CN108368843A - 波纹管减压阀 - Google Patents

Abstract

用于往复泵的阀包括壳体，第一腔室，第二腔室，第一阀元件和第二阀元件。壳体包括入口和出口。第一腔室和第二腔室在壳体内。第一腔室包括第一阀座并流体连接到入口。第二腔室包括第二阀座并流体连接到出口。第一阀元件布置在第一腔室中并且包括弹簧加载的止回阀元件。第二阀元件设置在第二腔室中并且包括浮力材料。

Description

波纹管减压阀

交叉引用相关申请

本申请要求于2015年12月18日提交的名称为“波纹管减压阀”的美国临时申请No.62/269,436的优先权，其全部内容通过引用整体并入本文。

背景技术

本公开涉及往复泵，并且更具体地涉及具有波纹管密封件的往复泵。

在往复泵中，波纹管被用来形成非滑动式密封以防止工作流体暴露于外部空气。为了防止不必要的流体泄漏，采用备用密封件来密封由波纹管包围的轴。然而，备用密封件密封波纹管的背部，并且不允许波纹管随着波纹管膨胀和收缩而通气，这会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带有筛网或网孔的简单通气孔，排出的工作流体的体积可能会减少，但空气将被吸入，并且在波纹管破裂的情况下泵将不再继续运行。

发明内容

用于往复泵的阀包括壳体，第一腔室，第二腔室，第一阀元件和第二阀元件。壳体包括入口和出口。第一腔室和第二腔室在壳体内。第一腔室包括第一阀座并流体连接到入口。第二腔室包括第二阀座并流体连接到出口和第一腔室。第一阀元件布置在第一腔室中并且包括弹簧加载的止回阀元件。第二阀元件设置在第二腔室中并且包括浮力材料。

往复泵包括第一壳体，杆，波纹管，端盖，附接到端盖的阀以及端盖中的通道。第一壳体围绕波纹管腔室和位移腔室。杆伸入往复泵中。波纹管连接到杆和第一壳体并包括内部。端盖设置在第一壳体的一端。杆延伸穿过端盖。该阀包括第二壳体，第一腔室，第二腔室，第一阀元件和第二阀元件。第二壳体包括入口和出口。第一腔室和第二腔室在第二壳体内。第一腔室包括第一阀座并流体连接到入口。第二腔室包括第二阀座并流体连接到出口和第一腔室。第一阀元件布置在第一腔室中并且包括弹簧加载的止回阀元件。第二阀元件设置在第二腔室中并且包括浮力材料。通道将波纹管的内部流体连接至阀。

附图说明

图1是具有波纹管和减压阀的往复泵的横截面图。

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横截面图。

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是沿图3中的6-6截取的具有三叶形状的套筒的横截面图。

图7是具有双叶形形状的套筒的横截面图。

图8是具有四叶形形状的套筒的横截面图。

图9是沿图2中的9-9截取的、具有位于波纹管中的轴承的往复泵的切下的横截面图。

图10A是轴承的透视图。

图10B是沿图10A中的10-10截取的轴承的横截面图。

图11是减压阀的横截面图。

图12是减压阀的分解图。

图13A是减压阀的锥形阀元件的透视图。

图13B是具有锥形阀元件的减压阀的横截面图。

具体实施方式

泵(图1和图2)

图1和图2是往复泵10的横截面图。将一起讨论图1和图2。

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的具有位移腔室16的下端15，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，具有肩部28和颈部29的杆26，套筒30，套筒30的外部32，套环34，具有内部38和卷褶部40的波纹管36，螺母42，轴承44，带有开口48和通道50的端盖46，轴承54，密封件56和减压阀58。图1还包括通过往复泵10的流动F。

往复泵10包括波纹管循环泵，该波纹管循环泵构造成泵送涂料和/或其他流体。尽管在本公开中将使用油漆作为示例，但应该理解的是，这仅仅是一个例子，并且可以泵送除了油漆的其他流体(例如水，油，溶剂等)。在一个非限制性实施例中，往复泵10是诸如本领域中任何已知的四球泵的四球双作用泵。在一个非限制性实施例中，往复泵10可以包括在“密封的四球下管(Lowers)”修理/部件手册中描述的泵，该手册通过引用整体并入本文。(“密封的四球下管(Lowers)”，部件No.333022B，修订版B，固瑞克公司，2016年5月)。在其他非限制性实施例中，往复泵10可以是具有或不具有波纹管的单作用泵或其他类型的双作用泵。

