TW201727118A - 波紋管防止旋轉結構 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種往復泵，其包含一外殼、一桿及一波紋管。該外殼包圍一波紋管腔及一排出腔。該桿之一部分延伸穿過端帽中之開口而進入該外殼之該波紋管腔。該桿之一截面包含一葉形形狀。該波紋管經連接至該外殼及該桿，使得該波紋管包圍該桿之一部分。

Description

波紋管防止旋轉結構

本發明係關於往復泵，且更特定言之，本發明係關於具有一波紋管密封件之往復泵。

在往復泵中，利用波紋管來產生防止工作流體暴露於外部空氣之一非滑動密封。波紋管係易於在被扭轉時損壞及變形之撓性膜。為防止或限制此損壞，一些既有解決方案包含使用難以製造且包含難以密封之小角半徑的一D形泵桿。

一種往復泵包含一外殼、一桿及一波紋管。該外殼包圍一波紋管腔及一排出腔。該桿之一部分延伸穿過端帽中之開口而進入該外殼之該波紋管腔。該桿之一截面包含一葉形形狀。該波紋管經連接至該外殼及該桿，使得該波紋管包圍該桿之一部分。 一種往復泵包含一外殼、一端帽、具有一肩部之一桿、一套筒、一波紋管及一螺母。該外殼包圍一波紋管腔及一排出腔。該端帽經安置於該外殼之一端上且包含一開口。該桿之一部分延伸穿過該端帽中之該開口而進入該外殼之該波紋管腔。該套筒經安置於該桿之一部分上。該套筒包圍該桿之一部分且該套筒之截面包含一葉形形狀。該波紋管經連接至該外殼及該套筒。該波紋管包圍該套筒之一部分。該螺母經附接至該套筒且將該波紋管之一端夾緊至該套筒，使得該套筒與該波紋管之間的相對角運動被防止。

相關申請案之交叉參考 本申請案主張2015年12月18日申請且名稱為「BELLOWS ANTI-ROTATION CONSTRUCTION」之美國臨時申請案第62/269,427號之優先權，該案之全文以引用的方式併入本文中。泵 ( 圖 1 及圖 2) 圖1及圖2係往復泵10之截面圖。圖1及圖2將一起被討論。 往復泵10包含外殼12、具有波紋管腔14之外殼12之上端13、具有排出腔16之外殼12之下端15、圓筒歧管17、活塞18、喉部密封件19、出口20A及20B、入口22A及22B、導管24、具有肩部28及頸部29之桿26、套筒30、套筒30之外部32、套環34、具有內部38及皺褶40之波紋管36、螺母42、軸承44、具有開口48及通路50之端帽46、軸承54、密封件56及洩壓閥58。圖1亦包含通過往復泵10之流道F。 往復泵10包含經結構設計以泵抽塗料及/或其他流體之一波紋管循環泵。儘管本發明中將使用塗料作為一範例，但應瞭解，此僅為一實例且可泵抽其他流體(諸如水、油、溶劑等等)來代替塗料。在一非限制性實施例中，往復泵10係一4球雙動泵，諸如此項技術中已知之任何4球泵。在一非限制性實施例中，往復泵10可包含「Sealed 4-Ball Lowers」維修/零件手冊(其之全文以引用的方式併入)中所描述之泵(「Sealed 4-Ball Lowers」零件號333022B，修訂版B，Graco公司，2016年5月)。在其他非限制性實施例中，往復泵10可為具有或不具有波紋管之一單動泵或其他類型之雙動泵。 外殼12係一大體上呈圓柱形且封閉之固體管。外殼12可包含諸如鋼、鋁或其他金屬材料之一材料。外殼12之上端13係定位於外殼12之一上部分上或外殼12之一上部分附近之外殼12之一上端。波紋管腔14係外殼12之上端13內之一隔室(如圖1中所展示)。外殼12之下端15係定位於外殼12之一下部分上或外殼12之一下部分附近之外殼12之一下端。排出腔16形成外殼12之一下部分內之一隔室(如圖1中所展示)。排出腔16經結構設計以用於管理及轉移排出腔16內之一工作流體。圓筒歧管17係經結構設計以用於管理及轉移圓筒歧管17內之一工作流體的一固體材料組件。活塞18係由各種組裝零件製成之一活塞且經結構設計以泵抽一工作流體通過排出腔16。