CN101223391A - 往复泵 - Google Patents
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Abstract
一种往复泵(10),其包括主体(11),该主体(11)设置成限定内部空间(13)的圆柱形压力容器。所述主体(11)包括具有孔(18)的壁(17)。往复泵(10)还包括往复活塞(25),该活塞(25)具有圆柱形侧面(26)和端面(27)。该活塞(25)通过壁(17)上的孔(18)延伸进入内部空间(13)。设有密封装置(40),用于建立孔(18)处本体(11)与活塞(25)之间的流体密封。所述密封装置(40)用于适应活塞(25)相对本体(11)的有限倾斜运动。所述密封装置(40)包括与活塞(25)滑动密封接合的衬套(43)。该衬套(43)支撑在底座(45)上并可相对底座(45)移动,以适应活塞(25)的有限倾斜移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种往复泵。
本发明特别设计用于在高压下抽吸海水。然而,应该理解为本发明可以应用于抽吸除了海水以外的各种流体。
背景技术
国际申请PCT/AU03/00813公开了一种利用波浪能并将波浪能转换成加压海水的装置。从该装置操作所处的海洋环境中抽取海水,并在高压下将海水抽吸到岸上以在那里使用。
在高压下抽吸海水,压力可能接近70bar,使用波浪能驱动的往复泵(这样可能具有一个相对缓慢移动、可变的行程)存在技术难题。例如,该泵可能必须以不规则和非正弦的行程操作(如可以通过由例如波动等可再生能源直接驱动的动力系统产生)。另外,其需要允许有限程度的未对准;即,活塞轴线的倾斜。
本发明针对该背景技术及背景技术中提到的问题和难题进行了改进。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种往复泵,其包括:本体,其限定了一内部空间;孔,其位于所述内部空间上端;活塞,其通过所述孔延伸进入内部空间,由此在本体和活塞之间的内部空间内限定压水室,借此活塞的往复移动影响压水室内的体积变化;及密封装置,其在孔处提供本体和活塞之间的流体密封,所述密封装置用于适应活塞相对主体的有限倾斜运动。
优选地,所述密封装置包括衬套,活塞与衬套滑动密封接合,该衬套支撑在底座上并可相对底座移动,以适应活塞的有限倾斜运动。
优选地,衬套和底座相接触的接触面被设计为适应所述在衬套和底座之间的运动的轮廓。例如,所述接触面具有适合衬套和底座之间的倾斜运动的球形结构。
优选地,该衬套具有环形结构,其包括用于与活塞滑动密封接合的径向内侧面。该径向内侧面可以包括一个或多个提供与活塞滑动密封接合的密封环。所述衬套还可以包括径向外侧面,及在径向内侧面与外侧面之间延伸的两端面。
优选地,所述底座包括一环形腔室,衬套收容在该环形腔室内,该环形腔室具有两个相对的座面,该座面用于支撑衬套的端面。通过该设置,底座的座面和衬套的端面之间的接触提供了用于适应衬套和底座之间运动的所述接触面。该运动为衬套相对于底座的倾斜滑动运动。
优选地,该底座包括在座面之间延伸的另一表面,所述另一表面与衬套的外侧隔开。
优选地,设有抵抗装置,其用于易弯曲地抵抗偏离第一(正常)状态下衬套相对底座的倾斜滑动运动。所述抵抗装置可以包括弹性压缩体,该弹性压缩体收容在衬套的外侧面和所述底座的另一表面之间的空间。通常,该弹性压缩体包括一个弹性环。
底座可以包括多个适合装配在一起的部分。这可以方便接近环形腔室,以在那里安装衬套,也有利于底座的制造。
附图说明
结合附图中所示的本发明的两个具体实施例,本发明将被更好地理解,其中:
图1为根据第一实施例的往复泵的剖面示意图;
图2为往复泵的侧视图;
图3为往复泵的俯视图;
图4,5和6为往复泵的剖面示意图,其中活塞处于不同的操作位置;
图7为局部视图,其特别示出了活塞和泵本体之间的密封装置;
图8为根据第二实施例的往复泵的密封装置的示意图。
具体实施方式
参考图1至图7,其示出了根据本发明第一实施例的往复泵10,该往复泵10特别适用于抽吸海水。该海水自身从海洋中抽取并因此具有一个初始压强,该初始压强与抽取海水的海洋深度处的静压强相对应。
