TW201727076A - 用於泵之旋轉活塞 - Google Patents

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傑洛米 D 厚寧
詹姆士 A 克萊弗康普
克里斯多弗 A 林斯
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葛萊兒明尼蘇達股份有限公司
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Abstract

一活塞係一泵內之驅動組件。活塞經沿一縱向軸驅動以泵抽一流體通過該泵。該流體流動通過該泵之一上游端與該泵之一下游端之間之活塞。該活塞沿自縱向軸偏移之一向量將流體輸出至泵之下游端內，藉此引發活塞貫穿泵抽過程之旋轉。使得活塞旋轉促發泵內之各種組件上之均勻磨損，諸如環繞該活塞之密封環，藉此增加組件之壽命且增加泵之效率。

Description

用於泵之旋轉活塞
本發明大體上係關於流體配送系統。更具體言之，本發明係關於用於一流體配送系統之一排量式泵之活塞總成。 流體配送系統，諸如用於油漆及其他溶液之流體配送系統，通常利用軸向排量式泵自一源抽取流體且向下游驅動流體。該軸向排量式泵包含沿一縱向軸往復移動以泵抽流體之一活塞。密封環在操作期間環繞該活塞且在排量式泵中促進產生一真空狀況以允許活塞泵抽流體。該密封環與活塞緊密介接，且密封環之表面歸因於活塞之往復運動而經歷磨損。另外，殘渣(諸如粗砂或流體中之其他固體)可在密封環與活塞之間卡住。殘渣可引起密封環之介接表面之加速磨損，且該加速磨損通常集中於該介接表面之一個部分上，從而引起不對稱圓周磨損。不對稱磨損導致流體沿該介接表面之更大之滲透，且可導致活塞往復移動之不平衡且產生沿介接表面之旁路通道。
根據一項態樣，一泵包含一氣缸及一活塞，該活塞包含一縱向軸。該活塞至少部分安置於該氣缸內，且該活塞經構形以藉由沿縱向軸往復移動而泵抽一流體。當活塞沿縱向軸往復移動時，該活塞亦經構形以相對於氣缸旋轉。 根據另一態樣，用於一流體泵之一活塞包含：一活塞，其具有延伸通過其之一孔；一活塞桿，其附接至該活塞且至少部分延伸至該孔內；一縱向軸，其經該活塞及該活塞桿共用；及一成角度之表面，其位於該活塞及該活塞桿之一者上。該成角度表面經定向以沿自縱向軸偏移之一向量引導流動且經構形以藉由沿該向量引導流動而引發活塞及活塞桿之旋轉。 根據又另一態樣，減少一活塞泵中之磨損之一方法包含：利用至少部分安置於一靜止殼體中之一活塞驅動一流體下游；且使得該活塞相對於該靜止殼體旋轉。 根據又另一態樣，用於藉由沿一縱向軸往復移動而泵抽流體之一活塞包含一活塞頭及連接至該活塞頭之一活塞桿。活塞頭及活塞桿之一者或兩者包含一或多個內部通道，藉由活塞之往復移動迫使流體流動通過該一或多個內部通道。該一或多個內部通道經塑形以沿自縱向軸偏移之一或多個定向將流體自活塞排出，藉此在活塞上加諸圍繞縱向軸之一力矩以使得該活塞在其往復移動期間旋轉。 根據又另一態樣，一泵包含一氣缸及一活塞，該活塞至少部分安置於該氣缸內且具有一或多個內部通道。該活塞經構形以藉由沿一縱向軸相對於氣缸往復移動而泵抽流體，藉此迫使流體流動通過一或多個內部流體通道。該一或多個流體通道分別包含沿各自縱向態樣偏移之一或多個定向將流體自活塞排出之一或多個成角度表面，藉此在活塞上加諸圍繞縱向軸之一力矩以使得該活塞在其往復移動期間相對於氣缸旋轉。
相關申請案之交叉參考 本申請案主張名稱為「ROTATING PISTON ROD FOR PUMPS」之2015年12月30日申請之美國臨時申請案第62/272,779號及名稱為「FLUTED PISTON ROD COMPONENTS」之2015年12月30日申請之美國臨時申請案第62/272,771號之優先權，該等申請案之全文併入本文中。 根據本發明之泵使得一活塞在一氣缸內往復移動以泵抽各種流體，流體之實例包含油漆、水、油、污漬、油劑、粒料、塗層及溶劑以及其他選項。一活塞泵可產生高流體泵抽壓力，諸如每平方英寸3000磅至5000磅或更高。高流體泵抽壓力在將流體霧化成一噴霧以將流體施加至一表面中有用。高流體泵抽壓力之產生可引起相對於彼此往復移動之泵之組件之加速磨損。本發明之態樣可減少或最小化一活塞泵之磨損之效應，如本文進一步討論。 圖1A係流體配送系統10之一等角視圖。圖1B係流體配送系統10之一分解圖。將一起討論圖1A及圖1B。流體配送系統10包含框架12、馬達區段14、驅動殼體16、排量式泵18、往復驅動器20、控制系統22、進流軟管24、供應軟管26、配送軟管28、殼體蓋30及把手32。馬達區段14包含馬達殼體34及驅動齒輪36。驅動殼體16包含上部分38及下部分40。上部分38包含齒輪孔42及鏈接孔44。下部分40包含安裝空腔46及防護裝置48。排量式泵18包含活塞50 (包含活塞桿52及活塞頭54 (圖2B至圖3B中展示))、氣缸56、進流殼體58及夾箝60。氣缸56包含上游端62、下游端64及出口埠66。進流殼體58包含入口埠68。往復驅動器20包含連接棒70及驅動鏈接72。控制系統22包含控制殼體74。進流軟管24包含進流配件76且供應軟管26包含供應配件78。 框架12支撐馬達區段14，且驅動殼體16安裝至馬達區段14。緊固件80a延伸通過驅動殼體16且進入馬達區段14內以將驅動殼體16緊固至馬達區段14。把手32藉由緊固件80b附接至驅動殼體16，緊固件80b延伸通過驅動殼體16至把手32內。殼體蓋30附接至且圍封驅動殼體16之上部分38。驅動齒輪36安置於馬達區段14內且通過齒輪孔42延伸至驅動殼體16之上部分38內。驅動齒輪36由安置於馬達殼體34內之一馬達(圖中未展示)驅動。可利用任何所要之馬達為驅動齒輪36供電。例如，流體配送系統10可為電動、氣動或液壓動力的。 驅動殼體16之上部分38與驅動殼體16之下部分40整合。齒輪孔42延伸通過上部分38之一後側，且鏈接孔44延伸通過驅動殼體16之上部分38與下部分40之間。安裝空腔46延伸至下部分40內且經構形以接收排量式泵18。防護裝置48安裝於下部分40上且經構形以覆蓋安裝空腔46。 往復驅動器20安置於驅動殼體16內。驅動鏈接72附接至連接棒70。連接棒70安置於驅動殼體之上部分38內，且驅動鏈接72延伸通過鏈接孔44進入安裝空腔46內。連接棒70附接至通過齒輪孔42延伸至上部分38內之驅動齒輪36且由驅動齒輪36驅動。連接棒70將驅動齒輪36之旋轉移動轉變為驅動鏈接72之線性移動。 