CN104204524A - 包括流体气缸和渐缩阀座的泵组件 - Google Patents

包括流体气缸和渐缩阀座的泵组件 Download PDF

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Abstract

根据一个方面，泵组件包括流体气缸，该流体气缸包括流体通道，该流体通道限定流体气缸的渐缩内肩部，该渐缩内肩部限定第一角度。一个阀控制流体流流经流体通道。该阀包括阀座，其被设置在流体通道中且包括渐缩外肩部，该渐缩外肩部限定第二角度。在一个实施方式中，第一渐缩外肩部与第一渐缩内肩部接合以分布和传递载荷。

Description

包括流体气缸和渐缩阀座的泵组件
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。
在一个示例性实施方式中，所述第一阀座还包括形成在所述座本体的外表面中的环形槽，所述环形槽限定槽直径；和密封元件，其被设置在所述环形槽中且与所述流体气缸的内表面密封地接合。
在另一个示例性实施方式中，各所述第一和第二角度是大约30度；其中所述第一外直径是约5英寸；其中所述第一内直径是约3英寸；其中所述第二内直径是约4.5英寸；其中所述槽直径是约4英寸；且其中所述第二外直径是约4.5英寸。
在另一个示例性实施方式中，所述流体气缸还包括与所述第一流体通道流体连通的压力腔室；且其中所述泵组件还包括与所述流体气缸连接的壳体，和从所述壳体伸出并进入所述压力腔室的活塞杆组件。
在第二方面，提供一种用于泵组件的流体气缸，所述流体气缸具有流体通道轴线且包括：第一流体通道，流体被配置成沿着所述第一流体通道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流体通道轴线的第一角度，所述第一角度范围为自所述流体通道轴线测量的从约10度至约45度；和压力腔室，其与所述第一流体通道流体连通。
在一些示例性实施方式中，所述第一角度为自所述流体通道轴线测量的约30度。
在一个示例性实施方式中，所述的流体气缸，还包括：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流体通道轴线流经该第二流体通道，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流体通道轴线的第二角度；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；其中所述第二角度范围为自所述流体通道轴线测量的从约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流体通道轴线测量的约30度。
在一些示例性实施方式中，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第一渐缩内肩部；且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内直径。
在另一个示例性实施方式中，所述内表面自所述流体通道轴线以一锥度角渐缩，该锥度角范围为自所述流体通道轴线测量的从大于0度至约5度。
在一个示例性实施方式中，各所述第一和第二角度为约30度；且其中所述内直径为约4.5英寸。
在第三方面，提供了一种被配置成设置在用于泵组件的流体气缸中的阀座，该阀座具有阀座轴线且包括：座本体，该座本体在其一端包括增大直径部分，该增大直径部分包括第一渐缩外肩部，该第一渐缩外肩部限定自所述阀座轴线的第一角度，和从所述阀座轴线以第一角度延伸的截头圆锥表面，所述第一角度范围为自所述阀座轴线测量的从约10度至约45度，其中所述增大直径部分限定从所述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，其中所述座本体限定外表面，所述外表面限定第二外直径，其比所述第一外直径小，且其中所述截头圆锥表面被轴向地设置在所述外表面与所述第一圆柱表面之间；和孔，其穿过所述座本体形成，且流体沿着所述阀座轴线流经该孔，所述孔限定第二圆柱表面，所述第二圆柱表面限定内直径，该内直径比所述第二外直径小。
在示例性实施方式中，所述第一角度为自所述阀座轴线测量的约30度。
在另一个示例性实施方式中，所述座本体的外表面从所述阀座轴线以第二角度渐缩；且其中所述第二角度范围为自所述阀座轴线测量的从大于0度至约5度。
在另一个示例性实施方式中，阀座，还包括：形成在所述座本体的外表面中的环形槽，该环形槽限定槽直径，其小于所述第二外直径且大于所述内直径；和设置在所述环形槽中的密封元件。
在一些示例性实施方式中，所述第一角度为自所述阀座轴线测量的约30度；其中所述第一外直径为约5英寸；其中所述内直径为约3英寸；其中所述槽直径为约4英寸；且其中所述第二外直径为约4.5英寸。
在第四方面，提供了一种被配置成设置在用于泵组件的流体气缸中的阀座，该阀座具有阀座轴线且包括：座本体，该座本体在其一端包括增大直径部分，该增大直径部分包括第一渐缩外肩部，该第一渐缩外肩部限定自所述阀座轴线的第一角度，和从所述阀座轴线以第一角度延伸的截头圆锥表面，其中所述增大直径部分限定从所述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，其中所述座本体限定外表面，所述外表面限定第二外直径，其比所述第一外直径小，其中所述座本体的外表面从所述阀座轴线以第二角度渐缩；且其中所述截头圆锥表面被轴向地设置在所述外表面与所述第一圆柱表面之间；和孔，其穿过所述座本体形成，且流体沿着所述阀座轴线流经该孔，所述孔限定第二圆柱表面，所述第二圆柱表面限定内直径，该内直径比所述第二外直径小。
在一个示例性实施方式中，所述第一角度范围为自所述阀座轴线测量的从约10度至约45度；且其中所述第二角度范围为自所述阀座轴线测量的从大于0度至约5度。
在另一个示例性实施方式中，所述第一角度为自所述阀座轴线测量的约30度；且其中所述第二角度范围为自所述阀座轴线测量的从大于0度至约5度。
在一个示例性实施方式中，阀座还包括：形成在所述座本体的外表面中的环形槽，该环形槽限定槽直径，该槽直径比所述第二外直径小且比所述内直径大；和设置在所述环形槽中的密封元件。