当往复泵10通过波浪能驱动时,往复泵10典型地以缓慢移动、可变的行程操作。往复泵10的结构特别适合这种应用。
往复泵10包括本体11,该本体11设置成限定内部空间13的圆柱形压力容器。该本体11包括圆柱形侧壁15和位于圆柱形侧壁15一端的端壁17。端壁17上具有孔18。圆柱形侧壁15的另一端通过基体19封闭。
端壁17由可拆卸地连接在圆柱形侧壁15上的端板20限定,在本实施例中可拆卸连接可以由机械螺纹紧固件23提供。
往复泵10还包括活塞25,该活塞25具有圆柱形侧面26和端面27。该活塞25与连接件28连接,该连接件28适合在由例如波动驱动的动力系统作用下进行往复动作。在本实施例中,连接件28设置成铰链衬套,其接收与杠杆(未示出)连接的铰链销29,由此杠杆的往复将往复动作传递给活塞25。活塞25的往复轴线与其中心径向轴线30相对应。如图1所示,活塞25具有中空结构,其包括限定侧面26的圆柱形侧壁31和限定端面27的端壁32。
活塞25穿过端壁17上的孔18延伸进入内部空间13,从而将压水室33限定在活塞25和本体11之间的内部空间13内。如图4,5,6所示,通过该设置,活塞25在内部空间13内的往复运动引起了压水室体积的改变。
活塞25的外表面可以涂上一层例如钼等防腐蚀和鲁棒性(robust)材料。
本体11包括进口12和出口14,进口12和出口14都与压水室33相通。
在图中没有示出的是,往复泵10同样包括一个适当的阀装置,该阀装置用于控制流体从进口12流入压水室33和从出口14流出压水室33的方向。
本发明设有密封装置40,以在孔18处确定本体11和活塞25之间的流体密封。该密封装置40用于适应活塞25相对于本体11的有限倾斜运动。
最佳地如图7所示,密封装置40包括一衬套43,活塞25与衬套43滑动密封接合。
该衬套43由底座45支撑,并可相对底座45移动以适应活塞25的有限倾斜运动。
该衬套43具有环形结构,其包括用于与活塞25滑动密封接合的径向内侧面47。该径向内侧面47包括两个提供与活塞25滑动密封接合的轴向间隔设置的密封环49。该衬套43还包括径向外侧面52,及在径向内侧面47和外侧面52之间延伸的两端面53,55,该两端面53,55具有球形轮廓。
衬套43包括支撑密封环49的衬套本体48。该衬套本体48可由任何适当的材料制成;举例来说,可以是混合了内润滑剂的聚合物轴承材料,例如混合了PTFE内润滑剂(例如Vesconite HilubeTM的)的先进工程热塑性材料。同样地,密封环49可以是任何合适的材料和结构,例如ShambanStepseal TurciteTM。
底座45具有一环形腔室61,衬套43收容在腔室61内。该环形腔室61具有两个相对的座面63,65,座面63,65用于支撑衬套43的端面53,55。座面63,65具有与衬套端面53,55相匹配的球形轮廓。通过该设置,座面63,65与衬套端面53,55之间的接触与衬套43相对于底座45的倾斜滑动运动相适应。这样,衬套43可以适应活塞25的任何倾斜和角度未对准(在一限制范围内)。
底座45还包括在座面63,65之间延伸的另一表面67。该另一表面67与衬套43的外侧52隔开,从而在它们之间限定间隙71。
如图中所示,弹性压缩体73收容在间隙71内,并起到易弯曲地抵抗偏离第一(正常)状态下衬套43相对底座45的倾斜滑动运动,该第一状态对应于活塞25的轴线30与本体11对准,或者更特定为活塞轴线30与孔18的中心轴线对准。该弹性压缩体73包括一弹性环。该弹性环73没有完全占据间隙71,由此在间隙71内留下空间75以适应由于衬套43相对环的倾斜滑动运动产生的环的变形,该倾斜滑动运动是由于活塞偏离第一(正常)状态倾斜而产生的。弹性压缩体73提供的易弯曲抵抗不仅用于抵抗活塞偏离第一(正常)状态的倾斜,还用于改变活塞使其返回到该状态;即,该弹性压缩体73将活塞偏移到第一(正常)状态。
压水室33的海水用于润滑衬套43。
在本实施例中,底座45包括两部分,一部分是端板20,另一个是刚性内环77,该刚性内环77通过紧固件79可拆卸地安装在端板20的内侧。该端板20设置限定了底座的座面63,而内环77设置限定了底座的座面65。该设置方便了接近环形腔室61以安装衬套43。
