CN108368840B - 波纹管安装及保持方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种往复泵，包括壳体、杆、套筒、波纹管和螺母。壳体包括波纹管腔室和工作室。杆延伸到往复泵中，使得杆延伸穿过波纹管腔室并部分地进入工作室。该杆包括台肩。套筒连接到杆上，使得套筒围绕杆的一部分。波纹管连接到套筒，使得波纹管围绕套筒的一部分。螺母连接到套筒的底端，使得螺母将波纹管的端部夹紧到套筒的底端。

Description

波纹管安装及保持方法

关于相关申请的交叉引用

本申请要求对在2015年12月18日提交的、名称为“波纹管安装及保持方法”的美国临时申请No.62/269,448的优先权，其全部内容在此被全文引入作为参考

技术领域

本发明涉及往复泵，更具体地，涉及具有波纹管密封件的往复泵。

背景技术

用于安装波纹管的现有解决方案涉及将泵杆加工成两个工件，并具有通向泵的两端的通路。往复泵的泵行程越长，提供非滑动密封所需的波纹管越长。这就对将波纹管安装在泵中提出了挑战。

发明内容

一种往复泵包括壳体、泵杆、套筒、波纹管和螺母。壳体包括第一室和第二室。杆延伸到往复泵，使得杆延伸穿过第一室并部分地进入第二室。该杆包括台肩。套筒连接到杆上，使得套筒围绕杆的一部分。波纹管连接到套筒，使得波纹管围绕套筒的一部分。螺母连接到套筒的底端，使得螺母将波纹管的端部夹紧到套筒的底端。

一种组装往复泵的方法包括将波纹管连接到套筒上。套筒在杆的一部分上滑动。套筒固定到杆上。套筒和杆插入到往复泵的壳体中。波纹管连接到往复泵壳体的端盖上。

附图说明

图1是具有波纹管和溢流阀的往复式泵的剖视图。

图2是具有波纹管和定位在波纹管中的轴承的往复泵的局部剖视图。

图3是来自往复泵的套筒的透视图。

图4是来自往复泵的轴承的透视图。

图5是来自往复泵的密封件的透视图。

图6是沿着图3中6-6线截取的三叶形套筒的截面图。

图7是具有双叶形形状的套筒的截面图。

图8是具有四叶形形状的套筒的横截面图。

图9是沿着图2中9-9线截取的、具有位于波纹管中的轴承的往复式泵的切断式剖视图。

图10A是轴承的透视图。

图10B是沿着图10A中10-10线截取的轴承的截面图。

图11是溢流阀的剖视图。

图12是溢流阀的分解图。

图13A是溢流阀的锥形阀元件的透视图。

图13B是带有锥形阀元件的溢流阀的截面图。

具体实施方式

泵(图1和2)

图1和图2是往复泵10的剖视图。图1和图2将一起被讨论。

往复泵10包括壳体12、壳体12的具有波纹管腔室14的上端13、壳体12的具有移位室16的下端15、汽缸歧管17、活塞18、喉部密封件19、出口20A和20B、入口22A和22B、导管24、具有台肩28和颈部29的杆26、套筒30、套筒30的外部32、套环34、带有内部38和波圈40的波纹管36、螺母42、轴承44、具有开口48和通道50的端盖46、轴承54、密封件56和溢流阀58。图1还包括通过往复泵10的流路F。

往复泵10包括构造成泵送油漆和/或其它流体的波纹管循环泵。虽然将在本公开中将油漆用作示例，应该理解，这仅仅是一个例子，并且其它流体(例如水、油、溶剂等)可以被泵送而不仅是油漆。在一个非限制性的实施例中，往复泵10是4球双向作用泵，例如本领域已知的4-球泵。在一个非限制性实施例中，往复泵10可以包括在″4-球泵下管(Sealed 4-Ball Lowers)″修理/部件手册中描述的泵，通过引用将该手册的整体结合于此。(″Sealed4-Ball Lowers″，部分No.333022B，修订版B，固瑞克公司(Graco Inc)，2016年5月)。在其它非限制性实施例中，往复泵10可以是带有或不带有波纹管的单作用泵或其它类型的双作用泵。

