CN211314688U - 一种流体柱塞泵和液压系统 - Google Patents

Abstract

一种流体柱塞泵和液压系统，流体柱塞泵包括：缸体，其内部的活塞腔偏心设置，缸体的侧壁在周向上形成薄壁段、厚壁段和两个过渡连接段；和活塞，安装在活塞腔内，活塞的侧壁和缸体的侧壁之间形成流体主腔，流体主腔内具有分隔部，分隔部位于缸体的内侧面上、并分隔流体主腔成长度可变地两个流体腔，活塞的两端和缸体的两端之间形成长度可变地两个液压腔；缸体的端部设置有两个液压接口和两个流体接口，厚壁段内设置有两个流体通道，两个流体接口通过两个流体通道与两个流体腔连通，薄壁段和过渡连接段的强度因不设置流体通道而满足设计要求，厚壁段的厚度因增大而满足强度要求，而整个缸体的体积不改变，不会影响在固定座上进行位置调试。

Description

一种流体柱塞泵和液压系统

技术领域

本文涉及液压设备技术，尤指一种流体柱塞泵和一种液压系统。

背景技术

专利ZL200820109810.0提供了一种流体泵抽缸，如图1所示，标号3’为两个液压腔，标号4’为两个流体腔，且液压腔和流体腔的直径不同。故在往复抽吸过程中，泵抽缸的两个泵向排量不同(两个泵向的抽吸速度存在近一倍的差异)，地层流体取样过程中两泵向压降存在差异，而易出砂地层取样需要较精准控制压降来保证取样过程的安全性。

该泵抽缸采取的解决方法是：在高泵速一侧泵抽时，将压力降低到安全压降内。但是此方法在低泵速一侧会造成泵效浪费，影响取样效率。同时在泵抽缸换向过程中流体管线内部会出现较为严重返吐现象，泵抽缸换向瞬间会造成流体识别数据失真，影响整个泵排过程中流体识别数据的完整性，同时也会影响灌样效率，严重时甚至无法使样桶完全过压充满，影响取样作业效果。

另外，如图1所示，流体泵抽缸的外侧面上设置有两个液压接口(11-1’和11-2’)和两个流体接口(12-1’和12-2’)，流体接口通过流体通道与流体腔连通，液压接口通过液压通道与液压腔连通，由于流体通道和液压通道均分散设置在流体泵抽缸的侧壁内，为了保证流体泵抽缸的结构强度，这就需要增加流体泵抽缸的整体壁厚，造成流体泵抽缸的体积增加的较大，应用于液压系统时更不便于流体泵抽缸在固定座上进行位置调试，即：两个液压接口和两个流体接口与固定座上的接口不能够快速地对应好。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少之一，本文提供了一种流体柱塞泵，其强度满足使用要求、而体积不改变，应用于液压系统时不影响流体柱塞泵在固定座上进行位置调试。

本发明实施例提供的流体柱塞泵，包括：缸体，其内部的活塞腔偏心设置，所述缸体的侧壁在周向上形成薄壁段、厚壁段、连接所述薄壁段和所述厚壁段的两个过渡连接段；和活塞，安装在所述活塞腔内，所述活塞的侧壁和所述缸体的侧壁之间形成流体主腔，所述流体主腔内具有分隔部，所述分隔部位于所述缸体的内侧面上、并分隔所述流体主腔成长度可变地两个流体腔，所述活塞的两端和所述缸体的两端之间形成长度可变地两个液压腔，两个所述流体腔和两个所述液压腔在所述缸体的轴线上依次设置、并相互独立；其中，所述缸体的端部设置有两个液压接口和两个流体接口，所述厚壁段内设置有两个流体通道，两个所述流体接口通过两个所述流体通道与两个所述流体腔连通。

可选地，一个所述流体接口和一个所述液压接口位于所述缸体的一端，另一个所述流体接口和另一个所述液压接口位于所述缸体的另一端，两个所述液压接口均与其临近的所述液压腔连通。

