[发明专利]波纹管备用腔室

说明书

技术领域

本申请要求2010年4月30日提交的美国申请序列号61/329,651的权益，该申请的内容通过引用结合在此。

背景技术

在例如图1和图2所示的典型的往复式活塞泵中，存在一个将高压工作流体与泵周围的大气分离开的密封件。即使在完美条件下，这些密封件也可能在每一循环中渗出一些流体，并且此情况可能对密封件寿命是有害的。该流体可能凝固或结晶、并且被拉回到密封件中，从而缩短密封件寿命。历史上，处理此种少量泄漏的一种方式曾是使用柔性波纹管密封件，该波纹管密封件产生了没有滑动密封件被暴露的一种泵。在此种设计中，泵的入口被导引通过高压密封件，并且所得的低压入口腔室被波纹管密封，该波纹管形成了气密性的非滑动密封件。

在泵往复移动时，波纹管改变容积，并且因此波纹管的不与工作流体接触的侧面通常通向大气，以防止压力累积。这种基本布局的问题是，当波纹管由于包括疲劳、压力过大或速度过快等各种条件而失效时，该波纹管可能造成实质性的外部泄漏。在入口腔室中存在正压的情况下尤其是如此。对于常用的滑动密封件不会发生这种情况，常用的滑动密封件通常以极慢的可预知的方式失效，而非突然破裂。

发明的披露

本发明的一个目标是在结合了柔性波纹管作为主要密封件的泵中当波纹管破裂时防止流体泄漏。

本发明在波纹管破裂的情况下防止了流体漏出泵中或泵吸入空气。理想情况下，这允许该泵继续工作一段时间，直到可以方便地关掉泵并且替换该波纹管密封件。

本发明通过在波纹管之后添加如图3所示的一个额外的密封件和一个大容积备用腔室来弥补波纹管的突然破裂失效模式。该密封件和备用腔室的目的是在波纹管破裂后在有限时间内容纳工作流体。它也保持系统是密封的以防止泵吸入空气、并且因此允许泵继续运行。

在波纹管上方的备用密封件通常不接触可能有腐蚀性的工作流体。这就允许该密封件经历较少的磨损，直到波纹管失效，此时必须要开始相对于工作流体进行密封。该腔室的大小被确定为使得由于波纹管在正常操作期间被压缩而造成的容积改变不会导致压力的过大摆动。

本发明的这些以及其他目的和优点将从结合附图进行的以下说明中更全面地呈现，其中贯穿这几个视图，相同的参考标号是指代相同或类似的部分。

附图简要说明

图1是现有技术波纹管泵的横截面，其中示出了进气端口。

图2是现有技术波纹管泵的横截面，其中示出了波纹管排气口。

图3是本发明的波纹管泵的一个沿着类似于图2横截面的横截面。

发明的最佳实施方式

在图1和图2所示的一个已知的往复式活塞泵10中，处理泄漏的一种方式曾是使用柔性波纹管密封件12，该波纹管密封件产生了没有滑动密封件暴露于轴杆19上的一种泵10。在此种设计中，泵的入口14被导引通过高压密封件13，且外壳17中的所得低压入口腔室16被波纹管12密封，该波纹管12形成了气密性的非滑动密封件。

在泵10往复移动时，波纹管12改变容积，且因此波纹管12的不与工作流体接触（并且形成内部腔室15）的侧面12a通常经由波纹管排气口18而通向大气，以防止压力累积。

图3所示的本发明20在波纹管12破裂的情况下防止流体漏出泵10中或防止泵10吸入空气。理想情况下，这允许泵继续工作一段时间，直到可以方便地关掉泵10并且替换波纹管密封件12。

本发明通过在波纹管12之后添加如图3所示的一个额外的密封件22和一个大容积备用腔室24来弥补波纹管12的突然破裂失效模式。密封件22和备用腔室24的目的是在波纹管12破裂后在有限的时间内容纳工作流体。它也保持系统是密封的以防止泵10吸入空气、并且因此允许泵10继续运行。

在波纹管12上方的备用密封件22通常不接触可能有腐蚀性的工作流体。这就允许密封件22经历较少的磨损，直到波纹管12失效，此时必须要开始相对于工作流体进行密封。该腔室24的大小被确定为使得由于波纹管12在正常操作期间被压缩而造成的容积改变不会导致压力的过大摆动。

在此考虑到了可以在不脱离如以下权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下对波纹管密封系统进行不同的变更和修改。