CN108350874B - 用于球泵的具有定向流路的球笼 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种构造成用于泵送填料或集料或胶凝材料等的往复泵。该泵包括：出口端口；与出口端口流体连通的出口部分；入口端口；与入口端口流体连通的入口部分；大致空心的中间部分，该中间部分在入口部分和出口部分之间延伸并且与入口部分和出口部分流体连通；包括设置于其中的球的球笼；包括设置于其中的球的球引导件；以及构造成用于使球引导件朝向和远离球笼移位的活塞。

Description

用于球泵的具有定向流路的球笼
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月11日提交的美国临时专利申请No.62/253,733、2015年11月16日提交的美国临时专利申请No.62/255,848以及2015年11月16日提交的美国临时专利申请No.62/255,749的权益。
关于联邦赞助的研究或开发的声明
不适用。
技术领域
本公开涉及一种泵。更具体地，本公开涉及用于泵送集料的往复泵。
背景技术
两个球活塞泵传统上未被用于泵送重填料或集料或胶凝材料等。与限流通道以及球止回阀不能在重集料填充的材料中适当地密封有关联的问题是常见的。当胶凝材料被置于压力下时，包含在材料中的水或流体可以从材料的集料部分中分离出去，结果形成不再可流动的并且被认为是填塞的压缩或硬化的物质。填塞的材料阻止泵作业。此外，泵送重填充材料需要充分地密封的阀，例如止回阀，以防止材料内的水或流体分离出去。
授予Hallman的美国专利No.1,430,986公开了一种用于在深井泵装备中安装固定阀的装置，该装置用于防止使用传统形式的固定阀安装易发生的渗漏、松动、移位和其它不便并且使撤回管道成为必需的，以重新调整或修理或更换部件，并且因此由于泵的强制闲置而涉及大量时间损失和沉重的开支；并且更具体地涉及提供一种套环式固定阀，其中，它的笼和相关部件安装在适于在作业筒和管锚之间形成联接的套环中，并且由该套环承载的阀在这样的条件下防止由于装置的震动而导致的元件的脱离或移位的任何可能性。
授予O'Bannon的美国专利No.1,714,398涉及一类用于油泵送操作的阀，其中，存在非常高的压力并且该情况适于用作固定阀或作业阀。公开了一种阀壳，该阀壳的下部形成有一系列纵向肋，这一系列纵向肋具有从阀座延伸并终止于设置成限制阀的打开行程的横向止动杆下方的部位处的径向接触面。围绕该杆的腔室在其上端具有偏转壁，使得向上穿过该肋之间的空间的液体的周向流具有围绕该杆的自由通道，并且然后被导入进入出口管的固体流。
授予O'Bannon的美国专利No.1,714,434教导了一种设计成用于深井泵的作业筒，其中，需要与待泵送的液体中存在的压力相称的适当的填充物和阀操作。公开了一种作业筒，该作业筒具有带有向上延伸的输送导管的游动阀，该输送导管具有插入该筒和导管之间的填充物，以及滑动地安装在导管的上部以接合填充物的张紧头。该填充物被公开为具有用于与来自游动阀的导管和筒的内表面滑动接触的支承表面。张紧头设有凹部以接收设置在导管的输送下方的压缩弹簧，并具有在输送上方向上延伸的减小的壁，以产生适当的液体的流，用以完全地洗刷可能沉淀到凹部中的任何沉积物或研磨物质并最终影响填充物构件。该阀壳被公开为适于用于游动阀或固定阀，并且在其相反的端部处设置有联接连接件。阀壳形成有一系列径向肋，这些径向肋具有从阀座向上延伸的接触面和在壳体的扩大部分内横向延伸到面上的止动杆。
授予O'Bannon的美国专利No.2,274,968涉及‘球和座’阀，特别地涉及在例如油井等深井中采用的适用于泵送绳的“盲笼”阀。公开了一种盲笼阀，该盲笼阀具有部件的构造和布置的特征，使得部件上的正常磨损和撕裂减少并且其使用寿命相应地增加。还公开了可以从笼或壳体元件上移除并且当磨损时容易地更换的作业部件。