排量式泵18至少部分安置於安裝空腔46內且可由夾箝60緊固。夾箝60圍繞氣缸56延伸，且夾箝60將排量式泵18緊固至驅動殼體16之下部分40。更具體言之，夾箝60緊固排量式泵之氣缸56以防止氣缸56與驅動殼體16或流體配送系統10之其他結構元件之間之相對旋轉或其他移動。儘管排量式泵18經描述藉由安置於氣缸56上之夾箝60緊固至驅動殼體16，但應瞭解可以任何適合之方式安裝排量式泵18。例如，排量式泵18可包含經構形以配接驅動殼體16上之螺紋之外部螺紋，或排量式泵18可由與驅動殼體16整合之一夾箝機構緊固。 進流殼體58附接至氣缸56之上游端62以形成排量式泵18之一本體。活塞50至少部分安置於排量式泵18內。活塞桿52通過氣缸56之上游端64延伸至氣缸56內且連接至安置於排量式泵18內之活塞頭54。延伸至氣缸56外部之活塞桿52之一端連接至驅動鏈接72，且驅動鏈接72經構形以依一往復方式驅動活塞桿52。活塞桿52可以任何適合方式連接至驅動鏈接72以允許活塞50圍繞活塞50之一縱向軸旋轉。例如，活塞桿52可包含安裝於驅動鏈接72中之一狹槽中之一頭，如以下相對於圖2所討論。 進流軟管24在一流體源與排量式泵18之間延伸。進流配件76連接至入口埠68以將流體提供至進流殼體58。可利用任何適合之配件將進流軟管24連接至入口埠68。供應軟管26在氣缸56之出口埠66與控制殼體74之間延伸以提供自排量式泵18至控制殼體74之流體。供應配件78連接至出口埠66以將供應軟管26附接至排量式泵18。可利用任何適合之配件將供應軟管26連接至出口埠66。將配送軟管28連接至控制殼體74且在控制殼體74與一分配器(圖中未展示)，諸如一噴槍，之間延伸。控制系統22包含用於設定流體之一流動速率及流動壓力以及其他操作標準之各種組件，諸如一壓力調整器及一起動閥。配送軟管28提供流體配送系統10之流體下游。 在操作期間，馬達區段14之馬達以一旋轉方式驅動驅動齒輪36，且連接棒70歸因於驅動齒輪36與連接棒70之連接而跟隨驅動齒輪36。連接棒70將驅動齒輪36之旋轉移動轉變為驅動鏈接72之線性移動，使得驅動鏈接72往復通過鏈接孔44。驅動鏈接72藉此以一往復方式驅動活塞50，此係因為活塞桿52與驅動鏈接72之連接。以一往復方式驅動活塞50使得活塞50通過進流軟管24及進流殼體58將流體汲取至排量泵18內，且將流體向下游泵抽通過氣缸56及供應軟管26。 流體自一外部源(例如，一桶)通過進流軟管24汲取且通過入口埠68進入排量式泵18。流體由活塞50驅動通過排量式泵18，且流體通過氣缸56中之出口埠66離開排量式泵18。流體自出口埠66流動至供應軟管26內且流動至控制殼體74。流體通過配送軟管28離開控制殼體74且向下游流動至配送器，其中流體可為任何所要目的而經配送，諸如利用一噴槍將油漆施加至一表面。排量式泵18因此自一容器通過進流軟管24汲取流體，向下游驅動流體通過供應軟管26至控制系統22，且驅動流體通過配送軟管28至一配送器，其中以任何所要方式施加流體。 圖2係展示排量式泵18與往復驅動器20之連接之流體配送系統10之一部分前視圖。啟動殼體16包含上部分38及下部分40，且下部分40包含安裝空腔46。安裝空腔46包含第一凸緣82。展示排量式泵18之氣缸56。展示活塞50之活塞桿52。活塞桿52包含第一端84，且第一端84包含頭86及頸88。夾箝60包含安裝環90及緊固環92。展示往復啟動器20之驅動鏈接72，且驅動鏈接72包含驅動空腔94及第二凸緣96。 排量式泵18附接至驅動殼體16。夾箝60安置於氣缸56上且將排量式泵18緊固至驅動殼體16。安裝環90在接近氣缸56之下游端64處附裝至氣缸56，活塞桿52即延伸通過此下游端64。緊固環92在安裝環90下方處可移動地附接至氣缸56。由於排量式泵18安裝於驅動殼體16上，所以安裝環90安置於安裝空腔46內且支撐於安裝空腔46之第一凸緣82上，且緊固環92安置於安裝空腔46之外部及下方且抵靠第一凸緣82之一下邊緣。夾箝60藉由使得安裝環90及緊固環92在第一凸緣82上施加一夾箝力而將排量式泵18緊固至驅動殼體16。儘管排量式泵18描述為藉由夾箝60附接至驅動殼體16，但應瞭解，排量式泵18可以任何適合方式緊固至驅動殼體16。例如，排量式泵18可包含氣缸56上之經構形以與驅動殼體16上之螺紋配接之外部螺紋，或可藉由整合至驅動殼體16之一夾箝機構緊固排量式泵18。 活塞桿52延伸穿出氣缸56之下游端64之外且安置於安裝空腔46內。驅動鏈接72通過鏈接孔44 (在圖1B中展示)延伸至安裝空腔46內。活塞桿52接合驅動鏈接72且經構形以由驅動鏈接72驅動。活塞桿52之頭86安置於驅動空腔94內。第二凸緣96圍繞頸88安置，使得第二凸緣96將頭86固持於驅動空腔94內。驅動鏈接72軸向且橫向固持頭86。然而頭86不固定於驅動空腔94內，且因而頭86在驅動空腔94內自由旋轉(且相對於驅動殼體16)，使得活塞50圍繞縱向軸L-L自由旋轉。儘管活塞桿52描述為藉由安置於驅動空腔94內之頭88而連接至驅動鏈接72，但應瞭解活塞桿52可以任何驅動活塞桿52而不約束活塞桿52圍繞縱向軸L-L之一旋轉之所要方式連接至一驅動機構。 在操作期間，藉由連接棒70 (圖1B中展示)以一往復方式驅動驅動鏈接72。歸因於頭86與驅動鏈接72之連接，驅動鏈接72對應地以一往復方式沿縱向軸L-L驅動活塞50。活塞50將一流體抽拉至排量式泵18內且同時自排量式泵18向下游驅動流體。當活塞50往復移動時，活塞50圍繞縱向軸L-L旋轉。活塞50可圍繞縱向軸L-L旋轉，不像釘至一驅動機構之一活塞，因為頭86在驅動空腔94內可自由圓周旋轉，而驅動空腔94軸向且橫向約束頭86之移動。 圖3A係排量式泵18之一等角視圖。圖3B係沿圖3A中之線B-B取得之排量式泵18之一截面圖。將一起討論圖3A及圖3B。排量式泵18包含活塞50、氣缸56、進流殼體58、第一止回閥98、第二止回閥100及加壓密封件102a及102b。活塞50包含活塞桿52及活塞頭54。活塞桿52包含活塞桿本體83、第一端84及第二端104。第一端84包含頭86及頸88。第二端104包含上游面106及凹槽108，凹槽108包含成角度表面110。活塞頭54包含延伸通過活塞頭54之中心孔133。活塞頭54進一步包含孔112 (在所展示之實施例中係中心孔133之一下游部分)及上游孔113 (在所展示之實施例中係中心孔133之一上游部分)。