CN103122843B - 高效冷却填料组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效冷却填料组，填料法兰（1）和端盖（5）之间连接有外套（6），外套（6）中连接有外侧填料盒（2）、一级填料盒（3）和二级填料盒（4），设有定位拉杆（8）将填料法兰（1）、一组填料盒及端盖（5）连接定位，其特征在于：在填料法兰（1）、每个填料盒以及端盖（5）的内部均设有相连通的冷却通道。由于采用了上述方案，使得本发明具有换热面积大、流程长、流量大、通用性强、密封性能好、接口方位灵活、组装定位准确等优点。

Description

高效冷却填料组

技术领域：

本发明涉及压缩机领域，特别涉及往复活塞式气体压缩机气缸和活塞杆密封冷却填料组。

背景技术：

填料主要是密封气缸和活塞杆间隙的元件，它可以阻止气体自气缸向机身内泄漏。填料同时又是易损件，如冷却不完善填料就会失效而引起大量的气体泄漏，降低排气量，有毒或易燃易爆气体发生泄漏时，就会污染环境或造成爆炸事故，填料冷却的优劣直接影响到压缩机的正常工作，现有填料组的冷却存在以下缺点：

（1）填料的换热面积小，填料组采用的是外部冷却的方式对填料盒进行冷却，即冷却液在填料盒水套外侧进行循环，而填料内部并未通冷却液，因此整个填料的换热面积较小，填料盒难以得到充分冷却。

（2）填料冷却液的流通长度短，填料冷却液流量少，冷却液仅在对端盖一侧填料盒的外部进行冷却，而填料法兰一侧的填料盒并未得到冷却，因此其冷却液的流通长度相对较短，部分填料难以得到充分冷却。

发明内容

本发明的目的就是为了对原有填料组出现的冷却不充分的问题进行改进，通过结构设计将每组填料盒内部空间充分利用，通过内部钻孔等方式，使冷却液从填料盒的内部流通，使每一组填料盒都得到充分冷却，同时用O形圈将冷却液密封在外套内的填料盒内，从而提高填料组的整体冷却效果。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

的高效冷却填料组，包括填料法兰、端盖及它们之间所连接的外套，外套中连接一组填料盒，设有定位拉杆将填料法兰、一组填料盒及端盖连接定位，其特征在于：在填料法兰、每个填料盒以及端盖的内部均设有相连通的冷却通道。

在上述技术方案的基础上，有以下进一步优化的技术方案：

a、填料法兰的大径外圆上设有进液螺孔、排液螺孔，小径的端面上分别设有进液孔、排液进孔，进液孔和进液螺孔的孔底连通，排液进孔和排液螺孔的孔底连通；

b、外侧填料盒的外圆上分别设有进液环槽、排液环槽，外侧填料盒一侧端面上设有一组和进液环槽连通的进液凹槽，凹槽的底部分别设有穿过该填料盒的进液孔；外侧填料盒另一端面上设有一组与排液环槽连通的排液凹槽，其中一个排液凹槽的底部设有穿过填料盒的排液出孔；

c、一级填料盒的外圆上设有排液环槽、排液环槽的槽底设有一组出槽孔，该填料盒一侧的端面上设有一组排液岀孔，排液岀孔与出槽孔的孔底相通，一级填料盒端面上还设有一组进液孔，该填料盒另一侧的端面上设有一组排液进孔，该填料盒中设有一组斜向的进槽孔，每个进槽孔一端与排液环槽连通、另一端与排液进孔连通；

d、二级填料盒的外圆上设有排液环槽、排液环槽的槽底设有一组出槽孔，该填料盒一侧的端面上设有一组排液岀孔，排液岀孔与出槽孔的孔底相通，二级填料盒的端面上还设有一组进液孔，该填料盒另一侧的端面上设有一组排液进孔，填料盒中设有一组斜向的进槽孔，每个进槽孔一端与排液环槽连通、另一端与排液进孔连通；

e、端盖设置为阶梯形，小径端面的对称中线两侧分别设有圆弧形凹槽；

f、填料法兰的小径端面与外侧填料盒的端面连接，外侧填料盒的另一端面和一级填料盒的端面连接，一级填料盒的另一端面和二级填料盒的端面连接，二级填料盒的另一端面和端盖的小径端面连接，填料法兰的大径端面和端盖的大径端面之间设有外套，