授予Ecker的美国专利No.2,682,281公开了一种球止回阀，并且更具体地公开了设置有具有柔性和弹性的球引导件的笼的球阀。柔性弹性的球引导件包括适于在其间接收球阀的周向地隔开的引导元件，引导元件之间的周向间隔提供通过球阀的通道；当球阀处于其打开位置时，流体可以通过球阀流动。还公开了一种单一的球引导件，其中，周向地隔开的引导元件相互连接，使得球引导件可以容易地与球阀笼的本体组装或拆开。球引导件的引导元件通过弓形连接元件相互连接，该弓形连接元件与球引导件的一端处的引导元件协作，以便在球引导件的一端处形成环形件。为了便于将球引导件与球阀笼的本体组装在一起，至少限定环形件的弓形连接元件由比引导元件柔软得多的材料形成。
授予Coceano的美国专利No.3,059,667涉及一种止回阀，更具体地涉及在温度超过649℃(1200°F)和低于-118℃(-180°F)下使用的止回阀。为了控制高温气体或液态金属的流动，在止回阀的结构设计中构建了具有高熔点的化学惰性材料。本公开提供了一种用于在982℃(1800°F)的温度下操作的止回阀，其中，液态金属从其中穿过。还提供了一种止回阀，该止回阀具有在用于控制液态金属的流动时不会熔化的球和座部。还公开了一种止回阀，该止回阀包括球和座部，其中，球和座部的配合接触表面不会由于液体金属在高温下流过其中而受腐蚀，从而消除了当球和座部以配合关系接合时通过阀的渗漏。另外，还公开了一种能够在982℃(1800°F)的共晶钠钾混合物中操作的止回阀，以及另一种可以用于控制极低温液体或气体的流动的止回阀。
授予O'Bannon Jr等人的美国专利No.3,295,822教导了一种封闭的阀笼，该阀笼具有改进的内部球引导件肋和改进的阀笼内部的流体旁路流动通道。还提供了封闭的阀笼，该阀笼具有改进的强度特性以防止当笼壁经受高压差时的壁破坏。本公开包括具有通过笼的相对大的流体流动通道的封闭的阀笼，以防止当阀处于打开位置时极其高的流体流速通过笼，从而防止球阀以不期望的高速度被迫压靠笼的各种部件。还公开了一种具有一个或多个穿过其中的内部流动通道的封闭的阀笼，该阀笼从阀座向上和向外发散，从而当阀球通过流体向上移动通过阀笼而向上移动到打开位置时，阀球被减速。还提供了一种盲式阀笼，该盲式阀笼具有一个或多个内部均匀环状间隔开的铣出槽，该槽与笼的轴线成一定角度地延伸并且当球阀处于打开位置时用作通过笼的流体旁路通道。还公开了一种封闭的阀笼，该阀笼包括改进的肩部，阀座可以压靠该肩部放置。
授予Secrist的美国专利No.3,724,496涉及一种用于球型阀的笼和导向结构，其中该笼具有间隔开的具有对立的槽的内肩部。引导件位于肩部之间并且具有容纳在槽中的唇部以将它们锁定在适当的位置。引导件可以是金属或弹性体，并且当插入或移除时不会变形。
授予Pryor的美国专利No.5,061,159公开了一种用于移动流体例如钻井泥浆的泵设备。该泵具有专门设计的流体端构造，该构造减少应力集中，从而降低破碎泵的频率。该泵具有圆柱形衬垫，在该圆柱形衬垫中专门的活塞往复运动。连接专门设计的固定排放阀以排出泵作业腔室的流体。游动阀包括在活塞中，并将流体供应给泵的作业腔室。游动阀和固定阀各自具有也形成阀座的一部分的密封件。阀元件中的每一个都是中空球，并且每个球密封地压靠座部。泵衬垫、活塞和排放阀组件都是轴向对齐的，并且可以很容易地从泵的排放端移除。
授予Hiltebrand的美国专利No.5,232,014涉及一种止回阀，该止回阀具有布置在阀体的流动管道中的球形封闭构件。流动管道包括带止动表面的导向肋。球形封闭构件可以通过流过止动表面和密封部分之间的阀的介质而移动。在密封部分和导向肋之间布置了环形部分。环形部分具有比球形封闭构件的直径更大的内孔。从球形封闭件的靠在密封构件上的赤道开始，环形部分的内孔在介质流动方向上的部分长度是球形封闭构件的直径的1/7至1/2。
授予Tarpley的美国专利No.5,593,289教导了用于往复式抽油杆操作的地下泵的柱塞阀组件，并且具体涉及游动阀和固定阀。该游动阀包括阀体，该阀体在底部具有向内指向的唇部，其中，阀座、球和球笼从阀体的顶部插入。此外，固定阀具有形成在其上部的封闭的笼，该笼被拧入泵筒的底部，从而将固定阀的封闭的笼和游动阀比先前的这种泵更靠近下冲程的底部放置。
授予Ivey的美国专利No.5,593,292涉及一种阀笼，该阀笼具有阀座和止动装置之间的厚度渐进地减少的管状侧壁，由此使得孔在上述间隔中逐渐变细并向上扩大。因此，随着球上升，设置在孔中的球和侧壁之间的流动面积增大。侧壁具有向内突出并以与壁厚度减小相同的速率增加高度的球引导件肋，使得肋形成恒定直径的座圈，以用于在球垂直移动时引导球并防止其横向移动。球止动件放置在笼的顶部处，用于与泵筒连接的外螺纹放置在笼的端部中间。这种布置使得游动阀和固定阀的座部在柱塞的向下冲程的底部处靠近在一起。在它们的上端，球引导件肋连接以形成具有半球构造的球止动件，以更好地分配阀球和止动件之间的接触。
