[发明专利]无垫圈的高压连接件

说明书

相关申请数据

根据35 U.S. C. § 119，本申请要求保护在2011年10月10日提交的临时专利申请No. 61/545,236的优先权，该申请的公开以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明涉及用于超高压流体泵的无垫圈的高压连接件。

背景技术

用于工业和商业目的的精密切割常常通过使用水射流系统来实现，水射流系统在待切割的材料表面上导向高速水流。水射流系统将水加压到约30,000 psi并且将压力转换为以超过2马赫速度行进的流体流。这种高速流常常与磨料混合，能够切穿硬材料诸如厚度超过一英尺的金属和花岗岩。

发明内容

在水射流系统内操作的泵需要能够耐受所生成的高压的密封连接件。在这种环境中定位于密封表面之间的密封垫圈通常由比周围部件的材料更软的材料构成并且倾向于快速地损毁，需要频繁替换。用于这些目的的密封组件因此应有效地密封隔离高压侧与低压侧而不会出现过早损坏或者需要不合理的维护。

在一种用于高压泵的密封系统的一实施例中，泵包括有容器，容器限定容器内孔并且具有端部。容器内孔具有第一接合面并且限定中心纵向轴线。泵还包括柱塞，柱塞与容器合作以增加内孔内的流体压力。密封系统包括：密封构件，其至少部分地接纳于内孔内并且限定第二接合面；以及，固持构件，其与密封构件操作性接触以使第一接合面与第二接合面配合来阻止来自内孔的流体泄漏。第一接合面包括第一接触表面，第一接触表面具有非线性截面。第二接合面包括与第一接触表面接触的第二接触表面，第二接触表面具有非线性截面。

一种用于超过15,000 psi 的流体的高压泵送系统限定纵向轴线。第一部件包括第一接合面，第一接合面具有第一接触表面，第一接触表面具有外凸的第一非线性截面。第二部件包括第二接合面，第二接合面具有第二接触表面，第二接触表面具有内凹的第二非线性截面。固持构件联接到第一部件和第二部件之一以将第一接合面密封地连接到第二接合面来阻止它们之间的流体泄漏。

一种用于产生超过15,000 psi的流体压力的高压泵，其包括容器，容器具有端部，端部具有第一接合面。容器包括容器内孔，容器内孔限定中心纵向轴线并且与流体源连通。柱塞与容器合作以增加在内孔内的流体压力。密封构件至少部分地接纳于内孔内并且限定第二接合面。固持构件与密封构件和容器成操作性接触以使第一接合面与第二接合面配合来阻止来自内孔的流体泄漏。第一接合面包括外凸接触表面，外凸接触表面具有随着离纵向轴线的距离增加而连续增加的可变半径。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将会变得显然。

附图说明

图1为示出磨料水射流切割系统的透视图。

图2为图1的磨料水射流切割系统的增压泵的透视图。

图3为沿着线3-3所截取的增压泵的截面图。

图4为图3的增压泵的端部的局部截面图。

图5为图4的端部的局部截面图，示出了接合着圆柱形容器的密封头的一部分。

图6为图4的端部的另一实施例的局部截面图，示出了接合着圆柱形容器的密封头的一部分。

图7为图4的端部的另一实施例的局部截面图，示出了接合着圆柱形容器的密封头的一部分。

图8为图4的端部的另一实施例的局部截面图，示出了接合着圆柱形容器的密封头的一部分。

具体实施方式

在详细地解释本发明的任何实施例之前，应了解本发明的应用并不限于在下文的描述中所陈述或附图所示部件的构造和布置的细节。本发明能有其它实施例且能以各种方式来实践和执行。而且，应了解本文所用的措辞和术语是出于描述目的且不应认为具有限制意义。在本文中使用“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”和其变型意在涵盖之后列出的项目和其等效物以及额外项目。并且如在本文和所附权利要求中所用的术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”和“后”和其它方向术语并非旨在要求任何特定方位，而是替代地仅用于描述目的。

应当指出的是如在本文中使用的“超高”或“高压”指超过15,000 psi的流体压力。本领域普通技术人员将认识到在这些高压会出现独特问题。因此，常用于较低压力泵的解决方案未必适用于在超过30,000 psi压力操作的系统，并且实际上可能产生与低压操作的那些结果相反的结果。