可选地，两个所述流体接口位于所述缸体的一端，两个所述液压接口位于所述缸体的另一端，所述厚壁段内还设置有一液压通道，一所述液压接口与其临近的所述液压腔连通，另一所述液压接口与其远离的所述液压腔通过所述液压通道连通。

可选地，两个所述流体接口和两个所述液压接口均位于所述缸体的侧壁上，所述缸体上设置有周向调节部和轴向调节部，所述周向调节部用于调节所述缸体的周向位置，所述轴向调节部用于调节所述缸体的轴向位置。

可选地，所述周向调节部为凸起于所述缸体外侧面上的调节块，所述轴向调节部为凹陷于所述缸体外侧面上的调节槽。

可选地，两个所述流体腔的横截面积相同。

可选地，所述缸体包括：缸筒；第一安装件，通过第一锁紧环安装在所述缸筒的一端；第二安装件，通过第二锁紧环安装在所述缸筒的另一端，所述缸筒、所述第一安装件和所述第二安装件之间形成所述活塞腔；固定活塞，固定在所述缸筒的内侧面上，所述分隔部为所述固定活塞；和位移传感器，一端固定在所述第一安装件或所述第二安装件上、另一端密封穿装在所述活塞内。

本发明提供的液压系统，包括：上述任一实施例所述的流体柱塞泵；流体控制线路，连接两个所述流体接口；和液压控制线路，连接两个所述液压接口。

可选地，所述液压控制线路：第一液压管路，通过第一电磁阀与两个所述液压接口中的一个相连接；和第二液压管路，通过第二电磁阀与两个所述液压接口中的另一个相连接。

可选地，所述流体控制线路：第一控制线路，包括第三液压管路和与所述第三液压管路相连接的第三电磁阀；第二控制线路，包括第四液压管路和与所述第四液压管路相连接的第四电磁阀；常开的第三流体阀和第四流体阀，其一端分别与两个所述流体接口相连接、另一端均与流体管路的一端相连接；所述流体管路；常开的第一流体阀和第二流体阀，其一端分别与两个所述流体接口相连接、另一端均与取样管路的一端相连接；和所述取样管路；其中，所述第一流体阀和所述第三流体阀的控制端均与所述第三电磁阀相连接，所述第二流体阀和所述第四流体阀的控制端均与第四电磁阀相连接。

与现有技术相比，本发明提供的流体柱塞泵，活塞腔偏心设置在缸体内，流体通道集中设置在缸体的厚壁段内，这样不仅薄壁段和过渡连接段的强度因不设置流体通道而满足设计要求，厚壁段的厚度也因增大而满足强度要求，而整个缸体的体积不改变，应用于液压系统时不会影响流体柱塞泵在固定座上进行位置调试。

本文的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本文而了解。本文的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本文技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本文的技术方案，并不构成对本文技术方案的限制。

图1为相关技术所述的流体泵抽缸的剖视结构示意图；

图2为本发明一个实施例所述的流体柱塞泵的分解结构示意图；

图3和图4为图2中缸筒的立体结构示意图；

图5为图2中第二安装件的立体结构示意图；

图6为本发明一个实施例所述的液压系统的结构流程图。

其中，图2至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

11厚壁段，12缸筒，13第一安装件，14第一锁紧环，15第二安装件， 16位移传感器，17安装头，18固定活塞，19第二锁紧环，2活塞，31流体腔，32液压腔，4连接管，5周向调节部；

100第一液压管路，200第二液压管路，301第一电磁阀，302第二电磁阀，303第三电磁阀，304第四电磁阀，400第三液压管路，501第一流体阀，502第二流体阀，503第三流体阀，504第四流体阀，600流体管路， 700取样管路。