授予Gonsior的美国专利No.5,971,015公开了一种具有壳体和可移动地设置在其中的球的止回阀，该球在导向构件上并且由流动介质驱动并且能够由于重力而与座部接触。止回阀设计成使得即使在流动介质的低压力差或小回流的情况下，也能确保可靠的阻塞。导向装置构造成朝向座部倾斜的塑料脊，在该塑料脊的上边缘上，球可以滚到座部上或座部中，并且所述脊完全地设置在第一外壳构件内。
授予Carruth的美国专利No.6,029,685涉及一种用于球止回阀的笼组件，该笼组件具有包括具有穿过其中的通道的一体结构的插入件。球放置在插入件的通道中，以便在两个位置之间移动，这两个位置中的一个位置将通道固定以防止流体流动穿过其中。插入件放置在形成在上游壳体的下端中的插入件接收腔中。下游壳体具有与插入件接合以将插入件固定在腔中的肩部。下游壳体通过摩擦焊接或通过惯性焊接固定到上游壳体。
授予Ivey的美国专利No.6,685,451 B1教导了一种用于泵油系统的阀组件，该阀组件包括：壳体；固定在壳体下端的座部；放置在壳体内且直径大于座部的直径的球；以及放置在壳体的内部通道内的笼。笼具有在球保持系统的相对侧上的第一端口区域和第二端口区域。弹性环或弹性构件压靠笼的顶部放置。
授予Williams的美国专利No.6,830,441 B1涉及一种井下泵，该井下泵具有在其中具有往复式柱塞的筒，该柱塞具有至少一个阀。该阀具有笼、座部和球。该笼具有在两端之间延伸的通道，其中该通道包括球腔室。球腔室在穿孔构件和止动件之间。球位于穿孔构件和座部之间的球腔室中，该座部邻接止动件。球可沿着滚道移动。滚道具有其间具有通道的肋。滚道远离球腔室的纵向轴线从座部朝向穿孔构件偏离。滚道可以由更硬或更软或与球腔室内壁的硬度相同的材料制成。在另一实施例中，阀具有带有用于接收座部的止动件的喉部。球腔室具有硬化的部分。球与球腔室的硬化部分之间的间隙至少是球与喉部之间的间隙的两倍。
授予PerkinsJr.等人的美国专利No.8,579,610 B2公开了一种具有筒和柱塞的井下泵。筒具有第一单向阀，柱塞具有第二单向阀。柱塞为箱式端部类型。该泵通过在两个阀之间的压缩腔室中实现高压缩来防止或最小化气体封锁。第二阀定位成靠近柱塞的底端。在第二阀中，阀座与座部塞接触，该座部塞具有密封。替代性地，阀座结合在座部塞中，该座部塞也具有密封件。柱塞在底端缺乏解除件，从而实现了对筒的严格公差，进一步有助于高压缩。
因此，需要两个球活塞泵来泵送重填料或集料或胶凝材料等，这些材料被特殊地设计成减少产生压编或硬化和填塞材料的可能性。另外，在这种活塞泵中，需要充分地密封的阀，以防止在泵送重填充的材料时材料内的水或流体分离出去。
发明内容
一种泵的非限制性示例性实施例包括：出口端口；出口部分，所述出口部分与所述出口端口流体连通；入口端口；球笼；座部；以及大致空心的中间部分，所述中间部分在所述出口部分和所述球笼之间延伸。所述球笼包括：设置在所述球笼内的球；间隔开的相反的第一和第二端；在所述球笼的第一端中的第一开口，所述第一开口与所述入口端口流体连通；以及在所述球笼的第二端中的第二开口。所述球笼构造成使所述球在所述球笼内不受限制地移位。所述中间部分与所述出口部分及所述第二开口流体连通。沿着第一方向施加在所述球上的压力使所述球密封地压靠在所述座部上，由此限制材料流动穿过所述第一开口。沿着第二方向施加在所述球上的压力使所述球脱离所述座部，并且将所述球放置在所述第二开口的至少一部分上。当所述球被放置在所述第二开口处时，在所述第一开口和所述第二开口之间延伸的至少一个通道至少部分地由球限定。所述至少一个通道的横截面积随着距所述第一开口的距离的增大而减小。因此，流过所述至少一个通道的材料的速度随着距所述第一开口的距离的增大而增大。所述速度的增大将压缩的或硬化的材料冲出所述球笼，以防止填塞。
