CN110017256A - 一种柱塞式往复泵 - Google Patents

Abstract

一种柱塞式往复泵，适用于煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送，液力端包括吸入、排出煤浆的泵缸和往复运动的柱塞，保留常规泵缸内注入液U形流动路径的结构，使用分隔器增加注入液接触泵缸壁的前置流道；注入油流过泵缸内壁的路径延长，使注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形或W形等，柱塞外套、柱塞、柱塞填料函被有害物(高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)污染或泄漏污染环境的概率大幅降低；注入油前置流道可显著增加冷却泵缸壁的传热面积、吸热能力，高温煤浆接触泵缸内壁面积剧降可剧降其传递给泵缸壁、柱塞端的热量；该泵可输送温度更高的液料、显著提高柱塞端的操作安全性、扩大往复泵应用范围。

Description

一种柱塞式往复泵

技术领域

本发明涉及一种柱塞式往复泵，适用于煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送，液力端包括吸入、排出煤浆的泵缸和往复运动的柱塞，保留常规泵缸内注入液U形流动路径的结构，使用分隔器增加注入液接触泵缸壁的前置流道；注入油流过泵缸内壁的路径延长，使注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形或W形等，柱塞外套、柱塞、柱塞填料函被有害物(高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)污染或泄漏污染环境的概率大幅降低；注入油前置流道可显著增加冷却泵缸壁的传热面积、吸热能力，高温煤浆接触泵缸内壁面积剧降可剧降其传递给泵缸壁、柱塞端的热量；该泵可输送温度更高的液料、显著提高柱塞端的操作安全性、扩大往复泵应用范围。

背景技术

本发明所述柱塞式往复泵，通常用于输送高温液体或低温液体，用于输送含固体颗粒的浆液或和含腐蚀性组分液料或和含燃爆性组分液料或和有毒组分液料或含放射性组分液料，如煤加氢直接液化装置使用的高压差常温煤浆泵、高压差中温煤浆泵、高压差高温煤浆泵、高压差高温冲洗油泵。

本发明所述泵送目标液料，指的是柱塞式往复泵输送的工艺物料，是不同于注入液的主体泵送物料，如输送油煤浆的柱塞式往复泵所输送的油煤浆。

本发明所述输送含固浆液的柱塞式往复泵，典型应用是输送油煤浆的柱塞式往复泵，其工作方式使用隔离液或隔离注入液，隔离液的工作方式可以是一次注入长期使用或者间断注入间断排放或者连续注入连续排放，排放的隔离注入液可以最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液料排出泵腔，以防止有害物(低温液料、高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)进入柱塞的密封盘根(密封填料)部位，或者防止高温介质(低温介质)进入柱塞外套中接触柱塞产生超限的热变形(冷变形)，或者防止固体颗粒进入柱塞的密封盘根(密封填料)部位而加剧盘根的磨损，或者防止腐蚀性介质进入柱塞外套中接触柱塞产生腐蚀，或者防止有害组分介质进入柱塞外套中泄露进入环境或者接触人体。本发明隔离液的工作方式通常是间断注入间断排放或者连续注入连续排放。

本发明所述输送油煤浆的柱塞式往复泵，通常指的是使用隔离注入液的输送油煤浆的柱塞式往复泵，其结构本质上属于隔离式往复泵；当连续或有规律间断地输入注入液时，可以使用主驱动机(比如主电机)驱动的主泵动力端驱动的注入液往复泵(如计量往复泵)输送注入液，以保证动作的协调性和一致性。

本发明所述正常工作的柱塞式往复泵成套泵组，至少包括驱动端(动力端)、液力端，驱动端可能包括相连的原动机(可为电机、变频电机、柴油机、液压马达、蒸汽机等)、联轴器及其防护罩、变速器、齿轮箱、曲轴、连杆、十字头、拉杆，液力端通常包括柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)、泵缸、进液单向阀、排液单向阀、导液管。

本发明的主要目标是提出对液力端的泵缸缸体内隔离注入液的流动路径、泵送目标液料的流动路径的改进，因此，本发明的主要技术方案是提出布置于泵缸缸体内的能够控制液体存在或流动通道、控制不同液料分布空间的路径部件或容积部件及其结构、安装方案，并说明操作方案和操作效果。

一种属于柱塞式往复泵的隔离泵的结构信息见文献A01：①出版物名称：《煤炭液化技术》，118页至120页；②检索用图书编码：ISBN编码：7-5020-2335-6；③中国版本图书馆CIP数据核字(2003)第063071号；④主编：舒歌平；⑤出版社：煤炭工业出版社；该文献介绍了保持隔离液界面的隔离泵的工作原理和示意图。

一种属于柱塞式往复泵的隔离泵的结构信息见文献A02：①出版物名称：《煤炭直接液化工艺与工程》(出版时间2015年02月)，232页至233页；②检索用图书编码：ISBN编码：9-78703-04308-23；③编著：吴秀章、舒歌平、李克健、谢舜敏；④出版社：科学出版社；该文献介绍了一种油煤浆柱塞式往复泵，在柱塞的密封函采用同步注入注入油(隔离油、注射油)、冲洗油、密封油的工作方式，填料盒为金属节流圈+特殊PTFE填料圈的双填料盒，注射油通过同步驱动的轴头注射泵注入高压填料，末端填料处采用密封油进行冷却和润滑，冲洗油注入低压填料和高压填料之间，起到润滑和带走可能通过高压填料带来的固体颗粒的作用。该泵泵缸体内包含注入液常存区、油煤浆常存区、注入液和油煤浆交替存在区，泵缸内注入液排出泵缸的流径属于U形流。

申请日为2015年06月25的中国专利ZL 201520443034.8一种柱塞往复泵及其系统，该柱塞往复泵包括泵体、导液管、入口阀(含阀球和阀座)、出口阀(含阀球和阀座)、柱塞、柱塞外套、填料箱、填料、蒸汽保温夹套。该柱塞往复泵系统除含上述柱塞往复泵外，还包括驱动、密封油、蒸汽保温、冷却水、润滑油及变频控制系统，配置了注入泵，入、出口支管与主管，入、出口缓冲罐及安全阀。中国专利ZL 201520443034.8一种柱塞往复泵及其系统，填料箱(填料函)内含有沿柱塞的轴线从内向外依次设置的三道填料即第一道填料、第二道填料和第三道填料，其最大结构特点是：提出了一种柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)的冲洗系统的新结构，在填料箱体内，位置在第一道填料和第二道填料之间，加工了一段带有内螺纹的槽，即内螺纹形状的槽，带内螺纹的槽与柱塞的外圆就形成了一个填料冲洗腔，冲洗油入口和冲洗油出口与该填料冲洗腔连通，这样能更好地对填料进行冲洗、润滑、冷却和隔离。在现有的其它冲洗系统设计方案中，都没有设计一个带有内螺纹的衬套，而是填料箱内径与柱塞的外径形成的微小间隙来实现冲洗的。该泵泵缸体内包含注入液常存区、油煤浆常存区、注入液和油煤浆交替存在区，泵缸内注入液排出泵缸的流径属于U形流。

《煤炭直接液化工艺与工程》232页至233页记载的柱塞式往复泵与ZL201520443034.8记载的柱塞式往复泵，整体结构和工作特点大体是相同或相近的，其中泵缸腔体内的控制液体流路通道、控制不同液料分布空间的路径部件或容积部件及其结构、安装方案、工作方式和操作效果是相同或相近的，分析如下：

①如图1、图2、图3、图4所示，泵缸15内设置有泵腔15V，泵腔15V内布置有伸入泵腔15V下部的连接泵腔出口的导液管33，导液管33下部侧面开口33-7，这样与不设置导液管33的泵腔15V相比，将1个圆柱空间分割为了1个环柱形外室(简称外环室)15-33-V、1个圆柱形内环室(简称内柱室)33IN-V和1个底部进料/缓冲区15-33-DV；

为了消除底部可能存在的流动死区，导液管33下部开口布置于侧面，从而使得泵腔吸入液料过程形成驱使泵腔15V的底部进料/缓冲区15-33-DV沉积的可能含固体颗粒的液料的全上升式的进料流场，泵腔15V底部的进料段形状可以呈扩大型喇叭口，即利于形成射向进口段壁面的冲击性喷射流；