喉部密封件19係經結構設計以防止流體橫穿喉部密封件19而轉移之一高壓密封件。出口20A係自外殼12之上端13延伸之一中空管狀管道且經結構設計以用於使一流體透過出口20A轉移出外殼12而進入導管24。出口20B係自外殼12延伸之一中空管狀管道且經結構設計以用於使一流體自外殼12轉移至外殼12之外部。入口22A係自外殼12之上端13延伸之一中空管狀管道且經結構設計以用於使一流體自外殼12之外部轉移至外殼12之波紋管腔14中。入口22B係自外殼12延伸之一中空管狀管道且經結構設計以用於使一流體自導管24轉移至外殼12中。導管24係一中空管。 桿26係一長形固體材料件。在桿26之上端附近，桿26包含由桿26中之一台階形成之肩部28。桿26亦包含形成桿26之一部分的頸部29，其具有一插入直徑或小於桿26之剩餘部分之一直徑的一直徑。在一非限制性實施例中，頸部29經定位於肩部28上方(如圖2中所展示)。套筒30係圓柱形或管狀固體材料件。外部32係套筒30之一外表面。套環34係具有用於將套環34附接至桿26之一特徵及/或構件之一固體材料環。波紋管36係具有皺褶40之一撓性套筒，皺褶40具有沿波紋管36之表面之交替隆脊及波谷以允許波紋管36在外殼12之波紋管腔14內收縮及擴張。在一非限制性實施例中，波紋管36之一材料可為聚四氟乙烯、其他類型之四氟乙烯或具有耐磨特性之其他材料。波紋管36之一截面形狀(圖1或圖2中未展示)可包含一圓形或多葉形形狀。 螺母42係一帶螺紋之固體材料環。軸承44係由諸如一超高分子量聚乙烯或其他類型之熱塑性塑膠及/或聚乙烯之一耐磨材料形成。端帽46係具有至少部分延伸穿過端帽46之各種開口或鑽孔之一固體材料盤。端帽46亦包含開口48及通路50。開口48係穿過端帽46之一孔或通路且在一向上/向下(圖2中之上下)方向上自端帽46之一底部延伸至端帽46之一頂部。通路50係用於輸送一流體之一導管。軸承54係具有耐磨表面之一固體材料環。密封件56係具有撓性密封表面之一環形元件。洩壓閥58係用於調節流體進入及/或逸出往復泵10之流動的一閥。 流道F係通過往復泵10之一流體流動路徑。在一些非限制性實施例中，流道F之流體可為諸如塗料、油、天燃氣、水、液壓流體、溶劑、肥皂或其他工業流體之一氣體或液體。 往復泵10可經連接至一馬達且由該馬達驅動。在一些非限制性實施例中，往復泵10可經連接至一氣壓、液壓或電動馬達。由外殼12之一部分使外殼12之波紋管腔14及排出腔16彼此分離。活塞18經附接至桿26之一下端。喉部密封件19與桿26形成一密封且經附接至桿26，使得桿26能夠相對於喉部密封件19上下移動。喉部密封件19亦經附裝至外殼12之下端15之一上端。出口20A經流體地連接至外殼12之波紋管腔14。出口20A經由自外殼12之出口20A延伸至入口22B的導管24而流體地連接至入口22B以將一流體自出口20A輸送至入口22B。入口22A經流體地連接至外殼12之波紋管腔14。入口22B經流體地連接至外殼12之排出腔16。 桿26延伸穿過端帽46之開口48而進入外殼12之波紋管腔14。桿26之一部分亦部分延伸至排出腔16中。桿26及其葉形形狀與端帽46中之軸承54相互作用以防止桿26與端帽46之間的相對旋轉。套筒30經連接至桿26，使得套筒30包圍桿26之一部分。套筒30之一部分係與桿26之肩部28接觸。套筒30藉由一螺紋緊固件、螺栓、夾具或任何其他形式之機械緊固件而固定至桿26。套筒30安裝於桿26上方且靜置於桿26之肩部28上。套環34在套筒30上方附接至桿26，使得套環34藉由使套環34保持抵靠桿26之肩部28而將套筒30固定至桿26。套環34亦在桿26之頸部29處附接至桿26。在一些非限制性實施例中，套環34經由螺紋嚙合、一緊固件、一黏著劑或此項技術中已知之任何其他附接構件而附接至桿26。桿26及套筒30延伸穿過軸承54。 