[發明專利]帶有改進的進氣閥布置的往復式活塞泵

無效

• 申請號: 201310290511.7
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN104279155A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: R·A·薩恩斯;任子元;閤明洲
• 申請（專利權）人: 西港能源有限公司
• 主分類號: F04B53/10
• 分類號: F04B53/10
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 潘飛;鄭建暉

技術領域

本公開涉及一種帶有改進的進氣閥布置的往復式活塞泵。

背景技術

往復式活塞泵是用于在各種應用中輸送流體。為了改善泵的性能，需要降低由流體流動區域(尤其是在泵進口和出口周圍)中的阻塞和限制所引起的壓力損失。當泵送的流體是液化氣時，這是特別重要的，因為如果壓降太大，那么就可能引起液化氣的汽化并且降低泵送效率。當太多液化氣遭汽化時，泵會停止運轉。往復式活塞泵正被應用到汽車應用中，例如，用于將如液化天然氣(LNG)的燃料輸送至內燃機。在用氣體燃料做燃料供給的一些系統中，活塞泵必須以至少約3000psi并且有時可達4000或5000psi的壓力來輸送燃料，例如當燃料被直接注入燃燒室的情況。對于直接注入燃燒室來說，燃料的壓力必須升到克服汽缸內壓力并且允許所需量的燃料以所需時限加以注入的水平。對于其它應用，如果燃料被注入發動機的進氣系統，那么所需的燃料輸送壓力是相對低的，例如對于大多數發動機來說，介于約100psi與300psi之間的燃料壓力是足夠的。在本公開中，在這種較低的壓力范圍中操作的泵在本文中稱為“低壓泵”。這類泵通常用100psi至300psi的排出壓力操作，并且被設計成允許600psi的最大排出壓力。

在已知的往復式活塞泵中，在泵進口中提供止回閥以在進氣沖程期間(當泵送室體積增大時)自動地打開并且允許流體流入泵送室，以及在泵的壓縮沖程期間(當泵送室體積減小時)關閉并防止流體通過進口回流。類似地，止回閥通常位于泵出口中，從而在壓縮沖程期間打開，以及在進氣沖程期間關閉并防止已經通過出口排出的流體回流至泵送室中。

被設計來用于汽車應用的往復式活塞泵的一個實施例在申請人共同擁有的美國專利號7,607,898中描述。由于流體壓力作用于進氣止回閥，所描述的泵的進氣止回閥在幾乎壓縮沖程全程期間是關閉。也就是說，作用于進氣止回閥構件的不同流體壓力導致它移動到關閉位置并且保持在關閉位置，壓靠在閥座上。當泵活塞在進氣沖程期間收回時，泵送室中的壓力降低，以使得它比泵的進氣通道中的流體的供給壓力低，并且進氣閥構件從閥座移開并在在幾乎進氣沖程全程中處于打開位置。

為了降低用于輸送液化氣的往復式活塞泵中的流體汽化的可能性，需要改進來減少壓降從而防止汽化。

發明內容

公開了一種具有改進的進氣閥布置的往復式活塞泵。所述往復式活塞泵包括：泵送室，所述泵送室由以下各項界定：缸體、安置在所述缸體內的活塞以及覆蓋所述缸體的與所述活塞相對的末端的法蘭；以及進氣閥，所述進氣閥包括帶有頭部和閥桿的閥構件。所述進氣閥的頭部面向包括閥座的表面,并且所述閥桿從頭部以朝向活塞的方向延伸。所述閥桿不阻塞流過進口進入進氣閥中的流體，并且所述閥構件可通過流體力在所述閥構件頭部與所述閥座相隔的打開位置與所述閥構件頭部與所述閥座接觸的關閉位置之間移動。所述進氣閥允許流體在以一個方向上流過進口并且防止流體在相反方向上流動。

在優選實施方案中，所述往復式活塞泵具有優選100至300psi的排出壓力。所述泵可以被設計成允許600psi的最大排出壓力。

在優選實施方案中，所述閥座具有錐形狀并且所述閥構件的頭部具有球形形狀。

在其它實施方案中，所述閥構件的閥座和頭部各自都具有截頭錐形狀。在這些實施方案中，所述閥構件的頭部的截頭錐形狀形成的角度優選大于所述閥座的截頭錐形狀形成的角度。

在優選實施方案中，所述閥構件由聚合物材料制成。這種聚合物材料可以是基于碳氟化合物的聚合物，例如聚三氟氯乙烯。

優選地，所述閥進口被設定尺寸以避免所述進氣閥的進口與出口之間的流體流的實質壓降。

所述進氣閥的主體包括導槽，所述導槽用于當所述閥構件在打開位置與關閉位置之間移動時引導所述閥構件的閥桿。

本文公開的往復式活塞泵進一步包括允許流體在一個方向上介于進口與出口之間流動的排出止回閥，所述排出止回閥是提升閥，其包括主體和可在打開位置與關閉位置之間移動的閥構件。所述排出止回閥進一步包括彈性構件，所述彈性構件使所述閥構件偏置到關閉位置。在所述關閉位置，所述閥構件的頭部接觸閥座。所述閥構件的頭部優選具有球形形狀。在一些實施方案中，所述閥構件包括具有截頭錐形狀的頭部。

所述排出止回閥的閥構件由聚合物材料制成，例如基于碳氟化合物的聚合物，如聚三氟氯乙烯。

本文公開的往復式活塞泵可以操縱在接近其沸點的溫度下泵送的流體，例如液化天然氣。

附圖說明