底部进料/缓冲区15-33-DV，上部边界线大约与导液管33的侧壁开口平齐、下部边界线以进料单向阀回座关闭后的上界面为起始面，该上界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；

②泵组正常工作过程，基于柱塞的往复运动，泵缸内部的外环室15-33-V交替地吸入液料(包括油煤浆、注入油)和排出液料，外环室15-33-V的上部存在注入液常存区15-33-V-T，操作正常时，该区域的主体空间基本不存在新鲜泵送目标液料组分(该区域的靠近泵送目标液料的前沿15-33-V-T-FRONT必然存在新鲜泵送目标液料组分)，这样注入液常存区15-33-V-T的存在确保新鲜泵送目标液料被隔离而不进入往复运动的柱塞的柱塞外套、柱塞填料函之中；前沿15-33-V-T-FRONT的界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；

③正常工作过程，基于柱塞的往复运动，外环室15-33-V的下部是泵送目标液料(比如油煤浆)和注入液的交替存在区15-33-V-B；

在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的进料行程中，柱塞远离泵缸，交替存在区15-33-V-B吸入的上升液料(比如油煤浆)，是泵送目标液料上升过程托起的底部进料/缓冲区15-33-DV的存留液料和可能进入泵缸的新吸入的泵送目标液料；由于泵的出口单向阀处于回座关闭状态，交替存在区15-33-V-B上升的液料，不能进入导液管33，而只能推动注入液常存区15-33-V-T的前沿15-33-V-T-FRONT向上移动，直至注入液常存区15-33-V-T的后退过程上部边界；

在泵缸15泵送目标液料(比如油煤浆)的进料过程的行程结束时，注入液常存区15-33-V-T的前沿15-33-V-T-FRONT边界面，通常位于泵缸内部空间中以防止固体颗粒进入柱塞外套、填料函中，根据需要也可以少量进入柱塞外套、填料函的空间(比如泵输送不含固体的液料时)，但是正常情况下不允许退到柱塞外套、填料函中(隔离目标失效)；通常，同时在柱塞外套和或柱塞填料函注入的注入液，则进入柱塞外套和或柱塞填料函内，增加泵缸内存在的注入液的总量；

④在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的排料行程中，柱塞靠近或进入泵缸，由于泵的入口单向阀处于回座关闭状态，交替存在区15-33-V-B排出的下降液料，通过导液管33下部的侧面开口，流入导液管33内部沿着内柱室33IN-V上升；排出泵出口单向阀的泵送目标液料，是交替存在区15-33-V-B的排出液料在导液管33内部内柱室33IN-V上升过程托起的内柱室33IN-V的存留液料、可能还包括来自交替存在区15-33-V-B排入的液料；排出泵出口单向阀的泵送目标液料，同时可能携带着注入液(长期而言，一定带有注入液)，这样进入泵腔的泵送目标液料和注入液被排出了泵体；

在泵缸15泵送目标液料(比如油煤浆)的排料过程的行程结束时，通常交替存在区15-33-V-B存在的全部泵送目标液料和注入液进入了导液管33中，至少一部分导液管33内存留的液料、同时可能新进入的部分液料排出了出口单向阀，至少新进入的一部分液料、同时可能导液管33内的原存留的部分液料停留在导液管33内部内柱室33IN-V中成为存留液料；在内柱室33IN-V内部内柱室33IN-V中，可能存在新旧液料的分界面，该分界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；

⑤泵缸壁操作温度，直接影响相互连接的柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度；

⑥柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度，直接影响相互连接的泵组动力端(或驱动端)的部件的操作温度，直接影响动力端(特别是润滑系统)的操作可靠性和寿命。

从上述描述可以看出，在泵腔15V内交替存在区15-33-V-B的液料(包括泵送目标液料和注入液)排出泵体的总体流径可以简约的描述为U形流，这种排液U形流的工作方法使得泵缸15内的泵送目标液料，与泵缸内壁、柱塞与柱塞外套和填料函之间，在物料的串动和接触、热能的传递和储存方面，用流体脉动、热力学观点分析，它具有以下特征：

①从液相内部组分或颗粒的扩散角度讲，泵腔15V外环室15-33-V的上部注入液常存区15-33-V-T，是泵腔15V外环室15-33-V的下部交替存在区15-33-V-B的空间，与柱塞工作组件(柱塞、柱塞外套、柱塞填料函)的空间之间的隔离区，用于阻止泵送目标液料中有害物(低温液体、高温液体、固体浆液、腐蚀性组分、燃爆性组分、有毒组分、放射性组分等)与柱塞、柱塞外套、柱塞填料函的接触，因此，隔离区的隔离效率越高越好；

但是，从图1、图2可以看出，注入液常存区15-33-V-T，与水平布置的柱塞外套直联，位于柱塞外套内壁的下沿水平线之上的注入液常存区，隔离效率很低，可以视为无效区(或无效空间)；

也就是说，这种结构的空间隔离效率低，或者说为了确保隔离效果，必须保证或增大柱塞外套内壁的下沿水平线之下的注入液常存区的体积，其结果是增大了泵腔的体积，降低了泵的整体稳定性；

从流体脉动引起的泵送目标液料内部组分或颗粒的扩散角度讲，上述结构及其缺陷存在相同或类似的问题；

②从接触传热角度讲，高温泵送目标液料和注入液在直接接触泵缸15壁的交替存在区15-33-V-B交替升降，实际上是1个高温泵送目标液料反复加热泵缸壁的过程，会向泵缸壁快速传递热能，并传递至柱塞外套、柱塞、柱塞填料函，升高它们的操作温度；

很明显，交替存在区15-33-V-B接触的泵腔缸15的壁面积越大，则传热量越大，导致泵缸壁的操作温度处于高水平，进一步导致柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度处于高水平，从而增加填料函密封的难度；

类似地，对于输送低温液料的情况，冷量传递导致类似的结果，柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度处于低温水平，从而增加填料函密封的难度；

在填料函密封的操作温度受密封技术的限制而处于较低温度(比如一般不超过200℃)的条件下，也就限制了泵送目标液料的长期操作温度，事实上，这是往复式柱塞泵操作温度上限、下限受到限制的一个主要因素；

也就是说，这种结构的隔热(隔冷)效率低，或者说为了确保隔热效果，必须保证或增大柱塞外套内壁的下沿水平线之上的注入液常存区的体积，其结果是增大了泵腔的体积，降低了泵的整体稳定性；

③从泵缸壁温度交变热应力角度讲，交替存在区15-33-V-B存在的高温泵送目标液料和较低温度的注入液在泵缸壁的交替升降，实际上是1个反复的升温、降温过程，泵缸壁存在交变热应力，泵送目标液料温度与注入液温度的差额越大，上述交变热应力越大，泵缸壁腔制造难度增大、运行的稳定性越差；

类似地，对于输送低温液料的情况，冷量传递导致类似的结果，泵送目标液料温度与注入液温度的差额越大，上述交变热应力越大，泵缸壁腔制造难度增大、运行的稳定性越差；

在填料函密封的操作温度受密封技术的限制而处于较低温度(比如一般不超过200℃)的条件下，也就限制了泵送目标液料的长期操作温度，事实上，这是往复式柱塞泵操作温度上限、下限受到限制的一个主要因素；

也就是说，这种结构的泵缸壁的温度场的稳定性差，降低了泵缸壁的材料稳定性、力学稳定性；

④从接触传热角度讲，泵缸壁是1个巨大的储热体，但是，位于柱塞外套内壁的下沿水平线之上的注入液常存区，虽然具有散热作用，但是，因为该区域的面积小，对交替存在区15-33-V-B的泵缸壁、对底部进料/缓冲区15-33-DV的泵缸壁没有直接冷却效果；

另一方面，仅仅依靠冷却介质(冷却水、蒸汽等)通过一些泵缸体的小传热面的内置孔道取热，散热或加热的能力非常受限，因为不能过多的增加此类孔道，增大这种孔道换热面积则降低泵腔外壁的刚度，降低泵的整体稳定性；

⑤输送高温泵送目标液料时，由于泵缸壁的操作温度较高，导致柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度较高，增加填料函操作苛刻度，会缩短填料函填料寿命、增加泄露风险；

