无垫圈的高压连接件制造技术

一种用于高压泵的密封系统，其中泵具有容器，容器限定容器内孔并且具有端部，容器内孔具有第一接合面并且限定中心纵向轴线，并且其中泵还包括：柱塞，柱塞与容器合作以增加内孔内的流体压力；包括密封构件，其至少部分地接纳于内孔内并且限定第二接合面。密封系统还包括固持构件，其与密封构件操作性接触以使第一接合面与第二接合面配合来阻止来自内孔的流体泄漏。第一接合面包括第一接触表面，第一接触表面具有非线性截面。第二接合面包括与第一接触表面接触的第二接触表面，第二接触表面具有非线性截面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无垫圈的高压连接件相关申请数据根据35U.S.C.§119，本申请要求保护在2011年10月10日提交的临时专利申请No.61/545,236的优先权，该申请的公开以引用的方式并入到本文中。
本专利技术涉及用于超高压流体泵的无垫圈的高压连接件。
技术介绍
用于工业和商业目的的精密切割常常通过使用水射流系统来实现，水射流系统在待切割的材料表面上导向高速水流。水射流系统将水加压到约30,000psi并且将压力转换为以超过2马赫速度行进的流体流。这种高速流常常与磨料混合，能够切穿硬材料诸如厚度超过一英尺的金属和花岗岩。
技术实现思路
在水射流系统内操作的泵需要能够耐受所生成的高压的密封连接件。在这种环境中定位于密封表面之间的密封垫圈通常由比周围部件的材料更软的材料构成并且倾向于快速地损毁，需要频繁替换。用于这些目的的密封组件因此应有效地密封隔离高压侧与低压侧而不会出现过早损坏或者需要不合理的维护。在一种用于高压泵的密封系统的一实施例中，泵包括有容器，容器限定容器内孔并且具有端部。容器内孔具有第一接合面并且限定中心纵向轴线。泵还包括柱塞，柱塞与容器合作以增加内孔内的流体压力。密封系统包括：密封构件，其至少部分地接纳于内孔内并且限定第二接合面；以及，固持构件，其与密封构件操作性接触以使第一接合面与第二接合面配合来阻止来自内孔的流体泄漏。第一接合面包括第一接触表面，第一接触表面具有非线性截面。第二接合面包括与第一接触表面接触的第二接触表面，第二接触表面具有非线性截面。一种用于超过15,000psi的流体的高压泵送系统限定纵向轴线。第一部件包括第一接合面，第一接合面具有第一接触表面，第一接触表面具有外凸的第一非线性截面。第二部件包括第二接合面，第二接合面具有第二接触表面，第二接触表面具有内凹的第二非线性截面。固持构件联接到第一部件和第二部件之一以将第一接合面密封地连接到第二接合面来阻止它们之间的流体泄漏。一种用于产生超过15,000psi的流体压力的高压泵，其包括容器，容器具有端部，端部具有第一接合面。容器包括容器内孔，容器内孔限定中心纵向轴线并且与流体源连通。柱塞与容器合作以增加在内孔内的流体压力。密封构件至少部分地接纳于内孔内并且限定第二接合面。固持构件与密封构件和容器成操作性接触以使第一接合面与第二接合面配合来阻止来自内孔的流体泄漏。第一接合面包括外凸接触表面，外凸接触表面具有随着离纵向轴线的距离增加而连续增加的可变半径。通过考虑详细描述和附图，本专利技术的其它方面将会变得显然。附图说明图1为示出磨料水射流切割系统的透视图。图2为图1的磨料水射流切割系统的增压泵的透视图。图3为沿着线3-3所截取的增压泵的截面图。图4为图3的增压泵的端部的局部截面图。图5为图4的端部的局部截面图，示出了接合着圆柱形容器的密封头的一部分。图6为图4的端部的另一实施例的局部截面图，示出了接合着圆柱形容器的密封头的一部分。图7为图4的端部的另一实施例的局部截面图，示出了接合着圆柱形容器的密封头的一部分。图8为图4的端部的另一实施例的局部截面图，示出了接合着圆柱形容器的密封头的一部分。具体实施方式在详细地解释本专利技术的任何实施例之前，应了解本专利技术的应用并不限于在下文的描述中所陈述或附图所示部件的构造和布置的细节。本专利技术能有其它实施例且能以各种方式来实践和执行。