自通风活塞孔塞的制作方法
【专利说明】自通风活塞孔塞
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年3月10日提交的序列号为N0.14/202,001的美国发明专利申请以及于2013年3月13日提交的序列号为N0.61/780，544的美国临时专利申请的优先权。在此，这些优先权申请的全部内容在与本申请保持一致的程度上以援引的方式并入本申请。
技术领域
[0003]往复式压缩机(例如，高速往复式压缩机)是容积式压缩机的一个示例，所述容积式压缩机使用由曲轴驱动的一个或者多个活塞，以便在高压条件下输送工作流体(例如，气体)。通常，活塞是中空的并且在其中具有腔。往复式压缩机典型地操作以输送压力介于约50psi至约2000psi之间的压缩气体。由于这种高压操作，气体可以进入到活塞的腔中，并且腔中的气体压力可以随着时间增大。
[0004]通常，按照由美国石油学会(API)提出的安全标准，必须使任何室或者腔通风(例如，使腔中的压力与外部压力相等)。另外，为了避免部件的过度磨损，室或者腔内的任何碎片，诸如铸砂、砂砾、因机械加工产生的碎片等包含在室或者腔内并且不应离开腔。为了满足这些要求，活塞阀或者孔塞典型地安装在活塞的外表面上，以便通过为活塞腔中的气体提供离开活塞腔的流动路径而使活塞腔通风。
[0005]图1A示出了传统活塞孔塞100的横截面图。图1B示出了活塞110的横截面图，其中活塞孔塞100安装在由活塞110的外表面124限定的孔塞孔128中。参照图1A和1B，活塞孔塞100具有轴向布置在通孔108中的球体102和弹簧104，所述通孔由活塞孔塞100轴向限定。球体102和弹簧104经由紧固件106固定在通孔108中。活塞110布置成在缸体112的孔径114中轴向往复运动。流体室116由活塞110和孔径114形成。活塞110的内表面126暴露于流体室116。流体室116中的气体可以从流体室116进入到活塞腔111中。当安装时，活塞孔塞100的底表面122暴露于活塞腔111，活塞孔塞100的顶表面120可以与活塞110的外表面124齐平。当活塞腔111中的气体的压力达到或者超过预定值时，球体102离开其座部(所述座部例如经由通孔108的肩部形成)，活塞腔111中的气体经由活塞孔塞100逸出。通孔108提供了用于使活塞腔111中的气体逸出的直的(共线)流动路径。
[0006]因为活塞孔塞100的通孔108形成直的(共线)流动路径118，所以活塞腔111内的碎片连同活塞腔111中的气体一起离开。而且，往复式压缩机的高速高压操作可以导致弹簧104的频繁断裂。因为穿过活塞孔塞100的流动路径118是共线的并且沿着活塞110在缸体112中的运动方向延伸，所以弹簧残片也可以经由通孔108离开活塞孔塞100。
[0007]因此，需要一种活塞孔塞，所述活塞孔塞使活塞腔通风并且还避免碎片离开活塞。
【发明内容】
[0008]本公开的实施例可以提供一种活塞孔塞。活塞孔塞可以具有圆柱体，所述圆柱体具有纵向轴线和外圆柱表面，所述外圆柱表面在第一表面和第二表面之间纵向延伸。第二表面可以与第一表面相对。外圆柱表面可以限定向内径向延伸的孔。孔可以具有垂直于圆柱体的纵向轴线的中心轴线。活塞孔塞还可以包括均由圆柱体限定的第一通道和第二通道。第一通道可以与第一表面和孔流体连通。第二通道可以与第二表面和孔流体连通。第一通道、第二通道和孔的至少一部分可以形成非共线流动路径。
[0009]本公开的实施例可以提供一种用于调节流体的流动的阀。阀可以限定进口通道，所述进口通道构造成接收流体。进口通道可以终止于孔，所述孔限定在阀中并且从阀的外表面向内径向延伸。孔可以具有垂直于阀的纵向轴线的中心轴线。阀还可以限定出口通道，所述出口通道构造成排出流体。出口通道也可以终止于孔。进口通道、孔和出口通道可以形成非共线流动路径。
[0010]本公开的实施例可以提供一种往复式压缩机。往复式压缩机可以包括具有孔径的壳体、可滑动地布置在孔径中的活塞和布置在活塞中的活塞孔塞。活塞和孔径可以在它们之间限定室。活塞可以具有与室流体连通的内表面和与内表面相对的外表面。活塞孔塞可以布置在限定在活塞的外表面上的孔塞孔中。活塞孔塞可以经由活塞孔塞和孔塞孔之间的过盈配合而保持在孔塞孔中。此外，活塞孔塞可以限定非共线流动路径，所述非共线流动路径构造成限制非流体物质通过其中。
