高壓高效柱塞泵用高強度整體式閥體制造技術

本實用新型專利技術屬于石油機械設備領域，具體涉及一種高壓高效柱塞泵用高強度整體式閥體，包括閥分體和導向爪，其特征在于：閥分體和導向爪采用同種材料且鑄造為一體結構，閥分體和導向爪的外圍連接過渡處采用大圓角結構。本閥體采用整體式結構，閥分體和導向爪鑄造為一體結構，相比傳統的分體式閥體，具有制作工藝簡化的優點，而且閥分體和導向爪采用同種材料，確保了材料一致性，使熱處理性能穩定；閥體外形連接過渡處采用大圓角結構，能夠避免熱處理后的應力集中現象，防止產品在使用中出現斷裂現象，從而提高了閥體整體的機械性能，延長了閥體使用壽命。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
高壓高效柱塞泵用高強度整體式閥體
本技術涉及一種高壓高效柱塞泵用高強度整體式閥體，屬于石油機械設備領域。
技術介紹
高壓高效柱塞泵是油田用于油氣井固井、壓裂、酸洗和注聚用的關鍵設備，存在工作壓力高(通常柱塞泵工作壓力為20MPa-140MPa)、負載重等特點。該類設備由動力端和液力端組成，柱塞泵在工作時，動力端通過曲軸連桿機構將柴油機或電動機的旋轉扭矩轉化成柱塞的軸向往復運動，液力端工作原理為容積式，柱塞往前運動時，吸入閥關閉，排出閥打開，高壓介質排出；柱塞往后運動時，吸入閥打開，排出閥關閉，高壓介質吸入，通過柱塞的不斷往復運動，完成高壓介質的連續排出過程。閥體是高壓高效柱塞泵液力端的關鍵零件，由于柱塞泵在工作過程中，曲軸每轉動一圈，閥體要開合一次，并且受到高壓力介質的沖擊和流體摩擦磨損，屬于易損件，因此需要閥體具有良好的綜合機械性能和耐磨耐腐蝕性能。通過與柱塞橡膠軟盤根配合形成密封環，用于保證形成柱塞泵液力端的工作壓力和連續工作過程，因此需要柱塞外表面必須能夠耐腐蝕和高耐磨。通常情況下，閥體在加工時，通常采用分體式結構(如圖2所示)，由閥分體4和導向爪6通過摩擦焊焊接成一體，其中閥分體4使用鍛打毛坯車削成型，導向爪6使用精密鑄造工藝鑄造成型，兩者經過粗加工后通過摩擦焊機焊接成為一體，形成焊縫5，然后再整體加工達到設計尺寸要求，基本工藝過程如下:閥分體處理過程:模鍛坯料一正火處理一噴丸處理一焊前粗加工導向爪處理過程:精鑄毛坯一正火處理一噴丸處理一焊前粗加工閥體整體處理過程:閥分體粗加工后半成品與導向爪粗加工后半成品摩擦焊接處理一碳氣共滲處理一洋火處理一噴丸處理一熱處理后精加工一檢測一打印標記一清洗一包裝一入庫因此分體式閥體主要存在以下問題:1、工藝過程復雜，工序多，質量過程不好控制。2、導向爪6為鑄件，容易存在鑄造缺陷，毛坯成品率低于80%，鑄造生產成本高，而且造成產品事故。3、閥分體4材質為中碳合金鋼，導向爪6材質為低碳鋼，兩者通過摩擦焊機進行焊接時，焊縫5質量不穩定，同時焊縫結合部位的兩側為直角結構7，容易形成應力集中，從而造成分體式閥體在使用過程中出現斷裂現象。
技術實現思路
根據以上現有技術中的不足，本技術要解決的技術問題是:提供一種制作工藝簡化、熱處理性能穩定、整體機械性能提高且使用壽命大大延長的高壓高效柱塞泵用高強度整體式閥體。本技術所述的高壓高效柱塞泵用高強度整體式閥體，包括閥分體和導向爪，閥分體和導向爪采用同種材料且鑄造為一體結構，閥分體和導向爪的外圍連接過渡處采用大圓角結構。本閥體中，由于閥分體和導向爪采用同種材料且鑄造為一體結構，因此采用整體式鍛打毛坯機械加工成型即可，從而減少了工藝流程，同時保證了材料一致性，熱處理性能穩定；而且閥體外形(即閥分體和導向爪的外圍)連接過渡處采用大圓角結構，能夠避免熱處理后的應力集中現象，防止產品在使用中出現斷裂現象，從而提高了閥體整體的機械性能，延長了閥體使用壽命。所述的閥分體和導向爪采用35CrNiMo材料，該材料具有綜合機械性能優良，淬火處理淬透性好等優點。本技術與現有技術相比所具有的有益效果是:本閥體采用整體式結構，閥分體和導向爪鑄造為一體結構，相比傳統的分體式閥體，具有制作工藝簡化的優點，而且閥分體和導向爪采用同種材料，確保了材料一致性，使熱處理性能穩定；閥體外形連接過渡處采用大圓角結構，能夠避免熱處理后的應力集中現象，防止產品在使用中出現斷裂現象，從而提高了閥體整體的機械性能，延長了閥體使用壽命O【附圖說明】圖1是本技術的結構示意圖；圖2是原分體式閥體的結構示意圖。圖中:1、閥分體；2、大圓弧結構；3、導向爪；4、閥分體；5、焊縫；6、導向爪；7、直角結構。【具體實施方式】下面結合附圖對本技術的實施例做進一步描述:如圖1所示，本高壓高效柱塞泵用高強度整體式閥體，包括閥分體I和導向爪3，閥分體I和導向爪3采用同種材料且鑄造為一體結構，閥分體I和導向爪3的外圍連接過渡處采用大圓角結構2。其中，閥分體I和導向爪3采用35CrNiMo材料，該材料具有綜合機械性能優良，淬火處理淬透性好等優點。本閥體中，由于閥分體I和導向爪3采用同種材料且鑄造為一體結構，因此采用整體式鍛打毛坯機械加工成型即可，從而減少了工藝流程，同時保證了材料一致性，熱處理性能穩定；而且閥體外形(即閥分體I和導向爪3的外圍)連接過渡處采用大圓角結構，能夠避免熱處理后的應力集中現象，防止產品在使用中出現斷裂現象，從而提高了閥體整體的機械性能，延長了閥體使用壽命。本閥體的基本工藝處理路線如下所示:模鍛坯料一熱處理前粗加工一碳氮共滲處理一淬火處理一噴丸處理一熱處理后精加工一檢測一打印標記一清洗一包裝一入庫本整體式閥體具有以下主要性能指標:(I)使用壽命:提高2-3倍；(2)表面硬度達到HRc45_52，芯部硬度為HRc28_32，既保證閥體芯部材料韌性又提高了工作表面耐磨性；(3)綜合機械性能:提高1-2倍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓高效柱塞泵用高強度整體式閥體，包括閥分體（1）和導向爪（3），其特征在于：閥分體（1）和導向爪（3）采用同種材料且鑄造為一體結構，閥分體（1）和導向爪（3）的外圍連接過渡處采用大圓角結構（2）。

【技術特征摘要】
1.一種高壓高效柱塞泵用高強度整體式閥體，包括閥分體(I)和導向爪(3)，其特征在于:閥分體(I)和導向爪(3)采用同種材料且鑄造為一體結構，閥分體(I)和導向爪(3)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王澤剛，李克雷，李念軍，岳林，肖國濤，汪軍，
申請(專利權)人：山東維爾特石油裝備有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37