氣缸56包含上游端62、下游端64、出口埠66 (圖3A中展示)、第一流體腔室114及第二流體腔室116。上游端62包含蓋63及襯墊螺母65。進流殼體58包含入口埠68。第一止回閥98包含滾珠罩118、第一滾珠120、第一底座122及接腳124。第二止回閥100包含第二滾珠126、第二底座128及固持器130。加壓密封件102a包含墊圈132a及密封壓蓋134a，且加壓密封件102b包含墊圈132b及密封壓蓋134b。由下游箭頭指示一大體上係下游之方向，且由上游箭頭指示一大體上係上游之方向。 進流殼體58安裝於氣缸56之上游端62。安置於進流殼體58與氣缸56之間之密封件136a幫助防止流體自進流殼體58與氣缸56之間洩漏。 活塞50至少部分安置於氣缸56內。活塞50沿縱向軸L-L延伸，其中縱向軸L-L經定向與排量式泵18之大體上係長形之輪廓共軸。應瞭解，縱向軸L-L可經定向與氣缸56、進流殼體58及排量式泵18之各種其他組件共軸 活塞桿52通過氣缸56之下游端64延伸至氣缸56內。活塞桿52延伸通過蓋63及墊圈65。活塞桿本體83在第一端84與第二端104之間伸長。活塞桿52之第一端84突出至氣缸56外。頭86及頸88經構形以連接至一驅動機構，諸如往復驅動器20 (圖1B中所展示)，使得軸向及橫向固持頭86及頸88，但不防止其等圍繞縱向軸L-L旋轉。因而，儘管頭86繪示為大體上係圓形的，但應瞭解頭86可具有適合用於在不約束活塞50之旋轉之情況下經固持之任何所要形狀。例如，頭86大體上可係方形、三角形、圓頂狀或任何其他所要形狀。儘管第一端84描述為包含頭86及頸88，但應瞭解第一端84可包含用於與一驅動機構連接之任何適合之特徵，使得以一往復方式驅動活塞50但活塞50圍繞縱向軸L-L自由旋轉。 活塞桿52之第二端104至少部分安置於活塞頭54之孔112內。第二端104緊固於孔112內，藉此將活塞桿52附接至活塞頭54。第二端104可以任何適合之方式緊固至孔112內。例如，活塞桿52及活塞頭54可分開形成且隨後(諸如)藉由安置於第二端104上之與安置於孔112內之內部螺紋配接之外部螺紋、藉由黏合、藉由焊接或藉由任何其他適合之方法附接。活塞桿52及活塞頭54亦可一體地形成，使得活塞50為一單件結構。 活塞頭54安置於氣缸56內且將氣缸56分為第一流體腔室114及第二流體腔室116。凹槽108安置於活塞桿52之一外部與活塞頭54之一內部之間，且凹槽沿活塞桿52延伸至第二流體腔室116內。凹槽108在成角度表面110中終止，且各成角度表面110經定向沿相同圓周方向圍繞活塞桿52排出流體。成角度表面110可為經構形以沿自縱向軸L-L偏移之一方向引導流體之一凹槽108之任何部分。例如，凹槽108之一完整長度可自縱向軸L-L偏移，且在此一例項中，凹槽108之完整長度將包括成角度表面110。 第一止回閥98安裝於進流殼體58中。滾珠罩118安置於進流殼體58內，且第一滾珠120安置於滾珠罩118內。第一底座122安置於滾珠罩118與進流殼體58之入口埠68之間。接腳124延伸通過滾珠罩118且安置於第一滾珠120之一下游側上。密封件136b安置於進流殼體58與滾珠罩118之間以防止進流殼體58與滾珠罩118之間之流體之洩漏。 第二止回閥100安置於活塞頭54之中心孔133內，且具體言之安置於上游孔113內。第二底座128安置於上游孔113內，且固持器130 (諸如)利用螺紋接合上游孔113之一內部表面以將第二底座128緊固至上游孔113內。第二滾珠126安置於中心孔133內之第二底座128與活塞桿52之上游面106之間。相對於活塞頭54固定第二底座128及固持器130。第二滾珠126在一閉合位置(其中第二滾珠126抵靠第二底座128)與一敞開位置(其中第二滾珠126抵靠上游面106)之間可移動。密封件136c安置於第二底座128與活塞頭54之間以防止通過活塞頭54之流體之洩漏。 加壓密封件102a安置於氣缸56與活塞桿52之第一端84之間。蓋63及襯墊螺母65附接至氣缸56之下游端64且將加壓密封件102a固持於氣缸56內。當活塞桿52在操作期間相對於氣缸56移動時，加壓密封件102a相對於氣缸56保持靜止。墊圈132a環繞且緊密介接活塞桿52之第一端84以圍繞第一端84產生一密封。圍繞第一端84之密封防止流體圍繞活塞桿52洩漏至氣缸56之下游端64之外。加壓密封件102b安置於活塞頭54與氣缸56之間。類似於加壓密封件102a，當活塞頭54在操作期間相對於氣缸56移動時，加壓密封件102b相對於氣缸56保持靜止。墊圈132b環繞且緊密介接活塞頭54以產生一密封。在加壓密封件102a與第一端84及加壓密封件102b與活塞頭54之間產生之密封促進氣缸56中之汲取流體至內且驅散氣缸56中之流體之一真空狀況。儘管加壓密封件102a及加壓密封件102b經描述為當活塞50在氣缸56內往復移動時相對於氣缸56保持靜止，但應瞭解加壓密封件102a及/或加壓密封件102b可安裝至活塞50，使得加壓密封件102a及/或加壓密封件102b相對於氣缸56與活塞50移動。應注意，總而言之活塞(包含活塞頭及活塞桿)及/或墊圈132以一往復方式相對於氣缸56及/或墊圈132線性平移以泵抽流體。 密封壓蓋134a固持墊圈132a，且密封壓蓋134b固持墊圈132b。儘管一單一密封壓蓋134經繪示用於墊圈132a及132b之各堆疊，但應瞭解一對密封壓蓋134，諸如安置於上游側上之一第一密封壓蓋及安置於墊圈之一堆疊之下游側之一第二密封壓蓋，可用於固持墊圈132a及132b。儘管排量式泵18繪示為包含兩個加壓密封件102，但應瞭解排量式泵18可包含加壓密封件102之一更多或更少數目。 活塞50藉由一驅動機構(諸如往復驅動器20)沿縱向軸L-L經驅動通過一上衝程及一下衝程以將流體汲取至內且向下游驅動排量式泵18中之流體。在一上衝程期間，在下游方向中沿縱向軸L-L拉伸活塞50。當活塞50沿下游方向移動時，歸因於活塞頭54沿下游方向偏移，第一流體腔室114膨脹且第二流體腔室116收縮。膨脹之第一流體腔室114經歷使得第一滾珠120自抵靠第一底座122轉變至抵靠接腳124之一真空狀況。由於第一滾珠120抵靠接腳124，所以一流動路徑打開通過第一止回閥98，且通過入口埠68及第一止回閥98將流體汲取至第一流體腔室114內。在上衝程期間，第二滾珠126被迫進入第二底座128上且與第二底座128形成一密封以防止第二流體腔室116內之流體向上游流動至第一流體腔室114內。