壳体12是固体的，通常为圆筒形且封闭的管。壳体12可以包括诸如钢，铝或其他金属材料的材料。壳体12的上端13是壳体12的位于或接近壳体12的上部的上端。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的位于或接近壳体12的下部的下端。位移腔室16形成壳体12的下部内的隔室(如图1所示)。位移腔室16构造成用于管理和传送位移腔室16内的工作流体。缸体歧管17是固体材料的构件，其被配置为管理和传输在缸体歧管17内的工作流体。活塞18是由各种组装的部件制成的活塞，并且构造成通过位移腔室16泵送工作流体。喉部密封件19是高压密封件，其构造成防止流体穿过喉部密封件19的传送。出口20A是从壳体的上端13延伸的中空管状管道并且构造成用于将流体从壳体12，通过出口20A传送到导管24中。出口20B是从壳体12延伸的中空管状管道，并且被构造用于将流体从壳体12传递到壳体12的外部。入口22A是从壳体12的上端13延伸的中空管状管道，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延伸的中空管状管道，并被构造成用于将流体从管道24传送到壳体12中。导管24是中空管。

杆26是细长的实心材料部件。靠近其上端，杆26包括由杆26中的台阶形成的肩部28。杆26还包括颈部29，颈部29形成杆26的一部分，颈部29具有内缩的直径或比杆26的其余部分的直径小的直径。在一个非限制性实施例中，颈部29位于肩部28上方(如图2所示)。套筒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是固体材料的环，具有用于将套环34附接到杆26的特征和/或装置。波纹管36是具有卷褶部40的挠性套筒，卷褶部40沿着波纹管36的表面具有交替的脊部和谷部，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，其他类型的四氟乙烯或具有耐磨特性的其他材料。波纹管36的横截面形状(未在图1或图2中示出)可以包括圆形或多叶形状。

螺母42是带螺纹的同体材料环。轴承44由耐磨材料形成，耐磨材料例如超高分子量聚乙烯或其他类型的热塑性塑料和/或聚乙烯。端盖46是一种固体材料制成的圆盘，其具有至少部分地延伸穿过端盖46的多个开口或孔。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(在图2中沿上下方向)方向上从端盖46的底部延伸到端盖46的顶部。通道50是用于输送流体的导管。轴承54是具有耐磨表面的固体材料的环。密封件56是具有挠性密封表面的环形元件。减压阀58是用于调节进出往复泵10的流体的流动的阀。

流动F是通过往复泵10的流体的流动路径。在一些非限制性实施例中，流动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，肥皂或其他工业流体。

往复泵10可以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可以连接到气动马达，液压马达或电动马达。壳体12的波纹管腔室14和位移腔室16通过壳体12的一部分彼此分离。活塞18连接到杆26的下端。喉部密封件19与杆26形成密封并附接到杆26，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也固定到壳体12的下端15的上端。出口20A流体连接到壳体12的波纹管腔室14。出口20A通过导管24流体连接到入口22B，导管24从壳体12的出口20A延伸到入口22B，用于将流体从出口20A输送到入口22B。入口22A流体连接到壳体12的波纹管腔室14。入口22B流体连接到壳体12的位移腔室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位移腔室16中。具有其叶形形状的杆26与端盖46中的轴承54相互作用以防止杆26和端盖46之间的相对转动。套筒30连接到杆26，使得套筒30包围杆26的一部分。套筒30的一部分与杆26的肩部28接触。套筒30用螺纹紧固件，螺栓，夹子或任何其他形式的机械紧固件固定到杆26上。套筒30安装在杆26上并搁置在杆26的肩部28上。套环34在套筒30上方连接到杆26上，使得通过将套环34保持抵靠杆26的肩部28而使套环34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上。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他附接方式附接到杆26。杆26和套筒30延伸穿过轴承54。