在一个示例性实施方式中，所述第一角度为自所述阀座轴线测量的约30度；其中所述第二角度范围为自所述阀座轴线测量的从大于0度至约5度；其中所述第一外直径为约5英寸；其中所述内直径为约3英寸；其中所述槽直径为约4英寸；且其中所述第二外直径为约4.5英寸。
在第五方面，提供了一种用于生产基于第二泵组件的第一泵组件的方法，所述第一和第二泵组件分别包括第一和第二流体气缸以及分别包括第一和第二阀座，所述第一和第二流体气缸分别包括在其中形成的第一和第二流体通道，所述第一和第二阀座被配置成分别被设置在所述第一和第二流体通道中，所述第一和第二流体通道分别限定第一和第二内直径，所述第一和第二阀座分别限定第一和第二外直径，该方法包括：生产所述第一流体气缸，包括将所述第一内直径的尺寸设置成小于所述第二外直径，从而所述第二阀座不允许被设置在所述第一流体通道中；以及生产所述第一阀座，包括设置所述第一外直径的尺寸，从而：所述第一外直径比所述第二内直径小；且如果所述第一阀座被设置在所述第二流体通道中，则在所述第一阀座和所述第二流体通道限定的第二流体气缸的内表面之间形成径向间隙。
在一个示例性实施方式中，所述的方法还包括将所述第一阀座设置在所述第一流体通道中。
在另一个示例性实施方式中，生产所述第一阀座包括形成增大直径部分，所述增大直径部分包括渐缩外肩部，该渐缩外肩部限定第一角度，所述增大直径部分限定圆柱表面，所述圆柱表面限定比所述第一外直径大的第三外直径；且其中生产所述第一流体气缸包括形成所述第一流体通道，从而所述第一流体通道限定渐缩内肩部，所述渐缩内肩部限定第二角度。
在仍另一个示例性实施方式中，生产所述第一阀座还包括：形成穿过所述第一阀座的孔，该孔限定比所述第一外直径小的第三内直径；在所述第一阀座中形成环形槽，所述环形槽限定槽直径，该槽直径比所述第一外直径小且比所述第三内直径大；以及将密封元件设置在所述环形槽中。
在一些示例性实施方式中，所述的方法还包括将所述第一阀座设置在所述第一气缸的第一流体通道中，从而：所述渐缩外肩部与所述渐缩内肩部接合，且所述密封元件与所述流体气缸密封地接合。
在另一个示例性实施方式中，各所述第一和第二角度为相对于轴线的约30度；其中所述第三外直径为约5英寸；其中所述第三内直径为约3英寸；其中所述第一内直径为约4.5英寸；其中所述槽直径为约4英寸；且其中所述第一外直径为约4.5英寸。
当参考附图根据下文的具体说明，其它方面、特征和优点将是明显的，该附图是本公开的一部分且以示例的方式示出了所公开的发明的原理。
附图说明
附图有助于理解多个实施方式。
图1是根据示例性实施方式的往复泵组件的侧视图，且该泵组件包括流体气缸组件。
图2是根据示例性实施方式的图1的流体气缸组件的剖视图，该流体气缸组件包括流体气缸以及入口和出口阀，且各入口和出口阀包括阀座。
图3是根据示例性实施方式的图2的剖视图的一部分的放大视图。
图4是根据另一个示例性实施方式的阀座和流体气缸的相应部分的剖视图。
图5是根据另一个示例性实施方式的阀座和流体气缸的相应部分的剖视图。
图6是根据另一个示例性实施方式的阀的剖视图，该阀包括阀座。
图7是图6的根据一个示例性实施方式的阀座的视图。
图8是图6和7的根据一个示例性实施方式的阀座的剖视图。
图9是根据一个示例性实施方式的设置在图2的流体气缸中的图6的阀的剖视图。
图10是根据一个示例性实施方式，基于被称为Legacy或Legacy型号的之前销售的泵组件生产新泵组件的方法的流程图。
图11是根据另一个示例性实施方式的阀座的剖视图。
具体实施方式
在一个示例性实施方式中，如图1中所示，往复泵组件大体由参考标记10指示，且包括动力端部12和可操作地连接至其上的流体端部14。该动力端部12包括在其中设置有曲轴(未示出)的壳体16，该曲轴可操作地连接至发动机或电机(未示出)，该发动机或电机被配置成驱动曲轴。流体端部14包括流体端部单元或者流体气缸18，其经由多个撑杆20连接至壳体16。流体气缸18包括以平行的关系间隔开的流体入口通道22和流体出口通道24。在图1中示出的多个盖组件26中的一个被与撑杆20相反地连接至流体气缸18。在图1中示出了多个盖组件28中的一个被与流体入口通道22相反地连接至流体气缸18。活塞杆组件30从壳体16延伸出来进入流体气缸18。在多个示例性实施方式中，泵组件10是独立式立在地面上的，被安装至可在工作场地之间牵引的拖车，或者被安装至滑板(skid)。
在一个示例性实施方式中，继续参考图1且如图2中所示，活塞杆组件30包括活塞32，其延伸通过在流体气缸18中形成的孔34，且进入流体气缸18中形成的压力腔室36。在多个示例性实施方式中，可在流体气缸18中形成多个平行地间隔开的孔，其中一个孔是孔34，可在流体气缸18中形成多个压力腔室，其中一个压力腔室为压力腔室36，且多个平行间隔开的活塞可延伸通过各相应的孔且进入各相应的压力腔室，其中一个活塞为活塞32。至少该孔34、该压力腔室36和该活塞32可共同实现活塞冲程(plunger throw)。在几个示例性实施方式中，往复泵组件10包括三个活塞冲程(即，三泵组件)，或者包括四个或更多活塞冲程。
如图2中所示，流体气缸18包括形成在其中的入口和出口流体通道38和40，其是大体沿着流体通道轴线42共轴的。在下文中所述的情况下，流体被设置成沿着流体通道轴线42流经入口和出口流体通道38和40。流体入口通道22经由入口流体通道38与压力腔室36流体连通。该压力腔室36经由出口流体通道40与流体出口通道24流体连通。流体入口通道38包括增大直径部分38a，和从其向下延伸的缩小直径部分38b。该增大直径部分38a限定渐缩内肩部43，且因此限定流体气缸18的截头圆锥表面44。该缩小直径部分38b限定流体气缸18的内表面46。类似地，流体出口通道40包括增大直径部分40a，和从其向下延伸的缩小直径部分40b。该增大直径部分40a限定渐缩内肩部48，且因此限定流体气缸18的截头圆锥表面50。缩小直径部分40b限定流体气缸18的内表面52。
入口阀54被设置在流体通道38中，且至少与截头圆锥表面44和内表面46接合。类似地，出口阀56被设置在流体通道40中，且至少与截头圆锥表面50和内表面52接合。在示例性实施方式中，各阀54和56是弹簧加载阀，其通过其上的预定的压差而致动。