输送低温泵送目标液料时，由于泵缸壁的操作温度较低，导致柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度较低，增加填料函操作苛刻度，会缩短填料函填料寿命、增加泄露风险；

⑥输送高温泵送目标液料时，由于柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度较高，泵组动力端(或驱动端)的部件的操作温度随之较高；动力端(特别是润滑系统)的操作可靠性和寿命相应降低；

输送低温泵送目标液料时，由于柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度较低，泵组动力端(或驱动端)的部件的操作温度随之较低；动力端(特别是润滑系统)的操作可靠性和寿命相应降低。

为了克服上述泵腔内注入液排液U形流工作方法的柱塞式往复泵存在的上述技术缺陷，就必须在物流扩散途径、热量传递途径与排热途径方面进行改进。

根据热力学原理和物料流动拓扑路径原理，本发明提出一种新型结构的往复泵，其基本构想是：一种柱塞式往复泵，适用于煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送，液力端包括吸入、排出煤浆的泵缸和往复运动的柱塞，保留常规泵缸内注入液U形流动路径的结构，使用分隔器增加注入液接触泵缸壁的前置流道；注入油流过泵缸内壁的路径延长，使注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形或W形等，柱塞外套、柱塞、柱塞填料函被有害物(高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)污染或泄漏污染环境的概率大幅降低；注入油前置流道可显著增加冷却泵缸壁的传热面积、吸热能力，高温煤浆接触泵缸内壁面积剧降可剧降其传递给泵缸壁、柱塞端的热量；该泵可输送温度更高的液料、显著提高柱塞端的操作安全性、扩大往复泵应用范围。

与前述泵缸内注入液排出泵缸的U形流的流径工作方式的柱塞式往复泵相比，本发明柱塞式往复泵的优点在于：

①从泵送目标液料中有害组分或颗粒的扩散的角度讲，在保留泵缸内原U形路径的基础上，增加注入油接触泵缸壁的前置流道液腔，液力端注入的注入油在泵缸腔内的路径呈N形或W形等，因为增加了前置流道，所以增加了泵送目标液料中有害组分或颗粒的扩散路径长度，增加了其污染柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的传质阻力，降低了柱塞外套、柱塞、柱塞填料函被污染的概率，增强了操作的可靠性，因此，使用本发明结构的泵缸的柱塞式往复泵，可以输送颗粒浓度更高或腐蚀性更强或毒性更高或燃爆危险性更高或放射性更强的含有害组分的液料或浆料；

分隔器XKP的使用，可以大幅度提高注入液常存区15-33-V-T的隔离空间效率；

②从前置流道与泵缸外壁、前置流道与泵送目标液料交替区壁面的空间关系角度讲，在保留泵缸内原U形路径的基础上，推荐采用“上下游相邻流道为折叠路径”方式，增加注入油接触泵缸壁的前置流道的传热面积，一次注入的注入油在泵缸内的存在空间路径呈N形或W形等，不断注入的注入油在泵缸内的流动空间路径呈N形或W形等，尽量不增加泵缸的高度，实际上甚至可以降低泵缸的高度，从而不减弱泵缸或泵体的整体稳定性；

③从接触传热角度讲，本发明在保留泵缸内注入液排出泵缸的U形流径的基础上，采用“上下游相邻流道为折叠路径”方式，增加注入油接触泵腔外壁的前置流道，不断加入的注入油在泵缸内的路径呈N形或W形等，使得前置流道与泵缸外壁接触，使得交替存在区15-33-V-B的泵送目标液料与新增的分隔器(或分隔筒)XKP接触(而不与泵缸壁接触)，从而将泵送目标液料限制在不与泵缸壁接触的内置空间中，大幅度减少甚至几乎可以消除泵送目标液料对泵缸壁的直接传热；而通过泵缸底部壁面、顶部壁面传递的热量，通过泵缸壁侧面(或立面，与注入液直接接触的泵缸壁)进一步向远处的柱塞外套、柱塞、柱塞填料函传递，在该传热过程中，大部分或绝大部分热量被前置流道中流过的注入液所吸收并最终排出泵缸，因此可以大幅度降低泵缸外壁的温度，从而大幅度降低泵缸以及柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度，大幅度提高泵缸以及柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的整体工作稳定性；

因此，本发明可以降低柱塞式往复泵的制造难度，特别是利于大幅度降低泵缸、柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度(使之与常规环境温度更加接近)，从而降低加填料函密封的难度；

因此，使用本发明结构泵缸的往复泵，可以提高泵送目标液料的长期操作温度与常规环境温度的差额(比如高温、深冷低温)，扩大往复泵应用范围；

事实上，前置流道的腔体，可以充当泵开工过程的升温换热器、停工过程的降温换热器，通过规定升温速度或降温速度的程序过程来进行操作，从而减少甚至取消常规设置的间接换热流道(比如冷却或加热介质(冷却水、蒸汽等)通过的一些小传热面的内置孔道)，减少这种孔道则可增强泵缸外壁的刚度，增强泵的整体稳定性；

④从泵缸外壁温度交变热应力角度讲，分隔器的使用，使得交替存在区15-33-V-B的泵送目标液料不与泵缸外壁直接接触(与新增的分隔器器壁XKP接触)，泵缸壁温度交变问题几乎完全消除，这种结构的泵缸外壁的温度场稳定性很高，泵缸壁温度交变热应力问题几乎完全消除，泵腔制造难度大幅度下降，运行过程中泵腔外壁的材料稳定性、力学稳定性大幅度增强；

因此，本发明结构的往复泵，可以提高泵送目标液料的长期操作温度，可以延长泵缸的寿命，扩大往复泵应用范围；

⑤从接触传热角度讲，承压泵缸外壁是1个重量大的刚体，也是1个巨大的储热体，由于本发明的前置流道使得泵送目标液料传递至泵缸外壁的热量很少，其前置流道腔体内流动的温度低的注入液本身兼做冷却取热介质使用，前置流道的腔体具有换热器作用且该区域的传热面积很大，因此，可控制泵缸外壁的温度处于很低的水平(当然该温度通常高于新鲜注入液的温度；

因此，本发明结构的往复泵，可以扩大泵送目标液料的长期操作温度范围的上限、下限，扩大往复泵应用范围；

⑥可以延长操作周期，减少检修或部件更换频率，提高设备运转率；

⑦由于本发明前置流道内接触泵缸壁的介质通常是无固体的净洁的温度较低的注入液，而不是含固体或腐蚀性强的温度较高或很低的泵送目标液体，其工作条件的苛刻度大幅度降低了；

⑧由于降低了柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度，泵组动力端(或驱动端)的部件的操作温度与常规环境温度的差额随之下降，动力端(特别是润滑系统)的操作可靠性和寿命相应提高。

能够实现本发明目标的泵缸结构方案，均是合适可用的方案，本发明提出了一些具体的结构方案。

类似于本发明的技术方案，未见报道。

因此，本发明的第一目的在于提出一种柱塞式往复泵。

本发明的第二目的在于提出一种高温液料或低温液料的柱塞式往复泵，注入液在泵体内的流动路径呈N形或W形的往复泵，适用于高温液料或低温液料的输送。

本发明的第三目的在于提出一种含固料浆的柱塞式往复泵，注入液在泵体内的流动路径呈N形或W形的往复泵，适用于高浓度的含固浆液的输送。

本发明的第四目的在于提出一种泄漏率低、连续运行周期长的柱塞式往复泵，注入液在泵体内的流动路径呈N形或W形的往复泵，适用于含有害组分或和污染环境组分(高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)浆液的输送，柱塞填料函具有更长的操作寿命，成套泵组具有更长的连续运行周期。

事实上，本发明在现有技术方案的泵缸体内设置了填充注入液的夹套或夹套流道，包围着或约束着泵送目标液料的存在范围，并以折叠路径方式几乎不增加泵缸的高度，从而不大幅度增加泵缸的体积和高度，多种安装方式保证了安装、检修的便捷性。

本发明是对柱塞式往复泵技术的一次较大改进。

发明内容

本发明一种柱塞式往复泵，其特征在于：

所述柱塞式往复泵PUMP，用于输送可能含固体颗粒的液料；

所述柱塞式往复泵PUMP包括泵缸(15)，泵缸(15)的上部设有液料出口，泵缸(15)的下部设有液料入口，泵缸(15)的内腔设置导液管(33)和至少1个分隔器XKP；所述柱塞式往复泵PUMP还包括能够将泵缸(15)的内腔的泵送介质送入导液管(33)的柱塞(111)；

