[发明专利]包括流体气缸和渐缩阀座的泵组件

说明书

技术领域

本公开大体涉及泵组件，且更具体地涉及包括流体气缸和阀座的往复泵组件。

背景技术

往复泵组件通常包括流体端部单元(fluid end block)或流体气缸以及设置在其中的入口和出口阀。在操作过程中，该入口和出口阀通常经受高载荷和频率。在一些情况下，入口和出口阀的阀座，以及流体气缸的与其接合的部分，可经历高度集中的循环载荷且因此可疲劳失效。此外，有时难以从流体气缸移除阀座用于更换，该困难可导致对流体气缸的损坏。此外，当更换磨损的阀座或者生产新的泵组件时，错误的阀座可能被无意地设置在流体气缸中，这可影响泵的性能和可损坏流体气缸或阀座。在很多情况下，由于阀座之间的差别可能不能通过视觉检查而容易地区辨，所以可能发生部件的混淆。因此，需要可以解决上述一种或多种问题的装置或方法。

发明内容

在第一方面，提供了一种泵组件，其包括具有第一轴线的流体气缸，该流体气缸包括第一流体通道，流体被配置成沿着该第一轴线流经该第一流体通道，所述第一流体通道限定所述流体气缸的第一渐缩内肩部，所述第一渐缩内肩部限定自所述第一轴线的第一角度；和控制流经所述第一流体通道的流体的第一阀，所述第一阀包括设置在所述第一流体通道中的第一阀座，所述第一阀座具有与所述第一轴线对齐的第二轴线，所述第一阀座包括第一渐缩外肩部，所述第一渐缩外肩部限定自所述第二轴线的第二角度；其中各所述第一和第二角度的范围为自所述第一轴线和与其对齐的所述第二轴线测量的从约10度至约45度。

在一个示例性实施方式中，所述第一渐缩内肩部和所述第一渐缩外肩部分别限定第一和第二截头圆锥表面；且其中所述第一渐缩内肩部与所述第一渐缩外肩部接合，以将载荷分布和传递在所述第一和第二截头圆锥表面之间。

在一个示例性实施方式中，所述第一和第二角度是相等的。

在另一个示例性实施方式中，各所述第一和第二角度为自所述第一轴线和与其对齐的所述第二轴线测量的约30度。

在一些示例性实施方式中，所述流体气缸还包括压力腔室，其与所述第一流体通道流体连通；第二流体通道，其与所述压力腔室流体连通，且流体被配置成沿着所述第一轴线通过该第二流体通道，所述第二流体通道限定所述流体气缸的第二渐缩内肩部，所述第二渐缩内肩部限定自所述第一轴线的第三角度；流体入口通道，其经由所述第一流体通道与所述压力腔室流体连通；和流体出口通道，其经由所述第二流体通道与所述压力腔室流体连通；其中所述泵组件包括用于控制流经所述第二流体通道的流体的第二阀，所述第二阀包括设置在所述第二流体通道中的第二阀座，所述第二阀座具有与各所述第一轴线和第二轴线对齐的第三轴线，所述第二阀座包括第二渐缩外肩部，所述第二渐缩外肩部限定自所述第三轴线的第四角度；且其中各所述第三和第四角度范围为自所述第一轴线和与其对齐的各所述第二和第三轴线测量的从约10度至约45度。

在另一个示例性实施方式中，所述第二渐缩内肩部和所述第二渐缩外肩部分别限定第三和第四截头圆锥表面；且其中所述第二渐缩内肩部与所述第二渐缩外肩部接合，以将载荷分配和传递在所述第三和第四截头圆锥表面之间。

在仍另一个示例性实施方式中，所述第三和第四角度是相等的。

在一个示例性实施方式中，所述第三和第四角度是自所述第一轴线和与其对齐的各所述第二和第三轴线测量的约30度。

在另一个示例性实施方式中，所述第一阀座还包括座本体，该座本体在其一端包括增大直径部分，所述增大直径部分包括所述第一渐缩外肩部且限定从所述第一截头圆锥表面轴向地延伸的第一圆柱表面，所述第一圆柱表面限定第一外直径；穿过所述座本体形成的孔，该孔限定第二圆柱表面，所述第二圆柱表面限定第一内直径；其中所述第一流体通道包括增大直径部分和从其轴向地延伸的缩小直径部分；其中所述第一流体通道的增大直径部分限定所述流体气缸的所述第一渐缩内肩部；其中所述第一流体通道的缩小直径部分限定所述流体气缸的内表面和第二内直径；其中所述座本体的增大直径部分被设置在所述第一流体通道的增大直径部分中；其中所述座本体限定外表面，其与所述流体气缸的内表面接合；且其中所述外表面限定第二外直径。

在另一个示例性实施方式中，所述流体气缸的内表面和所述座本体的外表面以自所述第一轴线和与其对齐的所述第二轴线的锥度角而渐缩，所述锥度角范围为自所述第一轴线和与其对齐的所述第二轴线测量的大于0度至约5度。