CN209115322U - 一种泵用高温缓冲器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种泵用高温缓冲器，包括竖向圆筒状的主壳体，主壳体的上端封闭，下端开口；所述主壳体内设有活塞，所述活塞与主壳体的内壁可竖向滑动配合；所述主壳体内，活塞上部的空间形成为压缩空气腔室，活塞下部的空间形成为流质腔室；活塞的外圆周与主壳体的内壁之间设有O形密封圈以保证腔室之间的密封效果；主壳体的内壁下端设有凸起的缩径段以限制活塞向下滑动的行程。本实用新型的高温缓冲器，通过主壳体的下端与泵出管路上的旁路连通，在泵送高温介质的过程中，可以有效起到缓冲作用，减少流量的波动。通过压缩空气保证压缩空气腔室的体积，进而保障对泵送的高温介质的压力调节效果。

Description

一种泵用高温缓冲器

技术领域

本实用新型属于液体泵的附件技术领域，具体涉及一种泵用高温缓冲器。

背景技术

计量泵和往复泵的泵出流量常常有波动，往复泵约有10%波动，计量泵约有50%的波动，必要时通过在泵出管路上通过旁路连接缓冲器来减小或补偿波动。当泵送常温介质时一般可以连接如图1所示的缓冲器，缓冲器的主壳体1内带有胶囊100，通过充满气体的胶囊100的体积变化来进行缓冲，减小流量波动，效果很好；但在泵送许多高温介质过程中，温度较高时，与高温介质接触的胶囊100会融化，不能有效发挥使用效果，故只有采用气液接触式的高温缓冲器，即简单的中空罐体形式的缓冲器，但使用时因为罐体内气体的被压缩，根据公式P1 x V1=P2 x V2，如原来P1=0.1Mpa，V1=40升，当被压缩后P2=20Mpa, 则压缩后的气体体积V2=0.1*40/20=0.2升，罐体里边没有多少的空气来进行压力调节，效果很差。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种泵用高温缓冲器，避免泵送高温介质时现有的缓冲器不能有效使用的问题，取得有效缓冲泵出高温介质时的流量波动的效果，并保证对应高温介质的缓冲器的使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种泵用高温缓冲器，包括竖向圆筒状的主壳体，主壳体的上端封闭，下端开口；所述主壳体内设有活塞，所述活塞与主壳体的内壁可竖向滑动配合；所述主壳体内，活塞上部的空间形成为压缩空气腔室，活塞下部的空间形成为流质腔室；活塞的外圆周与主壳体的内壁之间设有O形密封圈以保证腔室之间的密封效果；主壳体的内壁下端设有凸起的缩径段以限制活塞向下滑动的行程。

本实用新型的高温缓冲器，通过主壳体的下端与泵出管路上的旁路连通，泵出的高温介质在压力高流量大时，进入流质腔室，并向上推动活塞，压缩活塞上部的压缩空气腔室，储能并实现缓冲功能，压力低流量小时，流质腔室内的高温介质流出，起到补偿作用，实现减少流量波动的效果。使用时，提前在压缩空气腔室内注入有压缩空气，保证气压，使活塞的下表面与缩径段的端面相抵接并被限位，压缩空气腔室内的空气不是常压，可以保证使用过程中压缩空气腔室的体积，进而保障对泵送的高温介质的压力调节效果。

在实际试用中发现，高温介质对O形密封圈的寿命影响较大，所以进一步在活塞的使用和延长O形密封圈的使用寿命方面进一步优化。

进一步完善上述技术方案，所述O形密封圈落在活塞的外圆周上开设的环槽内，所述环槽与活塞同轴。

这样，将环槽加工在活塞上，便于加工，O形密封圈落在环槽内，便于O形密封圈的定位，保证使用效果和使用寿命。

进一步地，所述活塞的上表面设有凹入的流质槽体。

这样，流质槽体的设计，用于预装一定量的液体，优选与泵动的高温介质属性相同的流质，可以起到预冷的效果。其原因是活塞与高温介质接触后升温，会因热胀冷缩而膨胀，如果活塞与主壳体的内壁之间的间隙过小，会造成活塞滑动卡滞影响使用效果，但如果活塞与主壳体的内壁之间的间隙过大（完全依靠O形密封圈达到密封效果），高温介质与O形密封圈的接触量增大，又影响O形密封圈的使用寿命，所以，从设计上需要尽量控制活塞与主壳体的内壁之间的间隙，同时降低活塞及对应主壳体在使用过程中的温升。在流质槽体内预装一定量的液体后，有两个好处，一是最初时更多的吸热，减少活塞的温升，二是最初吸热后可部分逐渐气化，达到压缩空气腔室可以自身升压的作用。