填料法兰的进液孔和外侧填料盒的一个进液凹槽对应连接，外侧填料盒的进液孔和一级填料盒、二级填料盒中的进液孔对应连接，并且二级填料盒的进液孔与端盖的圆弧形凹槽对应连接，

二级填料盒的排液进孔与端盖的圆弧形凹槽对应连接，

二级填料盒排液岀孔与一级填料盒排液进孔对应连接，

一级填料盒排液岀孔与外侧填料盒的排液凹槽对应连接，

外侧填料盒的排液出孔与填料法兰的排液进孔连接；

g、填料法兰、外侧填料盒、一级填料盒和二级填料盒的端面对称中线一侧一段距离分别设有定位孔，端盖的小径端面对称中线一侧一段距离设有定位螺孔，上述定位孔中分别连接定位拉杆。

由于采用了上述技术方案，使得本发明具有如下优点。

（1）换热面积大、流程长、流量大、效率高；

（2）通用性、组合性强；

（3）密封性能好；

（4）接口方位可灵活变换；

（5）组装时定位准确。

为了更加详细的说明本发明，下列附图提供了一个最佳实施例。

附图说明：

图1为本发明三维结构图；

图2为填料法兰三维图；

图3为外侧填料盒三维图；

图4为一级填料盒三维图；

图5为二级填料盒三维图；

图6为端盖三维图；

图7为本发明的冷却液路线图；

图8为现有的填料组剖视图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明涉及的高效冷却填料组，主要包括填料法兰1、端盖5，它们之间连接有外套6，外套6中依次连接有外侧填料盒2、一级填料盒3、二级填料盒4，所述填料盒中设有定位孔，定位孔中设有定位拉杆8将填料法兰1、一组填料盒及端盖5连接定位。在填料法兰1、每个填料盒以及端盖5的内部均设有相连通的冷却通道。下面结合附图分别对冷却通道及各部件进行具体描述。

a、如图2所示，填料法兰1，填料法兰的大径外圆上设有进液螺孔Q、排液螺孔R，大径的外端面设有和进液螺孔Q连通的螺孔Q1及和排液螺孔R连通的螺孔R1，小径的端面上分别设有进液孔L1、排液进孔A1，进液孔L1和进液螺孔Q的孔底连通，排液进孔A1和排液螺孔R的孔底连通，小径端面的对称中线一侧一段距离还设有一组穿过填料法兰1的定位孔K1；

b、如图3所示，外侧填料盒2的外圆上设有进液环槽S、排液环槽E2、O型圈槽M2，O型圈槽M2内设有O型圈7，一侧端面上设有一组U型开口的进液凹槽F，进液凹槽F和进液环槽S连通，凹槽的底部分别设有穿过填料盒的进液孔L2，另一端面上设有一组U型开口的排液凹槽G，排液凹槽G与排液环槽E2连通，其中一个排液凹槽的底部设有穿过填料盒的排液出孔D2，端面对称中线的一侧一段距离还设有一组穿过填料盒的定位孔K2；

c、如图4所示，一级填料盒3，其外圆上设有排液环槽E3、O型圈槽M3，O型圈槽M3内设有O型圈7，排液环槽E3的槽底设有一组出槽孔C3，填料盒一侧的端面上设有一组排液岀孔D3，排液岀孔D3与出槽孔C3的孔底相通，端面上还设有穿过填料盒的一组进液孔L3和一组定位孔K3，定位孔K3偏离端面的对称中线一侧一段距离，填料盒另一侧的端面上设有一组排液进孔A3，填料盒中设有一组斜向的进槽孔B3，进槽孔B3的一端与排液进孔A3连通而另一端与排液环槽E3的槽底连通；

d、如图5所示，二级填料盒4，其外圆上设有排液环槽E4、O型圈槽M4，O型圈槽M4内设有O型圈7，排液环槽E4的槽底设有一组出槽孔C4，填料盒一侧的端面上设有一组排液岀孔D4，排液岀孔D4与出槽孔C4的孔底相通，端面上还设有穿过填料盒的一组进液孔L4和一组定位孔K4，定位孔K4偏离端面的对称中线一侧一段距离，填料盒另一侧的端面上设有一组排液进孔A4，填料盒中设有一组斜向的进槽孔B4，进槽孔B4的一端与排液进孔A4连通而另一端与排液环槽E4的槽底连通；

