带有受控泄漏的活塞密封组件的制作方法

本发明涉及带有受控泄漏的活塞密封组件。

背景技术：

在汽缸内膛中往复运动的活塞在本领域中是已知的，并且已经长期用于泵、液压驱动装置、发动机、气压驱动装置以及在压力增加的情况下递送不同流体的其他液压或气压机器。当活塞在汽缸内移动时，使用活塞密封组件进行动态密封，以防止流体在活塞和汽缸壁之间泄漏。

由于活塞在汽缸内膛中的运动，因此活塞密封件经受严重磨损，并且有时它们由于过度磨损和/或由于被压缩的流体施加在密封件上的压力造成的应力而失灵。这种操作条件在高压往复泵和/或处理低温流体的泵的情况下甚至更加具有挑战性。

这种往复泵的一个实例是用于将液化气体燃料从低温容器递送至气态燃料内燃机的泵。这种泵可以在相对高的压力(大约4600psi)和较低的温度(例如，大约-130摄氏度以及更低温度)下处理流体。为这种泵的活塞提供有效的密封件尤其困难，这是因为密封件的材料必须承受泵送流体的低温和作用在密封件上的压缩应力。另外，用以制造泵元件和密封件的材料的不同收缩系数可能导致在活塞密封件与汽缸壁之间形成间隙，使得流体从加压室泄漏，流过活塞密封件，流至泵的低压侧。

一般来说，对于所有的往复泵，由于活塞的往复运动造成的密封件磨损均是一个需要解决的问题。过去，已经使用开口(split)密封件来解决密封件磨损的问题。开口密封件呈带有切口的环的形状，切口使其能够安装在活塞上，而且更重要的是，切口允许密封件膨胀以补偿密封件磨损。为了保持密封件和泵汽缸壁之间的接触，提供了一种密封增能器以用于支撑密封件并将其朝向汽缸壁推动。密封增能器可以是金属环，其定位在密封件之下并且与密封件一起形成活塞密封组件，该活塞密封组件放置在活塞凹槽中。密封增能器横向开口，这样在环的自由端之间具有间隙，从而当密封组件安装在活塞凹槽中时，该间隙为密封增能器提供了在活塞凹槽中更加容易的安装，并为朝向汽缸壁推动密封件提供了更多弹力。

通常地，由于制造公差，在密封增能器与活塞凹槽的定位有密封组件的侧壁之间具有间隙。间隙的尺寸可以变化，但其在某些情况下可以大于0.15mm。密封增能器和活塞凹槽之间的间隙大小可以仅通过紧密制造公差来控制，而且这种间隙代表了可能影响密封件寿命的潜在密封泄漏路径。在密封增能器的已知构造的情况下，密封泄漏路径面积可能随着密封增能器的制造公差和活塞凹槽的制造公差以及随着泵的操作条件而变化。

此外，如果若干个密封组件(每个密封组件均包括密封件和密封增能器)串联安装以用于当活塞在泵汽缸内往复运动时密封活塞，已经观察到某些密封件显示出比其他密封件明显更多的磨损，一段时间之后至少一个随机密封件失灵。这可以通过这样的事实解释，即，每个密封件上的压降不同。每个密封件上的压降取决于通过密封件的泄漏路径面积的大小，并且具有最小泄漏路径面积的密封件由于流体压力的最高阻力而经历最大的压降，并将磨损得更快。更换磨损的密封件需要使装置停止运行，移除活塞并更换密封件。

因此，希望不断改进活塞密封件的寿命，以增大保养周期之间的时间，提高随着时间的推移密封件的磨损一致性。

技术实现要素：

公开了一种活塞密封组件，用于活塞和汽缸内膛之间的密封，活塞密封组件被设置在周向活塞凹槽中并包括密封件和密封增能器。密封增能器包括外周表面、内周表面以及邻接外周表面和内周表面的第一侧表面和第二侧表面，密封增能器的外周表面在活塞凹槽中支撑密封件。活塞密封组件的一个元件被设计为，将密封增能器在周向活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。在优选的实施方式中，密封增能器的第一侧表面和第二侧表面中的至少一个成形为将密封增能器在活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。在优选的实施方式中，密封增能器是开口环。

