[实用新型]低压低温泵组件

说明书

技术领域

本公开涉及一种低压低温泵组件，更具体来说，涉及一种用于泵送液化气的往复式活塞泵。 

背景技术

往复式活塞泵是用于在各种应用中输送加压流体。例如，往复式活塞泵正被应用到汽车应用中，以便将如液化天然气（LNG）的燃料输送至内燃机。 

在已知的汽车气体燃料系统中，已由申请人开发出用于发动机的往复式活塞泵，所述往复式活塞泵在压缩冲程后期或在动力冲程早期将燃料直接注入燃烧室中。对于这类型的直接燃料注入来说，燃料必须在高压下输送，以便克服汽缸内压并允许所需量的燃料在有限量的时间内注入。这类高压系统在至少3000psi的压力下并且有时在可达4000或5000psi的压力下将燃料输送至发动机。使燃料压力升高至这些水平的低温泵需要精密的制造并且通常是昂贵的。 

活塞泵的一个特征称为死体积，所述死体积是占据活塞缸中没有被泵活塞扫过的部分的体积。在泵活塞完全伸展时，残留在死体积中的流体不会在压缩冲程结束时排出。当活塞缩回以开始进气冲程时，如果流体是可压缩流体，或是接近其沸点的流体，那么流体的体积会膨胀并且使新流体经由进气阀的进入延迟，从而延迟进入到活塞缸中。对于低温泵来说，流体常常处于接近其沸点的温度，并且较大的死体积通常对应于在新流体被吸入活塞缸中之前的更久延迟，因此这造成了较低的泵送效率。 

因此，已知的低温泵使用各种技术来减小死体积。为实现更精确的构造与减小的死体积，许多用于制造高压低温泵的解决方案采用了制作达到严格制造公差的部件，这增加了制作的成本，并且组件被设计来允许制造期间的调整，这增加了组件的成本。例如，螺纹连接可用于将泵零件接合在一起，以便可通过调整螺纹连接来对部件之间的尺寸做出精细调整。对于高压泵来说，避免了焊接构造，因为这种构造将更大的可变性引入所组装的泵的最终几何结构中，因为焊接在一起的每个零件增加了由个别零件中的尺寸偏差引入的可变性，即使当每个零件都是在指定公差内制作时也是如此。一定量的死体积是不可避免的，因为即使是高压泵组件也需要对如热膨胀与收缩的可变作用留有一些余量（allowance）。虽然实现零死体积是不切实际的，但是已知的高压泵设计教导了使死体积减小而接近于零的技术。 

天然气作为用于汽车应用的燃料正变得更加流行，并且现在的不同类型的发动机都在针对消耗天然气来加以设计。当燃料在进气冲程期间被引入发动机的进气系统中或在压缩冲程早期被引入燃烧室中时，与直接燃料注入式发动机相比，所需的燃料供应压力是相对低的。例如，介于约100psi与可达300psi之间的气体燃料压力足以用于这种类型的大多数发动机。 

存在对低压低温泵的需要，与被设计来用于高压燃料系统的高压低温泵相比，所述低压低温泵满足对低压燃料系统的性能要求并且制造较为廉价。 

实用新型内容

公开了一种低压低温泵组件，其允许在压缩冲程结束时较大的死体积。所述低泵组件包括泵活塞，所述泵活塞可在活塞缸中在完全缩回位置与完全伸展位置之间往复移动，以便在活塞缸中界定出排量（swept volume）。所述低压低温泵组件具有死体积，所述死体积是由所述泵活塞处于所述完全伸展位置时残留在泵内部的流体体积来界 定。所述低压低温泵组件的界定所述排量和所述死体积的大小的部件都被制作成具有制造公差，当所述制造公差彼此叠加时，共同地导致得到其中所述死体积不超过所述排量的20%的一个组装活塞缸。在优选实施方案中，这些部件的所述制造公差被指定来产生介于所述排量的5%与10%之间的死体积。在其它实施方案中，所述制造公差被指定来产生介于所述排量的10%与20%之间的死体积。 

所述低压低温泵组件可包括伸长管，所述伸长管连接与驱动装置相关联的法兰和与泵装置相关联的法兰，其中所述伸长管的至少一端焊接至这些法兰中的各个法兰。 

在优选实施方案中，所描述的低压低温泵组件操纵液化气，例如天然气。所述泵可将如液化气的燃料输送至发动机。 

所述低压低温泵组件可用小于负100摄氏度的温度来操纵流体。 

附图说明

附图示出了本实用新型的特定优选实施例，但所述实施例不应视为以任何方式限制本实用新型的精神或范围。 

图1展示本实用新型的低压低温泵组件的透视图。 

图2是图1示出的泵组件的横截面视图。 

图3示意性表示了图2示出的泵组件的横截面视图。 

图4示出表示不同类型的泵的泵容积效率与死体积之间的相关性的图表。 

具体实施方式