波紋管36藉由螺母42而夾緊至桿26及套筒30，使得螺母42將波紋管36之下端壓緊及密封至套筒30且套筒30與波紋管36之間的角運動被防止。波紋管36經附裝於端帽46與外殼12之上端13之間，使得波紋管36與外殼12之間的相對角運動被防止。軸承44經安置於波紋管36內之套筒30上且各與波紋管36之皺褶之一者徑向地對準。 端帽46經安置於外殼12之上端13上且經附裝於其上。延伸穿過端帽46之一部分之通路50使波紋管36之內部38流體地連接至洩壓閥58。經安置於端帽46與套筒30之間的軸承54係可滑動地與套筒30嚙合，使得軸承54允許桿26及套筒30移進及移出外殼12。軸承54經擬合至端帽46之開口48中。軸承54之一形狀匹配端帽46中之開口48之一形狀。密封件56經安置於端帽46與套筒30 (或桿26)之間，使得密封件56防止一流體在桿26與端帽46之間輸送。洩壓閥58經附接至端帽46且可與端帽46可螺合地嚙合。洩壓閥58亦經流體地連接至端帽46中之通路50。 在一非限制性實施例中，藉由將波紋管36之第一端附接至套筒30之第一端而組裝往復泵10。藉由使用螺母42將波紋管36固定至套筒30使得螺母42將波紋管36之第一端壓緊及密封至套筒30而將波紋管36之第一端附接至套筒30之第一端。具有波紋管36之套筒30經滑動至桿26之一部分上。套筒30經固定至桿26。套筒30經滑動至桿26上，使得套筒30與桿26之肩部28接觸。套環34在套筒30上方附接至桿26，使得套環34使套筒30之一部分保持抵靠桿26之肩部28。藉由使用一螺紋緊固件、一螺栓或一夾具將套筒30附接至桿26而將套筒30固定至桿26。套筒30及桿26經插入至往復泵10之外殼12中。使用至少一螺紋緊固件來將具有套筒30之端帽46及桿26固定至往復泵10之外殼12。波紋管36之第二端經附接至往復泵10之外殼12之端帽46。使用一螺紋緊固件來將端帽46固定至往復泵10之外殼12。 在往復泵10之操作期間，具有活塞18之桿26依一往復方式在外殼12內被上下驅動。桿26及套筒30經安裝使得套筒30與桿26一起相對於外殼12移動，且套筒30相對於桿26保持固定。喉部密封件19經安裝於外殼12中，使得喉部密封件19限制波紋管腔14與排出腔16之間的一流體通路。當桿26往復進出外殼12時，軸承54及密封件56提供桿26與端帽46之間的一密封。波紋管36與套筒30之間的連接產生能夠防止工作流體經由套筒30與波紋管36之間的一連接點而進入波紋管36之內部38的一靜態密封。波紋管36與套筒30產生防止往復泵10之一工作流體暴露於外部空氣之一非滑動密封。隨著桿26往復進入外殼12，波紋管36擴張且波紋管36之長度增大。隨著桿26往復離開外殼12，波紋管36收縮且波紋管36之長度減小。 套筒30之使用允許桿26成為改良桿26之強度及可靠性之一單一件。往復泵10之結構設計無需完全拆卸往復泵10來替換波紋管36。自外殼12移除端帽46及套環34且接著可將套筒30與波紋管36一起自往復泵10之頂部拉出。 套筒30之另一優點係：可在無需移除桿26的情況下自往復泵10移除套筒30及波紋管36。例如，若波紋管36在實際應用中失效，則一使用者可移除套環34，移除端帽46，且使套筒30及波紋管36滑出往復泵10。接著，將波紋管36替換於套筒30上且使總成滑過桿26而進入往復泵10。程序之剩餘部分經顛倒以組裝往復泵10。依此方式，無需移除桿26，其轉化成不觸及桿及活塞密封(觸及桿及活塞密封會損及泵殼12之排出腔16)。此比既有設計大幅簡化波紋管36之替換。葉形套筒 ( 圖 3 至圖 8) 圖3係套筒30之一實施例之一透視圖，其中套筒30包含具有圍繞桿軸線A_R 配置之三個葉瓣60之一葉形形狀。可在套筒30之製造期間形成葉瓣60。葉瓣60可經形成使得套筒30及葉瓣60包含一單一材料件，或葉瓣60可經附接至或經附裝至套筒30。