密封增能器的第一侧表面设置有在垂直于第一侧表面的方向上延伸的至少一个突块，并且在优选的实施方式中，第一侧表面设置有以预定间隔定位在第一侧表面上的多个突块。

在一些其他实施方式中，密封增能器的第一侧表面和第二侧表面均设置有在分别垂直于第一侧表面和第二侧表面的方向上延伸的至少一个突块。优选的，密封增能器的第一侧表面和第二侧表面均设置有在分别垂直于第一侧表面和第二侧表面的方向上延伸的多个突块，并且突块以预定间隔分别定位在第一侧表面和第二侧表面上。

在优选的实施方式中，具有与第一侧表面和第二侧表面关联的相等数量的突块。在垂直于密封增能器的周向方向上，第一侧表面上的每个突块的轴线与第二侧表面上的相应突块的轴线对准。

在一些实施方式中，突块具有矩形形状或半圆形形状。

在一些其他实施方式中，突块独立于密封增能器的第一表面或第二表面，并插入在密封增能器的第一侧表面或第二侧表面中形成的相应凹口中。突块可以例如注塑成型在这些凹口内。突块可以由与密封增能器相同的材料制成，或者它们可以由更柔软、更有弹性的材料(例如，弹性体材料或塑料材料)制成。

在活塞密封组件的另一实施方式中，密封增能器的第一侧表面和第二侧表面是弯曲的。密封增能器的第一侧表面可以具有与第二侧表面不同的曲率。

在一些其他实施方式中，密封增能器的第一侧表面设置有至少一个凹部，并且优选地，密封增能器的第一侧表面设置有在第一侧表面上以预定间隔定位的多个凹部。

在一些实施方式中，活塞密封组件包括由共有同一纵向轴线并在周向活塞凹槽中彼此紧邻定位的至少两个部件构成的密封增能器。在这些实施方式中，这两个部件被设计为形成密封增能器的外周表面、内周表面、第一侧表面以及第二侧表面，并且密封增能器的第一侧表面或第二侧表面中的至少一个成形为将密封增能器在周向活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。例如，由密封增能器的一个部件形成的第一侧表面设置有在垂直于第一侧表面的方向上延伸的至少一个突块。在其他实施方式中，密封增能器的两个部件之一由弹性体材料或塑料材料制成，并且其尺寸设计为将密封增能器在周向活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。

在其他实施方式中，密封活塞组件包括具有在密封增能器与周向活塞凹槽的壁之间突起的部分的密封件，并且密封件的该部分的尺寸设计为将密封活塞组件的密封增能器在周向活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。

在一些其他实施方式中，活塞密封组件还包括在周向活塞凹槽内在密封增能器与活塞凹槽的壁之间定位的垫片，并且垫片设计为将密封增能器在活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。垫片可以由弹性体材料或塑料材料制成。

在优选的实施方式中，当活塞密封组件包括具有设置有以预定间隔定位的多个突块的第一侧表面的密封增能器时，密封增能器位于活塞凹槽内，突块与所述凹槽的更靠近于汽缸内膛中限定的压缩室的壁接触。

在此描述的活塞密封组件可以用于在高于3000psi的压力下压缩低温流体的泵的活塞和汽缸内膛之间的密封。

公开一种密封增能器，用于在活塞的周向活塞凹槽中支撑密封件，所述活塞在汽缸中可往复运动，密封增能器包括外周表面、内周表面以及邻接外周表面和内周表面的第一侧表面和第二侧表面。第一侧表面和第二侧表面中的至少一个成形为将密封增能器在周向活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。优选地，密封增能器具有开口环的形状。

密封增能器的第一侧表面设置有在垂直于第一侧表面的方向上延伸的至少一个突块，并且在优选的实施方式中，密封增能器的第一侧表面设置有在垂直于第一侧表面的方向上延伸的多个突块，突块以预定间隔定位在第一侧表面上。

在一些其他实施方式中，密封增能器的第二侧表面也设置有在垂直于所述第二侧表面的方向上延伸的至少一个突块，并且优选地，密封增能器的第二侧表面设置有在垂直于第二侧表面的方向上延伸并以预定间隔定位在第二侧表面上的多个突块。

