往复式活塞泵及其制造方法技术

一种往复式活塞泵，可包括：泵室；活塞密封件；单体式部分氟化聚合物活塞，其包括流体接合端、坐置端和在流体接合端和坐置端之间延伸的纵向外活塞表面。往复式活塞泵还可以包括驱动组件，其联接到单体式部分氟化聚合物活塞的坐置端。所述驱动组件操作成使单体式部分氟化聚合物活塞在泵室内在完全抽吸位置和完全分配位置之间往复运动。活塞密封件在活塞的纵向外活塞表面和泵室之间形成交接面。单体式部分氟化聚合物活塞和驱动组件构造成使得活塞密封件在驱动组件的在完全抽吸位置和完全分配位置之间的整个行程长度上与纵向外活塞表面交接。

Reciprocating piston pump and its manufacturing method

A reciprocating piston pump may include a pump chamber; a piston seal; a monomer partially fluorinated polymer piston, comprising a fluid joint end, a seat end and a longitudinal and outward piston surface extending between the fluid joint end and the seat end. The reciprocating piston pump may also include a drive assembly connected to the seat end of a monomer partially fluorinated polymer piston. The driving assembly is operated to cause the monomer partially fluorinated polymer piston to reciprocate between the fully sucked position and the fully distributed position in the pump chamber. The piston seal forms an interface between the piston's longitudinal and outward piston surface and the pump chamber. The monomer partially fluorinated polymer piston and the driving assembly are constructed so that the piston seal connects with the longitudinal and outward piston surface in the entire stroke length between the fully suction position and the fully distributed position of the driving assembly.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】往复式活塞泵及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年9月9日提交的序列号为62/385,662(BCF0006MA)的美国临时申请和2016年10月12日提交的序列号为62/406,982(BCF0006M2)的美国临时申请的权益。
技术介绍
本公开涉及活塞泵，其也可以称为正排量泵，更具体地，本公开涉及泵中使用的活塞的设计和制造方法的改进。
技术实现思路
往复式活塞泵可用于促动流体。通常，通过在密封室和横跨阀的流体贮存器之间产生负压差来经由一个或多个阀将流体吸入密封室。可以使用往复式活塞来改变密封室内的容积而产生该压力差。进入所述室的流体可以与活塞相互作用。流体将从密封件后面的活塞表面蒸发，如果流体含有盐或其他溶解的固体，则活塞上可能会形成晶体。当活塞往复运动时，结晶将导致泵密封件快速劣化。随着盐积聚并附着到活塞的表面上(无论是机械地还是化学地结合到活塞上)，它都可能磨损密封件，从而导致发生泄漏。一种替代方案是添加第二密封件并形成“冲洗室”，在所述冲洗室处活塞始终保持润湿，这防止流体在主密封件后面蒸发，从而不会附着到表面上，并减少第二密封件后面的积聚。这产生了更复杂和昂贵的活塞泵设计。本公开消除了对“冲洗”泵的需要，并且通过使用疏水活塞从标准活塞泵构造提供预期性能和预期寿命。具体地，活塞泵中的疏水活塞的性质增大了接触角和/或降低了活塞的表面能，从而防止了盐或其他沉淀物附着并且因此防止了密封件劣化，从而保持活塞泵在浓缩的盐溶液中具有期望的使用寿命。活塞的疏水性可以通过使用增大与活塞表面接触的液体的接触角的材料或工艺来获得。接触角的增大改变了液体与活塞表面的润湿性，从而使活塞与液体接触的表面更不可润湿或疏水。