由於第二流體腔室116之容積減少，所以第二流體腔室116內之流體向下游驅動通過氣缸56中之出口埠66。 一上衝程之後，活塞50倒轉衝程且經驅動通過一下衝程。在一下衝程期間，沿上游方向驅動活塞50。在下衝程期間，第一流體腔室114之容積收縮且第二流體腔室116之容積膨脹。由於活塞50自上衝程變為下衝程，所以第二滾珠126自接合第二底座128轉變為抵靠上游面106，從而提供通過第二止回閥100之一流動路徑。由於第二滾珠126抵靠上游面106，所以流體能夠自第一流體腔室114向下游流動至第二流體腔室116內。由於第二滾珠126轉變為抵靠上游面106，所以第一滾珠120自抵靠接腳124轉變為接合第一底座122。接合第一底座122之第一滾珠120關閉第一止回閥98，使得防止流體自第一流體腔室114向後流動通過入口埠68。出口埠66與第二流體腔室116無阻礙地流體連通，且如所明白，在活塞50之上衝程及下衝程期間向下游驅動流體通過出口埠66。 由於活塞50行進通過下衝程，所以第一流體腔室114內之流體流動通過活塞頭54、第二止回閥100及凹槽108以進入第二流體腔室116。流體沿安置於活塞桿52之第二端104上之凹槽108在上游面106與第二流體腔室116之間流動。凹槽108因此提供使得流體流動至第二流體腔室116內之一流動路徑。凹槽108可經構形以提供使得流體自第一流體腔室114流動至第二流體腔室116之唯一之流動路徑。在所展示之實施例中，不提供除凹槽108外之使得流體自第一流體腔室114流動至第二腔室116之替代路徑。依此方式，凹槽108係活塞50內之內部流體通道，藉由活塞50之往復移動迫使正經泵抽之流體通過該內部流體通道流動。當流體沿凹槽108流動時，成角度表面110以自縱向軸L-L偏移且實質上相對於活塞桿52之圓周切向之一角度引導流體。沿成角度表面110流動之流體在活塞桿52上加諸一力矩，使得活塞桿52扭轉。該力矩使得活塞桿52 (且因此活塞50)圍繞縱向軸L-L圓周旋轉。凹槽108之成角度表面110經定位以沿自縱向軸偏移之一或多個定向自活塞50排出流體以在活塞50上加諸圍繞縱向軸之力矩以使得活塞50在其往復移動期間旋轉。沿一或多個定向排出流體漸進地使得活塞50在各往復循環中圍繞縱向軸L-L旋轉，使得活塞50在多個往復循環中完成一完整360度旋轉。 如所展示，成角度表面110經構形以沿大體上相同之圓周方向排出流體。因而，在各成角度表面110處加諸於活塞桿52上之力矩累積。在其中加壓密封件102a或102b相對於氣缸56保持靜止之實施例中，活塞50相對於加壓密封件102a及120b旋轉。在其中加壓密封件102a及120b安裝於活塞50上且與活塞50移動之實施例中，加壓密封件102相對於氣缸56與活塞50旋轉。 活塞50、氣缸56、進流殼體58、固持器130、滾珠罩118及接腳124可自任何類型之鋼、黃銅、鋁或其他適合之金屬加工或鍛造。特定言之，活塞桿52及活塞頭54可自硬化440C不鏽鋼形成。活塞桿52可沿與墊圈132a介接之彼等表面鍍鉻。活塞桿52及活塞頭54可分開製作。凹槽108及成角度表面110可由任何適合之製造技術形成，諸如自活塞桿52之一側之平坦或滾珠端研磨或自活塞桿52之一端之鑽孔。凹槽108及成角度表面110亦可為就地鑄造。在形成成角度表面110之後，活塞桿52及活塞頭54可經結合以形成活塞50。滾珠罩118亦可自一聚合物模製。墊圈132a及132b可自皮革、聚合物或其他適合之密封材料形成。第一底座122及第二底座128可由一高強度材料形成，諸如碳化鎢。第一滾珠120及第二滾珠126可由不鏽鋼或其他適合之材料形成以用於分別與第一底座122及第二底座128形成一密封。 使得活塞50相對於氣缸56旋轉提供顯著優勢。在加壓密封件102a及120b相對於氣缸56保持靜止之處，加壓密封件102a及120b之墊圈132介接且密封抵於活塞桿52及活塞頭54。在加壓密封件102a及120b相對於氣缸56與活塞50往復移動之處，加壓密封件102a及120b之墊圈132介接且密封抵於氣缸56。介接表面歸因於介接表面處之緊密介面配裝而經歷磨損及腐蝕。再者，粗砂及流體中之其他固體可安置於介接表面之間，藉此引起介接表面上之加速磨損。粗砂及其他固體可使得墊圈132不對稱地磨損。不對稱磨損導致流體在介接表面之間之更大之滲透，從而導致活塞50之不平衡往復移動且潛在產生穿過加壓密封件102a及120b之允許流體流動通過加壓密封件102a及120b之旁路通道。當活塞50在氣缸56內往復移動時使得活塞50連續旋轉引發墊圈132之對稱磨損。若粗砂或其他固體安置於介接表面之間，則使得活塞50旋轉分佈由粗砂及其他固體圍繞介接表面之圓周引起之磨損。使得活塞旋轉藉此最小化形成一旁路通道之可能性，從而防止墊圈132提前失效。對稱磨損亦防止活塞50之不平衡，因為墊圈132a及132b上之對稱磨損確保在墊圈132a及132b上加諸之力均勻分佈。 圖4A係活塞50之一組裝等角視圖。圖4B係活塞50之一分解等角視圖。將一起討論圖4A及圖4B。活塞50包含活塞桿52及活塞頭54。活塞桿52包含活塞桿本體83，且活塞桿本體83包含第一端84及第二端104。第一端84包含頭86及頸88。第二端104包含上游面106、凹槽108及***線138。凹槽108包含成角度表面110且***線138包含棒連接部分140。展示活塞頭54之孔112，且孔112包含活塞連接部分142。 頭86及頸88安置於活塞桿52之第一端84之一遠端處。第一端84之遠端經構形以延伸穿出一泵殼體之外，諸如氣缸56 (最佳見於圖3A及圖3B)，且頭86及頸88經構形以接合一驅動機構，諸如往復驅動器20 (在圖1B及圖2中展示)。活塞桿52之第二端104至少部分延伸至活塞頭54之孔112內，其中上游面106安置於孔112內。凹槽108及***線138沿第二端104延伸且在孔112之外部終止。儘管凹槽108描述為在孔112之外部終止，但應瞭解凹槽108可在孔112之外部延伸任何所要距離，使得向下游通過凹槽108引入流體。因而，凹槽108可部分與活塞頭54重疊且部分曝露。***線138可表示一活塞桿52之本體中之一恆徑，使得藉由將材料自活塞桿52之第二端104移除而形成凹槽108。如所繪示，成角度表面110安置於凹槽108之一下游端處，但應瞭解成角度表面110可沿任何長度延伸，包含凹槽108之一完整長度。例如，凹槽108可相對於縱向軸L-L成角度，使得凹槽108之一完整長度包括一成角度表面110。 ***線138安置於凹槽108之間且分割凹槽108，使得凹槽108可在***線138之間凹入。棒連接部分140沿***線138之一上游部分延伸，但棒連接部分140可沿***線138之任何所要長度延伸。活塞連接部分142安置於孔112之一內部表面上且可完全圍繞孔112之內部表面延伸。棒連接部分140可包含用於與活塞連接部分142介接之任何適合之特徵，藉此以將活塞桿52緊固至活塞頭54。如所展示，棒連接部分140可包含外部螺紋且活塞連接部分142可包含經構形以與該外部螺紋配接之內部螺紋。在棒連接部分140包含外部螺紋處，該外部螺紋可受限於***線138，使得外部螺紋被凹槽108中斷。除了與螺紋連接外，棒連接部分140亦可黏合或焊接至活塞連接部分142。再者，棒連接部分140可與活塞連接部分142一體地形成，使得活塞50為一單件結構。 在操作期間，沿縱向軸L-L以一往復方式驅動活塞50。如以上所討論，一流體在孔112之一上游端處進入活塞頭54且流動通過孔112至活塞頭54之下游端。當流體向下游流動通過孔112時，流體遇到活塞桿52之上游面106且流動通過凹槽108。當流體流動通過凹槽108時，流體遇到成角度表面110且在成角度表面110上施加一力。各成角度表面110經定向以沿相同於其他成角度表面110之圓周方向引導流體。因而，在各成角度表面110處加諸於活塞桿52上之力矩累積，且該累積之力使得活塞50圍繞縱向軸L-L旋轉。以一往復方式驅動活塞50，因此引發活塞50之旋轉。 一旋轉活塞50提供顯著優勢。旋轉活塞50引發墊圈132 (圖3B中展示)及排量式泵中之其他內部組件之對稱磨損。若粗砂或懸浮在流體中之其他固體安置於介接表面之間，諸如在墊圈132與活塞50之間或在墊圈132與氣缸56 (最佳見於圖3B)之間，則旋轉活塞50分佈由粗砂及其他固體圍繞介接表面之圓周引起之磨損。旋轉活塞50藉此最小化形成通過墊圈132之一旁路通道之可能性，藉此防止墊圈132提前失效。對稱磨損亦防止活塞50之不平衡，因為墊圈132a及132b上之對稱磨損確保在墊圈132a及132b上加諸之力均勻分佈。 再者，一兩片旋轉活塞50提供顯著優勢。在棒連接部分140包含外部螺紋且活塞連接部分142包含內部螺紋之處，成角度表面110經構形以使得活塞50旋轉，使得活塞桿52與活塞頭54自我緊固。例如，在棒連接部分140上之外部螺紋包括一右旋螺紋之處，成角度表面110引發活塞50之順時針旋轉，如由箭頭CW指示。類似地，在棒連接部分140上之外部螺紋包括一左旋螺紋之處，成角度表面110經定向以引發活塞50之逆時針旋轉，如由箭頭CCW指示。在任一實施例中，由遇到成角度表面110之流體加諸於活塞桿52之力矩使得活塞桿52緊固至活塞頭54上，從而亦防止活塞頭54在操作期間自活塞桿52旋開。 圖5A係活塞桿52之一等角視圖。圖5B係展示流動向量144之活塞桿52之一示意圖，流動向量144表示在泵抽期間自活塞50排出之流體之流動定向。活塞桿52包含活塞桿本體83，且活塞桿本體83包含第一端84及第二端104。第一端84包含頭86及頸88，且第二端104包含上游面106、凹槽108及***線138。凹槽108包含成角度表面110，且***線138包含棒連接部分140及軸向阻擋器146。成角度表面110沿流動向量144引導一流體。 頭86及頸88安置於活塞桿52之第一端84之一遠端處。頭86及頸88經構形以連接至一驅動機構，諸如往復驅動器20 (圖1B中展示)，使得軸向及橫向固持頭86及頸88，但不防止其等圍繞縱向軸L-L旋轉。 相對於第一端84安置活塞桿52之第二端104。凹槽108及***線138沿活塞桿52之第二端104自上游面106延伸。在所繪示之實施例中，成角度表面110安置於凹槽108之一端子下游端處。然而，應瞭解成角度表面110可包括任何部分，包含凹槽108之一完整長度。***線138可為活塞50之無槽部分之一恒徑，且凹槽108可為形成於***線138之間之凹陷。在所展示之實施例中，四個凹槽108圍繞活塞桿52之一圓周均勻排列，且四個凹槽108由四條***線138分離。然而應瞭解，活塞桿52可包含任何所要數目之凹槽108。例如，活塞桿52可包含比四個凹槽108更多或更少之凹槽，且可在一不對稱構形中包含一單一凹槽108。凹槽108形成為***線138之間之凹陷，且應瞭解，凹槽108可以任何所要之形式形成。例如，凹槽108可自活塞桿52之一側研磨或可自活塞桿52之一上游端鑽孔而成。再者，儘管各凹槽108描述為包含成角度表面110，但應瞭解少於所有凹槽108可包含成角度表面110。例如，在活塞桿52包含一個以上凹槽108之處，一單一凹槽108可包含成角度表面110以引發活塞桿52之旋轉。 棒連接部分140沿***線138之一上游部分延伸且在軸向阻擋器146中終止。棒連接部分140經構形以與活塞連接部分142 (圖4B中展示)配接。軸向阻擋器146經構形以抵靠活塞頭54 (圖3A至圖4B中展示)之一下游邊緣以限制第二端104延伸至活塞頭54之孔112 (最佳見於圖3B)內之一距離。依此方式，軸向阻擋器146確保上游面106與第二滾珠126 (圖3B中展示)間隔，使得第二滾珠126能夠偏移至其中第二滾珠126抵靠上游面106之一敞開位置。 當在操作期間驅動活塞桿52時，流體遇到上游面106且向下游進行通過凹槽108。流體遇到成角度表面110，且成角度表面110重引導流體流動通過凹槽108。當重引導流體時，流體在成角度表面110上加諸一力。將在成角度表面110處經歷之力傳輸至活塞桿52且引發活塞桿52圍繞縱向軸L-L之一旋轉。成角度表面110可在自縱向軸L-L偏移之任何角度引導流體且可沿實質上切向於活塞桿52之圓周之一方向引導流體。成角度表面110各經定向以沿大體上相同之圓周方向(順時針或逆時針)排出流體，使得在活塞桿52上加諸之力矩累積且不彼此抵消。因而，各力矩使得活塞桿52經歷之總力矩增加，從而進一步引發活塞桿52之旋轉。 如圖5B中展示，成角度表面110之定向經構形以沿不與縱向軸L-L對準之一向量144引導流體。沿向量144排出流體在活塞桿52上加諸一力矩。各向量144實質上切向於縱向軸L-L且沿實質上相同之圓周方向定向各向量144。由於沿實質上相同之圓周方向定向各向量144，所以當排出流體時在活塞桿52上加諸之力矩累積。旋轉力矩引發活塞桿52圍繞縱向軸L-L之旋轉。