CN103485995A

CN103485995A - 一种高纯氨低温往复泵

Info

Publication number: CN103485995A
Application number: CN201310472065.1A
Authority: CN
Inventors: 彭天照; 吴波
Original assignee: HUZHOU SANJING CRYOGENIC EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: HUZHOU SANJING CRYOGENIC EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-10-11
Also published as: CN103485995B

Abstract

本发明涉及低温往复泵，具体为一种电子、化工、冶金、钢铁等行业需要电子级高纯氨生产、科研中所需的无污染高纯氨输送的低温往复泵，包括泵体，所述泵体内具有内缸，内缸连通有进口和回气口，所述内缸一端设有进液阀，另一端设有与所述进液阀相对的出液阀，泵体内靠进液阀一侧还设有活塞杆，所述泵体围绕活塞杆的内壁设有密封组件，所述泵体位于出液阀一侧安装有出液法兰，所述出液法兰连接有出液接管，所述出液法兰和所述出液接管连接位置外部通过外套螺母固定连接，所述泵体靠内缸一侧外壳上还设有真空保护阀，能满足电子级高纯氨输送、增压要求。

Description

一种高纯氨低温往复泵

技术领域

本发明涉及低温往复泵，具体为一种电子、化工、冶金、钢铁等行业需要电子级高纯氨生产、科研中所需的无污染高纯氨输送的低温往复泵。

背景技术

目前在电子、化工、冶金、钢铁等行业，特别是在电子LED、光伏太阳能领域，需要大量高纯氨气来提供氮的来源，纯度要求在7N即99.99999%以上。市场上的常规氨泵均以普通氨水为输送介质，对输送氨水的污染不作要求，而介质在输送过程中由于氨泵内部的不清洁经常业经常造成氨水的污染，不能满足电子级高纯氨的输送、增压要求。如果用于高纯氨的输送，则需在安装完成后对机组进行清洗，知道清洁度满足系统要求，浪费了大量的冲洗时间，并造成介质的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种能满足电子级高纯氨输送、增压要求的高纯氨低温往复泵。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高纯氨低温往复泵，包括泵体，所述泵体内具有内缸，内缸连通有进口和回气口，所述内缸一端设有进液阀，另一端设有与所述进液阀相对的出液阀，泵体内靠进液阀一侧还设有活塞杆，所述泵体围绕活塞杆的内壁设有密封组件，所述泵体位于出液阀一侧安装有出液法兰，所述出液法兰连接有出液接管，所述出液法兰和所述出液接管连接位置外部通过外套螺母固定连接，所述泵体靠内缸一侧外壳上还设有真空保护阀。

电子级高纯氨往复泵关键在于过流部件清洁无污染、生产制作完成后残留杂质少。通过对各过流部件采用型材加工或焊接完成，避免了采用铸件带来的铸件夹渣、疏松等缺陷带来的杂质残留。所有零件介质接触表面加工后表面光洁度达到Ra0.8，再利用化学抛光工艺，使其表面光洁度达到Ra0.2,通过超声波脱脂、纯净水后，进行真空包装，保证了各零件的清洁度，密封材料不应采用含铜材料，防止带来含铜材料的化学腐蚀，装配时在无尘、清洁装配间完成，装配完成后真空包装，避免二次污染。上述技术方案中，活塞杆抽出时，进液阀打开，在管路压力作用下，出液阀关闭，泵吸入液体；吸入完成后，活塞杆推入时，在液体压缩增压条件下，进液阀关闭，出液阀打开，液体进入管路,泵的一次工作循环完成；在泵体内压力和密封组件作用下，密封组件紧贴活塞杆，实现活塞密封，保证了密封的可靠性，封组件可采用复合密封组件，前段对低温液体，中部设有储气腔，对前段液体形成气封，后段对储气腔气体进行密封。回气口位置应该设置高于进口位置，可以使得内部气体排出充分，避免了因气体死角造成机组吸入时吸入部分气体而导致流量偏小。

