[实用新型]用于低温流体的往复式活塞泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于低温流体的往复式活塞泵，在此该往复式活塞泵基本上具有以下结构特征：

泵缸，其具有缸套和缸头室，

泵活塞，其在缸套中线性运动地被引导，

进入阀，其设置于缸头室的进入区域中并用于低温流体的进入，以及

排出阀，其设置于缸头室的排出区域中，并用于低温流体的排出。

泵活塞由此被构造为，在缸套中进行往复运动用以引起泵送过程，并且通过泵活塞的往复运动来构成、或者说增大和减小缸头室。

背景技术

在低温往复式活塞泵中，如在所有活塞泵中一样，特别是当活塞泵以非常高的压力工作时，耐磨性是一个问题。在此，对磨损敏感的区域是泵活塞上的密封环或活塞环。因此在该区域中，缸套与活塞环之间的材料组合还是特别重要的，因为高的耐磨强度和良好的滑动特性在此是重要的。在极度低温范围内工作，并且待泵送的介质(例如液态氧)的类型可能还附加地限制可使用的材料组合的数量，这都当然带来很多困难。

以非常高的压力工作的用于低温流体的往复式活塞泵例如由专利文献CH-703376和US-2003/0080512公知。在第一篇专利文献中提到，设置于活塞顶部附近或缸头室附近的区域中的密封环由PTFE和铜环的组合而构成，而第二篇专利文献给出了详细一些的说明，其中提到，环的铜含量大于50％，使用的二硫化钨含量约5％，剩余的同样地使用PTFE。公知地，由不锈钢制成的缸套和由铜与PTFE混合制成的低摩擦的活塞环的组合在该技术领域中是普遍的。

另一方面还公知，对于特别耐磨的表面，如今经常使用硬铬覆层。由此例如在活塞机(Kolbenmaschinen，活塞式压缩机)的现有技术中，如在专利文献DE102007038188A1中描述了一种耐磨的、覆层的机器元件，特别是一种在表面上覆有硬铬层的活塞环。但在该公开文献中，机器元件也指压力缸、活塞等。而显然在具体提到的应用中涉及高温范围中的机器元件，即用于活塞式发动机(Kolbenmotoren)的机器元件。原则上，采用硬铬层，以尽可能减少由摩擦导致的磨损，然而在此由于主要应用范围是用于活塞式发动机，因此当然主要还是用于实现高的烧损痕迹强度(Brandspurfestigkeit)。然而，后者在低温应用中是无意义的。

最后，专利文献US-20130118424示出，由于高耐磨性，也已经部分地在用于低温介质的活塞泵中使用铬作为覆层材料。因此该公开文献示出，在远离活塞顶部的密封区域中但不在靠近活塞顶部的活塞环区域中，为这种活塞泵的活塞设有硬铬覆层。看来整体上可以仅引用该公开文献，因此在密封区域中硬铬覆层与刮擦器一起被选择，以尽可能地避免部分地还能由低温介质中的污染颗粒产生的对密封件的损坏。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提出一种用于低温流体的往复式活塞泵，其在高负载的活塞环或密封环区域中具有磨损特别小的、同时摩擦特别小的材料或材料组合，此外构造特别简单。

本实用新型的目的通过本文中所提出的特征组合实现。

具体而言，本实用新型提出一种用于低温流体的往复式活塞泵，具有：在泵缸中的缸头室和缸套；泵活塞，其在所述缸套中线性地被引导；进入阀，其设置于所述缸头室的进入区域中；以及排出阀，其设置于所述缸头室的排出区域中；其中，所述泵活塞被构造为，在所述缸套中进行往复运动用以引起泵送过程，其特征在于，所述缸套至少在缸头附近的区域中具有低摩擦的铬基内覆层，以及所述泵活塞是无活塞环的并至少在缸套区域中具有低摩擦的铬基外覆层。

优选地，所述低摩擦的铬基内覆层和所述低摩擦的铬基外覆层用于减小磨损，并具有小于0.01mm的层厚度和大于98wt％的铬含量。

优选地，低摩擦的铬基的所述覆层具有附加的、用于改进干润滑特性的二硫化钨层。

优选地，低摩擦的铬基的所述覆层具有微凸起，以减小彼此的接触面。

该解决方案在于，缸套至少在缸头附近的区域中具有低摩擦的铬基内覆层，而泵活塞是无活塞环的，并且泵活塞至少在缸套区域中具有低摩擦的铬基外覆层。无活塞环当然意味着本质上显著的构造简化。

建议对缸套和泵活塞均使用低摩擦的铬基覆层，所述覆层具有小于0.01mm的层厚度以及大于98wt％的铬含量。当然同样地可以使用具有其他的层厚度、不同的层结构、相似的铬含量以及可能不同的其他金属的剩余含量的其他的但原则上相似的低摩擦的铬基覆层，但这些在目前的发展状况下还较少经过检验。在试验中，所建议的厚度和成分已产生良好的结果。