壳体12是固体的、大体上圆筒形的和封闭的管。壳体12可以包括诸如钢、铝或其它金属材料之类的材料。壳体12的上端13是壳体12的位于壳体12的上部或附近的上端。波纹管腔室14是壳体12的上端13内的隔室(如图1所示)。壳体12的下端15是壳体12的位于壳体12的下部或附近的下端。移位室16在壳体12的下部内形成一隔室(如图1所示)。移位室16被配置用于管理和传送移位室16内的工作流体。汽缸歧管17是被构造成用于管理和传送汽缸歧管17内的工作流体的固体材料的部件。活塞18是由各种组装部件制成的活塞，并且构造成泵送工作流体通过移位室16。喉部密封件19是构造成防止流体穿过喉部密封件19的高压密封件。出口20A是从壳体12的上端13延伸的中空管状导管，并且被构造成将流体从壳体12中传送出去，通过该出口20A，并且进入导管24。出口20B是从壳体12延伸的中空管状导管，并且被构造成将流体从壳体12传送到壳体12的外部。入口22A是从壳体12的上端13延伸的中空管状导管，并且被构造成用于将流体从壳体12的外部传送到壳体12的波纹管腔室14中。入口22B是从壳体12延伸的中空管状导管，并且被构造成将从导管24传送流体，并且进入壳体12。导管24是空心管。

杆26是细长的实心件。在杆26的上端附近，杆26包括由杆26中的台阶形成的台肩28。杆26还包括颈部29，颈部29形成杆26的一部分，该部分的直径嵌入或小于杆26的其余部分的直径。在一个非限制性实施例中，颈部29位于台肩28上方(如图2所示)。套管30是固体材料的圆筒形或管状部件。外部32是套筒30的外表面。套环34是具有用于将套环34连接到杆26的特征和/或装置的固体材料环。波纹管36是具有波圈40的柔性套筒，该波圈40具有沿波纹管36的表面的交替的凸起和凹陷，允许波纹管36在壳体12的波纹管腔室14内收缩和膨胀。在一个非限制性实施例中，波纹管36的材料可以是聚四氟乙烯、其它类型的四氟乙烯、或具有耐磨特性的其它材料。波纹管36的横截面形状(图1或2中未示出)可以包括圆形或多叶形。

螺母42是具有螺纹的固体材料环。轴承44由耐磨材料形成，诸如超高分子量聚乙烯或其它类型的热塑性塑料和/或聚乙烯。端帽46是具有至少部分地穿过端盖46延伸的各种开口或孔的固体材料盘。端盖46还包括开口48和通道50。开口48是穿过端盖46的孔或通道，并且在向上/向下(图2)方向上从端盖46底部延伸到端盖46顶部。通道50是用于输送流体的管道。轴承54是具有耐磨表面的固体材料环。密封件56是具有柔性密封面的环形元件。溢流阀58是用于调节流体流入和/或流出往复泵10的阀。

流路F是通过往复泵10的流体流动路径。在一些非限制性实施例中，流路F的流体可以是气体或液体，例如油漆、油、气体、水、液压流体、溶剂、肥皂或其它工业流体。

往复泵10可以被连接到马达并由马达驱动。在一些非限制性实施例中，往复泵10可以连接到气动、液压或电动马达。壳体12的波纹管腔室14和移位室16通过壳体12的一部分彼此隔开。活塞18连接到杆26的下端。喉部密封件19与杆26形成密封，并被连接到杆26上，使得杆26能够相对于喉部密封件19上下移动。喉部密封件19也被固定到壳体12的下端15的上端。出口20A以流体连通的方式连接到壳体12的波纹管腔室14。出口20A经由导管24以流体连通的方式连接到入口22B，导管24从出口20A延伸到壳体12的入口22B，用于将流体从出口20A输送到入口22B。入口22A以流体连通的方式连接到壳体12的波纹管腔室14。入口22B以流体连通的方式连接到壳体12的移位室16。

