CN103629108B - 一种柱塞往复泵的柱塞密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柱塞往复泵的柱塞密封装置，柱塞前端外部设的主密封函体上设置有不贯通的两穿孔，一穿孔连通压力水罐，另一穿孔连通输送介质回收罐；压力水罐中的压力大于输送介质回收罐压力；柱塞后端外部套设的副密封函体，其前端外圆装载在主密封函体内孔中，副密封函体内设有套设在柱塞外的水环，副密封函体前端内孔和前端外壁上分别设有刀槽，两刀槽之间由副密封函体内的第一连接孔连通；副密封函体前端外壁开口第三空刀槽，第三空刀槽与内孔之间由副密封函体内的第二连接孔连通；水环的外壁和内孔分别设有刀槽，两刀槽之间由水环内的第三连接孔连通。本发明中的装置可以在输送类似丙烯这类介质时，实现柱塞密封处介质对大气的零泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种柱塞往复泵的柱塞密封装置，特别适用于输送液态丙烯的柱塞往复泵的柱塞密封装置。
背景技术
柱塞往复泵是一种非常重要的流体机械，它广泛应用于石油、化工、矿场、发电厂等领域。
柱塞往复泵是一种容积式泵，它是依靠在液缸内作往复运动的柱塞，周期性的改变容积大小，借助进、排液阀组，从而达到吸入和排出介质的目的。如图1所示，当柱塞6’往左运动时，液缸3’内的容腔31’增加，压力降低，吸入管1’内的介质在压力差作用下，克服吸入阀2’的阻力损失进入到容腔31’中。当柱塞6’往右运动时，容腔31’内的介质被挤压，压力增加，在这一压力作用下，吸入阀2’关闭，而排出阀4’被打开，容腔31’内的介质在压力差作用下被排送到排出管路5’中。目前，国内外生产的柱塞往复泵，主要采用填料7’密封。泵运行时，在压力的作用下，介质会从作往复运动的柱塞6’与填料7’的密封间隙处产生泄漏，虽然可以用螺母8’使填料7’压紧，减少泄漏量，但泄漏或多或少总是存在的。对输送介质是水或一般性液体，这种泄漏是允许的，只要泄漏量不超过国家标准规定即可，微量的泄漏甚至可以提高柱塞与填料的使用寿命。然而对输送液态丙烯这样的介质，柱塞与填料的密封间隙处所产生泄漏，绝对不能暴露在大气中。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。液态丙烯泄漏在大气中后压力迅速降低到小于其饱和蒸气压力，液态丙烯马上气化，成为易燃气体，其与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险，而且有一定的毒性。因此，确保丙烯输送泵柱塞密封处对大气的零泄漏，提高其运行的可靠性、安全性成为丙烯输送泵技术攻关的课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种柱塞往复泵的柱塞密封装置，使用该柱塞密封装置的柱塞往复泵在输送丙烯这类介质时，能确保柱塞密封处介质对大气的零泄漏，提高了泵运行的可靠性和安全性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：
所述柱塞的前端外部套设有主密封函体，主密封函体上设置有相互不贯通的第一穿孔和第二穿孔，第一穿孔通过管道与压力水罐连通，第二穿孔通过管道与密封的输送介质回收罐连通；压力水罐中的压力大于输送介质回收罐压力；
所述柱塞后端外部套设为副密封函体，并且副密封函体的前端外圆装载在主密封函体内孔中，副密封函体内设置套设在柱塞外的水环；副密封函体前端内孔设有第一空刀槽，副密封函体前端外壁上设有第二空刀槽，第一空刀槽和第二空刀槽之间由设置在副密封函体内的第一连接孔连通；副密封函体靠近前端的外壁开口第三空刀槽，第三空刀槽与副密封函体的内孔之间由设置在副密封函体内的第二连接孔连通；所述水环的外壁设有第四空刀槽，所述水环的内孔设有第五空刀槽，第四空刀槽和第五空刀槽之间由设置在水环内的第三连接孔连通；
另外，主密封函体和副密封函体装配后的位置满足：
第二空刀槽处的位置与主密封函体上的第二穿孔相通；第三空刀槽处的位置与主密封函体上的第一穿孔相通。
作为进一步改进方案，所述主密封函体内装有套在柱塞的前端外部的前导向套、主密封填料及主隔环，主密封填料设置在前导向套和主隔环之间。主密封填料均为截面为正方形的编织填料，起密封介质的作用。主隔环为截面为矩形的填充四氟，起对密封填料的支撑作用。