在第一侧表面和第二侧表面均设置有多个突块的这些实施方式中，优选地，具有与第一侧表面和第二侧表面关联的相等数量的突块。在垂直于密封增能器的周向方向的方向上，第一侧表面上的每个突块的轴线可以与第二侧表面上的突块中的相应突块的轴线对准。

在此公开的一些实施方式中，突块具有矩形形状或半圆形形状。

在本密封增能器的另一些其他实施方式中，突块独立于密封增能器的第一表面或第二表面，并被插入位于密封增能器的第一侧表面或第二侧表面上的相应凹口中。突块可以例如注塑成型在这些凹口中。突块可以由与密封增能器相同的材料制成，或者由更柔软、更有弹性的材料(例如，弹性体材料或塑料材料)制成。

在本密封增能器的另一实施方式中，密封增能器的第一侧表面和第二侧表面是弯曲的。第一侧表面可具有不同于第二侧表面的曲率。

在此公开的其他实施方式中，密封增能器的第一侧表面设置有至少一个凹部，并且优选地，密封增能器的第一侧表面设置有在第一侧表面上以预定间隔定位的多个凹部。

密封增能器可以由至少两个部件构成，所述至少两个部件共有同一纵向轴线并在周向活塞凹槽中彼此紧邻定位，从而形成密封增能器的外周表面、内周表面、第一侧表面以及第二侧表面。密封增能器的第一侧表面和第二侧表面中的至少一个成形为将密封增能器在活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。例如，由密封增能器的一个部件形成的侧表面设置有在垂直于第一侧表面的方向上延伸的至少一个突块。在一些其他实施方式中，密封增能器的部件之一由弹性体材料或塑料材料制成，并且其尺寸设计为将密封增能器在活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。

附图说明

图1是具有包括一系列活塞密封组件的活塞的往复泵的示意性横截面图；

图2是图2中所示的活塞的视图，示出了一系列S-切口密封件；

图3是活塞密封组件的外周表面的视图，示出了在活塞凹槽内S-切口密封件和下面的增能器之间的相对位置，并示出了通过密封组件的可能泄露路径之一；

图4A、图4B和图4C是位于往复泵的活塞凹槽中的活塞密封组件的示意性横截面图，其示出了密封增能器在活塞凹槽内的不同轴向位置；

图5A是根据第一实施方式的密封增能器的视图，以及图5B是包括图5A中所示的密封增能器并定位在活塞凹槽中的活塞密封组件的横截面图；

图6A是根据第二实施方式的密封增能器的视图，以及图6B是包括图6A中所示的密封增能器并定位在活塞凹槽中的活塞密封组件的横截面图；

图7A和图7B示出了设置有突块的密封增能器的两个实施方式的视图，突块插入密封增能器的侧表面上的相应凹口中；

图8A是根据本公开的第四实施方式的密封增能器的视图，以及图8B和图8C示出通过包括图8A中所示的密封增能器并定位在活塞凹槽中的活塞密封组件的两个横截面；

图9A是根据本公开的第五实施方式的密封增能器的视图，以及图9B是包括图9A中所示的密封增能器并定位在活塞凹槽中的活塞密封组件的横截面图；

图10A和图10B示出了由两个部件构成的密封增能器的两个实施方式的视图；

图11示出了根据本公开的另一实施方式的活塞密封组件的示意性横截面图，活塞密封组件包括在活塞凹槽内紧邻密封增能器定位的垫片；

图12示出了本公开的另一实施方式的视图，该实施方式包括密封增能器和在活塞凹槽内紧邻密封增能器定位的弹簧；以及

图13示出了根据本公开的另一实施方式的活塞密封组件的示意性横截面图，活塞密封组件包括密封件，密封件的一部分在密封增能器和活塞凹槽的定位有密封组件的壁之间突伸。

具体实施方式

所公开的装置被开发用于往复低温活塞泵的活塞密封件，所述活塞密封件具有需要改进的设计特征的一些特定特点。在此，在本申请的背景下描述改进的密封组件。然而，所公开的装置的教导可以用于提高使用活塞环密封件和密封增能器的活塞密封组件的许多不同应用的密封寿命。