沉孔58形成在流体气缸18中，且大体与流体通道42共轴。沉孔58限定内肩部58a且包括与内肩部58a相邻的内螺纹连接58b。沉孔60形成在流体气缸18中，且大体沿着轴线62与孔34共轴。沉孔60限定内肩部60a且包括与内肩部60a相邻的内螺纹连接60b。在多个示例性实施方式中，流体气缸18可包括多个平行间隔开的沉孔，其中的一个可以是沉孔58，其中沉孔的数量等于泵组件10所包括的活塞冲程的数量。类似地，在多个示例性实施方式中，流体气缸18可包括另外的多个平行间隔开的沉孔，其中的一个可以是沉孔60，其中沉孔的数量与泵组件10所包括的活塞冲程的数量相同。
设置在沉孔58中的插塞64与内肩部58a接合，且与沉孔58的缩小直径部分所限定的内圆柱表面密封地接合。紧固件66的外螺纹连接66a与沉孔58的内螺纹连接58b螺纹地接合，从而紧固件66的端部与插塞64接合。因此，紧固件66将插塞64设置或保持定位为抵靠沉孔58所限定的内肩部58a，从而保持插塞64与沉孔58的缩小直径部分所限定的内圆柱表面的密封接合。图1和2中所示的盖组件28至少包括插塞64和紧固件66。在一个示例性实施方式中，盖组件28可从流体气缸18脱离连接，以提供例如至沉孔58、压力腔室36、活塞32、流体通道40或出口阀56的通道。接着可根据前述说明将盖组件28再连接至流体气缸18。在几个示例性实施方式中，泵组件10可包括多个插塞，其中一个是插塞64，和包括多个紧固件，其中一个是紧固件66，其中插塞和紧固件的数量分别等于泵组件10所包括的活塞冲程的数量。
设置在沉孔60中的插塞68与内肩部60a接合，且与沉孔60的缩小直径部分所限定的内圆柱表面密封地接合。在一个示例性实施方式中，插塞68的特征在于用作吸管套(suction cover)。紧固件70的外螺纹连接70a与沉孔60的内螺纹连接60b螺纹接合，从而紧固件70的端部与插塞68接合。因此，紧固件70将插塞68设置或保持成定位抵靠在沉孔60所限定的内肩部60a上，从而将插塞68保持抵靠在由沉孔60的缩小半径部分所限定的内圆柱表面上而密封接合。图1和2中所示的盖组件26至少包括插塞68和紧固件70。在示例性实施方式中，盖组件26可从流体气缸18脱离连接，以提供例如至沉孔60、压力腔室36、活塞32、流体通道38或者入口阀54的通道。接着根据前述说明可将该盖组件26再连接至流体气缸18。在几个示例性实施方式中，泵组件10可包括多个插塞，其中一个是插塞68，和多个紧固件，其中一个是紧固件70，其中插塞和紧固件的数量分别与泵组件10所包括的活塞冲程的数量相同。
阀弹簧保持件72被设置在流体通道38的增大直径部分38a中。阀弹簧保持件72连接至插塞68的与紧固件70相反的端部。在示例性实施方式中，如图2中所示，阀弹簧保持件72经由毂74连接至插塞68，该毂74与轴线62大体共轴。
在示例性实施方式中，如继续参考图1和2和如图3中所示，入口阀54包括阀座76和与其接合的阀元件78。该阀座76包括座本体80，其具在一个端部处具有增大直径部分82。座本体80的增大直径部分82被设置在流体通道38的增大直径部分38a中。孔83穿过座本体80形成。阀座76具有阀座轴线84，当入口阀54被设置在流体通道38中时该阀座轴线84与流体通道轴线42对齐，如图3中所示。在下文中所述的情况下，流体沿着阀座轴线84流经孔83。孔83限定座本体80的内表面85。座本体80的外表面86与流体通道38所限定的内表面46接触。如O形环88等的密封元件可被设置在外表面86中所形成的环形槽90中。O形环88与内表面46密封地接合。增大直径部分82包括渐缩外肩部91，且因此限定截头圆锥表面92，其从外表面86成角度地向上延伸。部分82还限定圆柱表面94，其从截头圆锥表面92处轴向地向上延伸。截头圆锥表面92轴向地设置在外表面86和圆柱表面94之间。部分82还限定渐缩表面96，其从内表面85成角度地向上延伸。在一个示例性实施方式中，渐缩表面96以一角度从阀座轴线84延伸，该角度范围从约15度至约45度。阀座76的座本体80被设置在流体通道38的缩小直径部分38b中，从而座本体80的外表面86与流体气缸18的内表面46接合。在一个示例性实施方式中，座本体80在流体通道38的部分38b中形成干涉配合，或者压配合，从而防止阀座76从流体通道38移位。
阀元件78包括中心杆98，阀本体100从该中心杆98径向向外延伸。在阀本体100中形成有外环形腔102。密封件104在该腔102中延伸，且被配置成在下文所述的情况下与阀座76的渐缩表面96密封地接合。多个周向地间隔开的腿106从中心杆98成角度地向下延伸，且可与座本体80的内表面85滑动地接合。在多个示例性实施方式中，多个腿106可包括两个、三个、四个、五个或者多于五个腿106。弹簧108的下端部与阀本体100的与中心杆98相反的顶部接合。在下文中所述的情况下，阀元件78可相对于阀座76，且因此相对于流体气缸18，在关闭位置(如图3中所示)和打开位置(未示出)之间移动。
在一个示例性实施方式中，密封件104被模制在阀本体100中。在一个示例性实施方式中，密封件104被预先形成且接着被附接至阀本体100。在多个示例性实施方式中，密封件104由一种或多种材料构成，该材料例如可变形热塑材料、聚氨脂材料、纤维增强材料、碳、玻璃、棉、金属丝纤维、织物和/或其任何组合。在一个示例性实施方式中，密封件104由设置在热塑材料中的织物构成，且该织物可包括碳、玻璃、金属丝、棉纤维和/或其任何组合。在多个示例性实施方式中，密封件104包括至少一种纤维增强材料，其可防止或者至少减少分层。在一个示例性实施方式中，密封件104具有95A硬度或更大的硬度，或者69D硬度或更大的硬度。在多个示例性实施方式中，阀本体100比密封件104更硬且刚性更大。
出口阀56与入口阀54相同，且因此不再详细说明。出口阀56的与入口阀54的相应特征相同的特征将以与入口阀54相同的参考标记指示。出口阀56的阀座轴线84分别与流体通道轴线42和入口阀54的阀座轴线84对齐。出口阀56被以与将入口阀54设置在流体通道38中且与流体气缸18接合的方式相同的方式而设置在流体通道40中，且与流体气缸18接合，除了一处不同。该不同在于出口阀56的弹簧108，更具体说是出口阀56的弹簧108的上部分被压缩靠在插塞64的底部，而不是被压缩靠在与阀弹簧保持件72对应的构件上，入口阀54的弹簧108的上部分被压缩靠在该阀弹簧保持件72上。
在操作中，在一个示例性实施方式中，继续参考图1-3，活塞32在孔34中往复移动，往复地进和出压力腔室36。即，如图2所示，活塞32水平地前后移动，离开和朝向轴线42。在一个示例性实施方式中，发动机或电机(未示出)驱动容纳在壳体16中的曲轴(未示出)，从而使得活塞32在孔34中往复，且因此进和出压力腔室36。