e、如图6、所示，阶梯形的端盖5，其小径的外圆上设有O型圈槽M5，小径端面的对称中线两侧分别设有圆弧形凹槽J1和J2，对称中线的一侧一段距离设有定位螺孔K5；

f、填料法兰1的小径端面与外侧填料盒2的端面连接，填料法兰1上的排液进孔A1、定位孔K1分别和外侧填料盒2上的排液岀孔D2、定位孔K2连通，进液孔L1和外侧填料盒2上的一组进液凹槽H中的一个连通、外侧填料盒2的另一端面和一级填料盒3的一端面连接，外侧填料盒2上的进液孔L2、排液凹槽G、定位孔K2分别和一级填料盒3上的进液孔L3、排液岀孔D3、定位孔K3连通，一级填料盒3的另一端面和二级填料盒4的一端面连接，一级填料盒3上的进液孔L3、排液进孔A3、定位孔K3分别和二级填料盒4上的进液孔L4、排液岀孔D4、定位孔K4连通，二级填料盒4上的另一端面和端盖5的小径端面连接，进液孔L4、排液进孔A4分别与端盖5上的圆弧形凹槽J1和J2连接，定位孔K4与定位螺孔K5连接，填料法兰1的大径端面和端盖5的大径端面之间设有外套6，外套6的内圆与填料法兰1的小径外圆、外侧填料盒2外圆、一级填料盒3外圆、二级填料盒4外圆和端盖5的小径外圆配合连接，定位拉杆8穿过定位孔K1、K2、K3、K4后与定位螺孔K5连接。

由图1、图7可见，该填料组中的冷却液经过填料法兰1的进液螺孔Q、进液孔L1后进入外侧填料盒2的一个进液U型凹槽H，通过其进入进液环槽S和其它的进液凹槽H中，再由和进液凹槽H连通的一组进液孔L2、一级填料盒3上的一组进液孔L3、二级填料盒4上的进液孔L4分别进入端盖5上的圆弧形凹槽J1和J2，进入圆弧形凹槽J1和J2中的冷却液分别进入和端盖5连接的二级填料盒4上的一组排液进孔A4，由排液进孔A4、进槽孔B4进入排液环槽E4，再由出槽孔C4、排液岀孔D4进入一级填料盒3上的一组排液进孔A3，由排液进孔A3、进槽孔B3进入排液环槽E3，再由出槽孔C3、排液岀孔D3进入外侧填料盒2上的一组排液凹槽G，由排液凹槽G进入排液环槽E2汇总后从排液岀孔D2进入填料法兰上的排液进孔A1，由排液进孔A1、排液螺孔R排出。

由图1、图8比较可见，

由于采用了上述技术方案，使得本发明具有如下优点。

（1）换热面积大、流程长、流量大、效率高

如图1所示，该填料组中含有填料法兰、外侧填料盒、一级填料盒、二级填料盒和端盖，它们分别都在轴向或径向加工有孔，使得冷却液可以在其内部和外部充分流通，从而大大增大了填料组的换热面积，进而达到充分冷却填料盒的目的。冷却液在前一个填料盒中充分流通之后，再流向下一个填料盒中充分流通，最后冷却液通过填料法兰中的冷却液出口排出填料组。

（2）通用性、组合性强

在实际选用填料组件的过程中，可根据实际所需填料环的数量增减由一级填料盒和二级填料盒组成的填料单元进行组合搭配，然后只需对外套和定位拉杆的长度进行更改即可形成新的填料组，而无需再加工新的填料盒，这样有利于产品的通用性和标准化管理。

（3）密封性能好

该组件的填料盒上加工有环型的O型圈槽，在原平面密封的基础上增加了密封可靠性，可防止高压气体、润滑油、冷却液等相互之间的窜漏而造成的填料密封失效。

（4）接口方位可灵活变换

如图2所示，在该填料法兰零件中，端面分别加工有和进液螺孔、排液螺孔连通的螺孔，在整机配管的过程当中，可根据实际的结构要求，在合适的方位连接管路，另一侧用螺塞拧入封堵即可，从而避免了不合理的管路布局。

（5）组装时定位准确

由于每个填料盒上的定位孔都偏离端面对称中线一侧，这样可以有效避免填料盒装反的现象。

Claims (4)

