JP2013531161A - ベローズ予備チャンバ - Google Patents

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Abstract

ポンプ（１０）は、主シールとして柔軟性ベローズ（１２）を組み込むポンプ内でベローズ（１２）が破裂した時、流体の漏れを防止し、ベローズが破裂した場合、ポンプ（１０）または空気を取り込むポンプ（１０）から流体が漏れるのを防止する。これはベローズの背後に追加のシール（２２）を、ならびに大容量の予備チャンバ２４を追加することによって行われる。
【選択図】図１

Description

本出願は２０１０年４月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／３２９，６５１号明細書の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に援用される。
図１および２で示されるような典型的な往復ピストンポンプには、ポンプ周囲の大気から高圧作動流体を分離するシールがある。完全な状態であっても、これらシールは、サイクル毎に少量の流体を流す可能性があり、これはシール寿命にとって有害であり得る。流体は固体化または結晶化して、シール内に引き戻される場合があり、これはシール寿命を縮める。従来、この少量の漏れに対処する方法の一つは、柔軟性ベローズシールを使用することであった。このベローズシールにより、露出された摺動シールのないポンプが作られる。この設計では、ポンプの入口が、高圧シールを通過して経路決定され、得られた低圧入口チャンバが、気密非摺動シールを形成するベローズによって密閉される。
ポンプが往復すると、ベローズは容積を変化させる。従ってベローズの作動流体に接しない側は通常、圧力が蓄積しないように大気と通気される。この基本的レイアウトの問題は、ベローズが、疲労、過圧、または超過速度を含む様々な状態の結果として故障した場合、相当の外部漏れを引き起こす可能性があるということである。このことは特に、入口チャンバ内に正圧が存在する場合にあてはまる。これは、突然の破裂と比べて、ゆっくりと予測可能な態様で通常故障する一般的な摺動シールでは発生しない。
本発明の目的は、主要シールとして柔軟性ベローズを組み込むポンプにおいてベローズが破裂した時に流体の漏れを防ぐことである。
本発明は、ベローズが破裂した場合、ポンプまたは空気を取り込むポンプから流体が漏れるのを防ぐ。理想的には、これは、ポンプを停止してベローズシールを取り替えるのに都合がよくなるまで、ポンプが一定の時間作動し続けることを可能にする。
本発明は、図３に示されるように、ベローズの背後に追加のシールを、ならびに大容量予備チャンバを追加することによって、ベローズの突然の破裂による故障モードを修正する。追加シールおよび予備チャンバの目的は、ベローズの破裂後、限られた時間、作動流体を含めることである。また、ポンプが空気を取り込むのを防止するようにシステムは密閉され続け、従ってポンプが作動し続けることが可能になる。
ベローズの上の予備シールは、研磨剤であり得る作動流体と通常は接触しない。これによりシールはベローズが故障するまでほとんど摩耗しない。ベローズが故障した時、シールは作動流体の密閉を始める。チャンバは、ベローズが通常運転の間圧縮されることによって生成される容積の変化が、圧力の過度の変動を引き起こさないようなサイズにされる。
本発明のこれらおよび他の対象物ならびに利点が、添付図面と組み合わせてなされる以下の説明からより完全に明らかになる。いくつかの図面を通して、同じ参照符号は同一または類似の部品を指す。
図１は、入口ポートを示す先行技術のベローズポンプの断面である。 図２は、ベローズ通気部を示す先行技術のベローズポンプの断面である。 図３は、図２の断面と同様の断面に沿った本発明のベローズポンプの断面である。
図１および２に示される既知の往復ピストンポンプ１０において、漏れに対処する１つの方法は、柔軟性ベローズシール１２を使用してきた。ベローズシール１２は、シャフト１９に露出された摺動シールのないポンプ１０を形成する。かかる設計において、ポンプの入口１４は、高圧シール１３を通過して経路決定され、ハウジング１７内の得られた低圧入口チャンバ１６は、気密非摺動シールを形成するベローズ１２によって密閉される。
ポンプ１０が往復すると、ベローズ１２は容積を変化させる。従ってベローズ１２の作動流体に接しない（および内側チャンバ１５を形成しない）側１２ａは通常、圧力が蓄積しないようにベローズ通気部１８を介して大気と通気される。
図３に示される本発明２０は、ベローズ１２が破裂した場合、ポンプ１０または空気を取り込むポンプ１０から流体が漏れるのを防止する。理想的には、これは、ポンプ１０を停止してベローズシール１２を取り替えるのに都合がよくなるまで、ポンプが一定の時間作動し続けることを可能にする。
本発明は、図３に示されるように、ベローズ１２の背後に追加のシール２２を、ならびに大容量予備チャンバ２４を追加することによって、ベローズ１２の突然の破裂による故障モードを修正する。追加シール２２および予備チャンバ２４の目的は、ベローズ１２の破裂後、限られた時間、作動流体を含めることである。また、ポンプ１０が空気を取り込むのを防止するようにシステムは密閉され続け、従ってポンプ１０が作動し続けることが可能になる。
ベローズ１２の上の予備シール２２は、研磨剤であり得る作動流体と通常は接触しない。これによりシール２２はベローズ１２が故障するまでほとんど摩耗しない。ベローズ１２が故障した時、シール２２は作動流体の密閉を始める。チャンバ２４は、ベローズ１２が通常運転の間圧縮されることによって生成される容積の変化が、圧力の過度の変動を引き起こさないようなサイズにされる。
以下の請求項によって定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな変更および修正を本ベローズ密閉システムに施してもよいことが考えられる。

Claims (1)

  1. ベローズ通気部と、ハウジングと、気密非摺動シールを形成する低圧入口チャンバ内の前記ハウジング内を摺動可能なシャフトの周囲の柔軟性ベローズシールとを有する往復ピストンポンプにおいて、
    前記シャフトを摺動可能に密閉し、前記シャフトと前記ベローズシールとの間に形成される領域に入り込む前記ベローズシールの故障が原因の漏れを制限する前記ハウジング内のシールと、
    前記ベローズ通気部に接続された予備チャンバと
    を含むことを特徴とする往復ピストンポンプ。
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