导液管(33)位于最内侧分隔器1KP的内部空间中，导液管(33)的下端朝向泵缸(15)的所述液料入口，导液管(33)的有开口的上端与泵缸(15)的所述液料出口连通或者穿过所述液料出口；

分隔器XKP，位于泵缸(15)壁与导液管(33)之间，分隔器XKP与泵缸(15)壁之间的腔室用作前置液腔，与柱塞填料函或和柱塞套的空间连通，作为注入液的存留前置液腔或流向导液管(33)的过流前置液腔使用；

在泵缸(15)进料行程中，分割器XKP将泵缸(15)吸入的泵送目标液料限制在不接触泵缸(15)侧壁的流道腔中；

在泵缸(15)排料行程中，与分割器XKP接触的流道腔中的泵送目标液料，进入导液管(33)，导液管(33)向泵缸外排出液料；

可能存在的来自柱塞填料函或和柱塞套的注入液，流过前置液腔后进入最内侧分隔器1KP的内部空间，进入导液管(33)内部空间后上行排出泵缸(15)；

泵缸(15)的内腔设置1个或2个或多个分隔器XKP，与导液管(33)相邻的分隔器为最内侧分割器1KP。

本发明，通常，当分隔器XKP数量为2个或多个时，泵缸(15)内注入液在相邻液流通道中的主体运动方向是相反的。

本发明，通常，在泵缸(15)进料行程中，与导液管(33)相邻的最内侧分割器1KP将泵缸(15)吸入的泵送目标液料限制在最内侧分割器1KP包围的流道腔中；

在泵缸(15)排料行程中，最内侧分割器1KP包围的流道腔中交替存在区的泵送目标液料，进入导液管(33)，导液管(33)向泵缸外排出液料。

本发明，通常，导液管(33)的轴线沿竖直方向设置，导液管(33)下端的侧壁上设置过流孔，导液管(33)下端位于最内侧分割器1KP内部空间的下端。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的泵缸内的内置液体流道部件，在与泵缸(15)壁接触的内置液体流道中制造出液体流速低的相对滞留区，位于相关流道转向区的末端。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的分割器XKP的用途，可以选自下列中的1种或几种：

①耐冲蚀、磨蚀衬套；

②耐腐蚀衬套；

③耐热衬套；

④耐低温衬套；

⑤低传热系数衬套。

本发明，柱塞式往复泵PUMP使用的分割器XKP的装配安装方式，可以自泵缸排料口装入或自泵缸进料口装入。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP使用的分割器XKP，与其它部件组成组合件的组合方式，可以选自下列中的1种或几种：

①与导液管(33)构成组合件；

②与和泵缸排料口相邻的出口单向阀的阀座构成组合件；

③与和泵缸排料口相邻的出口单向阀的阀体构成组合件；

④与和泵缸进料口相邻的进料口单向阀的阀体构成组合件；

⑤与和泵缸进料口相邻的进料口单向阀的阀套构成组合件。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的分割器XKP的形状为可能设置过流孔的圆筒形。

本发明，柱塞式往复泵PUMP系统，可以使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体。

本发明，柱塞式往复泵PUMP系统，使用的一体式泵缸体可以有1个或2个或多个泵腔室。

本发明，柱塞式往复泵PUMP的泵送目标液料，可以选自下列中的1种或几种：

①高温液体；

②低温液料；

③高压液料；

④高温高压液料；

⑤高温高压含固液料；

⑥含易凝结组分液料；

⑦含易挥发组分液料；

⑧含固体浆液；

⑨含腐蚀组分液料；

⑩含燃爆组分液料；

含毒性组分液料；

含放射性组分液料。

本发明，柱塞式往复泵PUMP的填料函或柱塞套加入的注入液的工作方式，可以选自下列中的1种或几种：

①一次注入长期使用；

②间断注入间断排放，排放的注入液最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液体排出泵腔；

③连续注入连续排放，排放的注入液最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液体排出泵腔。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的操作条件为：温度为150～400℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为10.0～100.0MPa、固体浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～150m³/h。

本发明，柱塞式往复泵PUMP可以是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其操作条件通常为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为6.0～30.0MPa、固体浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m³/h。

本发明，柱塞式往复泵PUMP可以是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其操作条件一般为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为10.0～25.0MPa、固体浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m³/h。

本发明，柱塞式往复泵PUMP可以是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其柱塞、填料函、柱塞外套的工作流体的数量通常为：注入液小时体积流量为柱塞式往复泵PUMP的泵送目标液料的体积流量的0.5％～5％。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的布置方式为：柱塞(111)的轴线沿水平方向布置，泵缸(15)垂直布置，分割器XKP垂直布置，导液管(33)垂直布置。

本发明，柱塞式往复泵PUMP系统的驱动端，原动机可以选自下列中的1种：

①电机；

②变频电机；

③柴油机；

④液压马达；

⑤蒸汽机。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统的驱动端，使用变速器将原动机的高转速运动转化为低转速运动后，驱动液力端工作。

本发明，根据需要，柱塞(111)的轴线沿水平方向设置，柱塞(111)外面设有柱塞外套(119)和填料函(115)，柱塞外套(119)的一端与泵缸(15)连接，柱塞外套(119)的另一端与填料函(115)连接，柱塞(111)能够沿轴向往复移动。

本发明，根据需要，填料函(115)内含有填料，填料函(115)的侧壁内含有用于向填料函(115)内注入液体的注入通孔(115-1)，注入通孔(115-1)位于所述填料和柱塞外套(119)之间。

本发明，根据需要，填料函(115)内含有沿柱塞(111)的轴线从内向外依次设置三道填料，分别为第一道填料(R100)、第二道填料(R200)和第三道填料(R300)；

在第一道填料(R100)和第二道填料(R200)之间，填料函(115)的侧壁内含有用于冲洗柱塞(111)表面的冲洗油入口(151)和冲洗油出口(152)，填料函(115)的内壁与柱塞(111)的外圆形成了一个填料冲洗腔，冲洗油入口(151)和冲洗油出口(152)与该填料冲洗腔连通；

在第二道填料(R200)和第三道填料(R300)之间，填料函(115)的侧壁内含有用于柱塞(111)周向密封的密封油入口(251)和密封油出口(252)。

本发明，根据需要，柱塞外套(119)设有蒸汽保温夹套(R700)，蒸汽保温夹套(R700)和柱塞外套(119)之间形成空腔，蒸汽保温夹套(119)上设有与该空腔连接的蒸汽入口(701)和蒸汽出口(702)。

本发明，根据需要，泵缸(15)的缸体上设置用于通入蒸汽或冷却水的小孔(801)。

本发明，根据需要，泵缸(15)的缸体内含有1个所述泵腔或3个所述泵腔或5个所述泵腔或7个所述泵腔；

柱塞(111)、柱塞外套(119)、蒸汽保温夹套(R700)、填料函(115)及所述三道填料与所述泵腔一一对应。

本发明，根据需要，泵缸(15)的进口处设有入口阀阀球(171-4)和入口阀阀座(171-2)，入口阀阀球(171-4)设置在入口阀阀座(171-2)上，入口阀阀球(171-4)能够自由运动；

泵缸(15)的出口处设有出口阀阀球(172-4)和出口阀阀座(172-2)，出口阀阀球(172-4)设置在出口阀阀座(172-2)上，出口阀阀球(172-4)能够自由运动。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸(15)下部的所述入口通过入口支管(INP-X)与入口主管(INP)连通，入口主管(INP)为循环管线。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸(15)上部的所述出口通过出口支管(OUTP-X)与出口主管(OUTP)连通，入口支管(INP-X)和所述出口支管(OUTP-X)均为弯管。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有用于向填料函(115)的注入通孔(115-1)注入液体的注入泵(IN-PUMP)，注入泵(IN-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的泵缸(15)一一对应。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有用于向密封油入口(251)注入密封油的密封油系统，该密封油系统由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力调节阀、压力表、温度计组成闭式循环系统。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有用于输送工艺介质的主泵PUMP，在主泵PUMP的两侧，主泵液力端的下面及主泵动力端与柱塞(111)之间还设有冷却水管路。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有一套润滑油系统，所述润滑油系统由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力控制阀、压力传感器、温度变送器、压差传感器组成闭式循环系统，所述润滑油系统能够向主泵动力端、注入泵动力端及可能使用的齿轮箱提供润滑油。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有柱塞式往复泵PUMP的进料的入口缓冲罐用于减弱进料压力脉动，设有柱塞式往复泵PUMP的出料的出口缓冲罐用于减弱出料压力脉动。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP及其系统，部分或全部部件可以组成一体式撬装结构。

