[實用新型]用于低溫流體的往復式活塞泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520336853.2
• 申請日: 2015-05-22
• 公開（公告）號: CN204961281U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設計）人: I·樂文;菲利普·德魯特
• 申請（專利權）人: 法伍克賴奧邁科股份有限公司
• 主分類號: F04B53/14
• 分類號: F04B53/14;F04B53/16
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;聶慧荃

技術領域

本實用新型涉及一種用于低溫流體的往復式活塞泵，在此該往復式活塞泵基本上具有以下結構特征：

泵缸，其具有缸套和缸頭室，

泵活塞，其在缸套中線性運動地被引導，

進入閥，其設置于缸頭室的進入?yún)^(qū)域中并用于低溫流體的進入，以及

排出閥，其設置于缸頭室的排出區(qū)域中，并用于低溫流體的排出。

泵活塞由此被構造為，在缸套中進行往復運動用以引起泵送過程，并且通過泵活塞的往復運動來構成、或者說增大和減小缸頭室。

背景技術

在低溫往復式活塞泵中，如在所有活塞泵中一樣，特別是當活塞泵以非常高的壓力工作時，耐磨性是一個問題。在此，對磨損敏感的區(qū)域是泵活塞上的密封環(huán)或活塞環(huán)。因此在該區(qū)域中，缸套與活塞環(huán)之間的材料組合還是特別重要的，因為高的耐磨強度和良好的滑動特性在此是重要的。在極度低溫范圍內(nèi)工作，并且待泵送的介質(zhì)(例如液態(tài)氧)的類型可能還附加地限制可使用的材料組合的數(shù)量，這都當然帶來很多困難。

以非常高的壓力工作的用于低溫流體的往復式活塞泵例如由專利文獻CH-703376和US-2003/0080512公知。在第一篇專利文獻中提到，設置于活塞頂部附近或缸頭室附近的區(qū)域中的密封環(huán)由PTFE和銅環(huán)的組合而構成，而第二篇專利文獻給出了詳細一些的說明，其中提到，環(huán)的銅含量大于50％，使用的二硫化鎢含量約5％，剩余的同樣地使用PTFE。公知地，由不銹鋼制成的缸套和由銅與PTFE混合制成的低摩擦的活塞環(huán)的組合在該技術領域中是普遍的。

另一方面還公知，對于特別耐磨的表面，如今經(jīng)常使用硬鉻覆層。由此例如在活塞機(Kolbenmaschinen，活塞式壓縮機)的現(xiàn)有技術中，如在專利文獻DE102007038188A1中描述了一種耐磨的、覆層的機器元件，特別是一種在表面上覆有硬鉻層的活塞環(huán)。但在該公開文獻中，機器元件也指壓力缸、活塞等。而顯然在具體提到的應用中涉及高溫范圍中的機器元件，即用于活塞式發(fā)動機(Kolbenmotoren)的機器元件。原則上，采用硬鉻層，以盡可能減少由摩擦導致的磨損，然而在此由于主要應用范圍是用于活塞式發(fā)動機，因此當然主要還是用于實現(xiàn)高的燒損痕跡強度(Brandspurfestigkeit)。然而，后者在低溫應用中是無意義的。

最后，專利文獻US-20130118424示出，由于高耐磨性，也已經(jīng)部分地在用于低溫介質(zhì)的活塞泵中使用鉻作為覆層材料。因此該公開文獻示出，在遠離活塞頂部的密封區(qū)域中但不在靠近活塞頂部的活塞環(huán)區(qū)域中，為這種活塞泵的活塞設有硬鉻覆層。看來整體上可以僅引用該公開文獻，因此在密封區(qū)域中硬鉻覆層與刮擦器一起被選擇，以盡可能地避免部分地還能由低溫介質(zhì)中的污染顆粒產(chǎn)生的對密封件的損壞。

實用新型內(nèi)容

因此，本實用新型的目的在于提出一種用于低溫流體的往復式活塞泵，其在高負載的活塞環(huán)或密封環(huán)區(qū)域中具有磨損特別小的、同時摩擦特別小的材料或材料組合，此外構造特別簡單。

本實用新型的目的通過本文中所提出的特征組合實現(xiàn)。

具體而言，本實用新型提出一種用于低溫流體的往復式活塞泵，具有：在泵缸中的缸頭室和缸套；泵活塞，其在所述缸套中線性地被引導；進入閥，其設置于所述缸頭室的進入?yún)^(qū)域中；以及排出閥，其設置于所述缸頭室的排出區(qū)域中；其中，所述泵活塞被構造為，在所述缸套中進行往復運動用以引起泵送過程，其特征在于，所述缸套至少在缸頭附近的區(qū)域中具有低摩擦的鉻基內(nèi)覆層，以及所述泵活塞是無活塞環(huán)的并至少在缸套區(qū)域中具有低摩擦的鉻基外覆層。

優(yōu)選地，所述低摩擦的鉻基內(nèi)覆層和所述低摩擦的鉻基外覆層用于減小磨損，并具有小于0.01mm的層厚度和大于98wt％的鉻含量。

優(yōu)選地，低摩擦的鉻基的所述覆層具有附加的、用于改進干潤滑特性的二硫化鎢層。

優(yōu)選地，低摩擦的鉻基的所述覆層具有微凸起，以減小彼此的接觸面。

該解決方案在于，缸套至少在缸頭附近的區(qū)域中具有低摩擦的鉻基內(nèi)覆層，而泵活塞是無活塞環(huán)的，并且泵活塞至少在缸套區(qū)域中具有低摩擦的鉻基外覆層。無活塞環(huán)當然意味著本質(zhì)上顯著的構造簡化。

建議對缸套和泵活塞均使用低摩擦的鉻基覆層，所述覆層具有小于0.01mm的層厚度以及大于98wt％的鉻含量。當然同樣地可以使用具有其他的層厚度、不同的層結構、相似的鉻含量以及可能不同的其他金屬的剩余含量的其他的但原則上相似的低摩擦的鉻基覆層，但這些在目前的發(fā)展狀況下還較少經(jīng)過檢驗。在試驗中，所建議的厚度和成分已產(chǎn)生良好的結果。