杆26延伸穿过端盖46的开口48并进入壳体12的波纹管腔室14。杆26的一部分也部分地延伸到移位室16中。具有其突出或叶状形状的杆26与端盖46中的轴承54相互作用以防止杆26和端盖46之间的相对旋转。套筒30连接到杆26，使得套筒30围绕杆26的一部分。套筒30的一部分与杆26的台肩28接触。套筒30用螺纹紧固件、螺栓、夹子或任何其它形式的机械紧固件固定到杆26上。套管30安装在杆26上并搁置在杆26的台肩28上。套环34在套筒30上方被连接到杆26上，使得套环34通过将套环34保持抵靠着杆26的台肩28上而将套筒30固定到杆26上。套环34也在杆26的颈部29处连接到杆26。在一些非限制性实施例中，套环34通过螺纹接合、紧固件、粘合剂或本领域已知的任何其它连接手段连接到杆26。杆26和套筒30延伸穿过轴承54。

波纹管36通过螺母42被夹紧到杆26和套筒30上，这样螺母42将波纹管36的下端挤压并密封到套筒30上，并且防止套筒30和波纹管36之间的角运动。波纹管36固定在端盖46和壳体12的上端13之间，从而防止波纹管36和壳体12之间的相对角运动。轴承44设置在波纹管36内的套筒30上，并且每个径向对准波纹管36的一个波圈。

端盖46设置在壳体12的上端13上并固定到壳体12的上端13上。延伸穿过端盖46的一部分的通路50将波纹管36的内部38流体连通到溢流阀58。设置在端盖46和套筒30之间的轴承54与套筒30滑动接合，使得轴承54允许杆26和套筒30移进壳体12中和从壳体12中移出。轴承54装配在端盖46的开口48内。轴承54的形状与端盖46中的开口48的形状相匹配。密封件56设置在端盖46和套筒30(或杆26)之间，使得密封件56阻止在杆26和端盖46之间的流体传输。溢流阀58连接到端盖46上，并且可与端盖46螺纹接合。溢流阀58还以流体连通的方式连接到端盖46中的通道50。

在一个非限制性的实施例中，通过将波纹管36的第一端连接到套筒30的第一端而装配往复泵10。通过用螺母42将波纹管36固定到套筒30上，使得螺母42挤压波纹管36的第一端并将波纹管36的第一端密封到套筒30，由此将波纹管36的第一端连接至套筒30的第一端。带有波纹管36的套管30在杆26的一部分上滑动。套筒30固定到杆26上。套筒30在杆26上滑动，使得套筒30与杆26的台肩28接触。套环34在套筒30上方连接到杆26上，使得套环34保持套筒30的一部分抵靠着杆26的台肩28。通过用螺纹紧固件、螺栓或夹子将套筒30连接至杆26，而将套筒30固定到杆26上。套筒30和杆26插入往复泵10的壳体12中。带有套筒30的端盖46和杆26通过至少一个螺纹紧固件被固定到往复泵10的壳体12上。波纹管36的第二端连接到往复泵10的壳体12的端盖46上。端盖46用螺纹紧固件固定到往复泵10的壳体12上。

在往复泵10操作期间，带活塞18的杆26以往复方式在壳体12内被上下驱动。杆26和套筒30安装成使得套筒30与杆26一起相对于壳体12移动，并且套筒30相对于杆26保持静止。喉部密封件19安装在壳体12中，使得喉部密封件19限制流体在波纹管腔室14和移位室16之间的通过。在杆26往复进出壳体12时，轴承54和密封件56在杆26和端盖46之间提供密封。波纹管36和套筒30之间的连接产生了静态密封，该静态密封能够防止工作流体经由套管30和波纹管36之间的连接点进入波纹管36的内部38。波纹管36与套筒30产生了非滑动密封，该非滑动密封防止往复泵10的工作流体暴露于外部空气。当杆26往复进入壳体12时，波纹管36膨胀，并且波纹管36的长度增加。当杆26从壳体12中往复移出时，波纹管36收缩并且波纹管36的长度减小。