图1示出了现有技术中已知的往复泵110，其包括汽缸内膛120以及活塞130，汽缸内膛由泵的本体限定，该活塞由致动机构(未示出)通过轴133致动，以使活塞在汽缸内膛120中进行往复运动D。在进气冲程期间，当活塞130在一个方向上移动时，活塞通过泵的吸入端口将流体吸进压缩室150内，并且在泵的压缩冲程期间，当活塞130在相反方向上移动时，活塞在压缩室150内压缩流体。

活塞130包括一系列密封组件100A、100B以及100C。每个密封组件均包括在图3、图4A、图4B和图4C中更好地示出的密封件和支撑该密封件的密封增能器。每个密封件可以具有如在图2示出以及在图3中进一步详细示出的开口构造。图1和图3中所示的密封增能器的类型在现有技术中是已知的，并且通常提供给包括开口密封件(更通常地被称为“S-切口”密封件)的密封组件，以在外周表面磨损时使密封件能够保持紧密靠近汽缸壁，从而在活塞和汽缸壁之间保持良好密封。每个开口密封件160A、160B和160C具有两个重叠的自由端区段。图3示出了包括密封件160A和下面的密封增能器180A的密封组件100A的外周表面的视图。密封件160A具有两个重叠的端区段，第一端区段112A和第二端区段114A，每个端区段的宽度小于密封件的主体的宽度。密封件160A由密封增能器180A支撑，并且由密封件和密封增能器形成的密封组件位于活塞中形成的周向活塞凹槽190A中，如图4A、图4B和图4C中更好地示出的。

对于包括在汽缸内往复运动的活塞并具有包括密封增能器和用于密封活塞与汽缸壁之间界面的密封件的至少一个密封组件的往复泵来说，已经发现，密封增能器在活塞凹槽内的轴向位置决定通过密封件的泄漏面积的尺寸，其影响密封件上的压降。如图4A中所示，其示出了包括密封件160A和位于活塞凹槽190A中的密封增能器180A的活塞组件，如果密封增能器180A定位得更靠近与活塞的较高压侧(即，与压缩室150更近的一侧)更近的凹槽壁140A定位，则密封增能器与凹槽壁170A(该凹槽壁更靠近活塞的低压侧)之间的泄漏路径允许具有较大的间隙G1，并无疑允许具有比当密封增能器180A轴向定位在凹槽190A的中心时通过密封组件的泄漏路径(如图4B中所示，其中，间隙G2小于G1)更大的泄漏面积，或者如果密封增能器180A更靠近凹槽壁170A定位，如图4C中所示，间隙G3是最小的。发现为了获得随着时间的推移密封件的一致性磨损或使一致性的磨损分布在一系列密封件上，优选地是控制密封增能器在活塞凹槽中的定位。优选地，密封增能器始终定位在活塞凹槽中，以使其侧表面之一与更靠近活塞的较低压侧的活塞凹槽壁接触，这使得对于从活塞的高压侧泄漏的任何流体来说具有最小的泄漏路径面积，如图4C中所示。

图5A和图5B示出了本密封增能器和密封组件的第一实施方式。密封增能器280呈开口环的形状，包括外周表面281、内周表面282以及邻接外周表面和内周表面的第一侧表面283和第二侧表面284，并且密封增能器包括位于开口环的自由端之间的间隙285。活塞密封组件200包括密封件260以及密封增能器280，密封增能器的外周表面281支撑密封件260。活塞密封组件安置在活塞230的活塞凹槽290中。密封件260大体上为开口密封件，并且更具体地为如图2和图3中所示的S-切口密封件。在该第一实施方式中，密封增能器280的第一侧表面283设置有在垂直于第一侧表面的方向上延伸并沿密封增能器280的第一侧表面以预定间隔定位的多个突块286。图5A示出了带有沿密封增能器的第一侧表面283均匀间隔开的四个突块286的密封增能器。本领域技术人员可以理解，密封增能器可以设置有任何数量的突块，包括仅仅一个突块。在优选的实施方式中，至少三个突块沿密封增能器的第一侧表面均匀间隔开，以使得突块确保密封增能器在活塞凹槽中的牢固轴向位置，如图5B中所示以及下面进一步解释的。