波纹管36通过螺母42夹持到杆26和套筒30上，使得螺母42将波纹管36的下端压缩和密封到套筒30，并防止套筒30和波纹管36之间的角度运动。波纹管36被固定在端盖46和壳体12的上端13之间，从而防止波纹管36和壳体12之间的相对角度运动。轴承44布置在波纹管36内的套筒30上，并且每个轴承与波纹管36的卷褶部中的一个径向对齐。

端盖46设置在壳体12的上端13上并固定到上端13。通道50延伸穿过端盖46的一部分，将波纹管36的内部38与减压阀58流体连接。轴承54设置在端盖46和套筒30之间，与套筒30可滑动地接合，使得轴承54允许杆26和套筒30移入和移出壳体12。轴承54装配在端盖46的开口48中。轴承54的形状与端盖46中的开口48的形状匹配。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防止流体在杆26和端盖46之间的传输。减压阀58连接到端盖46并且可以与端盖46螺纹接合。减压阀58也流体连接到端盖46中的通道50。

在一个非限制性实施例中，通过将波纹管36的第一端连接到套筒30的第一端来组装往复泵10。通过用螺母42将波纹管36固定到套筒30使得螺母42将波纹管36的第一端压缩并密封到套筒30，波纹管36的第一端连接到套筒30的第一端。带有波纹管36的套筒30滑动到杆26的一部分上。套筒30固定到杆26上。套筒30滑动到杆26上，使得套筒30与杆26的肩部28接触。套环34在套筒30上方连接到杆26，使得套环34将套筒30的一部分保持抵靠杆26的肩部28。通过用螺纹紧固件，螺栓或夹子将套筒30连接到杆26上，套筒30固定到杆26。套筒30和杆26插入往复泵10的壳体12中。端盖46与套筒30和杆26一起用至少一个螺纹紧固件固定在往复泵10的壳体12上。波纹管36的第二端连接在往复泵10的壳体12的端盖46上。端盖46用螺纹紧固件固定在往复泵10的壳体12上。

在往复泵10的操作过程中，杆26与活塞18在壳体12内以往复方式被上下驱动。杆26和套筒30安装成使得套筒30随杆26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限制波纹管腔室14和位移腔室16之间的流体的通过。随着杆26往复运动进入和离开壳体12，轴承54和密封件56提供杆26和端盖46之间的密封。波纹管36和套筒30之间的连接产生静态密封，静态密封能够防止工作流体经由套筒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进行非滑动式密封，这防止往复泵10的工作流体暴露于外部空气。当杆26往复运动到壳体12中时，波纹管36膨胀并且波纹管36的长度增加。当杆26往复运动离开壳体12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成为单个部件，改进杆26的强度和可靠性。往复泵10的构造不需要完全拆卸往复泵10以更换波纹管36。端盖46和套环34被从壳体12移除，然后可以将套筒30连同波纹管36从往复泵10的顶部拉出。

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中取出而不需要移除杆26。例如，如果波纹管36在现场出现故障，用户可以移除套环34，移除端盖46并从往复泵10中滑动取出套筒30和波纹管36。波纹管36然后在套筒30上被更换，并且该组件在杆26上滑动并进入往复泵10。其余的过程相反以组装往复泵10。以这种方式，杆26不需要被移除，这意味着不接触杆和活塞密封件，接触杆和活塞密封件可能损害泵壳体12的位移腔室16。与现有设计相比，这极大地简化了波纹管36的更换。

叶形套筒(图3-8)

图3是套筒30的一个实施例的透视图，其中套筒30包括具有围绕杆轴线AR布置的三个叶部60的叶形状。可以在制造套筒30期间形成叶部60。叶部60可以形成为使得套筒30和叶部60包括单件材料，或者叶部60可以附接或固定到套筒30。套筒30的横截面包括叶形状(电可参见图6-8)，其可以包括至少两个叶部，例如两个，三个，四个或更多个叶部。

轴承54，密封件56和端盖46的开口48构造成与套筒30的横截面的叶形形状匹配。轴承54装配到端盖46的开口48中，并且套筒30装配到轴承54中，使得端盖46，轴承54和套筒30构造成防止套筒30相对于壳体12转动。

