在工況時進入環隙7中，也可以在環隙中充填顆粒狀的固體微粒如細砂，在液力端泵壓的擠壓作用下，形成沿環隙7軸向長度變化的壓力分布，改善陶瓷內套6應力的狀態，增強陶瓷內套6的承載能力，若在傳壓孔9與泵缸液力端之間串接單向閥10如圖3所示，則可使環隙7中傳壓介質的壓力保持或接近在最高泵壓值，克服了活塞泵工作時，因活塞往返運動給缸體內的壓力形成的周期脈沖變化，傳壓介質施加于陶瓷內套6外圓，表面和鋼質外套5內圓，表面的壓力也呈同步變化，陶瓷內套6和鋼質外套5的應力呈脈沖型交替變化。造成的壓力在環隙7內傳壓介質的變化，避免鋼質5外套出現疲勞損壞。在陶瓷內套6和鋼質外套5的兩個端面墊置有墊片1。并由螺旋壓蓋3軸向壓緊，緊固成一體。螺旋壓蓋3與陶瓷內套6和鋼質外套5的對接處置有密封環4，其目的是杜絕環隙7中傳壓介質在壓力作用下外泄。在螺旋壓蓋3與密封環4之間配置壓環2，便于調整螺旋壓蓋3與密封環4間的尺寸，同時被螺旋壓蓋3壓緊，使陶瓷內套6和內腔的良好的密封狀態。
權利要求1.一種活塞泵用陶瓷缸套，它包括有鋼質外套(5)和裝配在鋼質外套(5)內腔的陶瓷內套(6)，鋼質外套(5)和陶瓷內套(6)的兩端分別墊有墊片(1)，并用螺旋壓蓋(3)軸向壓緊，陶瓷內套(6)的兩端分別由凸肩和弧形撐腳(8)支承在鋼質外套(5)內圓周面上，其特征在于陶瓷套(6)和鋼質外套(5)間存在著環隙(7)通過傳壓孔(9)與泵缸液力端通連。
2.按權利要求1所述的活塞泵用陶瓷缸套，其特征在于環隙(7)的位置和軸向長度須復蓋活塞工作行程。
3.按權利要求1所述的活塞泵用陶瓷缸套，其特征在于傳壓孔(9)串接單向閥通連泵缸液壓力端。
專利摘要本實用新型公開了一種用于地礦勘探，石油開采和化學工業耐酸的中壓活塞泵和高壓活塞泵的陶瓷缸套。它包括有鋼質外套5和陶瓷內套6，在其中間有一個環隙7，它經單向閥10或無單向閥與泵缸液力端相通，構造簡單，比之烘裝過盈配合的傳統結構易于加工，減少加工成本。在環隙7中充滿傳壓介質，改善內套6的散熱條件和增強減載能力。提高活塞的使用壽命。
文檔編號F04B15/04GK2167210SQ9320801
公開日1994年6月1日 申請日期1993年3月25日 優先權日1993年3月25日
發明者孫敏超, 孫正柱 申請人:孫敏超