一种泵的非限制性示例性实施例包括：出口端口；与所述出口端口流体连通的出口部分；入口端口；与所述入口端口流体连通的入口部分；大致空心的中间部分，所述中间部分在所述入口部分和所述出口部分之间延伸并且与所述入口部分及所述出口部分流体连通；包括设置于其中的球的球笼；包括设置于其中的球的球引导件；以及构造成使所述球引导件朝向和远离所述球笼移位的活塞。
附图说明
图1A是泵的非限制性示例性实施例的横截面透视图；
图1B是示出图1A所示的泵的球笼和球引导件的非限制性示例性实施例的横截面透视图；
图2A是从球笼的第一端观察到的图1A和图1B所示的球笼的透视图；
图2B是从球笼的第二端观察到的图1A和图1B所示的球笼的透视图；
图2C是图2A和图2B所示的球笼的侧视图；
图2D是从球笼的第二端观察到的图2A和图2B所示的球笼的端视图；
图3A是图1A和图1B所示的球引导件的侧视图；
图3B是图3A所示的球引导件的透视图，其中，该球引导件内未设置球；
图4是球笼的非限制性示例性实施例的横截面侧视图；
图5是止回阀的非限制性示例性实施例的横截面侧视图；
图6A是在球引导件朝向球笼移动期间图1A和图1B所示的泵的侧横截面视图；并且
图6B是在球引导件远离球笼移动期间图1A和图1B所示的泵的侧横截面视图。
具体实施方式
本文参考附图描述了一个或多个非限制性实施例，其中，相同的元件由相同的附图标记表示。应该清楚地理解的是，不存在隐含地或以其它方式将本公开以任何方式、形状或形式限制为所示出和所描述的实施例的意图。虽然描述了多个示例性实施例，但其变化将变得明显或显而易见。因此，用于提供与所描述的实施例的功能类似的功能的任何和所有变型都被认为是在本公开的范围和界限内。
图1A和图1B示出了泵10的非限制性示例性实施例的横截面透视图。泵10包括：出口端口12；与出口端口12流体连通的出口部分14；入口端口16；与入口端口16流体连通的入口部分18；至少一部分设置在入口部分18的至少一部分内的球笼20；构造成用于直线移位的大致空心的球引导件22；大致空心的中间部分24；以及活塞26。
图2A至图2D示出了球笼20的非限制性示例性实施例的各种视图。如图1A和图1B所示，球笼20包括：设置于其中的球28；分别被间隔开的相反的第一端30和第二端32；在第一端30处的第一开口34以及在第二端32处的第二开口36。第一开口34与入口端口16流体连通。在一些实施例中，球笼20构造成使设置于其中的球28不受限制地移动。
在非限制性示例性实施例中，球笼20至少部分地构造成如本文参考图4和图5所描述的那样作为或充当止回阀。在一些实施例中，沿着第一方向例如大致远离第二开口36施加在球28上的压力使球28远离第二开口36并朝向第一开口34移位。并且，沿着第二方向例如通常远离第一开口34施加在球28上的压力使球28远离第一开口34并朝向第二开口36移位。这样，第一端30和第二端32作为用于设置在球笼20内的球28的球止动件。
当球28被放置在第二开口36的至少一部分之上时，球28至少部分地阻挡材料流过第二开口36的球28被放置在其之上的至少那部分。因此，至少部分地由第二开口36的未被阻挡的部分限定的一个或多个较小开口38形成在球笼20的第二端32处。这样，至少部分地由球28和球笼20的壁限定的至少一个或多个通道40在球笼20的第一端30处的第一开口34与形成在球笼20的第二端32处的一个或多个较小开口38中的至少一个较小开口之间延伸。因此，通过入口端口16进入泵10的材料通过第一开口34流入球笼20并沿着至少一个或多个通道40以通过第二端32处的一个或多个较小开口38离开球笼。
在非限制性示例性实施例中，一个或多个通道40中的每一个的横截面面积在球笼20的第一开口34与第二端32处的相应的较小开口38之间减小。对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，通道的几何形状的这种变化将使其中流动的材料经受文丘里效应。这样，这样的一个或多个通道40中的每一个通道的操作和功能大致与喷嘴或孔口的操作和功能类似，其中，通过第二端32中的较小开口38中的每一个较小开口离开通道40的材料的流速将大于例如在球笼20的第一开口34处或附近进入通道40的材料的流速。在一些应用中，例如在泵送填料或集料或胶凝材料等中，可以有利地使用或者应用这种流速的增加来防止泵10“填塞”并且将压缩或者硬化的材料和集料“冲出”或者“携带”离开球笼20。