作为对本发明的优选，真空保护阀包括真空阀体，所述真空阀体具有圆柱形的连接外壁，沿着所述连接外壁套接有真空套，所述真空套上开有大气通孔，所述真空阀体沿着所述连接外壁外周设有用于限制所述真空套位置的限位台，所述真空阀体与所述真空套连通处设有真空塞，所述真空塞包括可活动于所述真空阀体内的密封塞柱以及与所述密封塞柱一体连接可活动于所述真空套内的密封塞盘，所述密封塞柱上设有环形的凹陷密封槽，所述凹陷密封槽与所述真空阀体之间设有内密封圈，所述密封塞盘、所述真空阀体的端部以及所述真空套内壁三者之间围成的区域内设有外密封圈，内密封圈和外密封圈均为O型密封圈，大气通孔在真空套上位于同一水平位置且呈对称状分布。该优选抽取真空时，真空阀体连接真空腔，内压力P2为负压，真空套设有大气通孔与大气接通，其压力P1等于大气压力，P1＞P2，在压力差作用下，真空塞与真空阀体贴紧，外密封圈压缩，实现端面密封，另外加上内密封圈密封，确保了密封的可靠性。当真空腔内由于内部腔体介质泄露，压力升高时，至P2≥P1时，作用于真空塞的压力差消失，密封圈密封压缩量消失，密封失效，腔内压力释放，保护真空壳体，提高了设备的安全性，避免了壳体继续增压，出现爆裂事故，有效提高真空密封和真空超压保护的稳定性。

作为对本发明的优选，密封塞柱上设有三道竖直方向平行排列的凹陷密封槽，相邻凹陷密封槽之间的垂直距离均相等。提高结构的稳定性、密封的可靠性和超压保护的安全性。

作为对本发明的优选，密封组件包括由泵体内部的气缸一侧向外侧依次紧密排列前段液体介质密封部、储气腔、后段气相介质密封部、导向套和压紧螺母，所述泵体外壳靠所述储气腔的位置设有防爆电加热带，前段液体介质密封部包括一排唇式密封件和一个碟簧，后段气相介质密封部包括间隔排列的石墨密封垫以及位于相邻两石墨密封垫间隔处和储气腔与相邻石墨密封垫之间设有的四氟填充密封部，所述唇式密封件安装于一个与泵体内壁紧密贴合且带有用于安装所述唇式密封件的安装槽的镶嵌块，由泵体内部的气缸一侧向外侧的第一个镶嵌块和最后一个镶嵌块与所述泵体内壁之间设有垫圈，所述唇式密封件为改性四氟密封件，所述防爆电加热带呈扁平状，泵体外壳上设有散热翅片，散热翅片和防爆电加热带在泵体外壳上相对状分布。该优选前段液体介质密封部有效防止气缸内液体介质泄露，但是当有介质泄露时，微量介质泄露进入储气腔，在防爆电加热带作用下汽化，储气腔介质始终以气态存在，后段气相介质密封部用于该储气腔内气相介质的密封，另外，可通过拧入压紧螺母，增大压缩量实现继续密封，提高了气体密封的寿命，且外部的防爆电加热带电加热带主要对、后段气相介质密封部及储气腔介质加热，减小密封部的低温收缩变形，降低材料的低温脆性，提高其润滑性，同时加热、平衡储气腔温度，使其压力保持恒定，形成气封，可对前段泄露介质进行密封，采用石墨与四氟填料组合的复合密封方式具有自润滑性，减少了摩擦生热，唇式密封件采用唇边密封，是线密封结构，当出现密封泄漏时，还可以通过向里拧入压紧螺母，在碟簧作用力下，增加各个唇边密封与活塞杆的贴合来实现继续密封，延长其使用寿命，提高机组运行时的同心度，降低活塞杆的振动，改性四氟密封件摩擦小，磨损率低，低温时收缩率低，其寿命为普通四氟产品的3倍，防爆电加热带呈扁平状，安全耐用、加热均匀、对整体结构具有较好的保护作用，散热翅片提高散热效率以保证结构稳定性，优化热量的输送转移。

作为对本发明的优选，出液法兰通过固定锁紧螺栓固定安装于泵体上。

作为对本发明的优选，外套螺母上设有拧紧专用定位孔。便于其拧紧，通过拧紧外套螺母可以有效的保证密封可靠性。

本发明的有益效果：该结构可用于高纯氨纯度在7N即99.99999%以上介质的输送，降低了机组对介质的污染，保证了介质的纯度，缩短了泵组的大量冲洗时间，减少了介质的浪费，节省的系统的清洗成本，流量可达900-1800L/h，出口压力可达3MPa。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1中真空保护阀的结构示意图；