随着活塞32从压力腔室36往复移出，入口阀54被打开。更具体地，如图2和3所示，随着活塞32从流体通道42移动离开，压力腔室36中的压力降低，在入口阀54上形成压差，且使得阀元件78相对于阀座76和流体气缸18向上移动。作为阀元件78向上移动的结果，弹簧108在阀本体100和阀弹簧保持件72之间压缩，密封件104从渐缩表面96脱离接合，且因此入口阀54被设置在其打开位置。流体入口通道22中的流体沿着流体通道轴线42流动，并经由流体通道38和入口阀54被吸入压力腔室36。为了流经入口阀54，流体流经阀座76的孔83且沿着阀座轴线84。在流体流经入口阀54并进入压力腔室36的过程中，出口阀56处与其关闭位置，其中出口阀56的阀元件78的密封件104与出口阀56的阀座76的渐缩表面96接合。流体继续被吸入压力腔室36，直到活塞32处于其冲程的远离流体通道42的端部处。这时，如图2和3所示，在入口阀54上的压差使得入口阀54的弹簧108没有继续被压缩，或者开始解压缩和伸展，推动入口阀54的阀元件78相对于阀座76和流体气缸18向下移动。因此，入口阀54被设置在或者开始被设置在其关闭位置，其中密封件104密封地接合渐缩表面96，或者至少朝向渐缩表面96移动。
随着活塞32移动进入压力腔室36且因此朝向流体通道42，压力腔室36中的压力开始增大。压力腔室36中的压力继续增大直到在出口阀56上的压差超过预设值，在该值处出口阀56打开且允许流体流出压力腔室36，沿着流体通道轴线42且经由流体通道40和出口阀56，并进入流体出口通道24。随着活塞32到达其冲程的朝向流体通道42的端部(即，其排出冲程)，入口阀54位于或被设置在其关闭位置，其中密封件104与渐缩表面96密封地接合。
重复前述过程，其中随着流体从流体入口通道22流动且经由压力腔室36至流体出口通道24时，往复泵组件10加压该流体。在一个示例性实施方式中，泵组件10是单作用往复泵，其中流体被泵送经过该活塞32的仅一侧。
在一个示例性实施方式中，在往复泵组件10的上述操作过程中，各表面44和92的渐缩平衡施加在其上的载荷力。在一个示例性的实施方式中，该载荷分配在表面44和92上，减小了应力集中。在一个示例性实施方式中，阀座76中的在表面86和92之间的带状界面附近处的应力，与在流体气缸18中的在表面46和44之间的圆形界面附近处的应力平衡。因此，这些应力被减小。在一个示例性实施方式中，各表面44和92的锥度允许入口阀54的座本体80的外直径缩小，从而还允许较小的检修口，以及流体气缸18中的较小的横孔直径。在一个示例性实施方式中，各表面44和92的锥度减小了将阀座76从流体通道38移除所需的拉力。
在一个示例性实施方式中，如继续参考图1-3且如图4所示，锥度角110由渐缩外肩部91且因此由截头圆锥表面92限定。锥度角112由渐缩内肩部43且因此由截头圆锥表面44限定。各锥度角110和112可自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量。在一个示例性实施方式中，锥度角110和112是相等的，且范围为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量为约10度至约45度。在一个示例性实施方式中，锥度角110和112范围为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量为约20度至40度。在一个示例性实施方式中，锥度角110和112范围为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量为从约25至35度。在一个示例性实施方式中，锥度角110和112是相等的，且各锥度角110和112为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量的约30度。在一个示例性实施方式中，锥度角110和112是不相等的。如图4中所示，截头圆锥间隙或区域114可在表面44和92之间被限定。此外，径向缝隙116在阀座76的外圆柱表面94和流体气缸18的内表面118之间限定，该表面118由流体通道38的增大直径部分38a限定。在一个示例性实施方式中，区域114可被省略，且表面92可与表面44接靠。在一个示例性实施方式中，材料可被设置在区域114中，以吸收、传递和/或分配在表面44和92之间的载荷。
如图4中所示，本体80的至少与增大直径部分82相反的端部分以自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84的锥度角120而渐缩。在一个示例性实施方式中，锥度角120的范围为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量的从约0度至约5度。在一个示例性实施方式中，锥度角120的范围为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量的从约1度至约4度。在一个示例性实施方式中，锥度角120的范围为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84的从约1度至约3度。在一个示例性实施方式中，锥度角120为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量的约2度。在一个示例性实施方式中，锥度角120为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量的约1.8度。在一个示例性实施方式中，作为附加或者代替本体80的与增大直径部分82相反的端部分渐缩，流体气缸18的内表面46以锥度角120渐缩。在一个示例性实施方式中，可在本体80和内表面46之间形成干涉配合，从而将阀座76保持定位在流体气缸中。在几个示例性实施方式中，除了在流体通道38中使用干涉配合，还可使用螺纹连接、螺纹螺母和/或卡配合机构以将阀座76保持定位在流体气缸18中。
在一个示例性实施方式中，在使用图4所示的入口阀54的实施方式的泵组件10的操作过程中，表面92和44提供载荷平衡，其中在阀座76的增大直径部分82上的载荷经由表面92压靠在表面44上或者经由设置在其之间的中间材料而分布和传递至流体气缸18的表面44。