图3A和图3B示出了至少部分地由分别间隔开的相反的第一端42和第二端44限定的球引导件22的非限制性示例性实施例以及在第一端42和第二端44之间延伸并且连接第一端42和第二端44的多个间隔开的立柱46。球引导件22的第二端44包括开口48以及沿着球引导件22的整个外周边50的至少一个或多个密封件(未示出)。至少一个或多个密封件构造成用于沿着第二端44的整个外周边50提供滑动密封界面。在某些实施例中，球引导件22的内部52构造成用于设置在其中的球54的不受限制的移位。
在非限制性示例性实施例中，球引导件22至少部分地构造成如本文参考图4和图5所描述的那样作为或充当止回阀。在一个这样的实施例中，沿着第一方向例如大致朝向开口48施加在球54上的压力使球54朝向开口48移位并且将球54放置在开口48之上，由此至少部分地限制材料流动穿过开口48。并且，沿着第二方向例如大致远离开口48施加在球54上的压力使球54远离开口48移位。在一些实施例中，从第一端42延伸到球引导件22中的球止动件56限定球54在远离球引导件22的第二端44中的开口48移位时行进的距离。在某些实施例中，球止动件56延伸到球引导件22中的程度是可调整的。球止动件56的这种可调整性可以有利地用于“计量”流量或控制流动穿过开口48的材料量。在一些实施例中，球止动件56是可移除的。沿着第二端44的外周边50的滑动密封界面限制了材料流动穿过球引导件22的第二端44的外周边50，即，限制了渗漏。
在一些实施例中，球笼20和球引导件22中的任一者或两者均包括座部，其各自的球28和54可以密封地压靠在该座部上。这样，球笼20、其座部和球28的组合构造成像止回阀那样操作。类似地，球引导件22、其座部和球54的组合构造成像止回阀那样操作。
图4示出了球笼20的靠近第一端30具有设置在第一开口34处的座部58的至少一部分。在非限制性示例性实施例中，座部58至少部分地由相对锋利边缘的硬周边88限定，球28压靠在该硬周边上。在一些实施例中，座部58的周边88至少部分地由沿着其至少一部分的倒圆或倒角边缘(未示出)限定，球28压靠该倒圆或倒角边缘就座。
在非限制性示例性实施例中，球28是至少部分地由柔性涂层72限定的柔性球，柔性涂层72包裹大致刚性芯74。在某些实施例中，柔性涂层72是弹性体材料。在一些实施例中，当柔性球28就座在周边88上时，柔性涂层72的沿着周边88就座或与周边88接触的至少一部分76至少部分地围绕存在于流中的集料或填料变形。因此，柔性球28的至少一部分跨越周边88移位，以在其周围形成密封，以限制材料流动穿过第一开口34。在一些实施例中，柔性涂层72的变形和跨越周边88的移位增强了密封的完整性。在某些非限制性示例性实施例中，柔性涂层72的厚度相对于大致刚性芯74的尺寸针对柔性涂层72的重量、密封效果和寿命中的一项或多项进行优化。
对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，球笼20和座部58的组合例如图4所示的实施例构造成作为或充当止回阀。例如，当柔性球28远离第一开口34并朝向第二开口36移位时，柔性球28从座部58离座，并且材料将流动穿过第一开口34。相反地，当柔性球28远离第二开口36并朝向第一开口34移位并且密封地就座在第一开口34处的座部58上时，材料将被限制流动穿过第一开口34。
在非限制性示例性实施例中，球引导件22也被构造成具有设置在球引导件22的第二端44处的开口48处的座部60的止回阀。在一些实施例中，座部60在结构上、操作上和功能上大致类似于座部58。这样，座部60也至少部分地由相对锋利边缘的硬周边限定，该硬周边大致类似于周边88，球54密封地压靠在该周边上。在一些实施例中，座部60的周边至少部分地由沿着其至少一部分的倒圆或倒角边缘限定，球54压靠该倒圆或倒角边缘密封地就座。
在非限制性示例性实施例中，设置在球引导件22内的球54是大致类似于柔性球28的柔性球。这样，柔性球54也至少部分地由大致类似于柔性涂层72的柔性涂层限定，柔性涂层72包裹大致刚性芯，例如刚性芯74。因此，当柔性球54朝向球引导件22的第二端44处的开口48移位并密封地就座在座部60上时，材料穿过开口48的流动被限制。相反地，当柔性球54远离开口48并从座部60离座时，材料将流动穿过在球引导件22的第二端44处的开口48。