密封增能器280放置在活塞凹槽290中，设置有突块286的第一侧表面283面向更靠近压缩室250的凹槽壁270(活塞230的较高压侧)；并背离更靠近活塞的较低压侧的凹槽壁240。因为只有突块286与活塞凹槽的壁270接触，所以对密封增能器的第一侧表面的制造公差要求不太严格，并且只有面向凹槽壁的突块表面需要在紧密公差内制造，以确保增能器在活塞凹槽内的固定轴向位置。图5B中所示的密封增能器在活塞凹槽内的轴向定位实现了类似图4C中所示出的结果，因此，该布置确保了与间隙G3相对应的减小的泄漏路径面积。在活塞230的高压侧上从压缩室泄漏的大多数流体都通过流入密封增能器280下方的活塞凹槽底部而漏出，并且基本上被阻止经过密封组件而朝向活塞的低压侧。突块286的高度和宽度设计成控制通过活塞密封组件的泄漏并确保密封增能器在活塞凹槽内在固定位置的稳定定位。突块286被示为具有矩形形状，但它们可以具有圆形或半圆形形状或具有允许与活塞凹槽的定位有密封增能器的壁适当接触的表面的任何其他形状。

图6A和图6B示出密封增能器和密封组件的第二实施方式。密封增能器380具有开口环的形状，包括外周表面381、内周表面382以及邻接外周表面和内周表面的第一侧表面383和第二侧表面384，并且密封增能器包括位于开口环的自由端之间的间隙385。活塞密封组件300包括密封件360以及密封增能器380，并且安装在活塞330的活塞凹槽390中，密封增能器的外周表面381支撑密封件。密封件360大体上为开口密封件或具有图2和图3中所示形状的S-切口密封件。在该第二实施方式中，密封增能器380的第一侧表面383设置有在垂直于第一侧表面383的方向上延伸的多个突块386以及在垂直于侧表面384的方向上延伸的多个突块387。图6A示出了带有沿密封增能器的第一侧表面383均匀间隔开的四个突块386并带有四个突块387的密封增能器，每个突块387的轴线与其相应的突块386的轴线对准，因此它们基本上共有同一轴线388。本领域技术人员可以理解，密封增能器可以设置有任何数量的突块，包括在密封增能器的每个侧表面上设置仅一个突块，并且优选地是，密封增能器包括沿密封增能器的第一侧表面均匀间隔开的至少三个突块386以及沿密封增能器的第二侧表面间隔开的至少三个相应突块387。密封增能器的一个侧表面上的突块不必与密封增能器的另一个侧表面上的突块对准，只要它们分布得确保密封增能器在活塞凹槽内的稳定位置即可。

如图6B中所示，密封增能器380被放置在活塞凹槽390中，设置有突块386的第一侧表面383面向更靠近压缩室350的凹槽壁370，并且设置有突块387的第二侧表面384面向更靠近活塞的较低压侧的凹槽壁340。在所示的实施方式中，由于突块均匀地分布在密封增能器的两个侧表面上，并且因为它们具有相同尺寸，所以对于哪个侧表面面向活塞330的每个侧来说没有特别偏好。在其他实施方式中，突块387的宽度和深度可以不同于突块386，并且优选地，密封增能器的更靠近活塞的较低压侧的侧表面上的突块387的高度低于密封增能器的另一侧表面上的突块的高度，以使得穿过间隙G2的泄漏路径面积最小化。因为仅仅突块386和387分别与活塞凹槽的壁370和壁340接触，所以对于密封增能器的侧表面的制造公差要求不太严格，并且只有面向凹槽壁的突块表面需要在紧密公差内制造。特别地，与更靠近泵的较低压侧的壁340接触的突块387的高度必须严格控制，因为它们的高度控制着间隙G2的大小。图6B中所示的密封增能器在活塞凹槽内的轴向定位与图4B中所示的类似。在该第二实施方式中，与间隙G2对应的泄漏路径面积稍微大于与图5B中所示的与间隙G1对应的泄漏路径面积，但是该第二实施方式能够实现更简单的密封组件安置和组装过程，同时通过密封组件保持受控的泄漏。突块386和387被示出具有矩形形状，但它们也可以具有圆形或半圆形形状或具有允许与活塞凹槽的定位有密封增能器的壁适当接触的表面的任何其他形状。