套筒30的使用允许杆26成为改进杆26的强度和可靠性的单件。往复泵10的构造不需要完全拆卸往复泵10就可更换波纹管36。从壳体12上拆下端盖46和套环34，然后套管30连同波纹管36可被拉出往复泵10的顶部。

套筒30的另一个优点是套筒30和波纹管36可以从往复泵10中移出而无需移除杆26。例如，如果波纹管36在现场失效，使用者可以移除套环34、移除端盖46、并且使套筒30和波纹管36滑动出往复泵10。然后，在套筒30上更换波纹管36，并且该组合件在杆26上滑动并进入往复泵10。其余的过程被颠倒以装配往复泵10。这样，不需要将杆26移出，其转化成不接触杆和活塞密封件，这些动作会损害泵壳体12的移位室16。与现有设计相比，大大简化了波纹管36的更换。

叶状套筒(图3-8)

图3是套筒30的一个实施例的透视图，其中套筒30包括具有三个凸起60的叶状或突出形状，所述凸起60围绕杆轴线A_R布置。可以在套筒30的制造期间形成凸起60。凸起60可形成为使得套筒30和凸起60包括单块材料，或者凸起60可以附着或固定到套筒30。套筒30的横截面包括叶形(也参见图6-8)，其可以包括至少两个凸起，例如两个、三个、四个或更多个凸起。

轴承54、密封件56、和端盖46的开口48被配置成与套筒30的横截面的叶状或突出形状相配合。轴承54装配在端盖46的开口48内，并且套筒30装配到轴承54中，使得端盖46、轴承54以及套筒30被构造成防止套筒30相对于壳体12旋转。

在现有往复泵的操作或组装期间，泵杆可以相对于泵壳旋转，这会导致波纹管36结构损坏，并且性能下降。现有解决方案包括使用具有平坦的侧面和小角半径的D形杆，这样势必难以制造并且难以密封。

套筒30的叶状或突出形状以及相应的轴承54、密封件56和端盖46的开口48提供防止套筒30相对于壳体12旋转的旋转止动件。套管30与壳体12的端盖46接合，以阻止套筒30在往复泵10的组装和操作过程中转动。套筒30的叶状或突出形状可以容易地以高精度和良好的表面光洁度着陆进入套筒30，高精度和良好的表面光洁度都是往复泵10和密封件56正确地发挥作用的要求。特别地，由于三个叶片或凸起，三叶形形状赋予套筒30固有的对中特性，同时仍然保持套筒30的最小角半径，该最小角半径对于在往复运动的波纹管泵中的备用密封是可接受的，例如往复泵10中的密封件54。套筒30的固有的对中特性也延伸到波纹管36中，在于由于杆26和套筒30的突出或叶状形状，波纹管36相对于杆26和壳体12相应地自动地对中。

防止旋转的优点是密封件56形成与端盖46以及与杆26的密封界面，以防止流体通过端盖46和杆26之间的界面从壳体12流出。与杆26和/或套筒30的D形构造相比，套筒30的突出或叶状构造还允许在套筒30和端盖46之间更好地密封，以及允许在往复泵10的任何元件发生损坏之前在杆26和壳体12之间施加更多扭矩。

图4是来自往复泵10的轴承54的透视图。轴承54被构造成容纳套筒30的突出或叶形形状。在图4中，示出了轴承54包括三个凸起62。在其它非限制性实施例中，轴承54可以包括包括多于或少于三个凸起62的横截面形状，例如两个、四个或更多个凸起。

图5是来自往复泵10的密封件56的透视图。密封件56被构造成容纳套筒30的突出或叶形形状。在图5中，示出了密封件56包括三个凸起64。在其它非限制性实施例中，密封件56可以包括包括多于或少于三个凸起64的横截面形状，例如两个、四个或更多个凸起。

在现有泵中，杆和相应的密封件中包括小的转角半径，这使得在杆和密封件之间提供密封是困难的。套筒30和密封件56的突出或叶状形状允许密封件56与套筒30的凸起60的圆角半径一致，并且在套筒30和密封件56之间提供比现有密封构造更可靠的密封。