进一步地，所述活塞的外圆周上还设有防水环形槽，所述防水环形槽与活塞同轴，所述防水环形槽位于所述环槽的上方并在竖向上位于流质槽体的槽底之上，所述防水环形槽与流质槽体通过至少一个横向的过水孔连通。

这样，如果高温介质的压力过大冲过了O形密封圈，到达防水环形槽位置后，可从过水孔流到流质槽体中，进行收集，减少继续上行，避免过度污染内壁，降低活塞滑动灵活性。

进一步地，主壳体的上端通过压盖密封，所述主壳体的内壁上端开设有同轴的台阶大孔，所述压盖落在所述台阶大孔内，压盖的外圆周与台阶大孔的孔壁之间设有O形密封圈。

这样，为分体装配结构，简化主壳体的加工制造难度，方便活塞的装配。

进一步地，主壳体的侧壁上表面开设有贯通至压缩空气腔室的通道，所述通道沿侧壁的内部延伸，通道的上端通过压力管连接压力表；所述压力管上设有旁路支管以用于向压缩空气腔室内充气或加水，所述旁路支管上设有闸阀。

这样，通道和压力表固设在主壳体上，相较设置在压盖上，减少装配和维护过程中压力表的移动，压力表作为仪器，这样可保证压力表使用的精确性；同时借助该通道实现对压缩空气腔室的充气或加水操作，简化结构。

进一步地，所述活塞的下表面设有凹入的气体腔室。

这样，就减小了活塞下表面可能与高温介质接触的表面积，进一步起到减少活塞的温升的作用；该气体腔室起到收集气体的作用，具体是收集流质腔室的空气以及高温介质挥发的气相，有两个好处，一是防止高温气体沿活塞与主壳体内壁之间的间隙跑到上边的腔室中去，二是在气体腔室收集气体后，就等于减小了活塞下表面可能与高温介质接触的表面积，使用时，在该区域，不是高温液体介质直接与活塞接触，而是高温气体与活塞接触，因为气体比液体的传热速度慢得多，就起到热阻的作用，则活塞吸收的热量就小，从而减少活塞的温升，避免热膨胀。

进一步地，主壳体的外壁套设有竖向圆筒状的冷却水套，冷却水套的侧壁为中空结构以用于盛装冷却水，冷却水套的上端和下端通过外接管路连通以循环冷却水。

这样，不只从活塞的角度进行优化，也从主壳体上进行优化设计，通过冷却水套来减少主壳体的温升，避免热膨胀而卡滞活塞；使用时，冷却水套的侧壁中下部的冷却水吸热量大，自动向上运动，并通过外接管路形成一个回路，起到平衡和补充水的作用，无需外接水源或动力源，让水自动流动起来，把热量传导出去，起到“恒温”作用。

进一步地，冷却水套的侧壁包括同轴的内圆筒层和外圆筒层，内圆筒层和外圆筒层的上下端分别由环形封板封闭连接；所述内圆筒层与主壳体的外壁相贴以达到传热效果；内圆筒层和外圆筒层之间设有螺旋形的隔板从而在竖向上相邻的隔板之间形成螺旋形流道，所述外接管路将螺旋形流道的上端和下端连通。

这样，保证冷却水套作用效果在主壳体周向上的均匀性，提升使用效果。

进一步地，所述外圆筒层的外侧面设有若干散热片。

这样，除了在外接管路上可实施热量的传导外，在冷却水套上也更好地进行散热，进一步提升冷却效果。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的高温缓冲器，通过主壳体的下端与泵出管路上的旁路连通，在泵送高温介质的过程中，可以有效起到缓冲作用，减少流量的波动。通过压缩空气保证压缩空气腔室的体积，进而保障对泵送的高温介质的压力调节效果。

2、本实用新型通过在活塞上表面的流质槽体中预装液体，通过活塞下表面的气体腔室来减少使用过程中活塞的温升，避免活塞运动卡滞，也可以适当减小活塞与主壳体的内壁之间的间隙，避免高温介质接触O形密封圈，延长O形密封圈的使用寿命，减少检修频次。