附图说明

图1是煤加氢直接液化装置用输送油煤浆的一种使用注入油的常规结构泵缸的柱塞式往复泵的结构示意图。

图2是图1中的泵缸与入口单向阀、出口单向阀及相关部件的局部详图。

图1、图2所示的输送油煤浆的使用注入油的常规结构泵缸的柱塞式往复泵，注入液有规律地加入到填料函中，经过柱塞外套后进入泵缸内部，注入液排出泵缸的流经属于U形流。

在图1、图2中，7为透镜垫，8为法兰盖，9为螺柱，10为螺母，12为桁架，13为隔热板，14为螺钉，15为泵体组件(泵缸)，16为销子，171为进料单向阀(171-1为阀体、171-2阀座、171-3为阀球导向套、171-4阀球)，172为排料单向阀(172-1为阀体、172-2阀座、172-3为阀球导向套、172-4阀球)，18为螺母，19为螺柱，20为排出管，21为销子，22为螺柱，23为螺母，24为透镜垫，25为支撑螺柱，26为螺母，27为螺柱，28为圆螺母，29为螺母保护套，30为长螺套，31为螺柱，32为螺母，33为导液管，34为隔热板，35为隔热垫圈，36为压块，37为透镜垫，38为螺纹法兰，39为螺柱，40为螺母，41为异颈法兰，42为螺柱，43为螺母，44为密封垫，45为弯管法兰，111为柱塞，115为填料函，115-1为注入液的注入通孔，119为柱塞外套，151为冲洗油入口，152为冲洗油出口，251为密封油入口，252为密封油出口，701为蒸汽入口，702为蒸汽出口，R100为第一道填料、R200为第二道填料、R300为第三道填料、R700蒸汽保温夹套。

如图1所示柱塞式往复泵，可用于煤加氢直接液化装置油煤浆的输送，其进料行程、排料行程的工作方式如下：

①在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的进料行程中，柱塞远离泵缸，泵缸内的泵送目标液料(比如油煤浆)的液位上升，正常情况下不允许泵送目标液料(比如油煤浆)退出泵缸而退到柱塞外套、填料函中(隔离目标失效)；通常，同时在柱塞外套和或柱塞填料函注入的注入液，则进入柱塞外套和或柱塞填料函内，增加泵缸内存在的注入液的总量；

②在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的排料过程中，柱塞靠近或进入泵缸，泵缸内的泵送目标液料(比如油煤浆)的液位下降，通过导液管33下部的侧面开口，流入导液管33内部沿着内柱室33IN-V上升并最终排出泵缸出口单向阀；排出泵缸出口单向阀的泵送目标液料，同时可能携带着注入液(长期而言，一定带有注入液)，这样进入泵腔的泵送目标液料和注入液被排出了泵体。

图3是图1中的泵完成吸入液料行程后泵缸内油煤浆与注入油的空间分布示意图。

如图3所示，油煤浆存在的空间是标出小圆圈的存液空间。

如图3所示，泵吸入泵送目标液料的进料行程的工作方式如下：

①按照注入液在泵缸内的主体流向而言，泵缸体15内布置的流道内件使得注入液通过泵缸的流经为U形，包括泵缸体侧壁与导液管33之间的下行流道、导液管33内部的上行流道；

在泵缸内部的空间中，布置有伸入该空间下部的导液管33，导液管33下部侧面开口，这样将泵缸内部的圆柱空间分割为了1个环柱形外室(简称外环室15-33-V、1个圆柱形内环室(简称内柱室33IN-V)和1个底部进料/缓冲区15-33-DV；

底部进料/缓冲区15-33-DV，上部边界线大约与导液管33的侧壁开口平齐、下部边界线以进料单向阀回座关闭后的上界面为起始面，该上界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；

为了消除泵缸底部可能存在的泵送目标液料的流动死区，导液管33下部开口布置于侧面，从而使得泵腔吸入泵送目标液料过程形成驱使进料/缓冲区15-33-DV沉积的可能含固体颗粒的液料的全上升式的进料流场，15-33-DV底部的进料段形状可以呈任意合适的形状比如扩大型喇叭口，即利于形成射向泵缸壁面的冲击性喷射流；

②泵组正常工作过程，基于柱塞的往复运动，泵缸内部的外环室15-33-V交替地吸入液料(包括油煤浆、注入油)和排出液料，外环室15-33-V的上部存在注入液常存区15-33-V-T，操作正常时，该区域的主体空间基本不存在新鲜泵送目标液料组分(该区域的靠近泵送目标液料的前沿15-33-V-T-FRONT必然存在新鲜泵送目标液料组分)，这样注入液常存区15-33-V-T的存在确保新鲜泵送目标液料被隔离而不进入往复运动的柱塞的柱塞外套、柱塞填料函之中；前沿15-33-V-T-FRONT的界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；

③正常工作过程，基于柱塞的往复运动，外环室15-33-V的下部是泵送目标液料(比如油煤浆)和注入液的交替存在区15-33-V-B；

在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的进料过程中，柱塞远离泵缸，交替存在区15-33-V-B吸入的上升液料(比如油煤浆)，是泵送目标液料上升过程托起的底部进料/缓冲区15-33-DV的存留液料和可能进入泵缸的新吸入的泵送目标液料；由于泵的出口单向阀处于回座关闭状态，交替存在区15-33-V-B上升的液料，不能进入导液管33，而只能推动注入液常存区15-33-V-T的前沿15-33-V-T-FRONT向上移动，直至到达注入液常存区15-33-V-T的后退过程的上部边界；

在泵缸15泵送目标液料(比如油煤浆)的进料过程的行程结束时，注入液常存区15-33-V-T的前沿15-33-V-T-FRONT边界面，通常位于泵缸内部空间中以防止固体颗粒进入柱塞外套、填料函中，根据需要也可以少量进入柱塞外套、填料函的空间(比如泵输送不含固体的液料时)，但是正常情况下不允许退到柱塞外套、填料函中(隔离目标失效)；通常，同时在柱塞外套和或柱塞填料函注入的注入液，则进入柱塞外套和或柱塞填料函内，增加泵缸内存在的注入液的总量。

图4是图1中的泵缸完成排出液料行程后泵缸内油煤浆与注入油的空间分布示意图。

如图4所示，油煤浆存在的空间是标出小圆圈的存液空间。

如图4所示，泵排出泵送目标液料的排料行程的工作方式如下：

①如图4所示，在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的排料过程中，柱塞靠近或进入泵缸，由于泵的入口单向阀处于回座关闭状态，交替存在区15-33-V-B排出的下降液料，通过导液管33下部的侧面开口，流入导液管33内部沿着内柱室33IN-V上升；排出泵出口单向阀的泵送目标液料，是交替存在区15-33-V-B的排出液料在导液管33内部内柱室33IN-V上升过程托起的内柱室33IN-V的存留液料、可能还包括来自交替存在区15-33-V-B排入的液料；排出泵出口单向阀的泵送目标液料，同时可能携带着注入液(长期而言，一定带有注入液)，这样进入泵腔的泵送目标液料和注入液被排出了泵体；

②如图4所示，在泵缸15泵送目标液料(比如油煤浆)的排料过程的行程结束时，通常交替存在区15-33-V-B存在的全部泵送目标液料和注入液进入了导液管33中，至少一部分导液管33内存留的液料、同时可能新进入的部分液料排出了出口单向阀，至少新进入的一部分液料、同时可能导液管33内的原存留的部分液料停留在导液管33内部内柱室33IN-V中成为存留液料；在内柱室33IN-V内部内柱室33IN-V中，可能存在新旧液料的分界面，该分界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着。