图6是沿着图3中的6-6线截取的套筒30的截面图。套筒30包括具有三个凸起60的三叶形形状。当套筒30被加工或制造时，凸起60与套筒30一起形成。在其它非限制性实施例中，凸起60可以被连接到套筒30。如上所述，套筒30和密封件56的突出或叶状形状允许密封件56与套筒30的凸起60的圆形转角半径一致，并在套筒30和密封件56之间提供可靠的密封。另外，套筒30的三叶形形状提供固有的对中特性，同时还保持了对往复泵10中的诸如密封件54之类的备用密封件来说是可接受的最小转角半径。

图7是套筒30’的截面图。套管30’包括具有两个凸起60’的双叶形形状。套筒30’的双叶形构造与壳体12的端盖46接合，以阻止套筒30’和杆26在往复泵10的组装和操作过程中转动。

图8是套筒30″的截面图。套管30″包括具有四个凸起60″的四叶形形状。套筒30的四叶形结构与壳体12的端盖46接合，以阻止套筒30″和杆26在往复泵10的组装和操作过程中转动。

轴承(图9、10A和10B)

图9是沿着图2中的9-9线截取的往复泵10的剖视图。图9示出壳体12、杆26、套筒30、套筒30的外部32、波纹管36、波纹管36的内部38、波圈40、螺母42和轴承44。

轴承44在波纹管36和套筒30之间设置在波纹管36的内部38内。轴承44围绕套筒30的外部32延伸并且与波纹管36的波圈40径向对准，例如沿着离开杆轴线A_R的径向方向对准。轴承44与套筒30可滑动地接合，使得套筒30被构造成，在波纹管36相对于套筒30移动时，如箭头R_M所示，在轴向方向上相对于轴承44移动。例如，当波纹管36收缩和膨胀时，每个波圈40相对于杆26和套筒30在轴向方向上运动。在每个轴承44与一个波圈40径向对准的情况下，每个轴承44随着波纹管36收缩和膨胀而随着波圈40运动。

轴承44被放置成防止波纹管36在波纹管36的压缩和膨胀期间接触杆26。在往复泵10的操作过程中，轴承44搭乘在杆26上上下运动以支撑波纹管36，并且避免波纹管36扭转或变形。防止波纹管36扭转或变形避免了波纹管36与套管30接触，这种接触会导致波纹管36损坏。防止对波纹管36的损坏可以防止工作流体进入波纹管36的内部38并引起往复泵10的故障。

往复泵10中的轴承44的数量可以包括一个或多个轴承。在一个非限制性实施例中，轴承44可以沿着波纹管36的内部38彼此大致均匀地间隔开。在其它非限制性实施例中，轴承44可以以均匀或不均匀的间隔模式布置，以考虑波纹管36和往复泵10的长度和运行行为。

图10A是被构造为与套筒30的三叶形实施例配合的轴承44的实施例的透视图。图10B是沿着图10A中的10-10线截取的轴承44的横截面视图。图10A和10B将被一起讨论。

轴承44是卡环，包括狭缝66、脊68和内表面70。狭缝66包括轴承44中的不连续点。狭缝66包括沿轴承44的倾斜切口。在其它非限制性实施例中，狭缝66可以包括除斜线之外的形状，如弯曲的、有缺口的、锯齿状或其它几何形状的界面。脊68包括轴承44的突出面，该突出面从轴承44大体径向向外延伸。脊68可以形成为轴承44的一部分或可以连接到轴承44。

轴承44的内表面70是轴承44的内侧面，该内侧面具有构造成容纳套筒30的叶形形状的横截面形状。轴承44的内表面70的横截面形状包括三叶形构造。在其它非限制性实施例中，轴承44的内表面70的横截面形状可以包括具有两个、四个或更多个凸起的叶状形状。在其它非限制性实施例中，轴承44的内表面70的横截面形状可以包括除叶状形状之外的任何形状，例如圆形形状。在本发明的非限制实施例中，在轴承44的圆形内表面70(或内径)上形成与套筒30的三叶状形状接触的三个接触点，以保持轴承44的轴向位置，而不不必将内表面70的形状调整为叶状的或突出的。这种构造将迫使轴承44与杆26和/或套筒30同轴。