具体实施方式

为使本文的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本文的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本文，但是，本文还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本文的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明实施例提供的流体柱塞泵，如图2至图5所示，包括：缸体，其内部的活塞腔偏心设置，缸体的侧壁在周向上形成薄壁段、厚壁段11、连接薄壁段和厚壁段11的两个过渡连接段；和活塞2，安装在活塞腔内，活塞2 的侧壁和缸体的侧壁之间形成流体主腔，流体主腔内具有分隔部，分隔部位于缸体的内侧面上、并分隔流体主腔成相互独立且长度可变地两个流体腔31，活塞2的两端和缸体的两端之间形成长度可变地两个液压腔32，两个流体腔31和两个液压腔32在缸体的轴线上依次设置、并相互独立；其中，缸体的端部设置有两个液压接口和两个流体接口，厚壁段11内设置有两个流体通道，两个流体接口通过两个流体通道与两个流体腔31连通。

该流体柱塞泵，活塞腔偏心设置在缸体内，流体通道集中设置在缸体的厚壁段11内，这样不仅薄壁段和过渡连接段的强度因不设置流体通道而满足设计要求，厚壁段11的厚度也因增大而满足强度要求，而整个缸体的体积不改变，应用于液压系统时不会影响流体柱塞泵在固定座上进行位置调试。

而且，两个液压腔32的横截面积相同，则活塞2前进和后退速度相同。两个流体腔31的横截面积相同，则活塞2前进和后退流体的抽吸量也相同，流体柱塞泵的形成更稳定。

制成的流体柱塞泵，地层流体取样过程中两泵向压降相同，满足易出砂地层取样需要较精准控制压降来保证取样过程安全性的取样要求。能够改善在流体柱塞泵换向过程中流体管线内部出现的较为严重的返吐现象，解决流体柱塞泵换向瞬间造成的流体识别数据失真问题，确保整个泵排过程中流体识别数据的完整性，取样作业效果更好。

该泵是需要安装在仪器基体上的，空间受到极大限制，故泵的直径不能随意制作(一般最大直径为85mm)。故该泵的侧壁在周向上设计成薄壁段、厚壁段11、连接薄壁段和厚壁段11的两个过渡连接段的结构，泵的直径增加的较小，更好地适应于小空间。

在一示例性实施例中，一个流体接口和一个液压接口位于缸体一端的侧壁上，另一个流体接口和另一个液压接口位于缸体另一端的侧壁上，两个液压接口均与其临近的液压腔32连通，其结构简单，缸体强度高。

在另一示例性实施例中，两个流体接口位于缸体一端的侧壁上，两个液压接口位于缸体另一端的侧壁上，厚壁段11内还设置有一液压通道，一液压接口与其临近的液压腔32连通，另一液压接口与其远离的液压腔32通过液压通道连通(可参见图6)，也可实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，在此不再赘述，均应属于本申请的保护范围内。两条流体通道和一条液压通道均设置在厚壁段11内，可以保证缸体各位置的强度均能够满足要求，同时缸体的整体直径也较小。

另外，两个流体接口和两个液压接口均位于缸体的侧壁上，缸体上设置有周向调节部和轴向调节部，周向调节部用于调节缸体的周向位置(即角度)，轴向调节部用于调节缸体的轴向位置。周向调节部可以为凸起于缸体外侧面上的调节块等结构，轴向调节部可以为凹陷于缸体外侧面上的调节槽等结构 (如沿缸体的轴向设置的腰形槽等)，以在流体柱塞泵安装在仪器基体上时进行位置调节。

再者，两个流体腔31的横截面积相同，以确保活塞2前进和后退的速度相同，流体的抽吸量也相同，活塞2换向过程中流体不会发生混相，防止流体出现“跳尖”问题。

具体地，如图2至图5所示，缸体包括：缸筒12；第一安装件13，通过第一锁紧环14安装在缸筒12的一端；第二安装件15，通过第二锁紧环19 安装在缸筒12的另一端，缸筒12、第一安装件13和第二安装件15之间形成活塞腔；固定活塞18，固定在缸筒12的内侧面上，分隔部为固定活塞18；和位移传感器16，一端固定在第一安装件13或第二安装件15上、另一端密封穿装在活塞2内，用于确定活塞2在缸筒12内的运动位置(活塞2沿位移传感器16往复移动)。第一安装件13的外侧还安装有安装头17等部件。两个流体通道通过第二安装件15与两个流体接口连通，液压通道和临近第一安装件13的液压腔32通过第一安装件13与两个液压接口对应连通。周向调节部和轴向调节部可以均位于第二安装件15上，第二安装件15和缸筒12上具有需要对接连通的通道(通过连接管4对接连通后形成流体通道)，第二安装件15和缸体组装过程中，可以通过调节周向调节部5和轴向调节部来调节第二安装件15与缸筒12的相对位置，这样可以解决制造误差带来的安装问题。周向调节部5页轴向调节部也可以为同一结构。