图5示出了本公开的通用止回阀100的非限制性示例性实施例。止回阀100至少部分地由大致空心的阀体102限定，阀体102具有：分别的第一部分104和第二部分106；以及孔108，第一部分104和第二部分106通过孔108彼此流体连通。止回阀100还包括位于孔108处的座部110以及例如设置在第一部分104中的塞子112。在一些实施例中，座部110和塞子112构造成用于使塞子112沿着在孔108处的座部110的周边114密封地就座，以用于限制材料流动穿过其中。因此，孔108和塞子112被设定尺寸或构造成限制塞子112移位穿过孔108，即，塞子112不能从第一部分104脱位到第二部分106中。第一部分104构造成使设置在其中的塞子112的不受限制地移位。因此，如将对于本领域的普通技术人员而言显而易见的是，止回阀100构造成以这样的方式操作或起作用，由此当塞子112从座部110离座并远离孔108移位时，材料可以流动穿过第一部分104和第二部分106之间的孔108。因此，当第二部分106中的压力相对高于第一部分104中的压力时，塞子112将从座部110离座，并且将远离孔108移位。因此，材料将流动穿过孔108从第二部分106到达第一部分104。相反地，当塞子112密封地就座在座部110上时，材料穿过第一部分104和第二部分106之间的孔108的流动被限制。因此，当第一部分104中的压力相对高于第二部分106中的压力时，作用在塞子112上的压力将使塞子112朝向孔108移位以就座在座部110上并封闭孔108。因此，将限制材料流动穿过孔108从第一部分104到达第二部分106。
在非限制性示例性实施例中，塞子112是柔性球，该柔性球至少部分地由包裹大致刚性芯118的大致柔性涂层116限定。在某些实施例中，柔性涂层116是弹性体材料。在一些实施例中，当柔性球即塞子112就座在座部110上时，柔性涂层116的沿着座部110的周边114就座或与周边114接触的至少一部分120至少部分地变形，以在附近形成密封，以限制材料流动穿过孔108。在一些实施例中，柔性涂层116的变形增强了孔108处的密封的完整性，即，座部110与塞子或柔性球112之间的密封。在某些非限制性示例性实施例中，柔性涂层116的厚度相对于大致刚性芯118的尺寸针对柔性涂层116的重量、密封效果和寿命中的一项或多项进行优化。
在非限制性示例性实施例中，球28和球54的任一个或两个在结构上大致类似于塞子112构造并且在操作上和功能上大致类似于塞子112。换言之，如参考图4所描述的，球28和球54的任一个或两个至少部分地由包裹大致刚性芯74的柔性涂层72限定。因此，柔性球28与例如塞子112一样在就座在第一端30的座部58上时将密封地封闭球笼20的第一端30。同样地，柔性球54与例如塞子112一样将在就座在第二端44处的座部60上时将密封地封闭球引导件22的第二端44。
在非限制性示例性实施例中，止回阀100的座部110至少部分地由沿着其周边114的至少一部分的相对硬锋利边缘限定，塞子即柔性球112压靠在该周边上。因此，在某些实施例中，第一开口34和开口48处的座部58和座部60至少部分地由沿着其相应的周边的至少一部分的相对硬锋利边缘限定，相应的柔性球28和柔性球54坐靠在该相应的周边上。在非限制性示例性实施例中，止回阀100的座部110至少部分地由沿着其周边114的至少一部分的倒圆或倒角边缘(未示出)限定，塞子即柔性球112压靠该倒圆或倒角边缘就座。因此，在一些实施例中，第一开口34和开口48处的座部58和座部60中的一个或多个至少部分地由沿着其相应的周边的至少一部分的倒圆或倒角边缘限定，相应的柔性球28和柔性球54压靠该相应的周边。
参考图3A，在一些实施例中，球引导件22的多个立柱46彼此间隔开，使得柔性球54不能无协助地移入或移出球引导件22的内部52。在某些实施例中，当操作员将柔性球54推入和推出内部52时，柔性球54的柔性涂层例如柔性涂层72充分地变形。在某些实施例中，多个立柱46中的每一个立柱大致是刚性的。在一些实施例中，多个立柱46中的至少一个是足够韧性的或柔性的，使得柔性球54能够被推动经过至少一个韧性立柱。在某些实施例中，至少两个相邻立柱82a和82b的相对侧80a和80b包括相对的波状部分84a和84b。这样，提供了至少部分地由相对的波状部分84a和84b限定的波状开口86，柔性球54可以通过波状开口86从内部52移除，在一些实施例中，在球止动件56从球引导件22移除之后，球54被允许行进通过波状开口86。在一些实施例中，多个立柱46中仅一个是波状的。