狭缝66允许轴承44在安装过程中被扭转，从而允许轴承44插入波纹管36中。狭缝66处的界面允许轴承44的一部分被分开并向内缠绕。在将轴承44安装到波纹管36的过程中，通过将轴承44卷绕到自身中而减小轴承44的直径。由于轴承44向内缠绕，轴承44的有效直径减小。随着直径减小，轴承44被插入波纹管36中。一旦与波纹管36的一个波圈40对准，轴承44解开缠绕，增加了轴承44的有效直径。随着轴承44的直径增加，轴承44被卡入波纹管36的一个波圈40中。当轴承44卡入波纹管36的一个波圈40中时，脊68被插入波纹管36的一个波圈40中。在脊68被插入波纹管36的一个波圈40中的情况下，轴承44相对于波纹管36的该一个波圈40被保持就位，从而防止轴承44和波圈40之间的相对轴向位移。当波纹管36沿着杆26和套筒30膨胀和收缩时，轴承44随着波纹管36的一个波圈40一起运动，以防止波纹管36与套筒30接触。

在另一个非限制性实施例中，轴承44可以借助设置在波纹管36的波圈内的专用接纳凹槽与波纹管36接合。专用接纳凹槽可以包括套筒式套环，该套筒式套环包括用于接纳轴承44的凹槽。在将轴承44安装在波纹管36中之前，专用的接纳凹槽可以被放置在波纹管36的波圈40内并沿着波圈40放置。

溢流阀(图11、12、13A和13B)

图11是溢流阀58的剖视图。12是溢流阀58的分解图。图11和12将被一起讨论。溢流阀58在此被讨论为与往复泵10一起使用，然而，在其它非限制性实施方式中，溢流阀58可以与其它类型的泵一起使用，例如隔膜泵或任何其它静态密封组件。

溢流阀58包括壳体72、入口74、出口76、第一腔78、第二腔80、通道81、通路82、第一阀座84、第二阀座86、带有弹簧加载的止回阀元件90和弹簧92的第一阀元件88、以及具有球96a和96b的第二阀元件94。

壳体72是大致圆筒形的材料体，其包含第一腔78、第二腔80、入口74和出口76。入口74和出口76是从壳体72向外延伸的固体材料的管状部分。入口74和出口76两者都可以包括螺纹或用于紧固或连接的其它特征。第一腔78和第二腔80是壳体72内的用于输送诸如液体或气体之类的流体的隔室。通道81是延伸穿过壳体72的一部分的流体通道。通路82是沿着第二腔80的壁和位于该壁中的狭缝、切口或通道。在该实施例中，第一阀座84和第二阀座86是提供密封表面的O形环。第一阀元件88包括弹簧加载的止回阀元件90和弹簧92。弹簧加载的止回阀元件90是连接到弹簧92的球阀元件。第二阀元件94包括诸如塑料之类的浮力材料的球96A和96B。在其它非限制性实施例中，第二阀元件94可以包括一个或多个空心球、椭圆体、锥体、圆柱体或其它形状。

溢流阀58的入口74连接到壳体12的端盖46上，并且经由端盖46中的通道50流体连通地连接到波纹管36的内部38。第一腔78包含第一阀元件88和第一阀座84，并且流体连通地连接到入口74和第二腔80。第二腔80包括第二阀元件94和第二阀座86，并且流体连通地连接到出口76和流体连通地连接到第一腔78。通道81流体连通地连接到第一腔78和第二腔80。通路82沿着第二室80的壁的一部分延伸。第一阀座84被定位在第一腔78的与第二腔80相反的一端处，并且部分地设置在壳体72中，位于入口74和第一阀元件88之间。第一阀座84包括一形状，该形状被构造成在第一阀元件88与第一阀座84接触时与第一阀元件88形成密封。