在现有往复泵的操作或组装过程中，泵杆可相对于泵壳体转动，这会导致波纹管36在结构上和性能上恶化。现有的解决方案包括使用具有平坦侧面和较小的角部半径的D形杆，D形杆难以制造并且难以密封。

套筒30的叶形状和相应的轴承54，密封件56以及端盖46的开口48提供转动止动件以防止套筒30相对于壳体12转动。套筒30与壳体12的端盖46接合以防止套筒30在往复泵10的组装和操作过程中转动。套筒30的叶形状可以很容易地以高精度和良好的表面光洁度磨入套筒30中，高精度和良好的表面光洁度是针对往复泵10和密封件56合适地工作而提出的要求。特别地，由于三个叶部，三叶形形状赋予了套筒30固有的定中心特性，同时仍然保持套筒30的最小角部半径，这对于诸如往复泵10中的密封件54的往复波纹管泵中的备用密封件是可接受的。套筒30的固有定中心特性也延伸到波纹管36，从而由于杆26和套筒30的叶形形状，波纹管36相应地相对于杆26和壳体12自动定中心。

防止转动的优点在于密封件56与端盖46和杆26形成密封界面，以防止流体经由端盖46和杆26之间的界面离开壳体12。套筒30的叶形构造还允许套筒30和端盖46之间的与D形构造或杆26和/或套筒30相比的更好的密封，以及允许在往复泵的任何元件发生损坏之前在杆26和壳体12之间施加更大的扭矩10。

图4是来自往复泵10的轴承54的透视图。轴承54构造成容纳套筒30的叶形形状。在图4中，轴承54被示出为包括三个叶部62。在其他非限制性实施例中，轴承54可以包括具有多于或少于三个叶部62的横截面形状，例如两个，四个或更多个叶部。

图5是来自往复泵10的密封件56的透视图。密封件56构造成容纳套筒30的叶形形状。在图5中，密封件56被示出为包括三个叶部64。在其它非限制性实施例中，密封件56可以包括具有多于或少于三个叶部64的横截面形状，例如两个，四个或更多个叶部。

在现有的泵中，杆和相应的密封件包括较小的角部半径，这使得难以提供杆和密封件之间的密封。套筒30和密封件56的叶形形状允许密封件56符合套筒30的叶部60的圆形角部半径，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是沿图3中的6-6截取的套筒30的横截面图。套筒30包括具有三个叶部60的三叶形状。当套筒30被加工或制造时，叶部60与套筒30一起形成。在其它非限制性实施例中，叶部60可以附接到套筒30。如上所述，套筒30和密封件56的叶形形状允许密封件56符合套筒30的叶部60的圆形角部半径并且提供套筒30和密封件56之间的可靠密封。另外，套筒30的三叶形形状提供了固有的定中心特性，同时仍然保持对于诸如往复泵10中的密封件54的备用密封件可接受的最小角部半径。

图7是套筒30′的横截面图。套筒30′包括具有两个叶部60′的双叶形形状。套筒30′的双叶形构造与壳体12的端盖46接合以在往复泵10的组装和操作期间禁止套筒30′和杆26转动。

图8是套筒30”的横截面图。套筒30”包括具有四个叶部60”的四叶形形状。套筒30”的双叶形构造与壳体12的端盖46接合以在往复泵10的组装和操作期间禁止套筒30”和杆26转动。

轴承(图9，10A和10B)

图9是沿图2中的9-9截取的往复泵10的切下的横截面图。图9示出了壳体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，卷褶部40，螺母42和轴承44。

轴承44布置在波纹管36的位于波纹管36与套筒30之间的内部38内。轴承44围绕套筒30的外部32延伸并且与波纹管36的卷褶部40径向对齐，例如沿着从杆轴线AR的径向方向对齐。轴承44与套筒30可滑动地接合，使得套筒30构造成当波纹管36相对于套筒30移动时，相对于轴承44沿轴向方向移动，如箭头RM所示。例如，当波纹管36收缩和膨胀时，每个卷褶部40相对于杆26和套筒30在轴向方向上移动。当每个轴承44与卷褶部40中的一个径向对齐时，当波纹管36收缩和膨胀时，每个轴承44随着卷褶部40移动。