在一个示例性实施方式中，如继续参考图1-4且如图5中所示，流体气缸18的带状表面(fillet surface)122由流体通道38的增大直径部分38a限定。带状表面122在截头圆锥表面44和内表面118之间延伸。如图5中所示，各截头圆锥表面92和44以锥度角123渐缩，该锥度角123可自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量。在一个示例性实施方式中，锥度角123的范围为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量的从约10度至约45度。在一个示例性实施方式中，锥度角范围123的范围为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量的从约10度至约30度。在一个示例性实施方式中，锥度角123的范围为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量的从约12度至约20度。在一个示例性实施方式中，锥度角123为自流体通道轴线42和与其对齐的阀座轴线84测量的约14度。在一个示例性实施方式中，表面92和44可以不相等的角度渐缩。表面92接靠表面44。如图5中所示，槽90和O形环88分别被省略，而使用槽124和O形环126。环形槽124形成在截头圆锥表面92中，且O形环126被设置在环形槽124中。O形环126与截头圆锥表面44密封地接合。
在一个示例性实施方式中，在使用图5中所示的入口阀54的实施方式的泵组件10的操作过程中，提供至阀座76的载荷至少部分地经由表面92与表面44的邻靠所提供的载荷平衡而被分配和传递至流体气缸18。
在一个示例性实施方式中，在使用入口阀54的前述实施方式的泵组件10的操作过程中，沿着流体通道42的向下轴向载荷被施加至阀本体100的顶部。该载荷通常在以下情况下最大，即活塞32朝向流体通道42移动，且出口阀56打开且允许流体流出压力腔室36，经由流体通道40和出口阀56，且进入流体出口通道24时。随着活塞32到达其冲程的朝向流体通道42的端部(排出冲程)，入口阀54处于或者被设置在其关闭位置，且提供至阀本体100的顶部的载荷经由阀本体100被传递至密封件104。接着该载荷经由密封件104被传递至阀座76，且接着经由表面92与表面44的抵靠接合或者设置在其之间的中间材料而被分布和传递至流体气缸18的渐缩内肩部43。表面92和44的渐缩有助于向下轴向载荷以平衡的方式被分布和传递至流体气缸18，从而减小流体气缸18和阀座76中的应力集中。
在一个示例性实施方式中，如继续参考图1-5且如图6-8所示，入口阀大体以参考标记128指示，且包括多个与入口阀54的相应部件相同的部件，该相同的部件以相同的参考标记指示。入口阀128包括阀座129。阀座129包括多个与阀座76的相应部件相同的部件，该相同的部件以相同的参考标记指示。环形凹槽130在表面86和92的相交处形成在阀座128中。
如图8中所示，锥度角132由外渐缩肩部93且因此由截头圆锥表面94限定。锥度角132可自阀座轴线84测量。在一个示例性实施方式中，锥度角132为自阀座轴线84测量的约30度。在一个示例性实施方式中，锥度角132范围为自阀座轴线84测量的从约10度至约45度。在一个示例性实施方式中，锥度角132范围为自阀座轴线84测量的从约20度至约40度。在一个示例性实施方式中，锥度角132范围为自阀座轴线84测量的从约25度至约35度。由阀座129的增大直径部分82所限定的该圆柱表面94限定外直径134。在一个示例性实施方式中，外直径134是约5英寸。在一个示例性实施方式中，外直径134是约5.06英寸。座本体80的穿过其的孔83所限定的内表面85限定内直径136。在一个示例性实施方式中，内直径136的范围从约3英寸至约3.5英寸。在一个示例性实施方式中，该内直径136是约3.27英寸。座本体80的环形表面138由环形槽90限定。槽直径140由环形表面138限定。在一个示例性实施方式中，槽直径140范围从约4英寸至约4.5英寸。在一个示例性实施方式中，槽直径140为约4.292英寸。在一个示例性实施方式中，外直径142由座本体80在沿着轴向位置在环形凹槽130附近的外表面86限定，或者至少在表面86和92之间的相交处的附近的外表面86限定。在一个示例性实施方式中，外直径142范围从约4英寸至约5英寸。在一个示例性实施方式中，外直径142范围从约4.5英寸至约5英寸。在一个示例性实施方式中，外直径142范围从约4.5英寸至约4.6英寸。在一个示例性实施方式中，外直径142为约4.565英寸。外表面86径向向内渐缩，始于外直径142的轴向位置，终止于本体80上与增大直径部分82相反的端部，从而限定相对于阀座轴线84的锥度角144。在一个示例性实施方式中，锥度角144的范围为自阀座轴线84测量的从约0度至约5度。在一个示例性实施方式中，锥度角144的范围为自阀座轴线84测量的从大于0度至约5度。在一个示例性实施方式中，锥度角120为自阀座轴线84测量的约2度。在一个示例性实施方式中，锥度角144为自阀座轴线84测量的约1.8度。
在一个示例性实施方式中，如图9所示并继续参考图1-8，入口阀54被从泵组件10上省略，而代之以入口阀128，其被设置在流体通道38中。阀座129的渐缩外肩部91接合流体气缸18的渐缩内肩部43。这样，截头圆锥表面92与截头圆锥表面44接合。在一个示例性实施方式中，渐缩内肩部43限定相对于流体通道轴线42的锥度角，其等于锥度角132。在一个示例性实施方式中，渐缩内肩部43限定的锥度角等于锥度角132，且锥度角132是自阀座轴线84测量的从约10度至约45度。在一个示例性实施方式中，锥度角范围132的范围为自阀座轴线84测量的从约20度至约45度。在一个示例性实施方式中，锥度角132的范围为自阀座轴线84测量的从约25度至约35度。在一个示例性实施方式中，渐缩内肩部43限定的锥度角等于锥度角132，且锥度角132是自阀座轴线84测量的约30度。O形环88与流体气缸18的内表面46密封地接合。入口阀128的阀座129的本体80的外表面86与流体气缸18的内表面46接合。在一个示例性实施方式中，流体通道38的至少缩小直径部分38b渐缩，使得部分38b所限定的内直径146在远离增大直径部分38a的轴向上沿着流体通道42缩小。在一个示例性实施方式中，在与表面46和44之间的相交处相应的轴向位置处，内直径146的范围从约4英寸至约5英寸。在一个示例性实施方式中，在与表面46和44之间的相交处对应的轴向位置，内直径146范围从约4.5英寸至约5英寸。在一个示例性实施方式中，在与表面46和44之间的相交处对应的轴向位置，内直径146范围从约4.5英寸至约4.6英寸。在一个示例性实施方式中，在与表面46和44之间的相交处对应的轴向位置，内直径146为约4.553英寸。在一个示例性实施方式中，在外表面86和内表面46之间形成干涉配合，从而防止阀座129从流体通道38位移。