第二阀座86被定位在第二腔80的与第一腔78相反的端部处，并且部分地设置壳体72中，位于出口76和第二阀元件94之间。第二阀座86包括一形状，该形状被构造成在第二阀元件94与第二阀座86接触时与第二阀元件94形成密封。弹簧加载的止回阀元件90设置在第一腔78中。第一阀元件88的弹簧92将弹簧加载的止回阀元件90偏压靠到第一阀座84，并在第一室78的与第一阀座84相反的一端处连接到壳体72。第二阀元件94设置在第二腔80内并且容纳在第二腔80内，使得第二阀元件94能够在第二腔室80内自由移动。第二阀元件94通过壳体72在第二腔80中对中。

在现有的泵中，波纹管用于产生非滑动密封，以防止工作流体暴露于外部空气。为了防止不希望的流体泄漏，可采用备用密封件来密封由波纹管包围的泵杆。然而，备用密封件密封波纹管的后部，并且当波纹管膨胀和收缩时，不允许波纹管呼吸。这可能引起波纹管的循环疲劳和变形。如果在波纹管和备用密封件之间放置了带有筛网或网状物的简单的通气孔，则空气可以通过孔进入，并且工作流体可以通过孔流出，并且泵在波纹管破裂的情况下不再继续操作。

具有弹簧加载的止回阀元件9()的第一阀元件88被设计成允许流体离开波纹管36的内部38，并且行进经过弹簧加载的止回阀元件90，同时还阻止流体通过溢流阀58进入波纹管36的内部38。具有弹簧加载的止回阀元件90的第一阀元件88还设计成使基本上高于大气压力的任何压力都离开波纹管36，以在往复泵10的正常循环期间确保波纹管36的内部38不被加压。如果波纹管腔室14中的压力低于大气压，通过保持第一阀元件88靠着第一阀座84的位置，第一阀元件88在波纹管36破裂之后保持泵的操作。在波纹管36出现故障期间，由于泵的入口抽吸，波纹管36的内部38将下降到大气压力以下。

第二阀元件94被用于允许诸如空气之类的低粘度流体从溢流阀58逸出，但是在工作液体离开往复泵10并且进入溢流阀58的情况下，第二阀元件94漂浮在工作液体中，将第二阀元件94压靠在第二阀座86上。因此，从溢流阀58流出的液流被关闭，并且不允许流体离开波纹管36的内部38。然而，由于第二阀元件94仅由密度比第二阀元件94大的流体提升，所以第二阀元件94仅在第二腔80中存在液体时阻断或关闭。这种构造允许在第一腔78中的弹簧加载的止回阀元件90使空气流出波纹管36的内部38，并且在波纹管36出现故障的情况下，第二阀元件94防止工作液体逸出溢流阀58。

在一个非限制性实施例中，溢流阀58的第二阀元件94可以包括两个中空塑料球，例如球96a和96b。在其它非限制性实施例中，可选择第二阀元件94的数量、大小、形状和材料以提供所需的浮力和流动特性。中空塑料球的一个方面是通过设计，它们非常轻，因此当液体存在时，它们可以浮动和密封溢流阀58，这可能会引起空气通过溢流阀58的第一阀元件88从波纹管36中排出。如果移动得足够快，则逸出空气可以升高球96A和96B，并使球96A和96B靠着第二阀座86密封，防止空气排出。为了解决排出的空气可能导致第二阀元件94升高并与第二阀座86接触的问题，壳体72中的通路82为空气提供了围绕第二阀元件94的路径，同时仍然保持第二阀元件94在壳体72中对中。通路82提供用于空气经过和/或围绕第二阀元件94通过的通道。

在波纹管36的故障或破裂期间，溢流阀58的配置防止空气进入往复泵10，防止工作流体离开往复泵10。溢流阀58防止波纹管36内部38内的压力在往复泵10正常操作时变得过高，防止空气在波纹管36破裂和波纹管腔室14内的压力低于大气压时进入往复泵10，以及防止液体在往复泵10的波纹管36的内部38中的压力或壳体12的波纹管腔室14内的压力高于大气压时被从往复泵10推出。