套筒30之一截面包含一葉形形狀(亦參閱圖6至圖8)，其可包含至少兩個葉瓣，諸如(例如)兩個、三個、四個或四個以上葉瓣。 軸承54、密封件56及端帽46之開口48經結構設計以與套筒30截面之葉形形狀配合。軸承54經擬合至端帽46之開口48中且套筒30經擬合至軸承54中，使得端帽46、軸承54及套筒30經結構設計以防止套筒30相對於外殼12旋轉。 在既有往復泵之操作或組裝期間，泵桿可相對於泵殼旋轉，其會致使波紋管36結構及效能逐步劣化。既有解決方案包含：使用難以製造且難以密封之具有一平坦側及小角半徑之一D形桿。 套筒30及對應軸承54、密封件56及端帽46之開口48之葉形形狀提供用於防止套筒30相對於外殼12旋轉之旋轉止動。套筒30與外殼12之端帽46嚙合以抑制套筒30在往復泵10之組裝及操作期間轉動。可將套筒30之葉形形狀容易地磨削成具有高精確度及一良好表面光澤度之套筒30，高精確度及良好表面光澤度兩者係使往復泵10及密封件56正常運作之必要條件。特定言之，三葉形形狀由於三個葉瓣而給予套筒30一固有定心性，同時仍維持一往復波紋管泵中之一輔助密封件(諸如往復泵10中之密封件54)可接受之套筒30之一最小角半徑。套筒30之固有定心性亦擴展至波紋管36，此係因為波紋管36歸因於桿26及套筒30之葉形形狀而對應地相對於桿26及外殼12自動定心。 防止旋轉之一優點係：密封件56與端帽46及桿26形成一密封界面以防止流體經由端帽46與桿26之間的界面而自外殼12逸出。套筒30之葉形結構設計亦允許套筒30與端帽46之間的密封比一D形結構設計或桿26及/或套筒30更佳，且允許在往復泵10之元件之任何者發生損壞之前將更多扭矩施加於桿26與外殼12之間。 圖4係來自往復泵10之軸承54之一透視圖。軸承54經結構設計以適應套筒30之葉形形狀。圖4中將軸承54展示為包含三個葉瓣62。在其他非限制性實施例中，軸承54可包含一截面形狀，其包含三個以上或三個以下葉瓣62，諸如兩個、四個或四個以上葉瓣。 圖5係來自往復泵10之密封件56之一透視圖。密封件56經結構設計以適應套筒30之葉形形狀。圖5中將密封件56展示為包含三個葉瓣64。在其他非限制性實施例中，密封件56可包含一截面形狀，其包含三個以上或三個以下葉瓣64，諸如兩個、四個或四個以上葉瓣。 在既有泵中，桿及對應密封件包含難以提供桿與密封件之間的一密封之小角半徑。套筒30及密封件56之葉形形狀允許密封件56順應套筒30之葉瓣60之圓角半徑且在套筒30與密封件56之間提供比既有密封結構設計更安全之一密封。 圖6係沿圖3中之6-6取得之套筒30之一截面圖。套筒30包含具三個葉瓣60之三葉形形狀。當加工或製造套筒30時，葉瓣60與套筒30一起形成。在其他非限制性實施例中，葉瓣60可經附接至套筒30。如上文所討論，套筒30及密封件56之葉形形狀允許密封件56順應套筒30之葉瓣60之圓角半徑且提供套筒30與密封件56之間的一安全密封。另外，套筒30之三葉形形狀提供一固有定心性，同時仍維持一輔助密封件(諸如往復泵10中之密封件54)可接受之一最小角半徑。 圖7係套筒30'之一截面圖。套筒30'包含具有兩個葉瓣60'之一雙葉形形狀。套筒30'之雙葉形結構設計與外殼12之端帽46嚙合以抑制套筒30'及桿26在往復泵10之組裝及操作期間轉動。 圖8係套筒30''之一截面圖。套筒30''包含具有四個葉瓣60''之四葉形形狀。套筒30''之四葉形結構設計與外殼12之端帽46嚙合以抑制套筒30''及桿26在往復泵10之組裝及操作期間轉動。軸承 ( 圖 9 、圖 10A 及圖 10B) 圖9係沿圖2中之9-9取得之往復泵10之一切出截面圖。圖9展示外殼12、桿26、套筒30、套筒30之外部32、波紋管36、波紋管36之內部38、皺褶40、螺母42及軸承44。 軸承44經安置於波紋管36與套筒30之間的波紋管36之內部38內。