图7A示出了密封增能器的第三实施方式。密封增能器480A的构造类似于图5A中所示的第一实施方式的密封增能器。密封增能器具有开口环的形状，包括外周表面481A、内周表面482A以及邻接外周表面和内周表面的第一侧表面483A和第二侧表面484A，并且密封增能器包括位于开口环的自由端之间的间隙485A。密封增能器480A的第一侧表面483A设置有在垂直于第一侧表面的方向上延伸并沿密封增能器的第一侧表面以预定间隔定位的多个突块486A。图7示出了带有沿密封增能器的第一侧表面483A均匀间隔开的七个突块486A的密封增能器。本领域技术人员可以理解，密封增能器可以设置有任何数量的突块，并且优选地是，密封增能器包括沿密封增能器的第一侧表面均匀间隔开的至少三个突块，以使得突块确保密封增能器在活塞凹槽中的稳定轴向位置。在该实施方式中，从密封增能器的表面483A延伸的突块486A优选地由具有低热膨胀系数的柔性材料(compliant material，顺应性材料)制成。突块安装在密封增能器的第一侧表面483A中设置的凹口451A内，并被示为具有半圆形表面。突块可以注塑成型在密封增能器中设置的凹口内，或者它们可以通过现有技术中已知的任何方法单独制造，然后插入在密封增能器中设置的相应凹口内。突块可以由与密封增能器相同的材料制成，或者由比密封增能器的材料更柔软、更有弹性的材料(例如，弹性体材料或塑料材料)制成。本领域技术人员可以理解，突块486A可以具有与图5A中所示的突块类似的矩形形状，或具有允许与活塞凹槽的定位有密封增能器的壁适当接触的表面的任何其他形状。

密封增能器480A以与如图5B中所示的第一实施方式的密封增能器280相似的方式放置在活塞凹槽中。当密封增能器定位在活塞凹槽中内，设置有突块486A的第一侧表面483A面向更靠近泵活塞的较高压侧的凹槽壁。因为突块486A由柔性材料制成，所以对突块的紧密制造公差没有要求。当密封增能器定位在活塞凹槽内时，突块被按压在凹槽的壁上，从而将密封增能器在凹槽内定位在固定轴向位置中。密封增能器在活塞凹槽内的轴向定位类似于图5B中所示的，并且这种布置确保通过活塞密封组件的减小的泄漏路径。

在图7B中所示的实施方式中，密封增能器480B的侧表面483B设置有凹口451B，并且密封增能器480B包括元件489B，该元件设置有安装在这些凹口中的突块486B以及设置有在这些突块之间的连接部441B。密封增能器具有开口环的形状，包括外周表面481B、内周表面482B以及邻接外周表面和内周表面的第一侧表面483B和第二侧表面484B，并且密封增能器包括位于开口环的自由端之间的间隙485B。元件489B可以通过现有技术中已知的任何方法单独制造，然后安装在密封增能器的侧表面483B上，突块486B插入凹口451B中。元件489B可以由与密封增能器相同的材料制成，或者由比密封增能器的材料更柔软、更有弹性的材料(例如，弹性体材料或塑料材料)制成。

图8示出了密封增能器的第四实施方式。密封增能器580具有开口环的形状，包括外周表面581、内周表面582以及邻接外周表面和内周表面的第一侧表面583和第二侧表面584，并且密封增能器包括位于开口环的自由端之间的间隙585。在该实施方式中，密封增能器的第一侧表面和第二侧表面是弯曲的，这两个表面的曲率分别由角度α和β限定。角度α和β是由密封增能器的相应侧表面与垂直于密封增能器的轴线A-A的直平坦表面限定的角度。在图8A所示的实施方式中，第一侧表面583和第二侧表面584的两个曲率相等(α＝β)。在其他实施方式中，这两个曲率可以不同，并应当被计算出，以便将密封增能器在活塞凹槽中保持在固定位置。