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的操作期间，轴承44在杆26上上下运动以支撑波纹管36并防止波纹管36蠕动或变形。防止波纹管36蠕动或变形能够防止波纹管36与套筒30接触，波纹管36与套筒30接触会导致波纹管36损坏。防止波纹管36的损坏能够防止工作流体进入波纹管36的内部38并导致往复泵10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可以沿波纹管36的内部38大致均匀地彼此间隔开。在其他非限制性实施例中，轴承44可以以均匀或不均匀的间隔方式设置以顾及波纹管36和往复泵10的长度和操作行为。

图10A是构造成与套筒30的三叶形实施例配合的轴承44的实施例的透视图。图10B是沿图10A中的10-10截取的轴承44的横截面图。将一起讨论图10A和10B。

轴承44是卡环，并且包括狭缝66，脊部68和内表面70。狭缝66包括轴承44中的不连续点。狭缝66包括沿着轴承44的倾斜切口。在其他非限制性实施例中，狭缝66可以包括除了倾斜线以外的形状，例如弯曲的，有缺口的，锯齿形的或另一种几何形状的界面。脊部68包括轴承44的尖锐面，尖锐面从轴承44大致径向向外延伸。脊部68可以形成为轴承44的一部分或可以附接到轴承44。

轴承44的内表面70是轴承44的内面，其横截面形状被构造成容纳套筒30的叶形形状。轴承44的内表面70的横截面形状包括三叶形构造。在其他非限制性实施例中，轴承44的内表面70的横截面形状可以包括具有两个，四个或更多个叶部的叶形形状。在又一些其他非限制性实施例中，轴承44的内表面70的横截面形状可以包括除了叶形形状之外的任何形状，诸如例如圆形形状。在内表面70的这种非限制性实施例中，与套筒30的三叶形状接触的三个点在轴承44的圆形内表面70(或内径)上形成，以保持轴承44的轴向位置，而没有将内表面70的形状改变成叶形。这样的构造将迫使轴承44与杆26和/或套筒30共轴。

狭缝66允许轴承44在安装期间扭曲，以便允许轴承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卷绕。在将轴承44安装到波纹管36中的过程中，通过将轴承44卷绕到其自身中来减小轴承44的直径。当轴承44向内卷绕时，轴承44的有效直径减小。随着直径的减小，轴承44被插入波纹管36中。一旦与波纹管36的一个卷褶部40对齐，轴承44就不卷绕，以增加轴承44的有效直径。随着轴承44的直径增加，轴承44卡入波纹管36的一个卷褶部40中。在轴承44卡入波纹管36的一个卷褶部40中时，脊部68插入波纹管36的一个卷褶部40中。当脊部68插入波纹管36的一个卷褶部40中时，轴承44相对于波纹管36的一个卷褶部40保持就位，由此防止轴承44和卷褶部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与波纹管36的一个卷褶部40一起移动以防止波纹管36与套筒30接触。

在另一个非限制性实施例中，轴承44可以通过位于波纹管36的卷褶部内的专用接收槽与波纹管36连接。专用接收槽可以包括套管轴环，该套管轴环包括用于接收轴承44的槽。在将轴承44安装在波纹管36中之前，专用接收槽放置在波纹管36的卷褶部40内并沿着波纹管36的卷褶部40。

减压阀(图11，12，13A和13B)

图11是减压阀58的横截面图。图12是减压阀58的分解图。将一起讨论图11和12。本文将减压阀58描述为与往复泵10一起使用，然而在其他非限制性实施例中，减压阀58可与其他类型的泵(例如隔膜泵或任何其他静态密封组件)一起使用。

减压阀58包括壳体72，入口74，出口76，第一腔室78，第二腔室80，通道81，通道82，第一阀座84，第二阀座86，具有弹簧加载的止回阀元件90和弹簧92的第一阀元件88，和具有球96A和96B的第二阀元件94。

壳体72是包含第一腔室78，第二腔室80，入口74和出口76的大致圆筒形主体的材料。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可以包括用于紧固或附接的螺纹或其他特征。第一腔室78和第二腔室80是在壳体72内用于输送诸如液体或气体的流体的隔室。通道81是延伸穿过壳体72的一部分的流体通道。通道82是沿着第二腔室80的壁并在壁中的狭缝，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包括浮力材料的球96A和96B，浮力材料例如为塑料。在其他非限制性实施例中，第二阀元件94可以包括一个或多个中空球，椭圆体，圆锥体，圆柱体或其他形状。