【附图说明】
[0011]通过结合附图阅读以下详细描述，将更好地理解本公开。应当强调的是，根据工业中的标准惯例，不必按照比例绘制多种特征。实际上，为了讨论的清楚，可以任意增加或者减小多种特征的尺寸。附图中:
[0012]图1A示出了传统活塞孔塞的横截面图。
[0013]图1B示出了在其中安装有图1A的传统活塞孔塞的活塞的横截面图。
[0014]图2A示出了根据所公开的示例性实施例的活塞孔塞的俯视图。
[0015]图2B示出了根据所公开的示例性实施例的图2A的活塞孔塞的横截面图。
[0016]图2C示出了根据所公开的示例性实施例的、移除了球体、弹簧和紧固件的图2A和图2B的活塞孔塞。
[0017]图3A示出了根据所公开的示例性实施例的、具有直螺纹的图2A至图2C的活塞孔塞。
[0018]图3B示出了根据所公开的示例性实施例的、具有锥螺纹的图2A至图2C的活塞孔塞。
【具体实施方式】
[0019]应当理解的是，以下公开描述了若干示例性实施例，用于实施本发明的不同特征、结构或者功能。在下文中描述了组件、布置方案和构造的示例性实施例以便简化本公开；然而，这些示例性实施例仅作为示例提供而不旨在限制本发明的范围。另外，本公开可以在本文所提供的附图和多个示例性实施例中重复附图标记和/或字母。这种重复是出于简化和清楚的目的，其自身并不表示在多个附图中讨论的多个示例性实施例和/或构造之间的关系。而且，在下文说明书中，在第二特征的基础上形成第一特征可以包括直接接触地形成第一和第二特征的实施例，还可以包括在第一和第二特征之间可以插置地形成额外特征使得第一和第二特征不直接接触的实施例。最后，下文呈现的示例性实施例可以以任何组合方式组合、即来自一个示例性实施例的任何元件可以用于任何其它示例性实施例，而不背离本公开的范围。
[0020]另外，在下文说明和权利要求中使用特定术语指代特定组件。作为本领域技术人员，多种实体可以通过不同名称指代同一组件，像这样，除非本文明确限定，否则本文描述的元件的命名惯例并不旨在限制本发明的范围。此外，本文所使用的命名惯例并不旨在区分名称不同但是功能相同的组件。另外，在以下讨论和权利要求中，以开放的方式使用术语“包括”和“包含”，因此“包括”和“包含”应当理解为表示“包括、但不局限于”。除非明确说明，本公开中的所有数值均可以是精确值或者近似值。相应地，本公开的多种实施例可以偏离本文所公开的数量、值和范围而不背离预期范围。而且，当应用在权利要求或者说明书中时，除非本文明确说明，否则术语“或者”旨在涵盖排他和包含的情况，gp“A或者B”旨在与“A和B中的至少一个”同义。
[0021]图2A示出了根据所公开的示例性实施例的活塞阀或者孔塞200的俯视图。活塞孔塞200可以具有大体圆柱体，所述圆柱体限定纵向轴线202 (图2C)并且具有顶表面204、底表面206 (图2B和2C)以及外圆柱表面208。虚像还示出了经由紧固件106固定在活塞孔塞200中的球体102和弹簧104。紧固件106可以是任何可以将球体102和弹簧104固定在活塞孔塞200的局部钻孔210(见下文)中的传统紧固件，诸如螺丝、螺母、孔塞等。
[0022]图2B示出了根据所公开的示例性实施例的、沿着图2A中的线2B-2B获得的活塞孔塞200的截面图。活塞孔塞200可以限定具有垂直于活塞孔塞200的纵向轴线202(图2C)的中心轴线212的盲孔或者局部钻孔210。盲孔或者局部钻孔可以代表被铰、钻或者铣至特定深度因此没有穿透工件(本文为活塞孔塞200)的另一侧的孔。局部钻孔210可以至少部分地由活塞孔塞200的外圆柱表面208限定。如图所示，第一通道214可以形成在活塞孔塞200中。第一通道214可以与活塞孔塞200的局部钻孔210和顶表面204流体连通。暂时回到图2A，图2A示出了第一通道214在活塞孔塞200的顶表面204上的开口。参照图2B，第二通道216可以形成在活塞孔塞200中。如图所示，第二通道216可以是与活塞孔塞200的局部钻孔210的底部218以及底表面206流体连通的L形通道。
[0023]如图2B、更清楚地如图2C所示，局部钻孔210的底部218可以与局部钻孔210的内侧壁228限定角α (图2