活塞2包括活塞杆和安装在活塞杆一端的活塞套，活塞杆的另一端的侧壁上设置于环形凸台，流体柱塞泵内，轴向上固定活塞2位于环形凸台和活塞套之间，环形凸台和固定活塞18之间以及固定活塞18和活塞套之间形成两个流体腔。

本发明提供的液压系统，如图6所示，包括：上述任一实施例所述的流体柱塞泵；流体控制线路，连接两个所述流体接口；和液压控制线路，连接两个所述液压接口。

本发明提供的液压系统，具备上述任一实施例所述的流体柱塞泵的全部优点，在此不再赘述。

其中，如图6所示，两个液压接口包括a1和a2，液压控制线路：第一液压管路100，通过第一电磁阀301与a2相连接；和第二液压管路200，通过第二电磁阀302与a1相连接。第一电磁阀301和第二电磁阀302均为二位三通电磁换向阀。

再者，如图6所示，两个流体接口包括b1和b2，流体控制线路：第一控制线路，包括第三液压管路400和与第三液压管路400相连接的第三电磁阀303；第二控制线路，包括第四液压管路和与第四液压管路相连接的第四电磁阀304；常开的第三流体阀503和第四流体阀504，第三流体阀503的一端与b2相连接，第四流体阀504的一端与b1相连接，第三流体阀503和第四流体阀504的另一端均与流体管路600的一端相连接；流体管路600；常开的第一流体阀501和第二流体阀502，第一流体阀501的一端与b1相连接，第二流体阀502的一端与b2相连接，第一流体阀501和第二流体阀502的另一端均与取样管路700的一端相连接；和取样管路700；其中，第一流体阀 501和第三流体阀503的控制端均与第三电磁阀303相连接，第二流体阀502 和第四流体阀504的控制端均与第四电磁阀304相连接。两个液压腔32包括 A1和A2，两个流体腔31包括B1和B2，a1与A1相通，a2与A2相通，b1 与B1相通，b2与B2相通。第三液压管路400和第四液压管路可以为同一液压管路。

打开第四电磁阀304和第二电磁阀302，活塞2向右运动。

当第四电磁阀304和第二电磁阀302给电，第四电磁阀304和第二电磁阀302处于开通状态，控制第二流体阀502和第四流体阀504关闭，液压油通过a1口进入A1，A2通过a2口回油；第一流体阀501和第三流体阀503 仍处于打开状态；B1通过b1口处于排液状态，流体通过第一流体阀501排至取样管路700(可以排到井筒或者直接储存到取样筒中)；B2自b2口通过第三流体阀503自流体管路600抽吸流体。

打开第三电磁阀303和第一电磁阀301，活塞2向左运动。

当第三电磁阀303和第一电磁阀301给电，第三电磁阀303和第一电磁阀301处于开通状态，控制第一流体阀501和第三流体阀503关闭，液压油通过a2口进入A2，A1通过a1口回油；第二流体发和第四流体阀504仍处于打开状态；B2通过b2口处于排液状态，流体通过第二流体阀502排至取样管路700(可以排到井筒或者直接储存到取样筒中)；B1自b1口通过第三流体阀503自流体管路600抽吸流体。

综上所述，本发明提供的流体柱塞泵，活塞腔偏心设置在缸体内，流体通道集中设置在缸体的厚壁段内，这样不仅薄壁段和过渡连接段的强度因不设置流体通道而满足设计要求，厚壁段的厚度也因增大而满足强度要求，而整个缸体的体积不改变，应用于液压系统时不会影响流体柱塞泵在固定座上进行位置调试。