减压阀58的入口74连接到壳体12的端盖46上，并经由端盖46中的通道50流体连接到波纹管36的内部38。第一腔室78包含第一阀元件88和第一阀座84，并且流体连接到入口74和第二腔室80。第二腔室80包含第二阀元件94和第二阀座86，并流体连接到出口76和第一室78。通道81流体连接第一室78和第二腔室80。通道82沿着第二腔室80的壁的一部分延伸。第一阀座84位于第一腔室78的一端，该一端与第二腔室80相反，并在壳体72中部分地设置在入口74与第一阀元件88之间。第一阀座84包括如下形状，该形状构造成当第一阀元件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位于第二腔室80的一端，该一端与第一腔室78相反，并在壳体72中部分地设置在出口76与第二阀元件94之间。第二阀座86包括如下形状，该形状构造成当第二阀元件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设置在第一腔室78中。第一阀元件88的弹簧92将弹簧加载的止回阀元件90偏压抵靠在第一阀座84上并且在第一腔室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设置在第二腔室80中并容纳在第二腔室80中，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在第二腔室80中定中心。

在现有的泵中，波纹管被用于形成非滑动式密封以防止工作流体暴露于外部空气。为防止不必要的流体泄漏，可以使用备用密封件密封由波纹管所包围的泵杆。但是，备用密封件将波纹管的背部密封，并且在波纹管膨胀和收缩时不允许波纹管通气。这会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一个带有筛网或网孔的简单通气孔，则空气可以通过该孔进入，工作流体可以通过该孔流出，并且在波纹管破裂时泵不再继续运行。

具有弹簧加载的止回阀元件90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，同时还防止流体通过减压阀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还设计成允许基本上高于大气压力的任何压力离开波纹管36，以确保波纹管36的内部38在往复泵10的正常循环期间不被加压。如果波纹管腔室14中的压力低于大气压力，则通过维持第一阀元件88抵靠第一阀座84的位置，在波纹管36已经破裂之后，第一阀元件88保持泵操作。在波纹管36由于泵的入口吸力而发生故障期间，波纹管36的内部38可以降至大气压力以下。

第二阀元件94用于允许诸如空气的低粘度流体从减压阀58逸出，但是在工作液体离开往复泵10并进入减压阀58的情况下，第二阀元件94漂浮在工作液体中，工作液体按压第二阀元件94抵靠第二阀座86。因此来自减压阀58的液体流被切断并且流体不被允许离开波纹管36的内部38。然而，由于第二阀元件94仅被比第二阀元件94密度更大的流体提升，所以第二阀元件94仅在第二腔室80中存在液体时才阻碍或关闭。此构造允许第一腔室78中的弹簧加载的止回阀元件90使空气离开波纹管36的内部38，并且在波纹管36发生故障的情况下，第二阀元件94防止工作液体逸出减压阀58。

在一个非限制性实施例中，减压阀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。在其他非限制性实施例中，可以选择第二阀元件94的数量，尺寸，形状和材料以提供期望的浮力和流动特性。中空塑料球的一个方面在于，通过设计，它们非常轻，因此当液体存在时它们可以漂浮和密封减压阀58，当空气经由减压阀58的第一阀元件88从波纹管36逸出时可能会引起问题。如果足够快地移动，则逸出的空气可以提升球96A和96B并且使球96A和96B密封第二阀座86，防止空气泄放。为了解决可能导致第二阀元件94抬起并与第二阀座86接触的泄放空气的问题，壳体72中的通道82为空气提供绕过第二阀元件94同时仍保持第二阀元件94定中心在壳体72中的路径。通道82提供空气通过第二阀元件94和/或绕过第二阀元件94的通道。

在波纹管36发生故障或破裂期间，减压阀58的构造防止空气进入往复泵10并且防止工作流体离开往复泵10。减压阀58防止在往复泵10的正常操作期间波纹管36的内部38内的压力变得过高，在波纹管36破裂并且波纹管腔室14内的压力低于大气压力时防止空气被吸入往复泵10，并且在波纹管36的内部38或往复泵10的壳体12的波纹管腔室14中的压力高于大气压力时防止液体被推出往复泵10。