也就是说，随着液体与活塞的接触角增大，液体在活塞上的附着性或润湿性降低，从而使活塞泵的活塞具有疏水性。具有低表面能的材料也可用于制造疏水活塞。具体地，具有低表面能的材料防止液体附着到其表面，从而减少或防止高极性盐溶液与这些材料的结合。疏水活塞泵可包括部分氟化聚合物活塞。在实施例中，部分氟化聚合物可以是氯氟聚合物活塞。在一些实施例中，活塞可以是热塑性氯氟聚合物活塞。部分氟化聚合物的示例包括但不限于聚三氟氯乙烯(下文中称为“PCTFE”)和聚四氟乙烯(下文中称为“PTFE”)。可用于制造PCTFE活塞的PCTFE的示例包括但不限于和可用于制造PTFE活塞的PTFE的示例包括但不限于特氟隆。部分氟化的聚合物往往将它们自身排列成直的长链并且在氟和碳原子之间具有强的共价键。部分氟化聚合物的这种紧密堆积的结构减少和/或防止了部分氟化聚合物与其它化合物的相互作用。部分氟化聚合物活塞可用于任何类型的活塞泵。具有低表面能和/或高接触角的表面可以防止表面上的液体润湿，从而导致形成液滴，所述液滴然后从密封区域移开，从而在正常操作期间减少在活塞的密封区域附近形成晶体的可能性，并防止任何最小量的形成晶体的附着。本公开的概念涉及降低表面能和/或增加泵部件的表面的接触角，从而防止泵密封件劣化。因此，本专利技术人已经认识到通过降低泵室内的各种表面的润湿性来持续改进往复式活塞泵的性能和使用寿命。根据本专利技术的一个实施例，往复式活塞泵包括:泵室；活塞密封件；单体式部分氟化聚合物活塞，其具有流体接合端、坐置端、和在流体接合端和坐置端之间延伸的纵向外活塞表面。往复式活塞泵还包括驱动组件，该驱动组件联接到单体式部分氟化聚合物活塞的坐置端。驱动组件操作成使单体式部分氟化聚合物活塞在泵室内在完全抽吸位置和完全分配位置之间往复运动。活塞密封件在活塞的纵向外活塞表面和泵室之间形成交接面。单体式部分氟化聚合物活塞和驱动组件构造成使得活塞密封件在驱动组件的在完全抽吸位置和完全分配位置之间的整个行程长度上与纵向外活塞表面交接。根据本公开的另一个实施例，往复式活塞泵包括：泵室；活塞密封件；活塞，所述活塞包括流体接合端、坐置端、以及位于流体接合端和坐置端之间的纵向外活塞表面。往复式活塞泵还包括联接到活塞的坐置端的驱动组件。驱动组件操作成使活塞在泵室内在完全抽吸位置和完全分配位置之间往复运动。活塞密封件在活塞的纵向外活塞表面和泵室之间形成交接面。活塞和驱动组件构造成使得活塞密封件在驱动组件的在完全抽吸位置和完全分配位置之间的整个行程长度上与纵向外活塞表面交接。纵向外活塞表面包括部分氟化聚合物涂层。根据本公开的又一实施例，往复式活塞泵包括：泵室；活塞密封件；活塞，其包括流体接合端、坐置端、和位于流体接合端和坐置端之间的纵向外活塞表面。往复式活塞泵还包括联接到活塞的坐置端的驱动组件。在实施例中，驱动组件操作成使活塞在泵室内在完全抽吸位置和完全分配位置之间往复运动，该活塞密封件在活塞的纵向外活塞表面和泵室之间形成交接面，并且纵向外活塞表面沿着纵向外活塞表面的至少一部分具有经处理的表面能和经处理的接触角、以及在活塞的未处理部分中具有固有表面能和固有接触角。另外，活塞和驱动组件构造成使得活塞密封件在驱动组件的在完全抽吸位置和完全分配位置之间的整个行程长度上与纵向外活塞表面交接。此外，活塞的经处理的表面能大于活塞的固有表面能，并且活塞的经处理的接触角至少为约90度并且大于活塞的固有接触角。根据本公开的又一实施例，提供了一种制造往复式活塞泵的方法。该泵包括：泵室；活塞密封件；活塞，其包括流体接合端、坐置端、和位于流体接合端和坐置端之间的纵向外活塞表面；以及联接到坐置端的驱动组件。驱动组件操作成使活塞在泵室内在完全抽吸位置和完全分配位置之间往复运动。活塞密封件在活塞的纵向外活塞表面和泵室之间形成交接面。活塞和驱动组件构造成使得活塞密封件在驱动组件的在完全抽吸位置和完全分配位置之间的整个行程长度上与纵向外活塞表面交接。用包括所选择的活塞处理工艺的方法来处理活塞，使得(i)活塞沿着纵向外活塞表面的至少一部分具有经处理的表面能和经处理的接触角、并且在活塞的未处理部分中具有固有表面能和固有接触角；(ii)活塞的经处理的表面能大于活塞的固有表面能；和(iii)活塞的经处理的接触角至少为约90度。附图说明当结合以下附图阅读时，可以最好地理解本公开的具体实施例的以下详细描述，其中相同的结构用相同的附图标记表示，并且在所述附图中：图1示出了根据本文描述的实施例的处于完全抽吸位置的往复式活塞泵；和图2示出了处于完全分配位置的图1的往复式活塞泵。具体实施方式首先参见图1和图2，示出了往复式活塞泵100。往复式活塞泵100包括：泵室10；活塞密封件20；疏水活塞30，其包括流体接合端32、坐置端34、以及在流体接合端32和坐置端34之间延伸的纵向外活塞表面36。往复式活塞泵100还包括联接到疏水活塞30的坐置端34的驱动组件40。分别如图1和图2所示，驱动组件40操作成使疏水活塞30在泵室10内在完全抽吸位置和完全分配位置之间往复运动。另外，活塞密封件20在疏水活塞30的纵向外活塞表面36和泵室10之间形成交接面。