CN103486018A - 一种大流量高压低温往复泵冷端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压低温往复泵，尤其涉及一种化工、工矿企业、国防科研等行业所需的大流量低温高压往复泵冷端，包括泵体，所述泵体内部具有气缸，气缸一端设有活塞杆，所述气缸另一端设有与所述活塞杆相对的进液阀组件，所述气缸还连通有出液阀组件，所述泵体围绕活塞杆的内壁设有密封组件，所述泵体外壳靠进液阀组件外侧设有端盖法兰，所述泵体靠气缸一侧外壳上还设有真空保护阀，可提高单台机组运行流量、加注速度、出口压力。

Description

一种大流量高压低温往复泵冷端

技术领域

本发明涉及高压低温往复泵，尤其涉及一种化工、工矿企业、国防科研等行业所需的大流量低温高压往复泵冷端。

背景技术

化工、工矿企业、国防科研等行业所需的低温高压往复泵主要用于L-CNG天然气加气站输送、增压液化天然气，目前的L-CNG天然气加气站向汽车加注CNG天然气，加注压力为20-25MPa。在没有管道气CNG的环境下，气源为汽车运送LNG液化天然气，通过增压，气化器气化后向汽车加注。目前的机组流量相对偏小，单泵流量一般≤1000L/h，而在加注量越来越大的环境下，对机组的流量有了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种可提高单台机组运行流量、加注速度、出口压力的大流量高压低温往复泵冷端。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种大流量高压低温往复泵冷端，包括泵体，所述泵体内部具有气缸，气缸一端设有活塞杆，所述气缸另一端设有与所述活塞杆相对的进液阀组件，所述气缸还连通有出液阀组件，所述泵体围绕活塞杆的内壁设有密封组件，所述泵体外壳靠进液阀组件外侧设有端盖法兰，所述泵体靠气缸一侧外壳上还设有真空保护阀。        

上述技术方案中，在活塞杆抽离泵体时，气缸内部形成低压真空，管路压力大于气缸内压力，进液阀组件开启，出液阀组件关闭，吸入液体，直至活塞杆抽离运动停止；抽离运动完成后，在传动机构作用下，活塞杆向泵体推进，压缩液体，形成高压，在压力作用下，进液阀组件关闭，出液阀组件开启，液体进入出口管路，往复泵吸入、排出一次循环完成；密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。

作为对本发明的优选，进液阀组件包括与气缸呈阶梯状装配的进液阀座和与所述进液阀座配合使用的进液阀。

作为对本发明的优选，出液阀组件包括装配于泵体上与所述泵体连通的出液阀座，所述出液阀座内具有一条流通道，沿着所述流通道配有出液阀，所述出液阀座外部套设有压紧螺母，所述压紧螺母同时套设于与所述出液阀座连通的出液螺母一端外部，所述出液螺母另一端连通有出液接管，所述出液螺母和所述出液接管连通位置外部套设有用于固定的外套螺母，所述压紧螺母和出液螺母之间设有密封垫，所述出液阀为弹簧结构，所述出液阀的阀杆固定有锥形阀头，所述出液阀座设有与所述锥形阀头相配合的锥形面，所述出液接管与出液螺母连通位置的接触表面呈弧形凸面，所述出液螺母具有与弧形凸面其中一段弧形面相吻合的弧形凹面，所述外套螺母上设有拧紧专用定位孔。该优选方式对于低温高压往复泵，出液接头一方面起连接出液管路，同时也有止回阀的功能。1、当往复泵输出液体时，泵体内部压力大于管路压力，出液阀打开；2、当往复泵吸入液体时，泵体内部真空，出液阀迅速关闭，实现止回阀功能。出液阀座可以由软态黄铜制作，具有可塑性，密封性较好，在压紧螺母作用下，使出液阀座与泵体、压紧螺母实现良好密封。

作为对本发明的优选，出液阀组件的出液方向垂直于活塞杆和进液阀组件连线的方向。有效提升单台机组运行流量、加注速度。

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，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，端盖法兰具有进口和回气口，所述进口和回气口流通方向相垂直，且所述回气口位置高于进口位置。该优选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。

本发明的有益效果：该结构有效加快加气站的加注速度，提高单台机组运行流量，单泵流量达到1500L/h，出口压力达25MPa或更高至35MPa，如果缸径尺寸做大到45mm,可通过提高转速或增大往复形成调节单泵流量至≥2000L/h，而且该结构稳定性高、密封效果好，使用寿命更长。