作为再进一步改进方案，所述第二空刀槽底部外缘直径小于主隔环的内孔直径。
作为再进一步改进方案，所述主密封函体后端外部车有螺纹，其上装有螺母。
作为再进一步改进方案，所述主密封函体前端外部设有第一凸台，所述第一凸台用来安装螺栓，使主密封函体与柱塞往复泵的液缸相连。
作为再进一步改进方案，所述副密封函体内装有套在柱塞的后端外部的后导向套、第一副隔环、第二副隔环、第三副隔环、第四副隔环、第一副密封填料和第二副密封填料，其中水环的左侧依次分别设置所述第三副隔环、第二副密封填料和第二副隔环，水环的右侧依次分别设置所述第一副隔环、第一副密封填料和第四副隔环。
作为再进一步改进方案，所述第三空刀槽的两边用分别用第一密封圈和第二密封圈密封，主密封函体上左边的第一穿孔位于第一密封圈和第二密封圈之间。
作为再进一步改进方案，所述副密封函体中部有设有第二凸台，所述第二凸台装在所述主密封函体上的螺母内。
作为再进一步改进方案，所述副密封函体后端外部车有螺纹，其上装有螺母。
作为再进一步改进方案，所述输送介质回收罐与柱塞往复泵进口管相连，压力水罐中的压力只需大于柱塞往复泵进口管线压力。
作为再进一步改进方案，所述压力水罐中的压力为柱塞往复泵进口管线压力加上0.2～0.3Mpa。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过本发明提供的结构，可以输送类似丙烯这类易挥发、易燃、易爆、有毒、有害的介质，因为压力水罐中的水始终存在在水环中，并且水压高于输送介质回收罐压力，从而能确保在输送丙烯这类介质时，实现柱塞密封处介质对大气的零泄漏。
附图说明
图1为现有技术中柱塞往复泵的液缸组件图；
图2为本发明实施例中的柱塞往复泵的柱塞密封装置的结构图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明提供一种柱塞往复泵的柱塞密封装置，如图2所示，装置中的柱塞6为圆柱形。柱塞6的前端外部为主密封函体7，主密封函体7内装有前导向套8、主密封填料9及主隔环10。所述柱塞后端外部为副密封函体11，副密封函体内装有后导向套19、第一副隔环14、第二副隔环18、第一副密封填料13、第二副密封填料17及水环15。前、后导向套8、19均为圆柱形套，在柱塞作往复运动时起作导向作用。主密封填料9、第一副密封填料13、第二副密封填料17均为截面为正方形的编织填料，起密封介质的作用。主隔环10、第一副隔环14、第二副隔环18均为截面为矩形的填充四氟，分别起对主密封填料9、第一副密封填料13、第二副密封填料17的支撑作用。
主密封函体7上设置有相互不贯通的第一穿孔72和第二穿孔73，第一穿孔72通过高压软管与压力水罐连通，第二穿孔73通过高压软管与密封的输送介质回收罐连通，输送介质回收罐与柱塞往复泵进口管相连，压力水罐中的压力只需要大于输送介质回收罐压力即可，比较好的优选方式为压力水罐中的压力为柱塞往复泵进口管线压力加上0.2～0.3Ｍpa；前导向套8、主密封填料9及主隔环10均套在柱塞6的前端外部，并且主密封填料9设置在前导向套8和主隔环10之间，本实施例中，主隔环10设有两个，相邻的主隔环10之间同样由主密封填料9填充。主密封函体7后端外部车有螺纹71，其上装有螺母20，调整螺母20，可以达到调节柱塞6和主密封填料9松紧程度的目的。主密封函体7右端有一较大的外园第一凸台74，所述第一凸台74用来安装螺栓22，以之与液缸相连。
副密封函体11的前端外圆装载在主密封函体7内孔中，副密封函体11内设置套设在柱塞6外的水环15；副密封函体11前端内孔设有第一空刀槽111，副密封函体11前端外壁上设有第二空刀槽113，第一空刀槽111和第二空刀槽113之间由设置在副密封函体11内的第一连接孔112连通，第二空刀槽113底部外缘的直径小于主隔环10的内孔直径；副密封函体11靠近前端的外壁开口第三空刀槽114，第三空刀槽114与副密封函体11的内孔之间由设置在副密封函体11内的第二连接孔115连通；所述水环15的外壁设有第四空刀槽151，所述水环15的内孔设有第五空刀槽153，第四空刀槽151和第五空刀槽153之间由设置在水环15内的第三连接孔153连通。
主密封函体7和副密封函体11装配后的位置满足：第二空刀槽113处的位置与主密封函体7上的第二穿孔73相通；第三空刀槽114处的位置与主密封函体7上的第一穿孔72相通。
