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耐高温活塞与高温缓冲器


技术摘要:
本发明公开了一种耐高温活塞与高温缓冲器,包括活塞套筒,活塞套筒外壁设有用于安装活塞密封圈的环形槽;活塞套筒的内腔作为活塞内腔,活塞内腔中设有活塞冷却装置;活塞冷却装置包括内水套,内水套包括由活塞内腔壁、内板与外板围合形成水冷腔;外板上分别设有与水冷  全部
背景技术:
  计量泵和往复泵的流量常常有波动,3D往复泵约有10%波动,-计量泵有  50%的波 动,常温介质时一般可以在出口管路上加设带胶囊的缓冲器,效果很好,见图1。但在许多的 高温介质中,温度大于120度时,内部与介质接触的胶囊会融化,故只有采用气液接触式的 高温缓冲器,见图2,但使用时因为常压气体被压缩,根据气体的公式P1  x  V1=P2  x  V2,原 来P1=0.1Mpa,V1=40升,当被压缩后P2=20Mpa后,  则压缩后的体积V2=0.1*40/20=0.2升,则 里边没有多少的空气来进行压力调节,效果很差。还有内部带膨胀节的高温缓冲器,一般承 受的压力不高-还有响应的频率不高。鉴于此,发明人发明了一种活塞式缓冲器,利用活塞 将缓冲器分隔成气室与液室,由于活塞通过密封圈密封,因此能够使得气室存储加压气体。 对于获得相同的压力,压缩加压气体比压缩常压气体,所需要压缩的体积更小,压力调节范 围更广。但是,高温介质向活塞传递热量,导致活塞温度较高,活塞虽然可以采用耐高温材 料制成,如金属材料,密封圈却很难找到合适的耐高温材料,密封圈与长期高温活塞接触, 加速老化与变形,失去密封性。
技术实现要素:
针对上述技术的不足,本发明提供了一种耐高温活塞,解决如何在不干涉活塞运 动的条件下对活塞密封圈进行散热的技术问题。本发明还提供一种高温缓冲器,适用于高 温介质并能提高压力调节范围。 为解决上述技术问题,本发明提供的一种技术方案如下:一种耐高温活塞,包括活 塞套筒,活塞套筒外壁设有用于安装密封圈的环形槽;活塞套筒的内腔作为活塞内腔,活塞 内腔中设有活塞冷却装置;活塞冷却装置包括内水套,内水套包括间隔设置在活塞内腔中 的内板与外板,外板覆盖在内板上将内板遮蔽,内板的周向边缘与外板的周向边缘均与活 塞内腔壁密封连接,从而使得活塞内腔壁、内板与外板围合形成水冷腔;外板上分别设有与 水冷腔连通的进水盘管与回水盘管;进水盘管与回水盘管均采用刚性材料制成并能够轴向 伸缩。 优选的,进水盘管的出水端伸入水冷腔中并延伸至内板附近;回水盘管的进水端 截止于外板内表面,并通过外板内表面的回水孔与水冷腔连通。 优选的,内板与外板的横截面均为中央高而两端低的拱形;回水盘管设置在外板 中央区域;进水盘管设置在外板边缘区域。 本发明还提供一种高温缓冲器,包括罐体,罐体底部设有进液通道,罐体内设有耐 高温活塞,耐高温活塞的活塞套筒与罐体内壁轴向滑动连接,并通过安装在活塞套筒外壁 的环形槽内的活塞密封圈与罐体内壁密封,从而使得罐体通过耐高温活塞分隔成压缩气室 以及与进液通道连通的高温液室;罐体顶部通过罐体盖板密封;罐体盖板上设有水箱,进水 4 CN 111550636 A 说 明 书 2/4 页 盘管的进水端与回水盘管的出水端分别贯穿罐体盖板并伸入水箱中,使得水箱与水冷腔连 通。 优选的,活塞冷却装置还包括气套,气套包括与内板间隔设置的活塞内腔底板,活 塞内腔底板的周向边缘与活塞内腔壁密封连接,从而使得活塞内腔壁、内板与活塞内腔底 板围合形成隔热气室;活塞套筒上开有用于将隔热气室与压缩气室连通的连通孔。 优选的,罐体外壁套接有外水套;外水套外壁上还设有散热翅片;罐体外壁与外水 套对应的区段为环形内凹段,环形内凹段覆盖高温活塞的行程范围;外水套两端分别与环 形内凹段两端密封连接,从而使得罐体外壁与外水套之间形成环形冷却腔;环形冷却腔下 端通过进水通道与水箱连通,环形冷却腔上端通过回水通道与水箱连通。 与现有技术相比,本发明具有的优点包括: 1、进水盘管与回水盘管使得水冷腔中的水体能够流动,水体流动过程中将热量带走: 冷水从进水盘管进入冷水腔,从活塞内腔壁吸收热量,变成热水后,再从回水盘管流出,从 而使得活塞温度降低。由于活塞温度降低,那么与活塞接触的活塞密封圈的工作温度降低, 对活塞密封圈实现间接散热。同时,盘管具有弹性,可随着活塞的轴向滑动而轴向伸缩,避 免对活塞造成运动干涉,从而保证活塞能对压缩气室内的气体进行压缩。由于气体被压缩, 压缩气室内的气压增大,会对进水盘管与回水盘管造成压力,进水盘管与回水盘管均采用 刚性材料制成,就能避免进水盘管与回水盘管被压扁而阻断水体的循环流动,保证冷却过 程的顺利进行。 2、进水盘管伸入水冷腔中并延伸至内板附近;回水盘管截止于外板内表面,并通 过外板内表面的出水孔与水冷腔连通。由于冷热水存在密度差异,会发生对流,冷水下沉至 内板,而热水会上浮至外板,聚集在外板处的热水随着冷水的进入而沿着回水盘管自动回 流。 3、拱形的内板与外板利于热水集中在中央区域,同时回水盘管设置在外板中央区 域,那么集中在中央区域的热水会随着冷水的进入而沿着回水盘管自动回流,由于热水更 集中,因此回流效果更好。 4、由于耐高温活塞通过活塞密封圈与罐体内壁密封,罐体顶部通过罐体盖板密 封,那么压缩气室内就能储存加压气体,对于获得相同的压力,压缩加压气体比压缩常压气 体,所需要压缩的体积更小,压力调节范围更广。 5、气套内的空气隔离了高温介质与内水套,空气导热效率低,使得内水套内的水 温波动较小,避免内水套快速升温,提高冷却水与活塞的温差,提高降温效果。隔热气室通 过连通孔与压缩气室连通,使隔热气室的内部压力与压缩气室一致,从而提高抗压性能。 6、通过环形冷却腔对罐体进行冷却散热,进一步降低活塞密封圈的工作温度。由 于环形内凹段覆盖了高温活塞的行程范围,那么环形冷却腔相应的能够对轴向运动过程中 的活塞密封圈进行冷却降温。 7、水箱设置在罐体顶部,冷却水利用重力作用自动进入水冷腔中,同时利用冷热 水的对流作用,冷却水自动回流至水箱中。 附图说明 图1是现有技术中胶囊式缓冲器的原理图; 5 CN 111550636 A 说 明 书 3/4 页 图2是现有技术中气液接触式缓冲器的原理图; 图3是本
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