在本文的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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文中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本文的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本文所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本文而采用的实施方式，并非用以限定本文。任何本文所属领域内的技术人员，在不脱离本文所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本文的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种流体柱塞泵，其特征在于，包括：

缸体，其内部的活塞腔偏心设置，所述缸体的侧壁在周向上形成薄壁段、厚壁段、连接所述薄壁段和所述厚壁段的两个过渡连接段；和

活塞，安装在所述活塞腔内，所述活塞的侧壁和所述缸体的侧壁之间流体主腔，所述流体主腔内具有分隔部，所述分隔部位于所述缸体的内侧面上、并分隔所述流体主腔成长度可变地两个流体腔，所述活塞的两端和所述缸体的两端之间形成长度可变地两个液压腔，两个所述流体腔和两个所述液压腔在所述缸体的轴线上依次设置、并相互独立；

其中，所述缸体的端部设置有两个液压接口和两个流体接口，所述厚壁段内设置有两个流体通道，两个所述流体接口通过两个所述流体通道与两个所述流体腔连通。

2.根据权利要求1所述的流体柱塞泵，其特征在于，一个所述流体接口和一个所述液压接口位于所述缸体的一端，另一个所述流体接口和另一个所述液压接口位于所述缸体的另一端，两个所述液压接口均与其临近的所述液压腔连通。

3.根据权利要求1所述的流体柱塞泵，其特征在于，两个所述流体接口位于所述缸体的一端，两个所述液压接口位于所述缸体的另一端，所述厚壁段内还设置有一液压通道，一所述液压接口与其临近的所述液压腔连通，另一所述液压接口与其远离的所述液压腔通过所述液压通道连通。

4.根据权利要求1所述的流体柱塞泵，其特征在于，两个所述流体接口和两个所述液压接口均位于所述缸体的侧壁上，所述缸体上设置有周向调节部和轴向调节部，所述周向调节部用于调节所述缸体的周向位置，所述轴向调节部用于调节所述缸体的轴向位置。

5.根据权利要求4所述的流体柱塞泵，其特征在于，所述周向调节部为凸起于所述缸体外侧面上的调节块，所述轴向调节部为凹陷于所述缸体外侧面上的调节槽。

6.根据权利要求1所述的流体柱塞泵，其特征在于，两个所述流体腔的横截面积相同。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的流体柱塞泵，其特征在于，所述缸体包括：

缸筒；

第一安装件，通过第一锁紧环安装在所述缸筒的一端；

第二安装件，通过第二锁紧环安装在所述缸筒的另一端，所述缸筒、所述第一安装件和所述第二安装件之间形成所述活塞腔；

固定活塞，固定在所述缸筒的内侧面上，所述分隔部为所述固定活塞；和

位移传感器，一端固定在所述第一安装件或所述第二安装件上、另一端密封穿装在所述活塞内。

8.一种液压系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至7中任一项所述的流体柱塞泵；

流体控制线路，连接两个所述流体接口；和

液压控制线路，连接两个所述液压接口。

9.根据权利要求8所述的液压系统，其特征在于，所述液压控制线路：

第一液压管路，通过第一电磁阀与两个所述液压接口中的一个相连接；和

第二液压管路，通过第二电磁阀与两个所述液压接口中的另一个相连接。

10.根据权利要求8所述的液压系统，其特征在于，所述流体控制线路：

第一控制线路，包括第三液压管路和与所述第三液压管路相连接的第三电磁阀；

第二控制线路，包括第四液压管路和与所述第四液压管路相连接的第四电磁阀；

常开的第三流体阀和第四流体阀，其一端分别与两个所述流体接口相连接、另一端均与流体管路的一端相连接；

所述流体管路；

常开的第一流体阀和第二流体阀，其一端分别与两个所述流体接口相连接、另一端均与取样管路的一端相连接；和

所述取样管路；

其中，所述第一流体阀和所述第三流体阀的控制端均与所述第三电磁阀相连接，所述第二流体阀和所述第四流体阀的控制端均与第四电磁阀相连接。

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