油水增压器成套系统.pdf

1、(10)申请公布号 CN 104006012 A (43)申请公布日 2014.08.27 C N 1 0 4 0 0 6 0 1 2 A (21)申请号 201410196410.8 (22)申请日 2014.05.12 F15B 3/00(2006.01) F15B 13/02(2006.01) F15B 15/20(2006.01) (71)申请人天津优瑞纳斯液压机械有限公司 地址 300385 天津市西青区经济开发区兴华 二支路20号 (72)发明人王建中 刘兵 赵斌 李天涛 (74)专利代理机构天津市杰盈专利代理有限公 司 12207 代理人朱红星 (54) 发明名称 油水增压器成套

2、系统 (57) 摘要 本发明公开了一种油水增压器成套系统，包 括动力系统、控制系统、执行元件及辅助装置。动 力系统包括电机泵，辅助装置包括吸油滤油器、回 油滤油器、压力表和水过滤器；执行元件为增压 缸，增压缸内部设置有无杆腔、有杆腔和水腔；控 制系统包括第一单向阀、两通电磁阀和电液换向 阀。本发明的油水增压器成套系统，系统结构简 单紧凑，易于实现控制，适于全面推广；系统效率 高，相同条件下，该系统的高压水排水量较传统增 压器能提高几十倍甚至更高；降低成本及维护方 便等；控制系统压力低，控制元件结构尺寸小，节 省空间；控制系统可实现压力的两档主要压力的 切换且操作简单；系统集程度高，易于实现移动

3、 试压；增压部件结构简单，易于实现产品系列化。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104006012 A CN 104006012 A 1/1页 2 1.一种油水增压器成套系统，包括动力系统、控制系统、执行元件及辅助装置，动力系 统包括电机泵（4），辅助装置包括吸油滤油器（2）、回油滤油器（5）、压力表（8）和水过滤器 （20）；水过滤器（20）与水源连接；其特征在于：执行元件为增压缸（16），增压缸（16）内部 设置有无杆腔、有杆腔和水腔；控

4、制系统包括第一单向阀（7）、两通电磁阀（11）、和电液换 向阀（14）；吸油滤油器（2）、电机泵（4）、第一单向阀（7）、两通电磁阀（11）、电液换向阀（14） 和回油滤油器（5）依次连接形成回路连接至油源；电液换向阀（14）的两个输出端分别连接 至增压缸（16）的无杆腔和有杆腔，水过滤器（20）经吸水单向阀（19）连接至增压缸（16）的 水腔，出水单向阀（17）也与增压缸（16）的水腔连接。 2.根据权利要求1所述的油水增压器成套系统，其特征在于：增压缸（16）内部设置有 油腔活塞杆（22）和水腔柱塞杆（21）；油腔活塞杆（22）的内部空心，水腔柱塞杆（21）连接 在油腔活塞杆（22）的内部

5、，并可相对滑动；水腔柱塞杆（21）的后端与油腔活塞杆（22）的内 壁之间形成水腔（24），油腔活塞杆（22）的前端与水腔柱塞杆（21）的外壁及增压缸缸筒之 间形成无杆腔（23），油腔活塞杆（22）的后方为有杆腔。 3.根据权利要求1所述的油水增压器成套系统，其特征在于：电机泵（4）和回油滤油器 （5）之间连接有溢流阀（6）；第一单向阀（7）和回油滤油器（5）之间连接有卸荷阀（9），卸荷 阀（9）与压力表（8）连接。 4.根据权利要求1所述的油水增压器成套系统，其特征在于：控制系统还包括第二单 向阀（12）和减压阀（10），第二单向阀和减压阀串联后再与两通电磁阀（11）并联。 5.根据权利要求1

6、所述的油水增压器成套系统，其特征在于：增压缸内两活塞面积比 是利用无杆腔将油水隔开，且两介质之间均有单独密封。 权 利 要 求 书CN 104006012 A 1/3页 3 油水增压器成套系统 技术领域 0001 本发明属于机械制造技术领域，涉及一种油水增压器成套系统。 背景技术 0002 油水增压器主要是为防喷器及管汇等采油设备提供高压水，并对这些设备的耐压 保压性能进行测试，由于防喷器及管汇等采油设备需水量较大,且水压非常高（达70Mpa）， 至今为止，油水增压器主要由高低压水泵及控制系统组成，低压水泵先在大排量下向防喷 器内注入大量的水，当压力达到一定值时，再利用高压水泵提高压力。因此该

