[实用新型]带有改进的进气阀布置的往复式活塞泵

说明书

技术领域

本公开涉及一种带有改进的进气阀布置的往复式活塞泵。

背景技术

往复式活塞泵是用于在各种应用中输送流体。为了改善泵的性能，需要降低由流体流动区域(尤其是在泵进口和出口周围)中的阻塞和限制所引起的压力损失。当泵送的流体是液化气时，这是特别重要的，因为如果压降太大，那么就可能引起液化气的汽化并且降低泵送效率。当太多液化气遭汽化时，泵会停止运转。往复式活塞泵正被应用到汽车应用中，例如，用于将如液化天然气(LNG)的燃料输送至内燃机。在用气体燃料做燃料供给的一些系统中，活塞泵必须以至少约3000psi并且有时可达4000或5000psi的压力来输送燃料，例如当燃料被直接注入燃烧室的情况。对于直接注入燃烧室来说，燃料的压力必须升到克服汽缸内压力并且允许所需量的燃料以所需时限加以注入的水平。对于其它应用，如果燃料被注入发动机的进气系统，那么所需的燃料输送压力是相对低的，例如对于大多数发动机来说，介于约100psi与300psi之间的燃料压力是足够的。在本公开中，在这种较低的压力范围中操作的泵在本文中称为“低压泵”。这类泵通常用100psi至300psi的排出压力操作，并且被设计成允许600psi的最大排出压力。

在已知的往复式活塞泵中，在泵进口中提供止回阀以在进气冲程期间(当泵送室体积增大时)自动地打开并且允许流体流入泵送室，以及在泵的压缩冲程期间(当泵送室体积减小时)关闭并防止流体通过进口回流。类似地，止回阀通常位于泵出口中，从而在压缩冲程期间打开，以及在进气冲程期间关闭并防止已经通过出口排出的流体回流至泵送室中。

被设计来用于汽车应用的往复式活塞泵的一个实施例在申请人共同拥有的美国专利号7,607,898中描述。由于流体压力作用于进气止回阀，所描述的泵的进气止回阀在几乎压缩冲程全程期间是关闭。也就是说，作用于进气止回阀构件的不同流体压力导致它移动到关闭位置并且保持在关闭位置，压靠在阀座上。当泵活塞在进气冲程期间收回时，泵送室中的压力降低，以使得它比泵的进气通道中的流体的供给压力低，并且进气阀构件从阀座移开并在在几乎进气冲程全程中处于打开位置。

为了降低用于输送液化气的往复式活塞泵中的流体汽化的可能性，需要改进来减少压降从而防止汽化。

实用新型内容

公开了一种具有改进的进气阀布置的往复式活塞泵。所述往复式活塞泵包括：泵送室，所述泵送室由以下各项界定：缸体、安置在所述缸体内的活塞以及覆盖所述缸体的与所述活塞相对的末端的法兰；以及进气阀，所述进气阀包括带有头部和阀杆的阀构件。所述进气阀的头部面向包括阀座的表面,并且所述阀杆从头部以朝向活塞的方向延伸。所述阀杆不阻塞流过进口进入进气阀中的流体，并且所述阀构件可通过流体力在所述阀构件头部与所述阀座相隔的打开位置与所述阀构件头部与所述阀座接触的关闭位置之间移动。所述进气阀允许流体在以一个方向上流过进口并且防止流体在相反方向上流动。

在优选实施方案中，所述往复式活塞泵具有优选100至300psi的排出压力。所述泵可以被设计成允许600psi的最大排出压力。

在优选实施方案中，所述阀座具有锥形状并且所述阀构件的头部具有球形形状。

在其它实施方案中，所述阀构件的阀座和头部各自都具有截头锥形状。在这些实施方案中，所述阀构件的头部的截头锥形状形成的角度优选大于所述阀座的截头锥形状形成的角度。

在优选实施方案中，所述阀构件由聚合物材料制成。这种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。

优选地，所述阀进口被设定尺寸以避免所述进气阀的进口与出口之间的流体流的实质压降。

所述进气阀的主体包括导槽，所述导槽用于当所述阀构件在打开位置与关闭位置之间移动时引导所述阀构件的阀杆。

本文公开的往复式活塞泵进一步包括允许流体在一个方向上介于进口与出口之间流动的排出止回阀，所述排出止回阀是提升阀，其包括主体和可在打开位置与关闭位置之间移动的阀构件。所述排出止回阀进一步包括弹性构件，所述弹性构件使所述阀构件偏置到关闭位置。在所述关闭位置，所述阀构件的头部接触阀座。所述阀构件的头部优选具有球形形状。在一些实施方案中，所述阀构件包括具有截头锥形状的头部。

所述排出止回阀的阀构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。

本文公开的往复式活塞泵可以操纵在接近其沸点的温度下泵送的流体，例如液化天然气。

附图说明