儘管向量144展示為大體上逆時針延伸，藉此在活塞桿52上加諸一順時針旋轉(由箭頭CW指示)，但應瞭解若凹槽之形狀改變，則向量144可大體上順時針(由虛線展示)延伸以在活塞桿52上加諸一逆時針旋轉(由虛線箭頭CCW指示)。 圖6A係活塞50'之一等角視圖。圖6B係沿圖6A之線B-B取得之活塞50'之一截面圖。圖6C係展示流動向量144之活塞50'之一示意圖。將一起討論圖6A至圖6C。活塞50'包含活塞桿52'及活塞頭54'。活塞桿52'包含活塞桿本體83'、第一端84'及第二端104'，且第一端84'包含頭86'及頸88'。第二端104'包含中心孔148及側孔150。側孔150包含成角度表面110'。 在所展示之實施例中，活塞桿52'及活塞頭54'一體地形成，使得活塞桿50'係一單件結構。然而應瞭解，活塞桿52'及活塞頭54'可分開形成且在組裝期間連接，類似於活塞桿52及活塞頭54，諸如在活塞桿52'包含經構形以與活塞頭54'上之螺紋配接之螺紋之處，或在活塞桿52'黏合或焊接至活塞頭54'之處。 中心孔148延伸通過與縱向軸L-L共軸之活塞50'。中心孔148延伸通過活塞頭54'進入活塞桿52'之第二端104'內。儘管中心孔148描述為與縱向軸L-L共軸地延伸，但應瞭解中心孔148不必與縱向軸L-L對準，且活塞50'亦可包含通過活塞50'排列之多個中心孔148。活塞50'經構形以在任何適合之排量式泵中使用，諸如排量式泵18 (圖1A至圖3B中展示)。實際上，活塞50'可用作為用於活塞50之一替代部件。 側孔150延伸至活塞桿52'之第二端104'內且與中心孔148流體連通。成角度表面110'安置於側孔150中且經構形以沿由流動向量144表示之一定向將一流體引導至活塞50'之外。沿流動向量144流動之流體相對於縱向軸L-L成角度且經引導大體上切向於活塞桿52'之一圓周。流動抵於成角度表面110'且藉此經重引導且排出之流體在活塞桿52'上加諸一旋轉力矩。活塞可包含一單一側孔150或延伸通過活塞50'且與中心孔148流體連通之多個側孔150。在活塞50'包含多個側孔150之處，至少一個側孔150可包含成角度表面110'且引發活塞50'之旋轉。在多個側孔150包含成角度表面110'之處，各成角度表面110'經定向沿大體上相同之圓周方向排出流體。因而，在各成角度表面110'處加諸於活塞桿52'上之力矩累積。 在圖6C中，展示流動向量144，流體沿該流動向量144自側孔150排出。成角度表面110'沿不與縱向軸L-L對準之流動向量144引導泵抽之表面。沿流動向量144引導流體在活塞桿52'上加諸一力矩，此係因為流體在成角度表面110'上施加一力。各流動向量144安置於與縱向軸L-L成一角度處且實質上切向於活塞桿52'之一圓周。另外，各流動向量144沿實質上相同之圓周方向定向，使得當沿流動向量144排出流體時在活塞桿52'上加諸之力矩累積。旋轉力矩使得活塞桿52'圍繞縱向軸L-L旋轉。如所展示，流動向量144大體上逆時針延伸，藉此在活塞桿52'上加諸一順時針旋轉(由箭頭CW指示)。然而應瞭解，向量144可大體上順時針延伸(由虛線指示)以在活塞桿52'上加諸一逆時針旋轉(由虛線箭頭CCW指示)。再者，在活塞50'係一兩片結構之處，像活塞50 (最佳見於圖3B至圖4B)，且活塞桿52'及活塞頭54'藉由螺合連接，流動向量144可經構形以引發活塞桿52沿相同於螺合之方向旋轉，使得活塞頭52'之旋轉使得活塞桿52'緊固至活塞頭54'內。 圖7A係活塞50"之一分解圖。圖7B係活塞頭54"之一等角視圖。圖7C係沿圖7B中之線C-C取得之活塞頭54"之一截面圖。將一起討論圖7A至圖7C。活塞50"包含活塞桿52"及活塞頭54"。活塞頭54"包含中心孔133"。活塞頭54"進一步包含孔112"及上游孔113"，在所展示之實施例中，孔112"及上游孔113"分別形成中心孔133"之一下游部分及一上游部分。孔112"包含凹槽108"及活塞連接部分142"，且凹槽108"包含成角度表面110"。活塞桿52"包含活塞桿本體83"，且活塞桿本體83"包含第一端84"及第二端104"。第一端84"包含頭86"及頸88"。第二端104''包含棒連接部分140''。 中心孔133''自一上游端延伸通過活塞頭54''至一下游端。孔112"在活塞頭54"之一下游端上打開且上游孔113"在活塞頭54"之一上端上打開。孔112"與上游孔113"流體連通。凹槽108"在孔112"內延伸，且活塞連接部分142''安置於凹槽108''之間。凹槽108"圍繞孔112"之一內部螺旋，且活塞連接部分142"類似地圍繞孔112"之一內部螺旋。 活塞桿52"經構形以附接至活塞頭54"而形成一活塞。活塞桿本體83''在第一端84''與第二端104''之間伸長。第一端84''類似於第一端84'及第一端84，在於第一端84"經構形以與一驅動機構連接，諸如往復驅動器20 (在圖1B及圖2中展示)，該驅動機構與第一端84"連接且驅動第一端84"，使得活塞50"能夠圍繞縱向軸L-L旋轉。因而，可藉由驅動機構軸向及橫向固持頭86"，而驅動結構不與頭86"或活塞桿52"圍繞縱向軸L-L之旋轉移動介接。活塞桿52"之第二端104"至少部分安置於孔112"內，其中棒連接部分140''與活塞連接部分142''介接以將活塞桿52''緊固至活塞頭54''。棒連接部分140''及活塞連接部分142''可以任何所要方式結合。例如，棒連接部分140''可包含一第一組螺紋且活塞連接部分142''可包含經構形以與第一組螺紋配接之一第二組螺紋。替代地，棒連接部分140''可黏合或焊接至活塞連接部分142''。活塞桿52''及活塞頭54''亦可在一單件構形中一體地形成為一單一部件。在活塞桿52''及活塞頭54''可分離之處，諸如在活塞桿52"螺合至活塞頭54"之處，僅需要替換活塞桿52''及活塞頭54''之一者(歸因於該部件之失效)。例如，若活塞桿52"將失效，則失效之活塞桿52"可與活塞頭54"斷接且用一功能活塞桿52"替換。僅替換活塞頭54''及活塞桿52''之一者減少成本及材料浪費。 凹槽108''係圍繞孔112''圓周地安置之凹陷，使得流體在第二端104''之一外部圓周與活塞頭54''之間流動。凹槽108"類似於凹槽108 (圖3B至圖5中展示)，因為凹槽108"及凹槽108兩者提供使得一流體在一活塞桿與一活塞之間流動之流動路徑。凹槽108"圍繞縱向軸L-L螺旋，使得成角度表面110"包括凹槽108"之一完整長度。