类似于其他实施方式，在该第四实施方式中，活塞密封组件500包括密封件560和密封增能器580并安装在活塞530的活塞凹槽590中，密封增能器的外周表面581支撑密封件。密封件560大体上为可以具有如图2和图3中所示的S-切口的开口密封件。密封增能器580优选地定位在活塞凹槽590内，以使得在S-切口的区域内，更具体地是在密封件的自由端重叠的区域内，第二侧表面584与凹槽壁540接触，如图8B中所示。图8B中所示的密封增能器在活塞凹槽内的轴向定位实现了类似图4C中所示的结果，并且该布置确保了与间隙G3相对应的泄漏路径面积小于与间隙G4相对应的泄漏路径面积，该间隙G4是密封增能器的第一侧表面583与凹槽壁570(由于密封增能器的侧表面的曲率，该凹槽壁570更靠近活塞的高压侧550)之间的间隙。通过密封件560从活塞530的高压侧泄漏并到达密封增能器580下方的活塞凹槽底部的大多数流体基本上被阻止经过密封组件而朝向活塞的与压缩室550相对的较低压侧。

图8C以沿相对于图8B中所示的横截面图成90度角定位的平面穿过活塞密封组件的横截面示出了密封增能器的位置。如在此可见的，第一侧表面583与更靠近活塞的高压侧550的凹槽壁570接触。在活塞密封组件的这个部分中，密封增能器和更靠近活塞的低压侧的凹槽壁540之间的泄漏路径允许具有更大的间隙G1，并无疑允许具有更大的泄漏面积，但是密封增能器的该部分并不是定位在密封件的自由端重叠并且流体泄漏通过密封组件的可能性更高的区域之下。

在该实施方式中，在密封增能器580与密封件560之间优选地具有固定的相对位置，以使得通过活塞密封组件的减小的泄漏区域对应于密封件的自由端重叠的区域。

图9A和图9B中示出了密封增能器和密封组件的第五实施方式。密封增能器680具有开口环的形状，包括外周表面681、内周表面682以及邻接外周表面和内周表面的第一侧表面683和第二侧表面684，并且密封增能器包括位于开口环的自由端之间的间隙685。活塞密封组件600包括密封件660以及密封增能器680，并且安装在活塞630的活塞凹槽690中，密封增能器的外周表面681支撑密封件。密封件660大体上为开口密封件或可以具有如图2和图3中所示的形状的S-切口密封件。在该第一实施方式中，密封增能器680的第一侧表面683设置有沿密封增能器的第一侧表面以预定间隔定位的多个凹部686。图9A示出了带有沿密封增能器的第一侧表面683均匀分布的四个凹部686的密封增能器。本领域技术人员可以理解，密封增能器可以设置有不同数量的凹部，至少一个凹部设置在密封增能器的侧表面之一上。图9A中所示的凹部具有半圆形形状，但本领域技术人员可以认识到，设置在密封增能器的表面上的凹部可以具有任何其他形状。

密封增能器680放置在活塞凹槽690中，设置有凹部686的第一侧表面683面向更靠近压缩室650的凹槽壁670。在该实施方式中，对于密封增能器的第一侧表面和第二侧表面的制造公差要求更严格，以确保增能器在活塞凹槽内的固定轴向位置中。而且，必须通过制造公差将密封增能器的更靠近活塞的较高压侧的侧表面上的凹部的深度控制为更加精确，以能够更好地控制通过活塞密封组件的泄漏区域。图9B中所示的密封增能器在活塞凹槽内的轴向定位实现了类似图4C中所示的结果，确保了与间隙G3相对应的减小的泄漏路径面积。从活塞630的高压侧泄漏、通过凹部686沿密封件660的第一侧表面经过并到达密封增能器680下方的活塞凹槽底部的大部分流体基本上被阻止经过密封组件朝向活塞的较低压侧。

图10A和图10B示出了在此公开的密封增能器的另一实施方式的视图。密封增能器780A由两个部件711A和713A构成，当密封增能器放置在活塞凹槽内时这两个部件彼此紧邻定位并共有纵向轴线。第一部件711A具有外周表面771A和内周表面775A，并且第二部件713A具有外周表面773A和内周表面777A，它们共同形成具有间隙785A的密封增能器的外周表面以及密封增能器的内周表面，所述外周表面支撑活塞密封组件的密封件，当密封增能器780A放置在活塞凹槽中时所述内周表面面向活塞凹槽壁。部件713A具有侧表面，该侧表面是密封增能器的第一侧表面783A，其成形为将密封增能器定位在活塞凹槽内的固定轴向位置中。在图10A中，第一侧表面783A设置有在垂直于第一侧表面的方向上延伸的若干突块786A，以使得当密封增能器780A放置在活塞凹槽中时，突块786A与活塞凹槽的壁接触，以便以与图5B中示出并与本公开的第一实施方式详细说明的类似方式将密封增能器定位在活塞凹槽内的固定轴向位置中。