而且，应了解本文所用的措辞和术语是出于描述目的且不应认为具有限制意义。在本文中使用“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”和其变型意在涵盖之后列出的项目和其等效物以及额外项目。并且如在本文和所附权利要求中所用的术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”和“后”和其它方向术语并非旨在要求任何特定方位，而是替代地仅用于描述目的。应当指出的是如在本文中使用的“超高”或“高压”指超过15,000psi的流体压力。本领域普通技术人员将认识到在这些高压会出现独特问题。因此，常用于较低压力泵的解决方案未必适用于在超过30,000psi压力操作的系统，并且实际上可能产生与低压操作的那些结果相反的结果。图1示出了利用与磨料混合的高压水流来切割特定材料的磨料水射流切割系统10。切割系统10包括切割台20，切割台20具有材料支承表面22和切割头组件30，切割头组件30包括切割头40。切割头组件30通过计算机50受到控制并且可以用本领域技术人员已知的方式在功能上经由臂24、26移动以在表面22上任何所需的可操作位置处提供切割。泵送系统60生成高压流体，通常为水，用于切割过程并且通过高压管（未图示）向切割头组件30提供这样的水。进给系统70供应磨料材料，诸如石榴石，其在切割头40处与水流组合。磨料移除系统80过滤在过程中产生的废水以回收磨料供进一步使用。废水可以通过排水管而被处置或者被再循环以最小化总水用量。图2和图3示出了泵送系统60的双作用/双动式高压泵100。如本领域技术人员熟知那样，这种类型的泵，也被称作增压泵，包括动力缸110，动力缸110限定液压流体腔室114。联接到相对柱塞112的双侧活塞118响应于被导向进出腔室114的加压液压流体而在腔室114内交替来回移动。一个或多个接近开关126检测所述活塞118并且当检测到时向诸如PLC的控制器发送信号以接通在液压泵上的4-通阀，因此将液压油通过动力缸110底部处的端口128导向至活塞118的另一侧。活塞/柱塞组件充当压力倍增器来增加抽吸到两个相对圆柱形容器134的内孔130内的流体诸如水的压力。容器134通过液压缸盖138而联接到动力缸110。泵头/泵的压头140安置于每个圆柱形容器134的端部142、144上。泵头140包括部分地安置于端帽150内侧的密封头146。每个端部142、144基本上相同并且能够向水射流切割系统递送高压流体。如图3和图4所示，密封头组件146包括入口止回阀154和出口止回阀158，当柱塞122缩回时，入口止回阀154被配置成允许低压水进入内孔130，并且当柱塞122在内孔130内前移时，出口止回阀158将高压流体导向至出口162。参考图4，在图示实施例中，端帽150包括用于与空心螺柱174的外表面上的阳螺纹170配合的阴螺纹166。在其它实施例中，可以利用替代可移除的连接件将端帽150固连到空心螺柱174。例如，系杆（未图示）可以延伸容器134的长度并且将液压缸盖138联接到端帽150。拧入到端帽150孔口184内的多个定位螺栓180各自包括端面190，端面190接合密封头146的肩部194并且提供压缩力来将密封头146压为与圆柱形容器134的端部200成密封关系。如在下文中进一步描述，密封头146包括与圆柱形容器134端部200的接合面212靠近的接合面208。固连的圆柱形容器134、密封头146和端帽150全都与穿过内孔130中心的纵向轴线215同心。参考图5，接合面208包括大体上弯曲的接触表面216。在图示实施例中，弯曲接触表面216为内凹的并且具有大约0.5"(17.8mm)的半径R1，但其它半径也是可能的。在图示构造中，表面216由连续圆曲线界定，连续圆曲线延伸表面208的全长，其它曲线诸如椭圆形、卵形、可变半径曲线等也是可能的。