成角度表面110"將流體引導至一下游流體腔室內，諸如第二流體腔室116 (在圖3B中展示)，使得當流體離開凹槽108''時流體實質上切向於活塞桿52"之一圓周流動。在操作期間，活塞頭54''及活塞桿52''沿縱向軸L-L往復移動(類似於活塞50)以驅動一流動向下游通過活塞頭54''。應瞭解，活塞頭54''及活塞桿52''可與任何適合之泵搭配使用，諸如排量式泵18 (圖1A至圖3B中展示)，包含一單動或一雙動泵。 使得流體在凹槽108"內沿成角度表面110"流動在活塞頭54"上加諸一力矩。成角度表面110"安置於相對於縱向軸L-L之一角度處，使得以相對於縱向軸L-L之一角度引導流體之流動，且使得流體沿實質上切向於活塞桿52"之一圓周之一流動向量離開凹槽108"。所有凹槽108"沿相同之圓周方向圍繞孔112"延伸，使得加諸於成角度表面110"上之力矩累積。當流體流動通過凹槽108"時，由流體加諸之力矩使得活塞頭54"圍繞縱向軸L-L旋轉。引發活塞頭54"之旋轉使得活塞桿52"歸因於活塞頭54"與活塞桿52"之連接而類似地圍繞縱向軸L-L旋轉 在操作期間，流體通過上游孔113''進入活塞頭54''且流動至孔112"。流體遇到活塞桿52''之第二端104''之一上游遠端且流動通過凹槽108''。因此，流體設置為向下游通過安置於活塞頭54''之一內部表面上之凹槽108''。由於凹槽108''安置於活塞頭54''之內部表面上，所以活塞桿52''可由一單件結構組成，而無需延伸通過活塞桿52''之任何孔或其他通道。依此方式，簡化活塞桿52''之製造且減少活塞桿52''之成本。 活塞桿52''及活塞頭54''可自金屬加工或鑄造，諸如任何類型之鋼、黃銅、鋁或其他適合之金屬。特定言之，活塞桿52''及活塞頭54''可自硬化440C不鏽鋼形成。活塞桿52''可沿與墊圈132a (圖3B中展示)介接之彼等表面鍍鉻。活塞桿52''及活塞頭54''可分開製作。凹槽108"及成角度表面110"可由任何適合之製造技術形成，諸如自活塞桿52''之一側之平坦或滾珠端研磨或自活塞桿52''之一端之鑽孔。凹槽108''及成角度表面110"亦可為就地鑄造。在形成凹槽108''及成角度表面110"之後，活塞桿52''及活塞頭54''可經結合以形成一活塞。 一兩部件之活塞50"提供顯著優勢。在活塞桿52''及活塞頭54''可分離之處，諸如在活塞桿52''螺合至活塞頭54''之處，歸因於該部件之失效僅需要替換活塞桿52''及活塞頭54''之一者。例如，若活塞桿52''將失效，則失效之活塞桿52''可與活塞頭54''斷接且由一功能活塞桿52''替換。僅替換活塞頭54''及活塞桿52''之一者減少成本及材料浪費。再者，成角度表面110"可經定向引發旋轉，使得活塞頭54"螺合至活塞桿52"上。因而，使得一旋轉方向與一螺紋方向對準使得活塞頭54''及活塞桿52''自我緊固。 凹槽108''及成角度表面110"提供顯著優勢。在操作期間，流體在活塞頭54"上加諸一旋轉力矩。旋轉活塞頭54"使得活塞桿52"類似地旋轉，藉此使得活塞50"旋轉。旋轉活塞50"使得排量式泵內之密封表面經歷均勻磨損。使得活塞旋轉藉此增加排量式泵之壽命及效率。另外，在活塞頭54"上開槽提供優勢，因為當活塞頭54"結合至一無槽活塞桿時，活塞頭54"可用於加諸旋轉，藉此減少建構成本。 儘管已參考一(若干)實例性實施例描述本發明，但熟習技術者將瞭解可在不違背本發明之範疇之情況下作出各種改變且可用等效物替代其之元件。另外，可在不違背本發明之關鍵範疇之情況下根據本發明之教示作出諸多修改以適應一特定情況或材料。因此，本發明不意欲限制於所揭示之(若干)特定實施例，而是本發明將包含落於隨附申請專利範圍之範疇內之所有實施例。
10‧‧‧流體配送系統
12‧‧‧框架
14‧‧‧馬達區段
16‧‧‧驅動殼體
18‧‧‧排量式泵
20‧‧‧驅動殼體
22‧‧‧控制系統
24‧‧‧進流軟管
26‧‧‧供應軟管
28‧‧‧配送軟管
30‧‧‧殼體蓋
32‧‧‧把手
34‧‧‧馬達殼體
36‧‧‧驅動齒輪
38‧‧‧上部分
40‧‧‧下部分
42‧‧‧齒輪孔
44‧‧‧鏈接孔
46‧‧‧安裝空腔
48‧‧‧防護裝置
50‧‧‧活塞
50'‧‧‧活塞
50''‧‧‧活塞
52‧‧‧活塞桿
52'‧‧‧活塞桿
52''‧‧‧活塞桿
54‧‧‧活塞頭
54'‧‧‧活塞頭
54''‧‧‧活塞頭
56‧‧‧氣缸
58‧‧‧進流殼體
60‧‧‧夾箝
62‧‧‧上游端
63‧‧‧蓋
64‧‧‧下游端
65‧‧‧墊圈
66‧‧‧出口埠
68‧‧‧入口埠
70‧‧‧連接棒
72‧‧‧驅動鏈接
74‧‧‧控制殼體
76‧‧‧進流配件
78‧‧‧供應配件
80a‧‧‧緊固件
80b‧‧‧緊固件
82‧‧‧第一凸緣
83‧‧‧活塞桿本體
83'‧‧‧活塞桿本體
83''‧‧‧活塞桿本體
84‧‧‧第一端
84'‧‧‧第一端
84''‧‧‧第一端
86‧‧‧頭
86'‧‧‧頭
86''‧‧‧頭
88‧‧‧頸
88'‧‧‧頸
88''‧‧‧頸
90‧‧‧安裝環
92‧‧‧緊固環
94‧‧‧驅動空腔
96‧‧‧第二凸緣
98‧‧‧第一止回閥
100‧‧‧第二止回閥
102a‧‧‧加壓密封件
102b‧‧‧加壓密封件
104‧‧‧第二端
104'‧‧‧第二端
104''‧‧‧第二端
106‧‧‧上游面
108‧‧‧凹槽
108''‧‧‧凹槽
110‧‧‧成角度表面
110'‧‧‧成角度表面
110''‧‧‧成角度表面
112‧‧‧孔
112''‧‧‧孔
113‧‧‧上游孔
113''‧‧‧上游孔
114‧‧‧第一流體腔室
116‧‧‧第二流體腔室
118‧‧‧滾珠罩
120‧‧‧第一滾珠
122‧‧‧第一底座
124‧‧‧接腳
126‧‧‧第二滾珠
128‧‧‧第二底座
130‧‧‧固持器
132a‧‧‧墊圈
132b‧‧‧墊圈
133‧‧‧中心孔
133''‧‧‧中心孔
134a‧‧‧密封壓蓋
134b‧‧‧密封壓蓋
136a‧‧‧密封件
136b‧‧‧密封件
136c‧‧‧密封件
138‧‧‧***線
140‧‧‧棒連接部分
140''‧‧‧棒連接部分
142‧‧‧活塞連接部分
142''‧‧‧活塞連接部分
144‧‧‧流動向量
146‧‧‧軸向阻擋器
148‧‧‧中心孔
150‧‧‧側孔
B-B‧‧‧線
C-C‧‧‧線
CCW‧‧‧箭頭
CW‧‧‧箭頭
L-L‧‧‧縱向軸