軸承44圍繞套筒30之外部32延伸且與波紋管36之皺褶40徑向地對準，例如，自桿軸線A_R 沿一徑向方向對準。軸承44與套筒30可滑動地嚙合，使得套筒30經結構設計以在波紋管36相對於套筒30移動時於一軸向方向(如由箭頭R_M 所展示)上相對於軸承44移動。例如，當波紋管36收縮及擴張時，皺褶40之各者在一軸向方向上相對於桿26及套筒30移動。當軸承44之各者與皺褶40之一者徑向地對準時，軸承44之各者隨著波紋管36收縮及擴張而與皺褶40一起移動。 軸承44經放置以防止波紋管36在波紋管36之壓縮及擴張期間接觸桿26。在往復泵10之操作期間，軸承44在桿26上上下騎行以支撐波紋管36且阻止波紋管36扭動或損毀。防止波紋管36扭動或損毀保護波紋管36免於與套筒30接觸，與套筒30接觸可致使波紋管36受損。防止損壞波紋管36防止工作流體進入波紋管36之內部38且致使往復泵10失效。 往復泵10中之數個軸承44可包含一或多個軸承。在一非限制性實施例中，軸承44可大體上沿波紋管36之內部38彼此均勻間隔開。在其他非限制性實施例中，軸承44可經安置成均勻或非均勻間隔樣式以符合波紋管36及往復泵10之長度及操作行為。 圖10A係軸承44之一實施例之一透視圖，其經結構設計以與套筒30之三葉形實施例配合。圖10B係沿圖10A中之10-10取得之軸承44之一截面圖。圖10A及圖10B將一起被討論。 軸承44係一扣環且包含狹縫66、隆脊68及內表面70。狹縫66包含軸承44中之一間斷點。狹縫66包含沿軸承44之一斜斷面。在其他非限制性實施例中，狹縫66可包含除一斜線之外之形狀，諸如一彎曲形、錯裂形、鋸齒形或另一幾何形狀界面。隆脊68包含大體上自軸承44向外徑向延伸之軸承44之一突出面。隆脊68可經形成為軸承44之一部分或可經附接至軸承44。 軸承44之內表面70係軸承44之一內表面，其具有經結構設計以適應套筒30之葉形形狀的一截面形狀。軸承44之內表面70之截面形狀包含三葉形結構設計。在其他非限制性實施例中，軸承44之內表面70之截面形狀可包含具有兩個、四個或四個以上葉瓣之一葉形形狀。在其他非限制性實施例中，軸承44之內表面70之截面形狀可包含除一葉形形狀之外之任何形狀，諸如(例如)一圓形形狀。在內表面70之此一非限制性實施例中，三個接觸點經形成於軸承44之圓形內表面70 (或內徑)上，利用套筒30之三葉形形狀以維持軸承44之軸向位置而無需將內表面70之形狀改成葉形。此一結構設計將迫使軸承44與桿26及/或套筒30同軸。 狹縫66允許軸承44在安裝期間扭曲以便允許軸承44插入至波紋管36中。狹縫66處之界面允許軸承44之一部分岔開且向內捲繞。在將軸承44安裝至波紋管36中期間，軸承44之一直徑因軸承44自我捲繞而減小。軸承44之一有效直徑隨著軸承44向內捲繞而減小。軸承44隨著直徑減小而插入至波紋管36中。一旦軸承44與波紋管36之皺褶40之一者對準，則軸承44可解繞以增大軸承44之有效直徑。隨著軸承44之直徑增大，軸承44卡扣至波紋管36之皺褶40之一者中。隨著軸承44卡扣至波紋管36之皺褶40之一者中，隆脊68插入至波紋管36之皺褶40之一者中。隨著隆脊68插入至波紋管36之皺褶40之一者中，軸承44相對於波紋管36之皺褶40之該者保持於適當位置中，藉此防止軸承44與皺褶40之間的相對軸位移。隨著波紋管36沿桿26及套筒30擴張及收縮，軸承44與波紋管36之皺褶40之該者一起移動以防止波紋管36與套筒30接觸。 在另一非限制性實施例中，軸承44可藉由定位於波紋管36之皺褶內之專用接納槽而與波紋管36界接。專用接納槽可包含一帶套筒套環，其包含用於接納軸承44之一凹槽。在將軸承44安裝於波紋管36中之前，專用接納槽可經放置於波紋管36之皺褶40內且沿波紋管36之皺褶40。洩壓閥 ( 圖 11 、圖 12 、圖 13A 及圖 13B) 圖11係洩壓閥58之一截面圖。