图13A是替换实施例的透视图，该替换实施例的特征在于溢流阀58的第二阀元件94’。图13B是具有第二阀元件94’的溢流阀58的剖视图。图13A和13B将被一起讨论。

第二阀元件94’包括圆锥形形状和浮力材料。如图13A所示，顶端包括一形状，该形状被构造成与第二阀座86接合，形成防止液体从第二腔80转移和从溢流阀58流出的密封。类似于参照图11和12被讨论的第二阀元件94，第二阀元件94’与壳体72中的通路82的组合允许空气经过和/或围绕第二阀元件94’通过，这防止空气通过第二室80的传送引起第二阀元件94’由于空气流出溢流阀58而关闭溢流阀58。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以做出各种改变，并且可以用等同物对其元件进行替换。此外，在不脱离本发明的本质范围的情况下，可以进行许多修改，以使特定的情况或材料适用于本发明的教导。因此，期望的是，本发明并不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括所有落入所附权利要求书范围内的实施例。

Claims (13)

1.一种往复泵，包括：

具有波纹管腔室和工作腔的壳体；

杆，所述杆延伸到往复泵中，使得所述杆延伸穿过波纹管腔室并部分进入工作腔，所述杆具有台肩；

套筒，所述套筒连接到杆上，使得套筒围绕杆的一部分；

波纹管，所述波纹管连接到套筒上，使得波纹管围绕套筒的一部分；

螺母，所述螺母连接到套筒的底端，使得螺母将波纹管的端部夹紧到套筒的底端；

端盖，所述端盖设置在壳体的一端上，其中杆延伸通过端盖；

第一轴承，所述第一轴承设置在端盖和套筒之间，使得第一轴承允许杆和套筒移进壳体中和从壳体中移出；

第二轴承，所述第二轴承在波纹管和套筒之间设置在波纹管的内部内；和

密封件，设置在端盖和杆之间，使得密封件防止流体沿着杆传输和流出壳体。

2.根据权利要求1所述往复泵，进一步包括套环，所述套环在套筒上方连接到杆上，使得套环通过将套筒保持抵靠着杆的台肩而将套筒紧固到杆上。

3.根据权利要求1所述的往复泵，进一步包括：

连接到端盖的阀；和

端盖中的通道，其中通道将波纹管的内部以流体连通的方式连接到阀。

4.如权利要求1所述的往复泵，其中，波纹管通过螺母固定到套筒上，从而防止套筒和波纹管之间的相对角运动。

5.如权利要求1所述的往复泵，其中，波纹管固定在端盖和壳体之间，从而防止波纹管和壳体之间的相对角运动。

6.一种组装往复泵的方法，该方法包括：

将波纹管连接到套筒上；

使套筒在杆的一部分上滑动；

将套筒固定到杆上；

将套筒和杆插入往复泵的壳体中；

将波纹管连接到往复泵的壳体的端盖上；

将第一轴承设置在端盖和套筒之间，使得第一轴承允许杆和套筒移进壳体中和从壳体中移出；以及

将第二轴承在波纹管和套筒之间设置在波纹管的内部内。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，将套筒固定到杆上包括使套筒在杆上滑动以使得套筒与杆的台肩接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，将套筒固定到杆上进一步包括在套筒上方将套环连接到杆上，以使得套环将套筒的一部分保持抵靠着杆的台肩。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，将套筒固定到杆上还包括采用螺纹紧固件或夹子将套筒连接至所述杆。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，将波纹管连接到套筒上进一步包括采用螺母将波纹管固定到套筒上，以使得螺母将波纹管压紧并密封到套筒上。

11.根据权利要求6所述的方法，该方法进一步包括：

将端盖固定到往复泵的壳体上。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，将端盖固定到往复泵的壳体上包括采用螺纹紧固件将端盖固定到往复泵的壳体上。

13.根据权利要求7所述的方法，其中，将套筒固定到杆上还包括采用螺栓将套筒连接至所述杆。

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