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中出液阀组件的结构示意图；

图3是本发明实施例1中真空保护阀的结构示意图；

图4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、气缸，3、活塞杆，4、端盖法兰，41、进口，42、回气口，6、进液阀组件，7、出液阀组件，8、密封组件，9、真空保护阀，61、进液阀座，62、进液阀，71、出液阀座，72、出液阀，73、压紧螺母，74、出液螺母，75、出液接管，76、外套螺母，77、密封垫，711、锥形面，721、锥形阀头，751、弧形凸面，741、弧形凹面，761、拧紧专用定位孔，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、3所示，一种大流量高压低温往复泵冷端，包括泵体1，泵体1内部具有气缸2，气缸2一端设有活塞杆3，气缸2另一端设有与活塞杆3相对的进液阀组件6，气缸2还连通有出液阀组件7，泵体1围绕活塞杆3的内壁设有密封组件8，泵体1外壳靠进液阀组件外侧设有端盖法兰4，泵体1靠气缸2一侧外壳上还设有真空保护阀9。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，泵体1外壳上设有散热翅片813。进液阀组件6包括与气缸2呈阶梯状装配的进液阀座61和与进液阀座61配合使用的进液阀62。出液阀组件7包括装配于泵体1上与泵体1连通的出液阀座71，出液阀座71内具有一条流通道，沿着流通道配有出液阀72，出液阀座71外部套设有压紧螺母73，压紧螺母73同时套设于与出液阀座71连通的出液螺母74一端外部，出液螺母74另一端连通有出液接管75，出液螺母74和出液接管75连通位置外部套设有用于固定的外套螺母76，压紧螺母73和出液螺母74之间设有密封垫77，出液阀72为弹簧结构，出液阀72的阀杆固定有锥形阀头721，出液阀座71设有与锥形阀头721相配合的锥形面711，出液接管75与出液螺母74连通位置的接触表面呈弧形凸面751，出液螺母74具有与弧形凸面751其中一段弧形面相吻合的弧形凹面741，外套螺母76上设有拧紧专用定位孔761。出液阀组件7的出液方向垂直于活塞杆3和进液阀组件6连线的方向。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。端盖法兰4具有进口41和回气口42，进口41和回气口42流通方向相垂直，且回气口42位置高于进口41位置。

实施例2，如图4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 (8)

1.一种大流量高压低温往复泵冷端，包括泵体（1），所述泵体（1）内部具有气缸（2），其特征在于：气缸（2）一端设有活塞杆（3），所述气缸（2）另一端设有与所述活塞杆（3）相对的进液阀组件（6），所述气缸（2）还连通有出液阀组件（7），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）外壳靠进液阀组件外侧设有端盖法兰（4），所述泵体（1）靠气缸（2）一侧外壳上还设有真空保护阀（9）。

2.根据权利要求1所述的一种大流量高压低温往复泵冷端，其特征在于：进液阀组件（6）包括与气缸（2）呈阶梯状装配的进液阀座（61）和与所述进液阀座（61）配合使用的进液阀（62）。

3.根据权利要求1或2所述的一种大流量高压低温往复泵冷端，其特征在于：出液阀组件（7）包括装配于泵体（1）上与所述泵体（1）连通的出液阀座（71），所述出液阀座（71）内具有一条流通道，沿着所述流通道配有出液阀（72），所述出液阀座（71）外部套设有压紧螺母（73），所述压紧螺母（73）同时套设于与所述出液阀座（71）连通的出液螺母（74）一端外部，所述出液螺母（74）另一端连通有出液接管（75），所述出液螺母（74）和所述出液接管（75）连通位置外部套设有用于固定的外套螺母（76），所述压紧螺母（73）和出液螺母（74）之间设有密封垫（77），所述出液阀（72）为弹簧结构，所述出液阀（72）的阀杆固定有锥形阀头（721），所述出液阀座（71）设有与所述锥形阀头（721）相配合的锥形面（711），所述出液接管（75）与出液螺母（74）连通位置的接触表面呈弧形凸面（751），所述出液螺母（74）具有与弧形凸面（751）其中一段弧形面相吻合的弧形凹面（741），所述外套螺母（76）上设有拧紧专用定位孔（761）。

4.根据权利要求3所述的一种大流量高压低温往复泵冷端，其特征在于：出液阀组件（7）的出液方向垂直于活塞杆（3）和进液阀组件（6）连线的方向。

5.根据权利要求3所述的一种大流量高压低温往复泵冷端，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。

6.根据权利要求5所述的一种大流量高压低温往复泵冷端，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。

7.根据权利要求6所述的一种大流量高压低温往复泵冷端，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。

8.根据权利要求1或2所述的一种大流量高压低温往复泵冷端，其特征在于：端盖法兰（4）具有进口（41）和回气口（42），所述进口（41）和回气口（42）流通方向相垂直，且所述回气口（42）位置高于进口（41）位置。

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