3、本实用新型通过冷却水套来减少使用过程中主壳体的温升，也可以避免活塞运动卡滞，可以适当减小活塞与主壳体的内壁之间的间隙。

4、本实用新型高温缓冲器的各零件设计合理，制造简单，成本低，使用寿命长。

附图说明

图1-原设计的缓冲器的结构原理图；

图2-具体实施例的一种泵用高温缓冲器的结构示意图；

其中，胶囊100，主壳体1，压缩空气腔室11，流质腔室12，缩径段13，法兰盘14，通道15，活塞2，O形密封圈21，环槽22，流质槽体23，防水环形槽24，过水孔25，气体腔室26，压盖3，压力表4，压力管41，旁路支管42，闸阀43，冷却水套5，外接管路51，隔板52，螺旋形流道53，散热片54。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图2，具体实施例的一种泵用高温缓冲器，包括竖向圆筒状的主壳体1，主壳体1的上端封闭，下端开口；所述主壳体1内设有活塞2，所述活塞2与主壳体1的内壁可竖向滑动配合；所述主壳体1内，活塞2上部的空间形成为压缩空气腔室11，活塞2下部的空间形成为流质腔室12；活塞2的外圆周与主壳体1的内壁之间设有O形密封圈21以保证腔室之间的密封效果，本实施例中采用了竖向间隔设置的两个O形密封圈21；主壳体1的内壁下端设有凸起的缩径段13以限制活塞2向下滑动的行程从而便于压缩空气腔室11内的空气保压；主壳体1的下表面周围设有凸沿，所述凸沿上开设有若干竖向通孔以形成用于连接的法兰盘14。本高温缓冲器，通过法兰盘14与水泵泵出管路上的旁路连通，泵出的高温介质在压力高流量大时，进入流质腔室12，并向上推动活塞2，压缩活塞2上部的压缩空气腔室11，储能并实现缓冲功能，压力低流量小时，流质腔室12内的高温介质流出，起到补偿作用，实现减少流量波动的效果。使用时，提前在压缩空气腔室11内注入有压缩空气，保证气压，使活塞2的下表面与缩径段13的端面相抵接并被限位，压缩空气腔室11内的空气不是常压，可以保证使用过程中压缩空气腔室11的体积，进而保障对泵送的高温介质的压力调节效果。

其中，所述O形密封圈21分别对应落在活塞2的外圆周上开设的环槽22内，所述环槽22与活塞2同轴。所述活塞2的上表面设有凹入的流质槽体23。所述活塞2的外圆周上还设有防水环形槽24，所述防水环形槽24与活塞2同轴，所述防水环形槽24位于两个环槽22的上方并在竖向上位于流质槽体23的槽底之上，所述防水环形槽24与流质槽体23通过至少一个横向的过水孔25连通，图示截面上有两个过水孔25，实施时，只要能保证活塞2的强度，为了提高流动性，可在周向上均布多个过水孔25。这样，将环槽22加工在活塞2上，便于加工，O形密封圈21落在环槽22内，便于O形密封圈21的定位，保证使用效果和使用寿命。流质槽体23的设计，用于预装一定量的液体，优选与泵动的高温介质属性相同的流质，可以起到预冷的效果。其原因是活塞2与高温介质接触后升温，会因热胀冷缩而膨胀，如果活塞2与主壳体1的内壁之间的间隙过小，会造成活塞2滑动卡滞影响使用效果，但如果活塞2与主壳体1的内壁之间的间隙过大（完全依靠O形密封圈21达到密封效果），高温介质与O形密封圈21的接触量增大，又影响O形密封圈21的使用寿命，所以，从设计上需要尽量控制活塞2与主壳体1的内壁之间的间隙，同时降低活塞2及对应主壳体1在使用过程中的温升。在流质槽体23内预装一定量的液体后，有两个好处，一是最初时更多的吸热，减少活塞2的温升，二是最初吸热后可部分逐渐气化，达到压缩空气腔室11可以自身升压的作用。防水环形槽24的设计目的是如果高温介质的压力过大冲过了O形密封圈21，到达防水环形槽24位置后，可从过水孔25流到流质槽体23中，进行收集，减少继续上行，避免过度污染内壁而降低活塞2的滑动灵活性。

其中，主壳体1的上端通过压盖3密封，所述主壳体1的内壁上端开设有同轴的台阶大孔，所述压盖3落在所述台阶大孔内，压盖3的外圆周与台阶大孔的孔壁之间设有O形密封圈，必要时，压盖3与主壳体1之间还要进行可拆卸的紧固连接（图中未示出）。这样，为分体装配结构，简化主壳体1的加工制造难度，方便活塞2的装配。主壳体1的侧壁内开设有贯通至压缩空气腔室11的通道15，通道15的一个位于出口主壳体1的侧壁上表面，另一个出口位于主壳体1的内壁，通道15的上端通过压力管41连接压力表4；所述压力管41上设有旁路支管42以用于向压缩空气腔室11内充气或加水，所述旁路支管42上设有闸阀43。这样，通道15和压力表4固设在主壳体1上，相较设置在压盖3上，减少装配和维护过程中压力表4的移动，压力表4作为仪器，这样可保证压力表4使用的精确性；同时借助该通道15实现对压缩空气腔室11的充气或加水操作，简化结构。