图5是本发明一种柱塞式往复泵的第1种泵缸内件结构的示意图。

图5所示的本发明一种柱塞式往复泵，除第1种泵缸内件外，没有表示出的其它部件的功能与图1中所示部件的功能和结构相同或相近，当然部件之间的相对位置可能需要调整，这些均属于常规的公知范围的技术。

图5所示的本发明一种柱塞式往复泵的第1种泵缸内件结构，使用安装在泵缸底部的第1分隔器(或分隔筒)1KP，与泵缸壁、安装在泵缸顶部的插入泵缸下部的导液管33相互组合，构成泵缸内流体流路，使得来自填料函的注入液，经过柱塞外套后进入泵缸内部，以N形流径的工作方式，经过泵缸内流道后排出泵缸。

图5所示的本发明一种柱塞式往复泵的第1种泵缸内件结构，可用于高温油煤浆柱塞式往复泵，其第1分隔筒1KP垂直安装，第1分隔筒1KP内的上部空间为注入油长存区，第1分隔筒1KP内的下部空间为油煤浆和注入油的交替存在区，设计压力可达40MPa、设计温度可达380℃，油煤浆的操作压力可达30MPa、操作温度可达330℃，注入油的操作压力可达30MPa、操作温度可达150℃；注入油在泵缸内充当泵缸体冷却油、油煤浆隔离油。

图5所示的本发明一种柱塞式往复泵的第1种泵缸内件结构，使用自泵缸排料口装入的导液管33、自泵缸进料口装入的第1分隔器(或分隔筒)1KP，它们包括：

①第1分隔器(或分隔筒)1KP，自泵缸进料口装入并垂直安装，第1分隔器(或分隔筒)1KP靠近泵缸排料口的一端存在流道间隙，这些流道间隙的流道面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

第1分隔器(或分隔筒)1KP，通常为圆筒形；

②导液管33的下部即靠近泵缸进料口的一端，通常与进料单向阀阀体相邻，通常在侧壁开口，当然也可用其它方式开口，这些开口的面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

导液管33，主体柱段通常为圆筒形，底部为椎体，椎体的头部通常为半球体或半椭球体；

导液管33，与泵缸15排料口可为任意一种有效的可拆卸组合关系，便于拆装，比如二者之间可以是套装关系，即导液管33独立部件与泵缸15排料口的开洞相互配合的装配关系；

导液管33，与泵缸15排料口可为任意一种有效的一体化结构，二者之间可以是焊接结构。

图5所示的本发明一种柱塞式往复泵的第1种泵缸内件结构，泵缸内液料的流动工作方式是：

①如图5所示，按照注入液在泵缸内的主体流向而言，泵缸体15内布置的流道内件使得注入液通过泵缸的流经为N形，包括泵缸体侧壁与第1分隔筒1KP之间的上行流道即第1环柱流路、第1分隔筒1KP与导液管33之间的下行流道即第2环柱流路、导液管33内部的上行流道；

在第1分隔筒1KP内部的空间中，布置有伸入该空间下部的导液管33，导液管33下部侧面开口，这样将第1分隔筒1KP内部的圆柱空间分割为了1个环柱形外室(简称外环室1KP-33-V、1个圆柱形内环室(简称内柱室33IN-V)和1个底部进料/缓冲区1KP-33-DV；

底部进料/缓冲区1KP-33-DV，上部边界线大约与导液管33的侧壁开口平齐、下部边界线以进料单向阀回座关闭后的上界面为起始面，该上界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；

为了消除泵缸底部可能存在的泵送目标液料的流动死区，导液管33下部开口布置于侧面，从而使得泵腔吸入泵送目标液料过程形成驱使进料/缓冲区1KP-33-DV沉积的可能含固体颗粒的液料的全上升式的进料流场，1KP-33-DV底部的进料段形状可以呈任意合适的形状比如扩大型喇叭口，即利于形成射向第1分隔筒1KP壁面的冲击性喷射流；

②泵组正常工作过程，基于柱塞的往复运动，第1分隔筒1KP内部的外环室1KP-33-V交替地吸入液料(包括油煤浆、注入油)和排出液料，外环室1KP-33-V的上部存在注入液常存区1KP-33-V-T，操作正常时，该区域的主体空间基本不存在新鲜泵送目标液料组分(该区域的靠近泵送目标液料的前沿1KP-33-V-T-FRONT必然存在新鲜泵送目标液料组分)，这样注入液常存区1KP-33-V-T的存在确保新鲜泵送目标液料被隔离而不进入往复运动的柱塞的柱塞外套、柱塞填料函之中；前沿1KP-33-V-T-FRONT的界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；

③正常工作过程，基于柱塞的往复运动，外环室1KP-33-V的下部是泵送目标液料(比如油煤浆)和注入液的交替存在区1KP-33-V-B；

在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的进料过程中，柱塞远离泵缸，交替存在区1KP-33-V-B吸入的上升液料(比如油煤浆)，是泵送目标液料上升过程托起的底部进料/缓冲区1KP-33-DV的存留液料和可能进入泵缸的新吸入的泵送目标液料；由于泵的出口单向阀处于回座关闭状态，交替存在区1KP-33-V-B上升的液料，不能进入导液管33，而只能推动注入液常存区1KP-33-V-T的前沿1KP-33-V-T-FRONT向上移动，直至到达注入液常存区1KP-33-V-T的后退过程上部边界；

在泵缸15泵送目标液料(比如油煤浆)的进料过程的行程结束时，注入液常存区1KP-33-V-T的前沿1KP-33-V-T-FRONT边界面，通常位于第1分隔筒1KP内部空间中以防止固体颗粒进入第1环柱流路，根据需要也可以少量进入第1环柱流路空间(比如泵输送不含固体的液料时)，但是正常情况下不允许退到第1环柱流路上行流道接触泵缸侧壁(破坏本发明目标)；通常，同时在柱塞外套和或柱塞填料函注入的注入液，则进入柱塞外套和或柱塞填料函内，增加泵缸内存在的注入液的总量；

在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的排料过程中，柱塞靠近或进入泵缸，由于泵的入口单向阀处于回座关闭状态，交替存在区1KP-33-V-B排出的下降液料，通过导液管33下部的侧面开口，流入导液管33内部沿着内柱室33IN-V上升；排出泵出口单向阀的泵送目标液料，是交替存在区1KP-33-V-B的排出液料在导液管33内部内柱室33IN-V上升过程托起的内柱室33IN-V的存留液料、可能还包括来自交替存在区1KP-33-V-B排入的液料；排出泵出口单向阀的泵送目标液料，同时可能携带着注入液(长期而言，一定带有注入液)，这样进入泵腔的泵送目标液料和注入液被排出了泵体；

在泵缸15泵送目标液料(比如油煤浆)的排料过程的行程结束时，通常交替存在区1KP-33-V-B存在的全部泵送目标液料和注入液进入了导液管33中，至少一部分导液管33内存留的液料、同时可能新进入的部分液料排出了出口单向阀，至少新进入的一部分液料、同时可能导液管33内的原存留的部分液料停留在导液管33内部内柱室33IN-V中成为存留液料；在内柱室33IN-V内部内柱室33IN-V中，可能存在新旧液料的分界面，该分界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着。

图5所示的本发明一种柱塞式往复泵的第1种泵缸内件结构，流道区域体积的设计原则通常为：在泵缸15进料过程的行程结束时，注入液常存区1KP-33-V-T的前沿1KP-33-V-T-FRONT边界面，通常位于第1分隔筒1KP内部空间中以防止固体颗粒进入第1环柱流路(比如泵输送含固体的液料时)，根据需要也可以少量进入第2环柱流路空间(比如泵输送不含固体的液料时)，但是正常情况下不允许退到第1环柱流路上行流道接触泵缸侧壁(破坏本发明目标)；相应地，按照该原则规划柱塞的行程和排液量。