7、系统主要存在 以下几点不足：1 由于高压水泵排水量非常小，若管汇较长，试验效率会非常低；2 由于 采用双泵供水，控制系统较为复杂；3 由于出水压力非常高，控制设备庞大；4高压水泵对 介质的清洁度要求高且寿命较短。 发明内容 0003 本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种油水增压器成套系统。 0004 本发明为解决这一问题所采取的技术方案是: 本发明的油水增压器成套系统，包括动力系统、控制系统、执行元件及辅助装置，动力 系统包括电机泵，辅助装置包括吸油滤油器、回油滤油器、压力表和水过滤器；水过滤器与 水源连接；执行元件为增压缸，增压缸内部设置有无杆腔、有杆腔和水腔；控制系统包括第 一单

8、向阀、两通电磁阀和电液换向阀；吸油滤油器、电机泵、第一单向阀、两通电磁阀、电液 换向阀和回油滤油器依次连接形成回路连接至油源；电液换向阀的两个输出端分别连接至 增压缸的无杆腔和有杆腔，水过滤器经吸水单向阀连接至增压缸的水腔，出水单向阀与增 压缸的水腔连接。 0005 所述的增压缸内部设置有油腔活塞杆和水腔柱塞杆；油腔活塞杆的内部空心，水 腔柱塞杆连接在油腔活塞杆的内部，并可相对滑动；水腔柱塞杆的后端与油腔活塞杆的内 壁之间形成水腔，油腔活塞杆的前端与水腔柱塞杆的外壁及增压缸缸筒之间形成无杆腔， 油腔活塞杆的后方为有杆腔。 0006 所述的电机泵和回油滤油器之间连接有溢流阀；第一单向阀和回油滤油

9、器之间连 接有卸荷阀，卸荷阀与压力表连接。 0007 本发明的优点和积极效果为： 本发明的油水增压器成套系统，系统结构简单紧凑，易于实现控制，适于全面推广；系 统效率高，相同条件下，该系统的高压水排水量较传统增压器能提高几十倍甚至更高；降低 成本及维护方便等； 控制系统压力低，控制元件结构尺寸小，节省空间；控制系统可实现压 力的两档主要压力的切换且操作简单，同时也可对压力实现无级调节；系统集程度高，易于 实现移动试压；增压部件结构简单，易于实现产品系列化。 0008 传统的增压缸高压水腔与油腔之间只用一道密封相隔，若长时间使用后密封存在 泄漏，则对系统必然造成很大的影响，且泄漏量小时不容易发现

10、，本发明利用无杆腔将油水 说 明 书CN 104006012 A 2/3页 4 隔开，且两介质之间均有单独密封，因此即使密封损坏发生泄漏现象，油水也不会发生混 合，而且容易被发现，从而又解决了不同介质之间泄漏问题对系统造成的影响。 附图说明 0009 图1是本发明的油水增压器成套系统的结构框图； 图2是本发明的增压缸的内部结构图; 图中主要部件标号说明： 1：空气滤清器 2：吸油滤油器 3：液位计 4：电机泵 5：回油滤油器 6：溢流阀 7：第一单向阀 8：压力表 9：卸荷阀 10：减压阀 11：两通电磁阀 12：第二单向阀 13：安全阀 14：电液换向阀 15：液控单向阀 16：增压缸 17

11、：出水单向阀 18：压力传感器 19：吸水单向阀 20：水过滤器 21：水腔柱塞杆 22：油腔活塞杆 23：水腔 24：无杆腔。 具体实施方式 0010 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，附图中与现有技术相同的部 件采用了相同的标号。下述各实施例仅用于说明本发明而并非对本发明的限制。 0011 图1是本发明的油水增压器成套系统的结构框图，如图1所示，本发明的油水增压 器成套系统，包括动力系统、控制系统、执行元件及辅助装置，动力系统包括电机泵4；控制 系统包括溢流阀6、第一单向阀7、卸荷阀9、减压阀10、两通电磁阀11、第二单向阀12、安全 阀13、电液换向阀14、液控单向阀15、出