本技术的技术人员可以理解，密封增能器780A的形状可以类似于图6A中所示的形状，其中第一侧表面783A和第二侧表面784A都可以设置有突块，并且在该变型中，密封增能器780A可以由例如当彼此紧邻定位在活塞凹槽内时共有纵向轴线的两个或三个部件组成。

在图10B中所示的另一实施方式中，密封增能器780B由当密封增能器放置在活塞凹槽内时彼此紧邻定位并共有纵向轴线的两个部件711B和713B构成。本实施方式中与图10A中所示实施方式中相同的元件采用相同的附图标号，并且如果是这样的话，可能不进行详细描述。在本实施方式中，部件713B由比部件711B的材料更具有柔性的材料(例如弹性材料或塑料材料)制成，并将其尺寸设计为将密封增能器780B在活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。由于第二部件713B由更具有柔性的材料制成，所以对于密封增能器的第一侧表面783B来说公差不太严格，并且同时，第二部件713B的尺寸设计为使得密封增能器780B紧密地安装在活塞凹槽内，从而将密封增能器在活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。

图11中示出了本活塞密封组件的另一实施方式。在该实施方式中，活塞密封组件800包括密封件860、密封增能器880以及垫片889，其中垫片889紧邻密封增能器880定位在活塞凹槽890内。垫片889由不同于密封增能器880的材料制成，优选地由更具有柔性的材料(例如弹性材料或塑料材料)制成，并将其尺寸设计为其能紧密地安装在密封增能器880与活塞凹槽890的壁870之间，从而将密封增能器在活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。垫片889可以呈环形。

然而，本活塞密封组件的另一实施方式可以包括弹簧而不是图11中所示的垫片。图12中示出了该实施方式，其示出了活塞凹槽990内的密封增能器980以及紧邻密封增能器定位的弹簧989。在该图中，未示出活塞的密封件，但是本领域技术人员可以理解，密封件、弹簧和密封增能器的相对定位类似于图11中所示的。由于其材料的弹性特性，在活塞凹槽内插入密封增能器与活塞凹槽的壁之间的弹簧989将密封增能器980在活塞凹槽990内定位在固定轴向位置中。

图13示出了活塞密封组件1000的一种实施方式，包括在活塞凹槽1090内支撑密封件1060的密封增能器1080。在该实施方式中，密封件1060包括在密封增能器1080与活塞凹槽1090的壁1070之间突伸的部分1061。因为密封件的部分1061由比密封增能器更具有弹性的材料制成，并且因为其尺寸设计为紧密地安装在密封增能器1080与活塞凹槽的壁1070之间，因此其将密封增能器1080在活塞凹槽内定位在固定轴向位置中。

图12和图13中所示的实施方式使得能够如图5B中所示的实施方式那样类似地定位密封增能器，确保与间隙G3相对应的减小的泄漏路径面积。

在所示的实施方式中，作为活塞密封组件的一部分的密封件是呈具有如图2和图3所示的具有两个重叠端的开口切口密封件的形状的密封件。

本公开中的附图为所公开的往复泵和活塞密封组件的示意性视图，并未按比例绘制。例如，一些特征例如密封增能器的侧表面与活塞凹槽壁之间的间隙G1、G2和G3可能相对于其他元件放大，以更好地示出它们的功能以及它们的相对尺寸。另外，这些示意性视图未示出往复泵和活塞密封组件的所有物理细节。

在本公开的附图中，不同实施方式中的相同元件具有相同的附图标号，并且如果是这样的话，可能没有详细描述。

已经以多个示例性实施方式描述了本发明。然而，对于本领域技术人员来说明显的是，在不背离权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以进行多种变型和改变。