图5所示的本发明一种柱塞式往复泵的第1种泵缸内件结构(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形)，与图3、图4所示技术方案(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈U形)相比，增加1个注入油的前置流道腔室，结构更加复杂，但是由于延长了泵缸内注入油前置流道的长度，因此，优势在于：柱塞外套、柱塞、柱塞填料函被有害物(高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)污染或泄漏污染环境的概率进一步降低，注入油流过泵缸壁时的被预热温度更低，可进一步增加冷却泵缸壁的吸热能力，高温煤浆接触泵缸内壁面积更少可进一步降低其传递给泵缸外壁的热量，从而可输送温度更高的液料。图5所示的本发明一种柱塞式往复泵的第1种泵缸内件结构，特别适合于相对于常规往复泵而言温度超高的液料的输送、以及含更危险的有害组分的液料的输送。

图6所示的本发明一种柱塞式往复泵的第2种泵缸内件结构(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形)，与图5所示技术方案(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形)相比，泵缸内置液体流道部件的功能基本相同，差别在于泵缸内置液体流道部件的结构和安装方式，检修或更换泵缸内置液体流道部件时，可以不需要拆卸泵缸体的入口端，减少工作量、缩短工作时间。

图6所示的本发明一种柱塞式往复泵的第2种泵缸内件结构，使用自泵缸排料口装入的泵缸内流道组合件X90，组合件X90由集合体X90P、第1分隔器(或分隔筒)1KP、导液管33集合为整体，它包括：

①组合件包含的第1分隔器(或分隔筒)1KP安装(插入)在泵缸底部圆环槽中，同时，第1分隔器(或分隔筒)1KP安装(插入)在组合件X90集合体X90P的圆环槽中，第1分隔器(或分隔筒)1KP靠近集合体X90P的一端开有过流孔道，这些过流孔道的面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

第1分隔器(或分隔筒)1KP，通常为圆筒形；

第1分隔器(或分隔筒)1KP，与集合体X90P也可为任意一种有效的一体化结构，二者之间可以是焊接结构；

②组合件X90的最内侧是导液管33，导液管33的下部(远离集合体X90P的一端)即靠近泵缸进料口的一端，通常与进料单向阀阀体相邻，通常在侧壁开口，当然也可用其它方式开口，这些开口的面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

导液管33，通常为圆筒形，底部为椎体，椎体的头部通常为半球体或半椭球体；

导液管33，与泵缸15排料口(即集合体X90P的排料口)可为任意一种有效的可拆卸组合关系，便于拆装，比如二者之间可以是套装关系，即导液管33独立部件与泵缸15排料口的开洞相互配合的装配关系；

导液管33，与泵缸15排料口可为任意一种有效的一体化结构，二者之间可以是焊接结构；

③集合体X90P，安装在泵缸体的排料端与排料单向阀阀座相邻；

集合体X90P中心设置有排料口，与导液管出口相连；

④导液管插入第1分隔器(或分隔筒)空间的下部，靠近泵缸体的进料端与进料单向阀阀体相邻。

图7是本发明一种柱塞式往复泵的第3种泵缸内件结构的示意图。

图7所示的本发明一种柱塞式往复泵，除第3种泵缸内件外，没有表示出的其它部件的功能与图1中所示部件的功能和结构相同或相近，当然部件之间的相对位置可能需要调整，这些均属于常规的公知范围的技术。

图7所示的本发明一种柱塞式往复泵的第3种泵缸内件结构，使用安装在泵缸底部的第1分隔器(或分隔筒)1KP，与分隔器外部的泵缸壁、安装在泵缸顶部的插入泵缸下部的导液管33、第2分隔器(或分隔筒)2KP相互组合，构成泵缸内流体流路，使得来自填料函的注入液，经过柱塞外套后进入泵缸内部，以W形流径的工作方式，经过泵缸内流道后排出泵缸。

图7所示的本发明一种柱塞式往复泵的第3种泵缸内件结构，可用于高温油煤浆柱塞式往复泵，其第1分隔筒1KP垂直安装，第1分隔筒上部空间为注入油长存区，第1分隔筒下部空间为油煤浆和注入油的交替存在区，设计压力可达40MPa、设计温度可达380℃，油煤浆的操作压力可达30MPa、操作温度可达330℃，注入油的操作压力可达30MPa、操作温度可达150℃；注入油在泵缸内充当泵缸体冷却油、油煤浆隔离油。

图7所示的本发明一种柱塞式往复泵的第3种泵缸内件结构，使用自泵缸排料口装入的泵缸内流道组合件X90、自泵缸进料口装入的第1分隔器(或分隔筒)1KP，组合件X90由集合体X90P与第2分隔器(或分隔筒)2KP、导液管33集合为整体，它们包括：

①第1分隔器(或分隔筒)1KP，自泵缸进料口装入并垂直安装，第1分隔器(或分隔筒)靠近集合体X90P的一端存在流道间隙，这些流道间隙的流道面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

第1分隔器(或分隔筒)1KP，通常为圆筒形；

②组合件X90的最外侧是第2分隔器(或分隔筒)2KP，第2分隔器2KP的远离集合体X90P的一端与泵缸底部有流道间隙，该流道间隙的面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

第2分隔器(或分隔筒)2KP，与集合体X90P可为任意一种有效的可拆卸结构；

第2分隔器(或分隔筒)2KP，与集合体X90P可为任意一种有效的一体化结构，二者之间可以是焊接结构；

第2分隔器(或分隔筒)2KP，通常为圆筒形；

③组合件X90的最内侧是导液管33，导液管33的远离集合体X90P的一端，通常在侧壁开口，当然也可用其它方式开口，这些开口的面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

导液管33，通常为圆筒形，底部为椎体，椎体的头部通常为半球体或半椭球体；

导液管33，与集合体X90P可为任意一种有效的可拆卸组合关系，便于拆装，比如二者之间可以是套装关系，即导液管33独立部件与集合体X90P的开洞相互配合的装配关系；

导液管33，与集合体X90P可为任意一种有效的一体化结构，二者之间可以是焊接结构；

④集合体X90P，安装在泵缸体的排料端与排料单向阀阀座相邻；

集合体X90P中心设置有排料口，与导液管33出口相连；

⑤导液管33插入第1分隔器(或分隔筒)1KP空间的下部，靠近泵缸体的进料端与进料单向阀阀体相邻。

图7所示的本发明一种柱塞式往复泵的第3种泵缸内件结构，泵缸内液料的流动工作方式是：

①如图7所示，按照注入液在泵缸内的主体流向而言，泵缸体15内布置的流道内件使得注入液通过泵缸的流经为W形，包括侧面泵缸体壁与第2分隔筒2KP之间的下行流道即第1环柱流路、第2分隔筒2KP与第1分隔筒1KP之间的上行流道即第2环柱流路、第1分隔筒1KP与导液管33之间的下行流道即第3环柱流路、导液管33内部的上行流道；

在第1分隔筒1KP内部的空间中，布置有伸入该空间下部的导液管33，导液管33下部侧面开口，这样将第1分隔筒1KP内部的圆柱空间分割为了1个环柱形外室(简称外环室1KP-33-V、1个圆柱形内环室(简称内柱室33IN-V)和1个底部进料/缓冲区1KP-33-DV；

底部进料/缓冲区1KP-33-DV，上部边界线大约与导液管33的侧壁开口平齐、下部边界线以进料单向阀回座关闭后的上界面为起始面，该上界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；

为了消除泵缸底部可能存在的流动死区，导液管33下部开口布置于侧面，从而使得泵腔吸入液料过程形成驱使进料/缓冲区1KP-33-DV沉积的可能含固体颗粒的液料的全上升式的进料流场，1KP-33-DV底部的进料段形状可以呈任意合适的形状比如扩大型喇叭口，即利于形成射向第1分隔筒1KP壁面的冲击性喷射流；

②泵组正常工作过程，基于柱塞的往复运动，第1分隔筒1KP内部的外环室1KP-33-V交替地吸入液料(包括油煤浆、注入油)和排出液料，外环室1KP-33-V的上部存在注入液常存区1KP-33-V-T，操作正常时，该区域的主体空间基本不存在新鲜泵送目标液料组分(该区域的靠近泵送目标液料的前沿1KP-33-V-T-FRONT必然存在新鲜泵送目标液料组分)，这样注入液常存区1KP-33-V-T的存在确保新鲜泵送目标液料被隔离而不进入往复运动的柱塞的柱塞外套、柱塞填料函之中；前沿1KP-33-V-T-FRONT的界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；