圖12係洩壓閥58之一分解圖。圖11及圖12將一起被討論。本文中所討論之洩壓閥58與往復泵10一起使用，然而，在其他非限制性實施例中，洩壓閥58可與其他類型之泵(諸如膈膜泵或任何其他靜態密封總成)一起使用。 洩壓閥58包含外殼72、入口74、出口76、第一腔78、第二腔80、通路81、通道82、第一閥座84、第二閥座86、具有彈簧裝載止回閥元件90及彈簧92之第一閥元件88、及具有球96A及96B之第二閥元件94。 外殼72係含有第一腔78、第二腔80、入口74及出口76之一大體上呈圓柱形之材料體。入口74及出口76係自外殼72向外延伸之固體材料之管狀部分。入口74及出口76兩者可包含用於緊固或附接之螺紋或其他特徵。第一腔78及第二腔80係用於輸送流體(諸如一液體或氣體)之外殼72內之隔室。通路81係延伸穿過外殼72之一部分之一流體通路。通道82係沿第二腔80之壁且位於第二腔80之壁中之狹縫、切口或通路。在此實施例中，第一閥座84及第二閥座86係提供密封表面之O形環。第一閥元件88包含彈簧裝載止回閥元件90及彈簧92。彈簧裝載止回閥元件90係連接至彈簧92之一球閥元件。第二閥元件94包含一易浮材料(諸如塑膠)之球96A及96B。在其他非限制性實施例中，第二閥元件94可包含一或多個空心球、橢球、圓錐、圓柱體或其他形狀。 洩壓閥58之入口74經附接至外殼12之端帽46且經由端帽46中之通路50而流體地連接至波紋管36之內部38。第一腔78含有第一閥元件88及第一閥座84且經流體地連接至入口74及第二腔80。第二腔80含有第二閥元件94及第二閥座86且經流體地連接至出口76及第一腔78。通路81使第一腔78及第二腔80流體地連接。通道82沿第二腔80之壁之一部分延伸。第一閥座84經定位於與第二腔80對置之第一腔78之一端處且部分經安置於入口74與第一閥元件88之間的外殼72中。第一閥座84包含經結構設計以在第一閥元件88與第一閥座84接觸時與第一閥元件88形成一密封的一形狀。 第二閥座86經定位於與第一腔78對置之第二腔80之一端處且部分經安置於出口76與第二閥元件94之間的外殼72中。第二閥座86包含經結構設計以在第二閥元件94與第二閥座86接觸時與第二閥元件94形成一密封的一形狀。彈簧裝載止回閥元件90經安置於第一腔78中。第一閥元件88之彈簧92加偏壓於彈簧裝載止回閥元件90以使其抵靠第一閥座84且在與第一閥座84對置之第一腔78之一端處連接至外殼72。第二閥元件94經安置於第二腔80中且含於第二腔80內，使得第二閥元件94能夠在第二腔80內自由地移動。第二閥元件94藉由外殼72而居中定位於第二腔80中。 在既有泵中，波紋管用以形成防止一工作流體暴露於外部空氣之一非滑動密封。為防止無用流體洩漏，一輔助密封件可用以密封由波紋管封閉之泵桿。然而，輔助密封件密封波紋管之後部且不允許波紋管隨著波紋管擴張及收縮而透氣。此可致使波紋管之循環疲勞及變形。若具有一濾網或網格之一簡單透氣孔經放置於波紋管與輔助密封件之間，則空氣可透過該孔進入且工作流體可透過該孔逸出且泵不會在一波紋管破裂時繼續操作。 具有彈簧裝載止回閥元件90之第一閥元件88經設計以允許流體離開波紋管36之內部38且行進通過彈簧裝載止回閥元件90，同時亦防止流體透過洩壓閥58進入波紋管36之內部38。具有彈簧裝載止回閥元件90之第一閥元件88亦經設計以釋放波紋管36之任何壓力(其實質上高於大氣壓)以確保波紋管36之內部38在往復泵10之正常循環期間不增壓。若波紋管腔14中之壓力低於大氣壓，則第一閥元件88藉由維持第一閥元件88抵靠第一閥座84之位置而使泵在波紋管36破裂之後繼續操作。歸因於泵之入口吸入，波紋管36之內部38可在波紋管36之一失效期間降至低於大氣壓。 第二閥元件94用以允許低黏度流體(諸如空氣)自洩壓閥58漏出，但在工作液體離開往復泵10且進入洩壓閥58之情況中，第二閥元件94漂浮於工作液體中以使第二閥元件94緊貼第二閥座86。