其中，所述活塞2的下表面设有凹入的气体腔室26。这样，就减小了活塞2下表面可能与高温介质接触的表面积，进一步起到减少活塞2的温升的作用；该气体腔室26起到收集气体的作用，具体是收集流质腔室12的空气以及高温介质挥发的气相，有两个好处，一是防止高温气体沿活塞2与主壳体1内壁之间的间隙跑到上边的腔室中去，二是在气体腔室26收集气体后，在该区域隔开了高温介质与活塞2，等于减小了活塞2下表面与高温介质接触的面积，使用时，在该区域，就不是高温液体介质直接与活塞2接触，而是高温气体与活塞2接触，因为气体比液体的传热速度慢得多，就起到热阻的作用，则活塞2吸收的热量就小，从而减少活塞2的温升，避免热膨胀。

其中，主壳体1的外壁套设有竖向圆筒状的冷却水套5，冷却水套5的侧壁为中空结构以用于盛装冷却水，冷却水套5的上端和下端通过外接管路51连通以循环冷却水。冷却水套5的侧壁包括同轴的内圆筒层和外圆筒层，内圆筒层和外圆筒层的上下端分别由环形封板封闭连接；所述内圆筒层与主壳体1的外壁相贴以达到传热效果；内圆筒层和外圆筒层之间设有螺旋形的隔板52从而在竖向上相邻的隔板52之间形成螺旋形流道53，所述外接管路51将螺旋形流道53的上端和下端连通。外接管路51上设有加水口（图中未示出）。所述外圆筒层的外侧面设有若干散热片54。

这样，不只从活塞2的角度进行优化，也从主壳体1上进行优化设计，通过冷却水套5来减少主壳体1的温升，避免热膨胀而卡滞活塞2；使用时，冷却水套5的侧壁中下部的冷却水吸热量大，自动向上运动，并通过外接管路51形成一个回路，起到平衡和补充水的作用，无需外接水源或动力源，让水自动流动起来，把热量传导出去，起到“恒温”作用。螺旋形流道53可保证冷却水套5作用效果在主壳体1周向上的均匀性，提升使用效果。

实施时，在竖向上，冷却水套5优选套设在限制活塞2向下滑动的的缩径段13之上的主壳体1的外壁区域，这样，既保证活塞2行程范围段的主壳体1侧壁不会过度升温，又不会使流质腔室12内的高温介质过度降温。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种泵用高温缓冲器，包括竖向圆筒状的主壳体，主壳体的上端封闭，下端开口；其特征在于：所述主壳体内设有活塞，所述活塞与主壳体的内壁可竖向滑动配合；所述主壳体内，活塞上部的空间形成为压缩空气腔室，活塞下部的空间形成为流质腔室；活塞的外圆周与主壳体的内壁之间设有O形密封圈以保证腔室之间的密封效果；主壳体的内壁下端设有凸起的缩径段以限制活塞向下滑动的行程。

2.根据权利要求1所述一种泵用高温缓冲器，其特征在于：所述O形密封圈落在活塞的外圆周上开设的环槽内，所述环槽与活塞同轴。

3.根据权利要求2所述一种泵用高温缓冲器，其特征在于：所述活塞的上表面设有凹入的流质槽体。

4.根据权利要求3所述一种泵用高温缓冲器，其特征在于：所述活塞的外圆周上还设有防水环形槽，所述防水环形槽与活塞同轴，所述防水环形槽位于所述环槽的上方并在竖向上位于流质槽体的槽底之上，所述防水环形槽与流质槽体通过至少一个横向的过水孔连通。

5.根据权利要求1所述一种泵用高温缓冲器，其特征在于：主壳体的上端通过压盖密封，所述主壳体的内壁上端开设有同轴的台阶大孔，所述压盖落在所述台阶大孔内，压盖的外圆周与台阶大孔的孔壁之间设有O形密封圈。

6.根据权利要求5所述一种泵用高温缓冲器，其特征在于：主壳体的侧壁上表面开设有贯通至压缩空气腔室的通道，通道的上端通过压力管连接压力表；所述压力管上设有旁路支管以用于向压缩空气腔室内充气或加水，所述旁路支管上设有闸阀。

7.根据权利要求1所述一种泵用高温缓冲器，其特征在于：所述活塞的下表面设有凹入的气体腔室。

8.根据权利要求1-7任一项所述一种泵用高温缓冲器，其特征在于：主壳体的外壁套设有竖向圆筒状的冷却水套，冷却水套的侧壁为中空结构以用于盛装冷却水，冷却水套的上端和下端通过外接管路连通以循环冷却水。

9.根据权利要求8所述一种泵用高温缓冲器，其特征在于：冷却水套的侧壁包括同轴的内圆筒层和外圆筒层，内圆筒层和外圆筒层的上下端分别由环形封板封闭连接；所述内圆筒层与主壳体的外壁相贴以达到传热效果；内圆筒层和外圆筒层之间设有螺旋形的隔板从而在竖向上相邻的隔板之间形成螺旋形流道，所述外接管路将螺旋形流道的上端和下端连通。

10.根据权利要求9所述一种泵用高温缓冲器，其特征在于：所述外圆筒层的外侧面设有若干散热片。