图13A是以减压阀58的第二阀元件94′为特征的替代实施例的透视图。图13B是具有第二阀元件94′的减压阀58的横截面图。将一起讨论图13A和13B。

第二阀元件94′包括圆锥形状和浮力材料。如图13A所示，顶端包括被构造成与第二阀座86接合的形状，从而形成防止液体从第二腔室80和减压阀58传送出的密封。与相对于图11和图12讨论的第二阀元件94类似，与壳体72中的通道82结合的第二阀元件94′允许空气通过第二阀元件94′和/或绕过第二阀元件94′，这防止空气传送通过第二腔室80而导致由于空气流出减压阀58而引起第二阀元件94′关闭减压阀58。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在没有脱离本发明的范围的情况下，多个改变可以被制定并且等同物可以替代其元件。另外，在没有脱离本发明的实质范围的情况下可以进行许多修改以使得具体的位置或材料适应本发明的教导。因此，预期本发明不受限于公开的具体实施例，但是本发明将包括落入随附权利要求的范围内的所有实施例。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于往复泵的阀，所述阀包括：

壳体，所述壳体具有入口和出口；

第一腔室，所述第一腔室在壳体内，所述第一腔室具有第一阀座并且流体连接到入口；

第二腔室，所述第二腔室在所述壳体内，所述第二腔室具有第二阀座并流体连接至所述出口和所述第一腔室；

第一阀元件，所述第一阀元件布置在所述第一腔室中，其中所述第一阀元件包括弹簧加载的止回阀元件；和

第二阀元件，所述第二阀元件布置在第二腔室中，其中第二阀元件包括浮力材料。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，

所述第二腔室包括延伸到所述壳体中的通道，以用于将气体传输通过所述第二阀元件。

3.根据权利要求1所述的阀，还包括：

弹簧，所述弹簧位于所述第一腔室中，其中所述弹簧与所述壳体接触并且将所述第一阀元件偏压抵靠在所述第一阀座上。

4.根据权利要求1所述的阀，其中，

所述第二阀元件包括中空塑料球。

5.根据权利要求1所述的阀，其中，

所述第二阀元件包括中空锥体，椭圆体或圆柱体。

6.一种往复泵，包括：

第一壳体，所述第一壳体围绕波纹管腔室和位移腔室；

杆，所述杆延伸到往复泵中；

波纹管，所述波纹管连接到所述杆和所述第一壳体，所述波纹管包括内部；

端盖，所述端盖设置在所述第一壳体的一端上，其中所述杆延伸穿过所述端盖；

阀，所述阀附接到所述端盖上，其中所述阀包括：

第二壳体，所述第二壳体具有入口和出口；

第一腔室，所述第一腔室在第二壳体内，所述第一腔室具有第一阀座并且流体连接到入口；

第二腔室，所述第二腔室在所述第二壳体内，所述第二腔室具有第二阀座并流体连接至所述出口和所述第一腔室；

第一阀元件，所述第一阀元件布置在所述第一腔室中，其中所述第一阀元件包括弹簧加载的止回阀元件；和

第二阀元件，所述第二阀元件布置在第二腔室中，其中第二阀元件包括浮力材料；和

通道，所述通道在端盖中，其中通道将波纹管的内部流体连接至阀。

7.根据权利要求6所述的往复泵，还包括：

轴承，所述轴承设置在所述端盖和所述杆之间，使得所述轴承与所述杆可滑动地接合；以及

密封件，所述密封件设置在所述端盖和所述杆之间，使得所述密封件防止流体在所述杆和所述端盖之间的传输。

8.根据权利要求6所述的往复泵，还包括：

套筒，所述套筒附接到所述杆，其中所述套筒围绕所述杆的一部分。

9.根据权利要求8所述的往复泵，还包括：

轴承，所述轴承设置在所述端盖和所述套筒之间，使得所述轴承与所述套筒可滑动地接合；以及

密封件，所述密封件设置在所述端盖和所述杆之间，使得所述密封件防止流体在所述杆和所述端盖之间的传输。

10.根据权利要求6所述的往复泵，其中，

所述第二腔室包括延伸到所述壳体中的通道，以用于将气体传输通过所述第二阀元件。

11.根据权利要求6所述的往复泵，还包括：

弹簧，所述弹簧位于所述第一腔室中，其中所述弹簧与所述壳体接触并且将所述第一阀元件偏压抵靠在所述第一阀座上。

12.根据权利要求6所述的往复泵，其中，

所述第二阀元件包括中空塑料球。

13.根据权利要求6所述的往复泵，其中，

所述第二阀元件包括中空锥体，椭圆体或圆柱体。

Claims (13)