1.高效冷却填料组，包括填料法兰（1）、端盖（5）及它们之间所连接的外套（6），外套（6）中连接一组填料盒，设有定位拉杆（8）将填料法兰（1）、一组填料盒及端盖（5）连接定位，在填料法兰（1）、每个填料盒以及端盖（5）的内部均设有相连通的冷却通道，其特征在于：

a、填料法兰（1）的大径外圆上设有进液螺孔（Q）、排液螺孔（R），小径的端面上分别设有进液孔（L1）、排液进孔（A1），进液孔（L1）和进液螺孔（Q）的孔底连通，排液进孔（A1）和排液螺孔（R）的孔底连通；

b、所述一组填料盒包括外侧填料盒（2），其外圆上分别设有进液环槽（S）、排液环槽（E2），外侧填料盒（2）一侧端面上设有一组和进液环槽（S）连通的进液凹槽（H），凹槽的底部分别设有穿过该填料盒的进液孔（L2）；外侧填料盒（2）另一端面上设有一组与排液环槽（E2）连通的排液凹槽（G），其中一个排液凹槽的底部设有穿过填料盒的排液出孔（D2）；

c、所述一组填料盒包括一级填料盒（3），其外圆上分别设有排液环槽（E3）、排液环槽（E3）的槽底设有一组出槽孔（C3），该填料盒一侧的端面上设有一组排液岀孔（D3）和一组穿过填料盒的进液孔（L3），排液岀孔（D3）与出槽孔（C3）的孔底相通，该填料盒另一侧的端面上设有一组排液进孔（A3），该填料盒中还设有一组斜向的进槽孔（B3），每个进槽孔（B3）的一端与排液环槽（E3）连通、另一端与排液进孔（A3）连通；

d、所述一组填料盒包括二级填料盒（4），其外圆分别上设有排液环槽（E4）、排液环槽（E4）的槽底设有一组出槽孔（C4），该填料盒一侧的端面上设有一组排液岀孔（D4）和一组穿过填料盒的进液孔（L4），排液岀孔（D4）与出槽孔（C4）的孔底相通，该填料盒另一侧的端面上设有一组排液进孔（A4），该填料盒中还设有一组斜向的进槽孔（B4），每个进槽孔（B4）一端与排液环槽（E4）连通、另一端与排液进孔（A4）连通；

e、端盖（5）设置为阶梯形，小径端面的对称中线两侧分别设有圆弧形凹槽（J1、J2）；

f、填料法兰（1）的小径端面与外侧填料盒（2）的端面连接，外侧填料盒（2）的另一端面和一级填料盒（3）的端面连接，一级填料盒（3）的另一端面和二级填料盒（4）的端面连接，二级填料盒（4）的另一端面和端盖（5）的小径端面连接，填料法兰（1）的大径端面和端盖（5）的大径端面之间设有外套（6），

填料法兰（1）的进液孔（L1）和外侧填料盒（2）的一个进液凹槽（H）对应连接，外侧填料盒（2）的进液孔（L2）和一级填料盒（3）、二级填料盒（4）中的进液孔（L3、L4）对应连接，并且二级填料盒的进液孔（L4）与端盖的圆弧形凹槽（J1、J2）对应连接，

二级填料盒的排液进孔（A4）与端盖的圆弧形凹槽（J1、J2）对应连接，

二级填料盒排液岀孔（D4）与一级填料盒排液进孔（A3）对应连接，

一级填料盒排液岀孔（D3）与外侧填料盒的排液凹槽（G）对应连接，

外侧填料盒的排液出孔（D2）与填料法兰的排液进孔（A1）连接；

g、填料法兰（1）、外侧填料盒（2）、一级填料盒（3）和二级填料盒（4）的端面对称中线一侧一段距离分别设有定位孔（K1、K2、K3、K4），端盖（5）的小径端面对称中线一侧一段距离设有定位螺孔（K5），上述定位孔中分别连接定位拉杆（8）。

2.根据权利要求1 所述的高效冷却填料组，其特征在于：在外侧填料盒（2）和端盖（5）之间，设置一个以上的由一级填料盒（3）和二级填料盒（4）组成的填料单元。

3.根据权利要求1 所述的高效冷却填料组，其特征在于：填料法兰（1）大径的外端面设有和进液螺孔（Q）连通的螺孔（Q1）及和排液螺孔（R）连通的螺孔（R1）。

4.根据权利要求1 所述的高效冷却填料组，其特征在于：外侧填料盒（2）的外圆上设有O 型圈槽（M2）、一级填料盒（3）的外圆上设有O 型圈槽（M3）、二级填料盒（4）的外圆上设有O 型圈槽（M4）、端盖（5）的小径外圆上设有O 型圈槽（M5），O 型圈槽（M2、M3、M4、M5）内分别设有O 型圈（7）。