在一个示例性实施方式中，在泵组件10的操作过程中，入口阀129的操作与入口阀54的操作相同。因此，没有对在泵组件10的操作过程中的入口阀129的操作进行详细说明。
在一个示例性实施方式中，入口阀54可从泵组件10省略而使用入口阀128，且出口阀56可从泵组件10省略而使用与入口阀128相同的出口阀。在一个示例性实施方式中，使用入口阀128和与入口阀128相同的出口阀的泵组件10的操作与使用入口阀54和出口阀56的泵组件10的上述操作相同。
在多个实验的示例性实施方式中，对阀座129和流体气缸18的组合的实验基线实施方式(模拟可被称作传统(Legacy)或传统模式(Legacy model)的之前的泵组件)进行实验有限元分析，且还对阀座129和流体气缸18的组合的三个实验示例性实施方式进行实验有限元分析。在各实验示例性实施方式1、2和3的三个点处确定实验应力，该点在图9中示出，即点A，其大体位于流体气缸18上表面44和118之间的相交处；点B，其大体在阀座129上环形凹槽130所限定的最低点处；和点C，其大体在阀座129上环形槽90所限定的流体气缸18的轴向延伸表面与环形槽90所限定的流体气缸18的下径向延伸表面之间的相交处。
对于实验基线实施方式，锥度角132为90度，内直径136为3.27英寸，且外直径132为5.06英寸。对于实验示例性实施方式1、2和3，锥度角132为30度，内直径136为3.27英寸，且外直径134为5.06英寸。这些值与4.5英寸活塞的活塞32相应，即，活塞32具有约4.5英寸外直径。在下文中的表I中列出实验示例性实施方式的其它尺寸(这些值与4.5英寸活塞的活塞32相对应)：
表I-尺寸
在与被加压至16800psi的压力腔室36相应的模拟条件下，实验有限元分析的应力响应结果在以下表II中列出：
表II-在16,800psi的应力响应
在以下的表III中列出在模拟与加压至19,286psi的压力腔室36相应的条件下的实验有限元分析的应力响应结果：
表III-在19,286psi的应力响应
如以上的表II和III所示，随着实验阀座129的实验外直径142减小，实验应力响应减小。这是未预料的结果。由于预计随着阀座129的横截面积(对应于本体80在增大直径部分82下方且与阀座轴线84垂直的横截面)减小，在点B和C处的应力响应将增大，因此在阀座129的实验示例性实施方式的点B和C的实验应力响应减小是未预料的。在以下情况下实现了一些未曾预料的结果：锥度角132大约为30度，外直径134为大约5英寸，内直径136为大约3英寸，槽直径为大约4英寸，且外直径142小于4.6英寸也产生未曾预料的结果。根据这些未预料的结果，确定可基于泵组件10生产新的泵组件10，其中新的泵组件10的直径146、140和142充分地小于之前泵组件10的直径146、140和142，使得新泵组件10的阀座129将不能与之前的泵组件10的流体气缸18可操作地兼容，且从而之前的泵组件10的阀座129将不能与新泵组件10的流体气缸18可操作地兼容，从而防止新泵组件和之前的泵组件10的部件的任何混淆。可实现操作不兼容和长期防止混淆的目标，且同时未预料地改进了新泵组件10的应力响应。
在一个示例性实施方式中，如继续参考图1-9且如图10中所示，一种根据之前泵组件的新的泵组件的生产方法大体被参考标记150指示，且在此称为Legacy或者Legacy型号。该方法150包括步骤152，在该步骤生产替换流体气缸，该替换流体气缸包括在其中形成的替换流体通道，替换流体通道限定替换内直径。步骤152包括调整该替换内直径尺寸，从而使得尺寸和形状设置成用于Legacy泵组件的阀座不允许被设置在替换流体通道中。由于Legacy阀座不允许被设置在替换流体通道中，因此这些部件在操作上不兼容且可避免部件的混淆。在步骤154，生产了替换阀座，该替换阀座限定替换外直径。步骤154包括调整替换外直径的尺寸，使得替换外直径比Legacy型号泵组件的Legacy流体气缸中形成的Legacy流体通道所限定的Legacy内直径小，且因此如果替换阀座被设置在Legacy流体通道中则在替换阀座和Legacy流体通道所限定的Legacy流体气缸的内表面之间限定径向缝隙。因此，如果替换阀座被设置在Legacy流体通道中，且接着操作Legacy泵组件，则Legacy泵组件将不能够保持压力，且该压力不足将被快速和容易地检测到，及时地对操作不兼容和部件混淆进行故障诊断和检测。因此，避免了部件的长时间混淆。在步骤156，替换阀座被设置在替换流体气缸的替换流体通道中。在几个示例性实施方式中，方法150包括另外的步骤，其中根据前述说明的泵组件10而装配替换泵组件。在几个示例性实施方式中，各替换和Legacy流体气缸可与图9种所示的流体气缸18相同，且各替换和Legacy阀座可与图8和9中所示的阀座129相同，但有两处差异。首先，替换流体气缸的内直径146比Legacy阀座的外直径142小，从而Legacy阀座不允许被设置在替换流体气缸的流体通道38的部分38b中。其次，替换阀座的外直径142比Legacy流体气缸的内直径146小，从而在替换阀座的表面86与Legacy流体气缸的内表面46之间限定径向缝隙。