参考图1A，在非限制性示例性实施例中，泵10包括在出口部分14和球笼20之间延伸的大致空心的中间部分24。中间部分24与出口部分14并且与球笼20的第二端32中的第二开口36流体连通。在某些实施例中，在泵10不包括球笼20的情况下，大致空心的中间部分24在出口部分14和入口部分18之间延伸并且分别与出口部分14和入口部分18流体连通。
非限制性示例性实施例中，泵10包括构造成用于直线移位的活塞26。在一些实施例中，活塞26包括分别间隔开的相反的第一端92和第二端94。第一端92与构造成用于移位或操作活塞26的原动机(未示出)可操作地联接。活塞26的第二端94和球引导件22的第一端42可操作地联接，使得活塞26的直线移位给予球引导件22的直线移位。
根据非限制性示例性实施例，泵10可以用于泵送填料或集料或胶凝材料等。图6A示出了例如由于活塞26的移位引起的球引导件22朝向球笼20的移位期间泵10的示例性操作。因此，球笼20和球引导件22的第二端44之间的材料即中间部分24中的材料将被压缩。因此，沿着第一方向施加在球28上的压力使球28沿着第一方向朝向第一开口34移位，并使球28密封地压靠在座部58的周边88上，以限制材料从入口端口16流入泵10。同时，施加在球54上的压力使球54远离球引导件22的第二端44处的开口48移位。被压缩的材料流过球引导件22的第二端44处的开口48，通过球引导件22的多个立柱46之间的开口进入出口部分14。沿着球引导件22的第二端44的整个外周边50的至少一个或多个密封(未示出)限制材料流动穿过外周边50。出口部分14中的材料的至少一部分可以通过出口端口12流出泵10。
在例如图6B所示的反向循环中，活塞26将球引导件22朝向出口部分14移位，由此在球笼20的第二端32(或入口部分18)和球引导件22的第二端44之间即在中间部分24内形成了部分真空。沿着球引导件22的第二端44的整个外周边50的至少一个或多个密封(未示出)限制穿过其的渗漏，从而有助于产生至少部分真空。球28朝向球笼20的第二端32处的第二开口36移位并且位于其上方，并且球54朝向球引导件22的第二端44处的开口48处的座部60的周边移位并密封地压靠在其上。除了作用在球28上的至少部分压力之外，通过入口端口16流入泵10的材料还作用在球28上，以将球28朝向球笼20的第二端32处的第二开口36移位。除此之外，在球引导件22的第二端44和出口端口12之间的部分中的材料被压缩并且在球54上施加压力，从而使球54朝向球引导件22的第二端44中的开口48移位。将球28放置在第二开口36的至少一部分上，在球笼20的第二端32中形成一个或多个较小开口38，并且在球笼20的第一端30处的第一开口34和球笼20的第二端32处的一个或多个较小开口38之间限定一个或多个通道40。通过入口端口16进入泵10的材料沿着一个或多个通道40流动并且通过一个或多个较小开口38进入球笼20和球引导件22之间的泵部分，即进入中间部分24。同时，球引导件22的第二端44和出口部分14之间的材料通过出口端口12被推出泵10。
综上所述，本文描述的实施例的修改和/或替代构造可以变得明显或显而易见。所有这些变化被认为是在本公开的范围和界限内。例如，尽管可能已经对(一个或多个)特定特征和/或(一个或多个)功能做出了参考，但本公开被认为还包括构造成运行和/或提供与参考附图在本文中公开的功能类似的功能的实施例。因此，本公开的精神、范围和意图是包含所有这些变化。因此，本公开的范围和界限完全由随附的权利要求及其任何和所有等同内容限定。

Claims (8)

1.一种泵(10)，所述泵用于泵送含有流体和重填料、集料、胶凝材料、或能够在压力下分离的类似成分的重填充材料，所述泵包括：
出口端口(12)；
与所述出口端口流体连通的出口部分(14)；