圖1A係一流體配送系統之一等角視圖。 圖1B係圖1A之流體配送系統之一分解圖。 圖2係展示一排量式泵與一往復驅動器之連接之一流體配送系統之一部分前視圖。 圖3A係一流體泵之一等角視圖。 圖3B係沿圖3A之線A-A取得之圖3A之流體泵之一截面圖。 圖4A係一活塞桿及活塞頭之一組裝之等角視圖。 圖4B係圖4A之活塞桿及活塞頭之一分解等角視圖。 圖5A係一活塞桿之一等角視圖。 圖5B係圖5A之活塞桿之一旋轉之一示意圖。 圖6A係一活塞之一等角視圖。 圖6B係沿圖6A之線B-B取得之圖6A之活塞之一截面圖。 圖6C係圖6A之活塞桿之一旋轉之一示意圖。 圖7A係一活塞之一分解圖。 圖7B係一活塞之一等角視圖。 圖7C係圖7B之活塞之一截面圖。
18‧‧‧排量式泵
50‧‧‧活塞
52‧‧‧活塞桿
54‧‧‧活塞頭
56‧‧‧氣缸
58‧‧‧進流殼體
62‧‧‧上游端
63‧‧‧蓋
64‧‧‧下游端
65‧‧‧墊圈
68‧‧‧入口埠
83‧‧‧活塞桿本體
84‧‧‧第一端
86‧‧‧頭
88‧‧‧頸
98‧‧‧第一止回閥
100‧‧‧第二止回閥
102a‧‧‧加壓密封件
102b‧‧‧加壓密封件
104‧‧‧第二端
106‧‧‧上游面
108‧‧‧凹槽
110‧‧‧成角度表面
112‧‧‧孔
113‧‧‧上游孔
114‧‧‧第一流體腔室
116‧‧‧第二流體腔室
118‧‧‧滾珠罩
120‧‧‧第一滾珠
122‧‧‧第一底座
124‧‧‧接腳
126‧‧‧第二滾珠
128‧‧‧第二底座
130‧‧‧固持器
132a‧‧‧墊圈
132b‧‧‧墊圈
133‧‧‧中心孔
134a‧‧‧密封壓蓋
134b‧‧‧密封壓蓋
136a‧‧‧密封件
136b‧‧‧密封件
136c‧‧‧密封件
L-L‧‧‧縱向軸

Claims (20)

  1. 一種用於藉由沿一縱向軸往復移動而泵抽流體之活塞，該活塞包括： 一活塞頭；及 一活塞桿，其附接至該活塞頭； 其中該活塞頭及該活塞桿之一者或兩者包括一或多個內部流體通道，藉由該活塞之往復移動而迫使該流體流動通過該一或多個內部流體通道；且 其中該一或多個內部流體通道經塑形以沿自該縱向軸偏移之一或多個定向將該流體自該活塞排出，藉此在該活塞上加諸圍繞該縱向軸之一力矩以使得該活塞在該活塞往復移動期間旋轉。
  2. 如請求項1之活塞，且其中 該一或多個內部通道包括一或多個成角度表面，該一或多個成角度表面經構形以在該活塞之往復移動期間沿一或多個向量重引導該流體之該流動；且 該一或多個向量之各者經定向遠離該活塞且自該縱向軸偏移，使得藉由該一或多個成角度表面沿該一或多個向量重引導該流體使得該活塞在其往復移動期間旋轉。
  3. 如請求項2之活塞，且其中： 該一或多個成角度表面包括至少兩個成角度表面； 該一或多個向量包括至少兩個向量；且 沿圍繞該活塞之該相同順時針或逆時針定向來定向所有該至少兩個向量。
  4. 如請求項2或3之活塞，其中該一或多個成角度表面包括圍繞該活塞之一圓周均勻排列之至少兩個成角度表面。
  5. 如請求項2或3之活塞，其中該一或多個成角度表面形成於該活塞頭上。
  6. 如請求項2或3之活塞，且其中： 該活塞頭包括一中心孔； 該活塞桿包括該一或多個內部流體通道及該一或多個成角度表面；且 該一或多個內部流體通道經構形以自該中心孔接收正向下游泵抽之流體。
  7. 如請求項2或3之活塞，其中該一或多個內部流體通道包括形成於該活塞桿之一外部上之一或多個凹槽且該一或多個凹槽分別包括重引導該流體之該流動之該一或多個成角度表面。
  8. 2或3之活塞，且其中： 該活塞桿包括軸向延伸通過該活塞桿之一部分之一中心孔； 該一或多個內部流體通道包括延伸通過該活塞桿且與該中心孔流體連通之一或多個側孔；且 該一或多個側孔自該中心孔內部重引導流體以將該流體沿該一或多個定向排出至該活塞外而引起該活塞旋轉。
  9. 2或3之活塞，其中以該一或多個定向將該流體自該活塞排出漸進使得該活塞在各往復循環中圍繞該縱向軸旋轉，使得該活塞在多個往復循環中作出一個完整360度旋轉。
  10. 2或3之活塞，其中該活塞頭及該活塞桿係直接彼此連接之不同部件。
  11. 如請求項10之活塞，其中該活塞頭藉由螺合直接連接至該活塞桿。
  12. 如請求項10之活塞，其中該一或多個定向皆沿圍繞該活塞之順時針或逆時針方向，且該活塞桿沿該相同順時針或逆時針方向螺合地螺入該活塞頭內，使得該活塞桿與該活塞頭之間之該螺紋連接藉由各往復循環而緊固及維持於緊固之至少一者。
  13. 2或3之活塞，其中該活塞頭及該活塞桿自金屬之一單體件形成。
  14. 2或3之活塞，其中該活塞進一步包括安置於該活塞內且與該內部流體通道排成一行之一止回閥。
  15. 一種泵，該泵包括： 前述請求項之任何者之活塞；及 一氣缸，在該氣缸內部該活塞往復移動以泵抽該流體； 其中沿一或多個定向將該流體自該活塞排出迫使該活塞相對於該氣缸旋轉。
  16. 如請求項15之泵，且其進一步包括： 一或多個密封環，其中各密封環安置於該活塞與該氣缸之間且與該活塞及該氣缸之各者接觸，且其中該一或多個密封環係自皮革、聚合物及橡膠之一或多者形成。
  17. 一種用於泵抽流體之泵，該泵包括： 一氣缸；及 一活塞，其至少部分安置於該氣缸內，該活塞具有一或多個內部通道； 其中該活塞經構形以藉由沿一縱向軸相對於該氣缸往復移動而泵抽流體，藉此迫使流體流動通過該一或多個內部流體通道；且 其中該一或多個內部流體通道分別包括經構形以沿各自該縱向軸偏移之一或多個定向將流體自該活塞排出之一或多個成角度表面，藉此在該活塞上加諸圍繞該縱向軸之一力矩以使得該活塞在其往復移動期間相對於該氣缸旋轉。
  18. 如請求項17之泵，且其進一步包括： 一或多個密封環，其中各密封環安置於該活塞與該氣缸之間且與該活塞及該氣缸之各者接觸，且其中該一或多個密封環係自皮革、聚合物及橡膠之一或多者形成。
  19. 如請求項17或18之泵，且其中： 該活塞包括一活塞頭及連接至該活塞頭之一活塞桿； 該活塞頭將該氣缸分為一上游腔室及一下游腔室；且 該活塞在該氣缸內之往復移動迫使流體自該上游腔室通過該一或多個內部流體通道進入該下游腔室；且 該一或多個成角度表面將該流體排出至該下游腔室內。
  20. 如請求項17或18之泵，且其中： 該一或多個內部流體通道包括沿該活塞桿形成之至少兩個凹槽； 該一或多個成角度表面包括分別定位於該至少兩個凹槽內之至少兩個成角度表面；且 該至少兩個成角度表面分別經構形以沿該一或多個定向之至少兩個不同定向重引導該流體以迫使該活塞相對於該氣缸旋轉。
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