图3是本发明实施例2中密封组件的结构示意图。

图中：1、泵体，2、内缸，21、进口，22、回气口，3、活塞杆，4、出液法兰，40、固定锁紧螺栓，41、出液接管，42、外套螺母，421、拧紧专用定位孔，6、进液阀，7、出液阀，8、密封组件，9、真空保护阀，84、储气腔， 85、导向套，86、压紧螺母，87、唇式密封件，88、碟簧，89、石墨密封垫，810、四氟填充密封部，811、垫圈，812、防爆电加热带，813、散热翅片，871、镶嵌块，91、真空阀体，910、连接外壁，911、限位台，92、真空套，920、大气通孔，93、真空塞，931、密封塞柱，932、密封塞盘，9310、凹陷密封槽，94、内密封圈，95、外密封圈。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1，如图1、2所示，一种高纯氨低温往复泵，包括泵体1，泵体1内具有内缸2，内缸2连通有进口21和回气口22，内缸2一端设有进液阀6，另一端设有与所述进液阀6相对的出液阀7，泵体1内靠进液阀6一侧还设有活塞杆3，泵体1围绕活塞杆3的内壁设有密封组件8，泵体1位于出液阀7一侧安装有出液法兰4，所述出液法兰4连接有出液接管41，出液法兰4和出液接管41连接位置外部通过外套螺母42固定连接，泵体1靠内缸2一侧外壳上还设有真空保护阀9。出液法兰4通过固定锁紧螺栓40固定安装于泵体1上。外套螺母42上设有拧紧专用定位孔421。密封组件可采用复合密封组件，前段密封对低温液体，中部设有储气腔84，对泄露进入储气腔84的液体进行汽化对前段密封如果有液体泄露形成气封，后段密封对储气腔84气体进行密封，前段和后段采用唇式密封件87结构配合碟簧88的结构，唇式密封件87可选用改性四氟唇式密封圈。回气口42位置高于进口41位置。真空保护阀9包括真空阀体91，真空阀体91具有圆柱形的连接外壁910，沿着连接外壁910套接有真空套92，真空套92上开有大气通孔920，真空阀体91沿着连接外壁910外周设有用于限制真空套92位置的限位台911，真空阀体91与真空套92连通处设有真空塞93，真空塞93包括可活动于真空阀体91内的密封塞柱931以及与密封塞柱931一体连接可活动于真空套92内的密封塞盘932，密封塞柱931上设有环形的凹陷密封槽9310，凹陷密封槽9310与真空阀体91之间设有内密封圈94，密封塞盘932、真空阀体91的端部以及真空套92内壁三者之间围成的区域内设有外密封圈95，内密封圈94和外密封圈95均为O型密封圈，大气通孔920在真空套92上位于同一水平位置且呈对称状分布。密封塞柱931上设有三道竖直方向平行排列的凹陷密封槽9310，相邻凹陷密封槽9310之间的垂直距离均相等。电子级高纯氨往复泵关键在于过流部件清洁无污染、生产制作完成后残留杂质少，通过对各过流部件采用型材加工或焊接完成，避免了采用铸件带来的铸件夹渣、疏松等缺陷带来的杂质残留，所有零件介质接触表面加工后表面光洁度达到Ra0.8，再利用化学抛光工艺，使其表面光洁度达到Ra0.2，通过超声波脱脂、纯净水后，进行真空包装，保证了各零件的清洁度，装配时在无尘、清洁装配间完成，装配完成后真空包装，避免二次污染。

实施例2，如图3所示，其与实施例1的区别在于密封组件8的差别，其密封组件8包括由泵体1内部的气缸2一侧向外侧依次紧密排列前段液体介质密封部、储气腔84、后段气相介质密封部、导向套85和压紧螺母86，所述泵体1外壳靠所述储气腔84的位置设有防爆电加热带812，前段液体介质密封部包括一排唇式密封件87和一个碟簧88，后段气相介质密封部包括间隔排列的石墨密封垫89以及位于相邻两石墨密封垫89间隔处和储气腔84与相邻石墨密封垫89之间设有的四氟填充密封部810，所述唇式密封件87安装于一个与泵体1内壁紧密贴合且带有用于安装所述唇式密封件87的安装槽的镶嵌块871，由泵体1内部的气缸2一侧向外侧的第一个镶嵌块871和最后一个镶嵌块871与所述泵体1内壁之间设有垫圈811，所述唇式密封件87为改性四氟密封件，所述防爆电加热带812呈扁平状，泵体1外壳上设有散热翅片813，散热翅片813和防爆电加热带812在泵体1外壳上相对状分布。