藉此切斷來自洩壓閥58之液體流動且不允許流體離開波紋管36之內部38。然而，由於第二閥元件94僅由比第二閥元件94密度大之一流體提升，所以第二閥元件94僅在第二腔80中存在一液體時止回或關閉。此結構設計允許第一腔78中之彈簧裝載止回閥元件90釋放波紋管36之內部38之空氣，且在波紋管36失效的情況下，第二閥元件94防止工作液體自洩壓閥58漏出。 在一非限制性實施例中，洩壓閥58之第二閥元件94可包含諸如球96A及96B之兩個空心塑膠球。在其他非限制性實施例中，第二閥元件94之數量、大小、形狀及材料可經選擇以提供所要浮力及流動特性。空心塑膠球之態樣之一者係：其被有意設計成非常輕，使得其可在存在液體(其可致使空氣經由洩壓閥58之第一閥元件88自波紋管36放出時之問題)時漂浮且密封洩壓閥58。若漏出空氣移動得足夠快，則其可提升球96A及96B且致使球96A及96B密封第二閥座86以防止空氣放出。為解決可能致使第二閥元件94提升且與第二閥座86接觸之放氣問題，外殼72中之通道82給予空氣圍繞第二閥元件94之一路徑，同時仍使第二閥元件94保持居中定位於外殼72中。通道82對經過及/或繞過第二閥元件94之空氣提供通路。 在波紋管36失效或破裂期間，洩壓閥58之結構設計防止空氣進入往復泵10且防止工作流體逸出往復泵10。洩壓閥58防止波紋管36之內部38內之壓力在往復泵10之正常操作期間變得過高，防止在波紋管36破裂且波紋管腔14內之壓力低於大氣壓時將空氣攝取至往復泵10中，且防止在往復泵10之外殼12之波紋管36之內部38或波紋管腔14中之壓力高於大氣壓時自往復泵10推出液體。 圖13A係以洩壓閥58之第二閥元件94'為特徵之一替代實施例之一透視圖。圖13B係具有第二閥元件94'之洩壓閥58之一截面圖。圖13A及圖13B將一起被討論。 第二閥元件94'包含一錐形形狀及一易浮材料。如圖13A中所展示，頂端包含經結構設計以與第二閥座86嚙合而形成防止液體自第二腔80轉移且逸出洩壓閥58之一密封的一形狀。類似於相對於圖11及圖12所討論之第二閥元件94，外殼72中之與通道82組合之第二閥元件94'允許空氣經過及/或繞過第二閥元件94'，其防止透過第二腔80轉移空氣致使第二閥元件94'歸因於空氣流出洩壓閥58而關閉洩壓閥58。 儘管已參考例示性實施例描述本發明，但熟習技術者應瞭解，可在不背離本發明之範疇之情況下作出各種改變且可用等效物取代其元件。另外，可在不背離本發明之基本範疇之情況下作出諸多修改以使一特定情形或材料適應於本發明之教示。因此，本發明不意欲受限於所揭示之(若干)特定實施例，且本發明將包含落於隨附申請專利範圍之範疇內之全部實施例。

10‧‧‧往復泵 12‧‧‧外殼 13‧‧‧上端 14‧‧‧波紋管腔 15‧‧‧下端 16‧‧‧排出腔 17‧‧‧圓筒歧管 18‧‧‧活塞 19‧‧‧喉部密封件 20A‧‧‧出口 20B‧‧‧出口 22A‧‧‧入口 22B‧‧‧入口 24‧‧‧導管 26‧‧‧桿 28‧‧‧肩部 29‧‧‧頸部 30‧‧‧套筒 30'‧‧‧套筒 30''‧‧‧套筒 32‧‧‧外部 34‧‧‧套環 36‧‧‧波紋管 38‧‧‧內部 40‧‧‧皺褶 42‧‧‧螺母 44‧‧‧軸承 46‧‧‧端帽 48‧‧‧開口 50‧‧‧通路 54‧‧‧軸承 56‧‧‧密封件 58‧‧‧洩壓閥 60‧‧‧葉瓣 60'‧‧‧葉瓣 60''‧‧‧葉瓣 62‧‧‧葉瓣 64‧‧‧葉瓣 66‧‧‧狹縫 68‧‧‧隆脊 70‧‧‧內表面 72‧‧‧外殼 74‧‧‧入口 76‧‧‧出口 78‧‧‧第一腔 80‧‧‧第二腔 81‧‧‧通路 82‧‧‧通道 84‧‧‧第一閥座 86‧‧‧第二閥座 88‧‧‧第一閥元件 90‧‧‧彈簧裝載止回閥元件 92‧‧‧彈簧 94‧‧‧第二閥元件 94'‧‧‧第二閥元件 96A‧‧‧球 96B‧‧‧球 A_R‧‧‧桿軸線 F‧‧‧流道 R_M‧‧‧軸向方向