而且，疏水活塞30和驱动组件40构造成使得活塞密封件20在驱动组件40的在完全抽吸位置和完全分配位置之间的整个行程长度上与纵向外活塞表面36交接。往复式活塞泵100可以设置有单向抽吸阀形式的侧端口12，当疏水活塞30从完全抽吸位置移动离开时，该侧端口将流体传送到泵室10中。顶部端口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种往复式活塞泵，其包括：泵室；活塞密封件；单体式部分氟化聚合物活塞，所述单体式部分氟化聚合物活塞包括流体接合端、坐置端、和在所述流体接合端和所述坐置端之间延伸的纵向外活塞表面；和驱动组件，所述驱动组件联接到所述单体式部分氟化聚合物活塞的所述坐置端；其中，所述驱动组件操作成使所述单体式部分氟化聚合物活塞在所述泵室内在完全抽吸位置和完全分配位置之间往复运动，所述活塞密封件在所述单体式部分氟化聚合物活塞的所述纵向外活塞表面和所述泵室之间形成交接面，并且所述单体式部分氟化聚合物活塞和所述驱动组件构造成使得所述活塞密封件在所述驱动组件的在所述完全抽吸位置和所述完全分配位置之间的整个行程长度上与所述纵向外活塞表面交接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 US 62/385,662;2016.10.12 US 62/406,982;1.一种往复式活塞泵，其包括：泵室；活塞密封件；单体式部分氟化聚合物活塞，所述单体式部分氟化聚合物活塞包括流体接合端、坐置端、和在所述流体接合端和所述坐置端之间延伸的纵向外活塞表面；和驱动组件，所述驱动组件联接到所述单体式部分氟化聚合物活塞的所述坐置端；其中，所述驱动组件操作成使所述单体式部分氟化聚合物活塞在所述泵室内在完全抽吸位置和完全分配位置之间往复运动，所述活塞密封件在所述单体式部分氟化聚合物活塞的所述纵向外活塞表面和所述泵室之间形成交接面，并且所述单体式部分氟化聚合物活塞和所述驱动组件构造成使得所述活塞密封件在所述驱动组件的在所述完全抽吸位置和所述完全分配位置之间的整个行程长度上与所述纵向外活塞表面交接。2.根据权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述单体式部分氟化聚合物活塞包括聚三氟氯乙烯(PCTFE)。3.根据权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述单体式部分氟化聚合物活塞包括聚四氟乙烯(PTFE)。4.根据权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述单体式部分氟化聚合物活塞中的部分氟化聚合物与所述泵室中的水的接触角至少为约90度。5.根据权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述单体式部分氟化聚合物活塞中的部分氟化聚合物与所述泵室中的水的接触角至少为约125度。6.根据权利要求1所述的往复式活塞泵，其中：所述驱动组件包括马达、活塞驱动器、和用于将所述单体式部分氟化聚合物活塞联接到所述活塞驱动器的驱动器-活塞联接装置，并且所述马达构造成致动所述活塞驱动器、并且所述活塞驱动器通过所述驱动器-活塞联接装置连接到所述单体式部分氟化聚合物活塞，使得所述马达使所述单体式部分氟化聚合物活塞在所述完全抽吸位置和所述完全分配位置之间往复运动。7.根据权利要求6所述的往复式活塞泵，其中，所述单体式部分氟化聚合物活塞的所述坐置端与所述驱动器-活塞联接装置压配合。8.根据权利要求7所述的往复式活塞泵，其中，所述单体式部分氟化聚合物活塞的所述坐置端被倒角，以使所述活塞能够与所述驱动器-活塞联接装置压配合。9.根据权利要求6所述的往复式活塞泵，其中，所述驱动器-活塞联接装置和所述单体式部分氟化聚合物活塞具有相同的成分并且压配合在一起。10.根据权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述单体式部分氟化聚合物活塞包括用表面处理工艺处理的经处理部分、以及未处理部分，所述单体式部分氟化聚合物活塞的所述经处理部分包括经处理的表面能，所述经处理的表面能至少为90度。11.一种往复式活塞泵，其包括：泵室；活塞密封件；活塞，所述活塞包括流体接合端、坐置端、以及位于所述流体接合端和所述坐置端之间的纵向外活塞表面；和驱动组件，所述驱动组件联接到所述活塞的所述坐置端；其中，所述驱动组件操作成使所述活塞在所述泵室内在完全抽吸位置和完全分配位置之间往复运动，所述活塞密封件在所述活塞的所述纵向外活塞表面和所述泵室之间形成交接面，所述活塞和所述驱动组件构造成使得所述活塞密封件在所述驱动组件的在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·黄，R·布卢焦尤，W·伊斯特布鲁克，
申请(专利权)人：生化射流技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US