后导向套19、第一副隔环14、第二副隔环18、第三副隔环23、第四副隔环24、第一副密封填料13和第二副密封填料17均套在柱塞的后端外部，其中水环15的左侧依次分别设置所述第三副隔环23、第二副密封填料17和第二副隔环18，水环15的右侧依次分别设置所述第一副隔环14、第一副密封填料13和第四副隔环24。所述第三空刀槽114的两边用分别用第一密封圈12和第二密封圈16密封，主密封函体7上左边的第一穿孔72位于第一密封圈12和第二密封圈16之间。装在副密封函体中11的水环15为一圆柱形套。
副密封函体11中部有第二凸台117，第二凸台117装在主密封函体7上的螺母20内。调整螺母20，即可通过第二凸台117所传递的压紧力，达到调节柱塞6及主密封填料9松紧程度的目的。副密封函体11左端外园车有螺纹118，其上装有螺母21。调整装在副密封函体11上的螺母21，可以达到调节柱塞6及第一副密封填料13、第二副密封填料松紧程度的目的。
如图2所示，主密封函体7上部有两个穿孔——第一穿孔72和第二穿孔73，第一穿孔72和第二穿孔73均为螺纹孔，左边的第一穿孔72用高压软管连接到压力水罐中，水罐中的压力为丙烯输送泵进口管线压力加上0.2-0.3Mpa之和；右边的第二穿孔73用高压软管连接到密封的、与丙烯输送泵进口管相连的丙烯回收罐中。压力水罐中的水通过高压软管、副密封函体11右端外园第三空刀槽114、第二连接孔115、水环15上的第三连接孔153作用在柱塞6及水环15的左、右两边的第一副隔环14、第二副隔环18、第一副密封填料13和第二副密封填料17上。丙烯回收罐中的丙烯通过高压软管、副密封函体11前端的第二空刀槽113、第一连接孔112作用在柱塞6及装在主密封函体7中的主隔环10和主密封填料9上、还作用在第一副隔环14、第一副密封填料13上。泵运行时，在压力的作用下，丙烯或类似介质会从作往复运动的柱塞6与主填料9的密封间隙处产生泄漏，泄漏到副密封函体11前端第一空刀槽111处的丙烯或类似介质的压力迅速降至到泵进口压力。由于装在副密封函体11中的水环15处的压力大于泄漏到副密封函体11前端第一空刀槽111处的丙烯或类似介质的压力0.2-0.3Mpa，因此泄漏的丙烯或类似介质只能通过副密封函体11前端外园第二空刀槽113、第一连接孔112和高压软管回到丙烯回收罐中，直至进入进口管被重新输出。压力水成功地将泄漏到副密封函体11前端第一空刀槽111处的丙烯或类似介质与大气隔离开来。由于装在副密封函体11中的水环15的右边装有第一副隔环14和第一副密封填料13，加上水环15处与副密封函体11前端第一空刀槽111处的压差只有0.2-0.3Mpa，因此压力水罐中的水只有极微量的水泄漏到副密封函体前端第一空刀槽111处，这些极微量的水进入到丙烯或类似介质中并不影响其化学性能。水环15的左边装有第二副隔环18和第二幅密封填料17，水环15处的压力也不高，因此压力水罐中的水泄漏到大气中的量也很小。丙烯的泄漏量可以通过装在主密封函体7上的螺母20来进行调节（可根据丙烯输送泵排出的流量减少的量来进行调节），压力水罐中水的泄漏量可以通过装在副密封函体11上的螺母21来进行调节。由此可以看出，压力水隔离装置成功地将丙烯输送泵柱塞密封处泄漏的丙烯与大气隔离开来，确保丙烯输送泵柱塞密封处对大气的零泄漏，提高了其运行的可靠性、安全性。另外，这种装置还有以下优点：
1、可以输送类似的易挥发、易燃、易爆、有毒、有害的介质。
2、液态丙烯是一种非常洁净的介质，压力水罐中的水也始终存在在水环15中，并且水压也不高，这样，柱塞6和主密封填料9、第一副密封填料13、第二副密封填料17的使用寿命也会大大增加，密封处水的泄漏量也大大减少，即使有微量的泄漏，也不会造成环境污染。
Claims (9)
1.一种柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：
所述柱塞(6)的前端外部套设有主密封函体(7)，主密封函体(7)上设置有相互不贯通的第一穿孔(72)和第二穿孔(73)，第一穿孔(72)通过管道与压力水罐连通，第二穿孔(73)通过管道与密封的输送介质回收罐连通；压力水罐中的压力大于输送介质回收罐压力；