Claims

1.一种高纯氨低温往复泵，包括泵体（1），所述泵体（1）内具有内缸（2），其特征在于：内缸（2）连通有进口（21）和回气口（22），所述内缸（2）一端设有进液阀（6），另一端设有与所述进液阀（6）相对的出液阀（7），泵体（1）内靠进液阀（6）一侧还设有活塞杆（3），所述泵体（1）围绕活塞杆（3）的内壁设有密封组件（8），所述泵体（1）位于出液阀（7）一侧安装有出液法兰（4），所述出液法兰（4）连接有出液接管（41），所述出液法兰（4）和所述出液接管（41）连接位置外部通过外套螺母（42）固定连接，所述泵体（1）靠内缸（2）一侧外壳上还设有真空保护阀（9）。

2.根据权利要求1所述的一种高纯氨低温往复泵，其特征在于：真空保护阀（9）包括真空阀体（91），所述真空阀体（91）具有圆柱形的连接外壁（910），沿着所述连接外壁（910）套接有真空套（92），所述真空套（92）上开有大气通孔（920），所述真空阀体（91）沿着所述连接外壁（910）外周设有用于限制所述真空套（92）位置的限位台（911），所述真空阀体（91）与所述真空套（92）连通处设有真空塞（93），所述真空塞（93）包括可活动于所述真空阀体（91）内的密封塞柱（931）以及与所述密封塞柱（931）一体连接可活动于所述真空套（92）内的密封塞盘（932），所述密封塞柱（931）上设有环形的凹陷密封槽（9310），所述凹陷密封槽（9310）与所述真空阀体（91）之间设有内密封圈（94），所述密封塞盘（932）、所述真空阀体（91）的端部以及所述真空套（92）内壁三者之间围成的区域内设有外密封圈（95），内密封圈（94）和外密封圈（95）均为O型密封圈，大气通孔（920）在真空套（92）上位于同一水平位置且呈对称状分布。

3.根据权利要求2所述的一种高纯氨低温往复泵，其特征在于：密封塞柱（931）上设有三道竖直方向平行排列的凹陷密封槽（9310），相邻凹陷密封槽（9310）之间的垂直距离均相等。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高纯氨低温往复泵，其特征在于：密封组件（8）包括由泵体（1）内部的气缸（2）一侧向外侧依次紧密排列前段液体介质密封部、储气腔（84）、后段气相介质密封部、导向套（85）和压紧螺母（86），所述泵体（1）外壳靠所述储气腔（84）的位置设有防爆电加热带（812），前段液体介质密封部包括一排唇式密封件（87）和一个碟簧（88），后段气相介质密封部包括间隔排列的石墨密封垫（89）以及位于相邻两石墨密封垫（89）间隔处和储气腔（84）与相邻石墨密封垫（89）之间设有的四氟填充密封部（810），所述唇式密封件（87）安装于一个与泵体（1）内壁紧密贴合且带有用于安装所述唇式密封件（87）的安装槽的镶嵌块（871），由泵体（1）内部的气缸（2）一侧向外侧的第一个镶嵌块（871）和最后一个镶嵌块（871）与所述泵体（1）内壁之间设有垫圈（811），所述唇式密封件（87）为改性四氟密封件，所述防爆电加热带（812）呈扁平状，泵体（1）外壳上设有散热翅片（813），散热翅片（813）和防爆电加热带（812）在泵体（1）外壳上相对状分布。

5.根据权利要求4所述的一种高纯氨低温往复泵，其特征在于：出液法兰（4）通过固定锁紧螺栓（40）固定安装于泵体（1）上。

6.根据权利要求5所述的一种高纯氨低温往复泵，其特征在于：外套螺母（42）上设有拧紧专用定位孔（421）。