1.一种用于往复泵的阀，所述阀包括：

壳体，所述壳体具有入口和出口；

第一腔室，所述第一腔室在壳体内，所述第一腔室具有第一阀座并且流体连接到入口；

第二腔室，所述第二腔室在所述壳体内，所述第二腔室具有第二阀座并流体连接至所述出口和所述第一腔室；

第一阀元件，所述第一阀元件布置在所述第一腔室中，其中所述第一阀元件包括弹簧加载的止回阀元件；和

第二阀元件，所述第二阀元件布置在第二腔室中，其中第二阀元件包括浮力材料。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，

所述第二腔室包括延伸到所述壳体中的通道，以用于将气体传输通过所述第二阀元件。

3.根据权利要求1所述的阀，还包括：

弹簧，所述弹簧位于所述第一腔室中，其中所述弹簧与所述壳体接触并且将所述第一阀元件偏压抵靠在所述第一阀座上。

4.根据权利要求1所述的阀，其中，

所述第二阀元件包括中空塑料球。

5.根据权利要求1所述的阀，其中，

所述第二阀元件包括中空锥体，椭圆体或圆柱体。

6.一种往复泵，包括：

第一壳体，所述第一壳体围绕波纹管腔室和位移腔室；

杆，所述杆延伸到往复泵中；

波纹管，所述波纹管连接到所述杆和所述第一壳体，所述波纹管包括内部；

端盖，所述端盖设置在所述第一壳体的一端上，其中所述杆延伸穿过所述端盖；

阀，所述阀附接到所述端盖上，其中所述阀包括：

第二壳体，所述第二壳体具有入口和出口；

第一腔室，所述第一腔室在第二壳体内，所述第一腔室具有第一阀座并且流体连接到入口；

第二腔室，所述第二腔室在所述第二壳体内，所述第二腔室具有第二阀座并流体连接至所述出口和所述第一腔室；

第一阀元件，所述第一阀元件布置所述第一腔室，其中所述第一阀元件包括弹簧加载的止回阀元件；和

第二阀元件，所述第二阀元件布置在第二腔室中，其中第二阀元件包括浮力材料；和

通道，所述通道在端盖中，其中通道将波纹管的内部流体连接至阀。

7.根据权利要求6所述的往复泵，还包括：

轴承，所述轴承设置在所述端盖和所述杆之间，使得所述轴承与所述杆可滑动地接合；以及

密封件，所述密封件设置在所述端盖和所述杆之间，使得所述密封件防止流体在所述杆和所述端盖之间的传输。

8.根据权利要求6所述的往复泵，还包括：

套筒，所述套筒附接到所述杆，其中所述套筒围绕所述杆的一部分。

9.根据权利要求8所述的往复泵，还包括：

轴承，所述轴承设置在所述端盖和所述套筒之间，使得所述轴承与所述套筒可滑动地接合；以及

密封件，所述密封件设置在所述端盖和所述杆之间，使得所述密封件防止流体在所述杆和所述端盖之间的传输。

10.根据权利要求6所述的阀，其中，

所述第二腔室包括延伸到所述壳体中的通道，以用于将气体传输通过所述第二阀元件。

11.根据权利要求6所述的阀，还包括：

弹簧，所述弹簧位于所述第一腔室中，其中所述弹簧与所述壳体接触并且将所述第一阀元件偏压抵靠在所述第一阀座上。

12.根据权利要求6所述的阀，其中，

所述第二阀元件包括中空塑料球。

13.根据权利要求6所述的阀，其中，

所述第二阀元件包括中空锥体，椭圆体或圆柱体。