在一个示例性实施方式中，如继续参考图1-10且如图11中所示，阀座大体以参考标记160指示，且包括多个与阀座129的相应特征相同的特征，该相同的特征以相同的参考标记表示。阀座129的环形凹槽130被省略，而使用环形沟槽(annular channel)162。在一个示例性实施方式中，锥度角132为自轴线84测量的约30度。在一个示例性实施方式中，外直径134是约4.5英寸。在一个示例性实施方式中，内直径136为约3英寸。在一个示例性实施方式中，槽直径140是约3.5英寸。在一个示例性实施方式中，外直径142是约3.5英寸。在一个示例性实施方式中，锥度角144是自轴线84测量的约1.8度。在一个示例性实施方式中，锥度角132的范围自轴线84测量为从约10度至约45度。在一个示例性实施方式中，外直径134的范围从约4英寸至约5英寸。在一个示例性实施方式中，内直径136的范围从约2.5英寸至约3.5英寸。在一个示例性实施方式中，槽直径140范围从约3英寸至约4英寸。在一个示例性实施方式中，外直径142范围从约3英寸至约4英寸。在一个示例性实施方式中，锥度角144范围从大于0度至约5度。在多个示例性实施方式中，阀座129可用于一个或多个阀54、56和128。
在多个示例性实施方式中，可对阀元件100进行改变，或者可省略阀元件100而使用不包括多个腿106的其它阀元件。在多个示例性实施方式中，阀54、56和128可被配置成在高磨擦性流体(如钻探泥浆)中且在较高压力(如在高达15,000psi或更大压力)下工作。在多个示例性实施方式中，除了用于往复泵，阀54、56和128或其构件，例如阀座76、129和160，可用于其它类型的泵和流体系统。相应地，除了用于往复泵，流体气缸18或其零件可用于其它类型的泵和流体系统。
在前述说明和相应的实施方式中，为了清楚的目的采用特定的术语。然而，本公开不用于限制所选择的具体术语，且应理解个具体术语包括其它的技术等同，其以相似的方式完成相似的技术目的。诸如“左”和“右”，“前”和“后”，“上”和“下”等的术语作为方便的词语提供参考位置而不应构成限制性术语。
在本说明中，词“包括”应理解为其“开放”意义，即“具有”的意思，因此不应被限制为“封闭”意义，即“仅包括”的意思。相应的意思也适用于相应的词“包括”，“包括有”等。
此外，前述仅说明了一些实施方式，可进行改变、修改、增加和/或变化而不偏离所公开的实施方式的范围和实质，该实施方式是示意性的而不是限制性的。
此外，所说明的实施方式涉及当前考虑为最实用和最优选的实施方式，其应理解为实施方式不应限于所公开的实施方式，相反地，旨在覆盖包括在该实施方式的实质和范围内的不同的修改和等同设置。此外，上述说明的多种实施方式可与其它实施方式共同应用，如，一个实施方式的方面可与另一个实施方式的方面结合而实现再另一个实施方式。另外，任何给定组件的各独立特征或构件可构成另外的实施方式。

Claims (37)

1.一种泵组件，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；
其中所述第一和第二角度的范围分别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。
2.根据权利要求1所述的泵组件，其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。
3.根据权利要求1所述的泵组件，其中所述第一和第二角度是相等的。
4.根据权利要求3所述的泵组件，其中所述第一和第二角度分别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。
5.根据权利要求1所述的泵组件，其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流经该第二流体通道，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
其中所述第三和第四角度范围分别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。
6.根据权利要求5所述的泵组件，其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。
7.根据权利要求5所述的泵组件，其中所述第三和第四角度是相等的。
8.根据权利要求7所述的泵组件，其中所述第三和第四角度分别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。
9.根据权利要求1所述的泵组件，其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。
10.根据权利要求9所述的泵组件，其中所述流体气缸的内表面和所述座本体的外表面中的至少一个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大于0度至约5度。
11.根据权利要求9所述的泵组件，其中所述第一阀座还包括：
形成在所述座本体的外表面中的环形槽，所述环形槽限定槽直径；和
密封元件，其被设置在所述环形槽中且与所述流体气缸的内表面密封地接合。
12.根据权利要求11所述的泵组件，其中所述第一和第二角度分别是大约30度；
其中所述第一外直径是约5英寸；
其中所述第一内直径是约3英寸；
其中所述第二内直径是约4.5英寸；
其中所述槽直径是约4英寸；且
其中所述第二外直径是约4.5英寸。
13.根据权利要求1所述的泵组件，其中所述流体气缸还包括与所述第一流体通道流体连通的压力腔室；且
其中所述泵组件还包括与所述流体气缸连接的壳体，和从所述壳体伸出并进入所述压力腔室的活塞杆组件。
14.一种用于泵组件的流体气缸，所述流体气缸具有流体通道轴线且包括：
第一流体通道，流体被配置成沿着所述第一流体通道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流体通道轴线的第一角度，所述第一角度的范围为自所述流体通道轴线测量的从约10度至约45度；和
压力腔室，其与所述第一流体通道流体连通。
15.根据权利要求14所述的流体气缸，其中所述第一角度为自所述流体通道轴线测量的约30度。
16.根据权利要求14所述的流体气缸，还包括：
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流体通道轴线流经该第二流体通道，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流体通道轴线的第二角度；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；
其中所述第二角度的范围为自所述流体通道轴线测量的从约10度至约45度。
17.根据权利要求16所述的流体气缸，其中所述第一和第二角度是相等的。