接合面212包括基本上线性表面218和形成于线性表面218与内孔130本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高压泵的密封系统，所述泵具有容器，所述容器限定容器内孔并且具有端部，所述容器内孔具有第一接合面并且限定中心纵向轴线，所述泵还包括柱塞，所述柱塞与所述容器合作以增加所述内孔内的流体的压力，所述密封系统包括：密封构件，其至少部分地接纳于所述内孔内并且限定第二接合面；以及固持构件，其与所述密封构件成操作性接触以使所述第一接合面与所述第二接合面配合来阻止来自所述内孔的流体泄漏，其中所述第一接合面包括第一接触表面，所述第一接触表面具有非线性截面，并且其中所述第二接合面包括与所述第一接触表面接触的第二接触表面，所述第二接触表面具有非线性截面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.10 US 61/545,2361.一种用于高压泵的密封系统，所述泵具有容器，所述容器限定容器内孔并且具有端部，所述容器内孔具有第一接合面并且限定中心纵向轴线，所述泵还包括柱塞，所述柱塞与所述容器合作以增加所述内孔内的流体的压力，所述密封系统包括：密封构件，其至少部分地接纳于所述内孔内并且限定第二接合面；以及固持构件，其与所述密封构件成操作性接触以使所述第一接合面与所述第二接合面配合来阻止来自所述内孔的流体泄漏，其中所述第一接合面包括第一接触表面，所述第一接触表面具有非线性截面，并且其中所述第二接合面包括与所述第一接触表面接触的第二接触表面，所述第二接触表面具有非线性截面，其中所述第一接触表面的非线性截面为外凸的，并且所述第二接触表面的非线性截面为内凹的且包括具有第一半径的第一内凹截面和与所述第一内凹截面相邻具有不同于第一半径的第二半径的第二内凹截面。2.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，所述第一半径比所述第二半径更靠近所述纵向轴线安置，并且另外其中所述第一半径小于所述第二半径。3.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，在所述第一半径与所述第二半径之间的所述第二接触表面的所述非线性截面的半径是连续可变的。4.根据权利要求3所述的密封系统，其特征在于，所述第一半径比所述第二半径更靠近所述纵向轴线安置，并且另外其中所述第一半径小于所述第二半径。5.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，所述第一接触表面的非线性截面包括具有第三半径的最内部分和具有不同于第三半径的第四半径的最外部分，并且其中在所述最内部分与所述最外部分之间的所述半径可在所述第三半径与所述第四半径之间连续地变化。6.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，所述第一接触表面和所述第二接触表面在初始接触点处接触，并且其中在所述初始接触点处所述第一接触表面的切线相对于所述纵向轴线成约45度的角度。7.一种用于超过15,000psi的流体的高压泵送系统，所述泵送系统限定纵向轴线并且包括：根据权利要求1所述的密封系统。8.根据权利要求7所述的泵送系统，其特征在于，所述第一接触表面的非线性截面包括在所述第一接触表面的最内部分处具有第三半径的第一外凸截面和邻近所述第一外凸截面并且具有不同于所述第三半径的第四半径的第二外凸截面。9.根据权利要求8所述的泵送系统，其特征在于，所述第三半径小于所述第四半径。10.根据权利要求8所述的泵送系统，其特征在于，所述第二接触表面的非线性截面包括在所述第二接触表面的最内部分处具有第一半径的第一内凹截面和邻近所述第一内凹截面并...

【专利技术属性】
技术研发人员：ED罗尔，
申请(专利权)人：KMT水喷射系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US