所述柱塞(6)后端外部套设为副密封函体(11)，并且副密封函体(11)的前端外圆装载在主密封函体(7)内孔中，副密封函体(11)内设置套设在柱塞(6)外的水环(15)；副密封函体(11)前端内孔设有第一空刀槽(111)，副密封函体(11)前端外壁上设有第二空刀槽(113)，第一空刀槽(111)和第二空刀槽(113)之间由设置在副密封函体(11)内的第一连接孔(112)连通；副密封函体(11)靠近前端的外壁开口第三空刀槽(114)，第三空刀槽(114)与副密封函体(11)的内孔之间由设置在副密封函体(11)内的第二连接孔(115)连通；所述水环(15)的外壁设有第四空刀槽(151)，所述水环(15)的内孔设有第五空刀槽(153)，第四空刀槽(151)和第五空刀槽(153)之间由设置在水环(15)内的第三连接孔(152)连通；
另外，主密封函体(7)和副密封函体(11)装配后的位置满足：
第二空刀槽(113)处的位置与主密封函体(7)上的第二穿孔(73)相通；第三空刀槽(114)处的位置与主密封函体(7)上的第一穿孔(72)相通。
2.根据权利要求1所述的柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：所述主密封函体(7)内装有套在柱塞的前端外部的前导向套(8)、主密封填料(9)及主隔环(10)，主密封填料(9)设置在前导向套(8)和主隔环(10)之间。
3.根据权利要求2所述的柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：所述主密封函体(7)后端外部车有螺纹(71)，其上装有螺母(20)。
4.根据权利要求1所述的柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：所述主密封函体(7)前端外部设有第一凸台，所述第一凸台用来安装螺栓(22)，使主密封函体(7)与柱塞往复泵的液缸相连。
5.根据权利要求1所述的柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：所述副密封函体(11)内装有套在柱塞的后端外部的后导向套(19)、第一副隔环(14)、第二副隔环(18)、第三副隔环(23)、第四副隔环(24)、第一副密封填料(13)和第二副密封填料(17)，其中水环(15)的后侧依次分别设置所述第三副隔环(23)、第二副密封填料(17)和第二副隔环(18)，水环(15)的前侧依次分别设置所述第一副隔环(14)、第一副密封填料(13)和第四副隔环(24)。
6.根据权利要求1所述的柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：所述第三空刀槽(114)的两边分别用第一密封圈(12)和第二密封圈(16)密封，主密封函体(7)上后边的第一穿孔(72)位于第一密封圈(12)和第二密封圈(16)之间。
7.根据权利要求1所述的柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：所述副密封函体(11)中部设有第二凸台(117)，所述第二凸台(117)装在所述主密封函体(7)上的螺母(20)内。
8.根据权利要求1所述的柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：所述输送介质回收罐与柱塞往复泵进口管相连，压力水罐中的压力只需大于柱塞往复泵进口管线压力。
9.根据权利要求8所述的柱塞往复泵的柱塞密封装置，其特征在于：所述压力水罐中的压力为柱塞往复泵进口管线压力加上0.2～0.3Mpa。
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Address after: 315105 Yinzhou District investment and entrepreneurship center, Ningbo, road, No. 888 Patentee after: Ningbo Heli pump Limited by Share Ltd Address before: 315105, integrity investment Road, Yinzhou District investment center, Ningbo, Zhejiang, Yinzhou 888 Patentee before: Ningbo Heli pump Limited by Share Ltd |