專利名稱：波紋管備用腔室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請要求2010年4月30日提交的美國申請序列號61/329，651的權(quán)益，該申請的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。
背景技術(shù)：
在例如圖I和圖2所示的典型的往復(fù)式活塞泵中，存在一個將高壓工作流體與泵周圍的大氣分離開的密封件。即使在完美條件下，這些密封件也可能在每一循環(huán)中滲出一些流體，并且此情況可能對密封件壽命是有害的。該流體可能凝固或結(jié)晶、并且被拉回到密封件中，從而縮短密封件壽命。歷史上，處理此種少量泄漏的一種方式曾是使用柔性波紋管密封件，該波紋管密封件產(chǎn)生了沒有滑動密封件被暴露的一種泵。在此種設(shè)計中，泵的入口 被導(dǎo)引通過高壓密封件，并且所得的低壓入口腔室被波紋管密封，該波紋管形成了氣密性的非滑動密封件。在泵往復(fù)移動時，波紋管改變?nèi)莘e，并且因此波紋管的不與工作流體接觸的側(cè)面通常通向大氣，以防止壓力累積。這種基本布局的問題是，當(dāng)波紋管由于包括疲勞、壓力過大或速度過快等各種條件而失效時，該波紋管可能造成實(shí)質(zhì)性的外部泄漏。在入口腔室中存在正壓的情況下尤其是如此。對于常用的滑動密封件不會發(fā)生這種情況，常用的滑動密封件通常以極慢的可預(yù)知的方式失效，而非突然破裂。發(fā)明的披露本發(fā)明的一個目標(biāo)是在結(jié)合了柔性波紋管作為主要密封件的泵中當(dāng)波紋管破裂時防止流體泄漏。本發(fā)明在波紋管破裂的情況下防止了流體漏出泵中或泵吸入空氣。理想情況下，這允許該泵繼續(xù)工作一段時間，直到可以方便地關(guān)掉泵并且替換該波紋管密封件。本發(fā)明通過在波紋管之后添加如圖3所示的一個額外的密封件和一個大容積備用腔室來彌補(bǔ)波紋管的突然破裂失效模式。該密封件和備用腔室的目的是在波紋管破裂后在有限時間內(nèi)容納工作流體。它也保持系統(tǒng)是密封的以防止泵吸入空氣、并且因此允許泵繼續(xù)運(yùn)行。在波紋管上方的備用密封件通常不接觸可能有腐蝕性的工作流體。這就允許該密封件經(jīng)歷較少的磨損，直到波紋管失效，此時必須要開始相對于工作流體進(jìn)行密封。該腔室的大小被確定為使得由于波紋管在正常操作期間被壓縮而造成的容積改變不會導(dǎo)致壓力的過大擺動。本發(fā)明的這些以及其他目的和優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合附圖
進(jìn)行的以下說明中更全面地呈現(xiàn)，其中貫穿這幾個視圖，相同的參考標(biāo)號是指代相同或類似的部分。附圖簡要說明圖I是現(xiàn)有技術(shù)波紋管泵的橫截面，其中示出了進(jìn)氣端口。圖2是現(xiàn)有技術(shù)波紋管泵的橫截面，其中示出了波紋管排氣口。圖3是本發(fā)明的波紋管泵的一個沿著類似于圖2橫截面的橫截面。
發(fā)明的最佳實(shí)施方式在圖I和圖2所示的一個已知的往復(fù)式活塞泵10中，處理泄漏的一種方式曾是使用柔性波紋管密封件12，該波紋管密封件產(chǎn)生了沒有滑動密封件暴露于軸桿19上的一種泵10。在此種設(shè)計中，泵的入口 14被導(dǎo)引通過高壓密封件13，且外殼17中的所得低壓入口腔室16被波紋管12密封，該波紋管12形成了氣密性的非滑動密封件。在泵10往復(fù)移動時，波紋管12改變?nèi)莘e，且因此波紋管12的不與工作流體接觸(并且形成內(nèi)部腔室15)的側(cè)面12a通常經(jīng)由波紋管排氣口 18而通向大氣，以防止壓力累積。圖3所示的本發(fā)明20在波紋管12破裂的情況下防止流體漏出泵10中或防止泵10吸入空氣。理想情況下，這允許泵繼續(xù)工作一段時間 ，直到可以方便地關(guān)掉泵10并且替換波紋管密封件12。本發(fā)明通過在波紋管12之后添加如圖3所示的一個額外的密封件22和一個大容積備用腔室24來彌補(bǔ)波紋管12的突然破裂失效模式。密封件22和備用腔室24的目的是在波紋管12破裂后在有限的時間內(nèi)容納工作流體。它也保持系統(tǒng)是密封的以防止泵10吸入空氣、并且因此允許泵10繼續(xù)運(yùn)行。在波紋管12上方的備用密封件22通常不接觸可能有腐蝕性的工作流體。這就允許密封件22經(jīng)歷較少的磨損，直到波紋管12失效，此時必須要開始相對于工作流體進(jìn)行密封。該腔室24的大小被確定為使得由于波紋管12在正常操作期間被壓縮而造成的容積改變不會導(dǎo)致壓力的過大擺動。在此考慮到了可以在不脫離如以下權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下對波紋管密封系統(tǒng)進(jìn)行不同的變更和修改。
權(quán)利要求
1 一種往復(fù)式活塞泵具有一個波紋管排氣口，一個外殼，圍繞在所述外殼中可滑動的一個軸桿周圍的一個柔性波紋管密封件，該波紋管密封件是在一個低壓入口腔室中以便產(chǎn)生一個氣密性非滑動密封件，在該往復(fù)式活塞泵中，其改進(jìn)包括 在所述外殼中的一個密封件，該密封件可滑動地密封所述軸桿并且限制由于波紋管密封件失效而導(dǎo)致的泄漏，該泄漏進(jìn)入在所述軸桿與所述波紋管密封件之間形成的區(qū)域中；以及 一個備用腔室，該備用腔室被連接到所述波紋管排氣口上?！?br> 全文摘要
在結(jié)合了柔性波紋管(12)作為主要密封件的泵中，泵(10)防止了當(dāng)波紋管(12)破裂時的流體泄漏、并且在波紋管破裂的情況下防止了流體漏出泵(10)中或泵(10)吸入空氣。這是通過在波紋管之后增加一個額外的密封件(22)和一個大容積備用腔室(24)來實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號F04B1/04GK102859192SQ201180019493
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者蒂莫西·S·羅曼, 庫爾特·R·斯約丁, 亞當(dāng)·L·卡爾特霍夫 申請人:格雷索明尼蘇達(dá)有限公司