18.根据权利要求17所述的流体气缸，其中所述第一和第二角度分别为自所述流体通道轴线测量的约30度。
19.根据权利要求14所述的流体气缸，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第一渐缩内肩部；且
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内直径。
20.根据权利要求19所述的流体气缸，其中所述内表面自所述流体通道轴线以一锥度角渐缩，该锥度角的范围为自所述流体通道轴线测量的从大于0度至约5度。
21.根据权利要求19所述的流体气缸，其中所述第一和第二角度分别为约30度；且
其中所述内直径为约4.5英寸。
22.一种被配置成设置在用于泵组件的流体气缸中的阀座，该阀座具有阀座轴线且包括：
座本体，该座本体在其一端包括增大直径部分，该增大直径部分包括第一渐缩外肩部，该第一渐缩外肩部限定自所述阀座轴线的第一角度，和从所述阀座轴线以第一角度延伸的截头圆锥表面，所述第一角度的范围为自所述阀座轴线测量的从约10度至约45度，
其中所述增大直径部分限定从所述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，
其中所述座本体限定外表面，所述外表面限定第二外直径，其比所述第一外直径小，且
其中所述截头圆锥表面被轴向地设置在所述外表面与所述第一圆柱表面之间；和
孔，其穿过所述座本体形成，且流体沿着所述阀座轴线流经该孔，所述孔限定第二圆柱表面，所述第二圆柱表面限定内直径，该内直径比所述第二外直径小。
23.根据权利要求22所述的阀座，其中所述第一角度为自所述阀座轴线测量的约30度。
24.根据权利要求22所述的阀座，其中所述座本体的外表面从所述阀座轴线以第二角度渐缩；且
其中所述第二角度的范围为自所述阀座轴线测量的从大于0度至约5度。
25.根据权利要求22所述的阀座，还包括：
形成在所述座本体的外表面中的环形槽，该环形槽限定槽直径，其小于所述第二外直径且大于所述内直径；和
设置在所述环形槽中的密封元件。
26.根据权利要求25所述的阀座，其中所述第一角度为自所述阀座轴线测量的约30度；
其中所述第一外直径为约5英寸；
其中所述内直径为约3英寸；
其中所述槽直径为约4英寸；且
其中所述第二外直径为约4.5英寸。
27.一种被配置成设置在用于泵组件的流体气缸中的阀座，该阀座具有阀座轴线且包括：
座本体，该座本体在其一端包括增大直径部分，该增大直径部分包括第一渐缩外肩部，该第一渐缩外肩部限定自所述阀座轴线的第一角度，和从所述阀座轴线以第一角度延伸的截头圆锥表面，
其中所述增大直径部分限定从所述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，
其中所述座本体限定外表面，所述外表面限定第二外直径，其比所述第一外直径小，
其中所述座本体的外表面从所述阀座轴线以第二角度渐缩；且
其中所述截头圆锥表面被轴向地设置在所述外表面与所述第一圆柱表面之间；和
孔，其穿过所述座本体形成，且流体沿着所述阀座轴线流经该孔，所述孔限定第二圆柱表面，所述第二圆柱表面限定内直径，该内直径比所述第二外直径小。
28.根据权利要求27所述的阀座，其中所述第一角度的范围为自所述阀座轴线测量的从约10度至约45度；且
其中所述第二角度的范围为自所述阀座轴线测量的从大于0度至约5度。
29.根据权利要求27所述的阀座，其中所述第一角度为自所述阀座轴线测量的约30度；且
其中所述第二角度的范围为自所述阀座轴线测量的从大于0度至约5度。
30.根据权利要求27所述的阀座，还包括：
形成在所述座本体的外表面中的环形槽，该环形槽限定槽直径，该槽直径比所述第二外直径小且比所述内直径大；和
设置在所述环形槽中的密封元件。
31.根据权利要求30所述的阀座，其中所述第一角度为自所述阀座轴线测量的约30度；
其中所述第二角度的范围为自所述阀座轴线测量的从大于0度至约5度；
其中所述第一外直径为约5英寸；
其中所述内直径为约3英寸；
其中所述槽直径为约4英寸；且
其中所述第二外直径为约4.5英寸。
32.一种基于第二泵组件生产第一泵组件的方法，所述第一和第二泵组件分别包括第一和第二流体气缸，并分别包括第一和第二阀座，所述第一和第二流体气缸分别包括在其中形成的第一和第二流体通道，所述第一和第二阀座被配置成分别被设置在所述第一和第二流体通道中，所述第一和第二流体通道分别限定第一和第二内直径，所述第一和第二阀座分别限定第一和第二外直径，该方法包括：
生产所述第一流体气缸，包括将所述第一内直径的尺寸设置成小于所述第二外直径，从而不允许所述第二阀座被设置在所述第一流体通道中；以及
生产所述第一阀座，包括设置所述第一外直径的尺寸，从而：
所述第一外直径比所述第二内直径小；且
如果所述第一阀座被设置在所述第二流体通道中，则在所述第一阀座和由所述第二流体通道限定的第二流体气缸的内表面之间形成径向间隙。
33.根据权利要求32所述的方法，还包括将所述第一阀座设置在所述第一流体通道中。
34.根据权利要求32所述的方法，其中生产所述第一阀座包括形成增大直径部分，所述增大直径部分包括渐缩外肩部，该渐缩外肩部限定第一角度，所述增大直径部分限定圆柱表面，所述圆柱表面限定比所述第一外直径大的第三外直径；且
其中生产所述第一流体气缸包括形成所述第一流体通道，从而所述第一流体通道限定渐缩内肩部，所述渐缩内肩部限定第二角度。
35.根据权利要求34所述的方法，其中生产所述第一阀座还包括：
形成穿过所述第一阀座的孔，该孔限定比所述第一外直径小的第三内直径；
在所述第一阀座中形成环形槽，所述环形槽限定槽直径，该槽直径比所述第一外直径小且比所述第三内直径大；以及
将密封元件设置在所述环形槽中。
36.根据权利要求35所述的方法，还包括将所述第一阀座设置在所述第一气缸的第一流体通道中，从而：
所述渐缩外肩部与所述渐缩内肩部接合，且
所述密封元件与所述流体气缸密封地接合。
37.根据权利要求35所述的方法，其中所述第一和第二角度分别为相对于一轴线的约30度；
其中所述第三外直径为约5英寸；
其中所述第三内直径为约3英寸；
其中所述第一内直径为约4.5英寸；
其中所述槽直径为约4英寸；且
其中所述第一外直径为约4.5英寸。
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