12、水单向阀17、吸水单向阀19和压力传感器18；执 行元件为增压缸16，增压缸16内部设置有无杆腔、有杆腔和水腔；辅助装置包括空气滤清 器1、吸油滤油器2、液位计3、回油滤油器5、压力表8和水过滤器20。 0012 水过滤器20与水源连接；空气滤清器1、吸油滤油器2、回油滤油器5和液位计3 连接至油源。吸油滤油器2、电机泵4、第一单向阀7、两通电磁阀11、电液换向阀14和回油 滤油器5依次连接形成回路。电液换向阀14的两个输出端分别连接至增压缸16的无杆腔 和有杆腔，水过滤器20经吸水单向阀19连接至增压缸16的水腔，压力传感器18经出水单 向阀17与增压缸16的水腔连接。 0013 电机泵4和

13、回油滤油器5之间连接有溢流阀6，第一单向阀7和回油滤油器5之间 连接有卸荷阀9，卸荷阀9与压力表8连接。第二单向阀12和减压阀10串联后再与两通电 磁阀11并联。减压阀10的两端分别连接测压排气接头K1和K2。高压水的压力大小通过 减压阀10进行两个档位切换，低压为35MPa；高压为70Mpa。两个档位压力均可进行手动无 级调节，但最高压力不可超过70 Mpa。安全阀13连接到电液换向阀14的输入端，安全阀保 说 明 书CN 104006012 A 3/3页 5 证进入增压缸的压力不会超过系统所要求的限定值。电液换向阀14内有两个电磁铁，两块 电磁铁循环动作。 0014 图2是本发明的增压缸的

14、内部结构图。如图2所示，增压缸16内部设置有油腔活 塞杆22和水腔柱塞杆21。油腔活塞杆22的内部空心，水腔柱塞杆21连接在油腔活塞杆的 内部，并可相对滑动。水腔柱塞杆21的后端与油腔活塞杆22的内壁之间形成水腔24，油腔 活塞杆22的前端与水腔柱塞杆21的外壁及增压缸16缸筒之间形成无杆腔23，油腔活塞 杆22的后方为有杆腔。增压缸利用流体力学基本原理，通过活塞面积比来实现高压水的输 出。 0015 本发明利用增压缸16代替高低压水泵，系统结构简单，控制方便，效率高；易于实 现出水压力的无级调节。传统的增压缸高压水腔与油腔之间只用一道密封相隔，若长时间 使用后密封存在泄漏，则对系统必然造成很

15、大的影响，且泄漏量小时不容易发现。本发明的 增压缸16的水腔与无杆油腔之间均有单独密封，而且两密封之间存在空腔，因此即使密封 损坏，两腔的介质也不会混合，且容易发现，从而及时更换，从而避免因系统损坏而造成的 不必要的损失。 本发明的一种油水增压器成套系统的工作过程如下： 系统默认状态为高压，液压油经吸油滤油器2进入电机泵4并将高压油输入到系统，当 1DT得电时，液压油进入增压缸16的有杆腔21，增压缸16的油腔活塞杆22缩回，水箱中的 水经水过滤器20、吸水单向阀19进入增压缸16的水腔，直至吸水过程结束。当2DT得电 时，液压油进入增压缸16的无杆腔，增压缸16的油腔活塞杆22伸出，水腔24内的水经出 水单向阀17进入试验设备当中。 0016 增压缸16输出水压分别为70MPa与35MPa，当两通电磁阀11失电时，输出水压为 70MPa，当两通电磁阀11得电时，输出水压为35MPa（即液压油经减压阀10再进入到增压缸 16中。 0017 为防止电机泵4带载启动，系统增加了卸荷阀9，当卸荷阀9失电时，系统卸荷并进 人低压循环过滤阶段，当卸荷阀9得电时，系统建压，且当压力达到溢流阀6设定压力时，系 统卸荷。 说 明 书CN 104006012 A 1/2页 6 图1 说 明 书 附 图CN 104006012 A 2/2页 7 图2 说 明 书 附 图CN 104006012 A