入口端口(16)；
球笼(20)，包括：
设置在所述球笼内的第一球(28)；
间隔开的相反的第一端(30)和第二端(32)，所述第一端和所述第二端作为用于所述第一球的球止动件操作；
在所述球笼的第一端(30)处的第一开口(34)，所述第一开口与所述入口端口流体连通；和
在所述球笼的第二端(32)处的第二开口(36)，其中所述第二开口(36)具有中心部分和从所述中心部分向外延伸的沿周向间隔开的多个较小开口(38)，其中当所述第一球通过所述第二端被止动时，所述第二开口(36)的所述中心部分被所述第一球(28)阻塞，而所述较小开口(38)没有被所述第一球(28)阻塞；
位于所述球笼内的多个通道(40)，每一个通道(40)都在一端处连接到所述多个较小开口(38)中的一个，并且每一个通道都至少部分地由所述第一球以及所述球笼(20)的内壁限定，使得通过所述入口端口(16)进入所述泵(10)的材料通过所述第一开口(34)流入所述球笼(20)中并沿着所述通道(40)流动以通过所述第二端(32)处的所述第二开口(36)的所述较小开口(38)离开所述球笼(20)，
其中，所述通道的横截面积随着距所述第一开口(34)的距离的增大而减小，使得流动通过所述通道(40)的材料的速度随着从所述第一开口(34)到所述球笼(20)的第二端(32)处的第二开口(36)的较小开口(38)的距离的增大而增大；并且
其中，所述速度的增大将压缩的或硬化的材料冲出所述球笼，以防止填塞；以及
其中，所述球笼构造成使所述第一球在所述球笼内在所述第一端(30)与所述第二端(32)之间不受限制地移位；
在所述球笼的第一端处的第一座部(58)；以及
空心的中间部分(24)，所述中间部分在所述出口部分(14)和所述球笼(20)之间延伸，所述中间部分(24)与所述出口部分(14)及所述第二开口(36)流体连通；
其中，材料通过所述第一开口(34)从所述入口端口(16)流入所述通道(40)，并且通过所述第二开口(36)流入所述中间部分(24)；
其中，沿着第一方向施加在所述第一球上的压力使所述第一球密封地压靠在所述座部上，由此抑制材料流动穿过所述第一开口；
其中，沿着第二方向施加在所述第一球上的压力使所述第一球脱离所述座部，并且将所述第一球定位在所述第二开口的中心部分上；
其中，所述中间部分中的材料流入所述出口部分中；以及
其中，所述出口部分中的材料通过所述出口端口流出所述泵。
2.根据权利要求1所述的泵，其中，沿着第二方向的所述压力是由于以下因素中的一个或多个因素：
所述球笼中的压力，所述球笼中的所述压力相对地高于所述中间部分中的压力；
所述入口端口处的压力，所述入口端口处的所述压力相对地高于所述球笼中的压力；以及
通过所述第一开口从所述入口端口进入所述球笼中的材料流。
3.根据权利要求1所述的泵，其中，所述速度的增大将压缩的或硬化的材料冲出所述球笼，以防止填塞。
4.根据权利要求1所述的泵，其中，所述出口部分中的材料通过所述出口端口流出所述泵。
5.根据权利要求1所述的泵，其中，所述第一球包括包裹刚性芯(74)的柔性涂层(72)。
6.根据权利要求1所述的泵，还包括：
入口部分(18)，所述入口部分与所述入口端口流体连通，其中，所述中间部分在所述入口部分和所述出口部分之间延伸并且与所述入口部分及所述出口部分流体连通；
球引导件(22)，所述球引导件包括设置于所述球引导件中的第二球(54)；以及
活塞(26)，所述活塞构造成使所述球引导件朝向和远离所述球笼(20)移位。
7.根据权利要求6所述的泵，还包括设置在所述球引导件的端部处的第二座部(60)，其中，
设置在所述球笼内的所述第一球是柔性球；
所述球笼、设置在所述球笼内的所述第一球、以及设置在所述球笼的端部处的所述座部(58)被构造成止回阀；
设置在所述球引导件内的所述第二球是柔性球；并且
所述球引导件、设置在所述球引导件内的所述第二球、以及设置在所述球引导件的端部处的所述座部被构造成止回阀。
8.根据权利要求7所述的泵，其中，分别设置在所述球笼和所述球引导件内的柔性的所述第一球和柔性的所述第二球中的每一个都包括：
刚性芯(74)；以及
包裹所述刚性芯的柔性涂层(72)。
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