现在参考图8,其图示了根据第二实施例的泵的密封装置80。该密封装置80与根据第一实施例的泵的密封装置40有些相似,因此相同的附图标记用来表示相对应的部位。
在本实施例中,为了便于加工,底座45包括五部分。这五部分包括端板81,其与泵本体11连接;端板上的插入物82;内环83,其可拆卸地安装在端板上;内座元件84,其支撑在内环83上;及外座元件85,其安装在插入物82的内侧。外座元件85设置限定了底座的座面63,而内座元件84设置限定了底座的座面65。
衬套本体48和外座元件85可以由任何适当的材料制成;举例来说,可以是混合了内润滑剂的聚合物轴承材料,例如混合了PTFE内润滑剂的先进工程热塑性材料。内环83和内座元件84为防腐的镀铬件。
每个衬套端面53,55具有收容密封环87的通道86,密封环87用于提供衬套43和底座45的接触表面之间的流体密封。
图示的衬套43具有位于衬套本体48上的环形凹部46,凹部46用于收容密封环,但密封环并未在图中示出。
上述实施例均提供了一个简单但高效的往复泵,该往复泵能在恶劣的环境下工作。由于该泵所具有的结构,其能够以由波浪能驱动的动力系统产生的不规则和非正弦行程运作。由于活塞25和泵本体11之间各个密封装置40,80的结构,可以允许活塞25和泵本体11之间有限程度的未对准。
需要注意的是,本发明的范围并不局限于上述实施例的范围。举例来说,虽然根据描述的实施例往复泵涉及海水的抽吸,但根据本发明的往复泵也可以应用于其它各种流体的抽吸,包括液体,气体以及浆体。
在不脱离本发明的范围的情况下,可以作出修正或更改。
在本说明书全文中,除了上下文另外要求,词语“包括”或诸如“包含”、“含有”等其变形都将被理解为包含表述的整体或整体组,但并不排除其它整体或整体组。
Claims (14)
1.一种往复泵,其包括:
本体,其限定一内部空间;
孔,其位于所述内部空间上端;
活塞,其延伸通过所述孔进入内部空间,由此在本体和活塞之间的内部空间内限定压水室,因此活塞的往复运动引起压水室内的体积变化;及
密封装置,其在所述孔处提供本体和活塞之间的流体密封,所述密封装置用于适应活塞相对本体的有限倾斜运动。
2.如权利要求1所述的往复泵,其特征在于,所述密封装置包括衬套,该衬套与活塞滑动密封接合,该衬套支撑在底座上,并可相对底座移动,以适应所述活塞的有限倾斜运动。
3.如权利要求1或2所述的往复泵,其特征在于,衬套和底座相接触的接触面被设计为适应所述衬套和底座之间的运动的轮廓。
4.如权利要求3所述的往复泵,其特征在于,所述接触面具有适应衬套和底座之间的倾斜运动的球形结构。
5.如前述权利要求任一项所述的往复泵,其特征在于,所述衬套具有环形结构,其包括用于与活塞滑动密封接合的径向内侧面。
6.如权利要求6所述的往复泵,其特征在于,所述径向内侧面包括一个或多个提供与活塞滑动密封接合的密封环。
7.如权利要求5或6所述的往复泵,其特征在于,所述衬套还包括径向外侧面,以及在径向内侧面与外侧面之间延伸的两端面。
8.如权利要求2至7中任一项所述的往复泵,其特征在于,所述底座包括收容衬套的环形腔室,该环形腔室具有两个相对的用于支撑衬套的端面的座面。
9.如权利要求8所述的往复泵,其特征在于,所述底座还包括在座面之间延伸的另一表面,所述另一表面与衬套的外侧隔开。
10.如权利要求2至9中任一项所述的往复泵,其特征在于,设有抵抗装置,其用于易弯曲地抵抗偏离第一(正常)状态下衬套相对底座的倾斜滑动运动。
11.如权利要求10所述的往复泵,其特征在于,所述抵抗装置包括一弹性压缩体,该弹性压缩体收容在衬套的外侧面和所述底座的另一表面之间的空间。
12.如权利要求11所述的往复泵,其特征在于,所述弹性压缩体包括一弹性环。
13.如前述权利要求中任一项所述的往复泵,其特征在于,所述底座包括适合装配在一起的多个部分。
14.一种往复泵,基本如在此参考附图所描述的那样。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080716 |