圖1係具有一波紋管及一洩壓閥之一往復泵之一截面圖。 圖2係具有波紋管及定位於波紋管中之軸承之往復泵之一部分截面圖。 圖3係來自往復泵之一套筒之一透視圖。 圖4係來自往復泵之一軸承之一透視圖。 圖5係來自往復泵之一密封件之一透視圖。 圖6係具有沿圖3中之6-6取得之三葉形形狀之一套筒之一截面圖。 圖7係具有雙葉形形狀之一套筒之一截面圖。 圖8係具有四葉形形狀之一套筒之一截面圖。 圖9係沿圖2中之9-9取得之具有定位於波紋管中之軸承之往復泵之一切出截面圖。 圖10A係一軸承之一透視圖。 圖10B係沿圖10A中之10-10取得之軸承之一截面圖。 圖11係洩壓閥之一截面圖。 圖12係洩壓閥之一分解圖。 圖13A係洩壓閥之一錐形閥元件之一透視圖。 圖13B係具有錐形閥元件之洩壓閥之一截面圖。

30‧‧‧套筒

60‧‧‧葉瓣

A_R‧‧‧桿軸線

Claims (14)

1. 一種往復泵，其包括： 一外殼，其包圍一波紋管腔及排出腔； 一端帽，其經安置於該外殼之一端上，該端帽具有一開口； 一桿，其中該桿之一部分延伸穿過該端帽中之該開口而進入該外殼之該波紋管腔，且其中該桿之一截面包含一葉形形狀；及 一波紋管，其經連接至該外殼及該桿，其中該波紋管包圍該桿之一部分。
2. 如請求項1之往復泵，其進一步包括一軸承，該軸承經安置於該端帽與該桿之間，使得該軸承與該桿可滑動地嚙合，其中該軸承經結構設計以適應該桿之該截面之該葉形形狀。
3. 如請求項2之往復泵，其進一步包括一密封件，該密封件經安置於該端帽與該桿之間，使得該密封件防止一流體在該桿與該端帽之間輸送，其中該密封件經結構設計以適應該桿之該截面之該葉形形狀。
4. 如請求項3之往復泵，其中該端帽經附裝至該外殼之該端，其中該軸承經擬合至該端帽之該開口中，其中該桿經擬合至該軸承中，且其中該端帽、該軸承及該桿經結構設計以防止該桿相對於該外殼旋轉。
5. 如請求項3之往復泵，其中該波紋管藉由一螺母而附裝至該桿，使得該桿與該波紋管之間的相對角運動被防止。
6. 如請求項1之往復泵，其中該桿截面之該葉形形狀包括兩個、三個或四個葉瓣。
7. 如請求項1之往復泵，其中該往復泵係一4球波紋管泵。
8. 一種往復泵，其包括： 一外殼，其包圍一波紋管腔及排出腔； 一端帽，其經安置於該外殼之一端上，該端帽具有一開口； 一桿，其具有一肩部，其中該桿之一部分延伸穿過該端帽中之該開口而進入該外殼之該波紋管腔； 一套筒，其經安置於該桿之一部分上，其中該套筒包圍該桿之一部分，且其中該套筒之一截面包含一葉形形狀； 一波紋管，其經連接至該外殼及該套筒，其中該波紋管包圍該套筒之一部分；及 一螺母，其經附接至該套筒，其中該螺母將該波紋管之一端夾緊至該套筒，使得該套筒與該波紋管之間的相對角運動被防止。
9. 如請求項8之往復泵，其進一步包括一軸承，該軸承經安置於該端帽與該套筒之間，使得該軸承與該套筒可滑動地嚙合，其中該軸承經結構設計以適應該套筒之該截面之該葉形形狀。
10. 如請求項8之往復泵，其進一步包括一密封件，該密封件經安置於該端帽與該套筒之間，使得該密封件防止一流體在該套筒與該端帽之間輸送，其中該密封件經結構設計以適應該套筒之該截面之該葉形形狀。
11. 如請求項9之往復泵，其中該端帽經附裝至該外殼之該端，其中該軸承經擬合至該端帽之該開口中，其中該桿經擬合至該套筒中，其中連同該桿之該套筒經擬合至該軸承中，且其中該端帽、該軸承、該套筒及該桿經結構設計以防止該桿相對於該外殼旋轉。
12. 如請求項8之往復泵，其進一步包括一套環，該套環在該套筒上方附接至該桿，使得該套環藉由使該套筒保持抵靠該桿之該肩部而將該套筒固定至該桿。
13. 如請求項8之往復泵，其中該套筒截面之該葉形形狀包括兩個、三個或四個葉瓣。
14. 如請求項8之往復泵，其中該往復泵係一4球波紋管泵。