③正常工作过程，基于柱塞的往复运动，外环室1KP-33-V的下部是泵送目标液料(比如油煤浆)和注入液的交替存在区1KP-33-V-B；

在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的进料过程中，柱塞远离泵缸，交替存在区1KP-33-V-B吸入的上升液料(比如油煤浆)，是泵送目标液料上升过程托起的底部进料/缓冲区1KP-33-DV的存留液料和可能进入泵缸的新吸入的泵送目标液料；由于泵的出口单向阀处于回座关闭状态，交替存在区1KP-33-V-B上升的液料，不能进入导液管33，而只能推动注入液常存区1KP-33-V-T的前沿1KP-33-V-T-FRONT向上移动，直至到达注入液常存区1KP-33-V-T的后退过程上部边界；

在泵缸15泵送目标液料(比如油煤浆)的进料过程的行程结束时，注入液常存区1KP-33-V-T的前沿1KP-33-V-T-FRONT边界面，通常位于第1分隔筒1KP内部空间中以防止固体颗粒进入第2环柱流路，根据需要也可以进入第2环柱流路空间(比如泵输送不含固体的液料时)，但是正常情况下不允许退到第1环柱流路下行流道接触泵缸侧壁(破坏本发明目标)；通常，同时在柱塞外套和或柱塞填料函注入的注入液，则进入柱塞外套和或柱塞填料函内，增加泵缸内存在的注入液的总量；

在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的排料过程中，柱塞靠近或进入泵缸，由于泵的入口单向阀处于回座关闭状态，交替存在区1KP-33-V-B排出的下降液料，通过导液管33下部的侧面开口，流入导液管33内部沿着内柱室33IN-V上升；排出泵出口单向阀的泵送目标液料，是交替存在区1KP-33-V-B的排出液料在导液管33内部内柱室33IN-V上升过程托起的内柱室33IN-V的存留液料、可能还包括来自交替存在区1KP-33-V-B排入的液料；排出泵出口单向阀的泵送目标液料，同时可能携带着注入液(长期而言，一定带有注入液)，这样进入泵腔的泵送目标液料和注入液被排出了泵体；

在泵缸15泵送目标液料(比如油煤浆)的排料过程的行程结束时，通常交替存在区1KP-33-V-B存在的全部泵送目标液料和注入液进入了导液管33中，至少一部分导液管33内存留的液料、同时可能新进入的部分液料排出了出口单向阀，至少新进入的一部分液料、同时可能导液管33内的原存留的部分液料停留在导液管33内部内柱室33IN-V中成为存留液料；在内柱室33IN-V内部内柱室33IN-V中，可能存在新旧液料的分界面，该分界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着。

图7所示的本发明一种柱塞式往复泵的第3种泵缸内件结构，流道区域体积的设计原则通常为：在泵缸15进料过程的行程结束时，注入液常存区1KP-33-V-T的前沿1KP-33-V-T-FRONT边界面，通常位于第1分隔筒1KP内部空间中以防止固体颗粒进入第2环柱流路(比如泵输送含固体的液料时)，根据需要也可以进入第2环柱流路空间(比如泵输送不含固体的液料时)，但是正常情况下不允许退到第1环柱流路下行流道接触泵缸侧壁(破坏本发明目标)；相应地，按照该原则规划柱塞的行程和排液量。

图7所示的本发明一种柱塞式往复泵的第3种泵缸内件结构(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈W形)，与图5所示技术方案(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形)相比，增加1个注入油的前置流道腔室，结构更加复杂，但是由于延长了泵缸内注入油前置流道的长度，因此，优势在于：柱塞外套、柱塞、柱塞填料函被有害物(高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)污染或泄漏污染环境的概率进一步降低，注入油流过泵缸内壁时的被预热温度更低，可进一步增加冷却泵缸壁的吸热能力，高温煤浆接触泵缸内壁面积更少可进一步降低其传递给泵缸外壁的热量，从而可输送温度更高的液料。图7所示的本发明一种柱塞式往复泵的第3种泵缸内件结构，特别适合于相对于常规往复泵而言温度超高的液料的输送、以及含更危险的有害组分的液料的输送。

图8所示的本发明一种柱塞式往复泵的第4种泵缸内件结构(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈W形)，与图7所示技术方案(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈W形)相比，泵缸内置液体流道部件的功能基本相同，差别在于泵缸内置液体流道部件的结构和安装方式，检修或更换泵缸内置液体流道部件时，可以不需要拆卸泵缸体的入口端，减少工作量、缩短工作时间。

图8所示的本发明一种柱塞式往复泵的第4种泵缸内件结构，使用自泵缸排料口装入的泵缸内流道组合件X90，组合件X90由集合体X90P与第2分隔器(或分隔筒)、第1分隔器(或分隔筒)、导液管33集合为整体，它包括：

①组合件包含的第1分隔器(或分隔筒)1KP安装(插入)在泵缸底部圆环槽中，同时，第1分隔器(或分隔筒)1KP安装(插入)在组合件X90集合体X90P的圆环槽中，第1分隔器(或分隔筒)1KP靠近集合体X90P的一端开有过流孔道，这些过流孔道的面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

第1分隔器(或分隔筒)1KP，通常为圆筒形；

②组合件X90的最外侧是第2分隔器(或分隔筒)2KP，第2分隔器2KP的远离集合体X90P的一端与泵缸底部有流道间隙，该流道间隙的面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

第2分隔器(或分隔筒)2KP，与集合体X90P可为任意一种有效的可拆卸结构；

第2分隔器(或分隔筒)2KP，与集合体X90P可为任意一种有效的一体化结构，二者之间可以是焊接结构；

第2分隔器(或分隔筒)，通常为圆筒形；

③组合件X90的最内侧是导流管33，导流管33的远离集合体X90P的一端，通常在侧壁开口，当然也可用其它方式开口，这些开口的面积通常不小于上游流道或下游流道的流通面积；

导流管33，通常为圆筒形，底部为椎体，椎体的头部通常为半球体或半椭球体；

导液管33，与集合体X90P可为任意一种有效的可拆卸组合关系，便于拆装，比如二者之间可以是套装关系，即导液管33独立部件与集合体X90P的开洞相互配合的装配关系；

导液管33，与集合体X90P可为任意一种有效的一体化结构，二者之间可以是焊接结构；

④集合体X90P，安装在泵缸体的排料端与排料单向阀阀座相邻；

集合体X90P中心设置有排料口，与导液管出口相连；

⑤导液管插入第1分隔器(或分隔筒)空间的下部，靠近泵缸体的进料端与进料单向阀阀体相邻。

图9所示的本发明一种柱塞式往复泵的第5种泵缸内件结构(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形)，与图6所示技术方案(注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形)相比，泵缸内置液体流道部件的功能基本相同，差别在于有规划地制造出液体流速低的相对滞留区(静止区)，这些滞留区就是图9中泵缸内的流道空间中标出小圆圈的部分存液空间，位于流道转向区的末端，这些相对滞留区(静止区)的存在，利于泵缸15缸体壁形成温度梯度缓和的温度分布，防止泵缸15缸体壁形成温度梯度剧烈变化的温度分布，从而降低泵缸15缸体壁的热应力集中，利于提高操作安全性。合理设置相对滞留区(静止区)，可以得到优化的泵缸15缸体壁的温度分布。

图2至图9中，没有示出成套泵组的其它部件或组件，这些均属于常规技术范围的公知技术。

图1至图9中，示出的部件或组件，也可以使用其它功能等效的任意合适形式的结构件来置换。

分隔器XKP与其它功能的部件，可以组成一体化组件。

可以使用本发明功能的泵缸体15，与其它适用的已知技术或专利技术相互组合，构成适用的柱塞式往复泵。

泵缸体内的流道部件，通常使用抗腐蚀、防磨蚀材料，可在其表面喷涂耐磨蚀涂层，以延长寿命。

实现本发明的具体方式，可以是任意一种合适的方式，不受附图中示出的具体方式的限制；图中示出的各项独立功能，可以相互组合成多种合适的方案。

具体实施方式

以下详细描述本发明。

本发明所述的压力，指的是绝对压力。

本发明所述的组分浓度，未特别指明时，均为重量浓度即质量浓度。

本发明所述含固液料，指的是含固体颗粒的液体物料，比如煤加氢直接液化原料油煤浆。

本发明所述一种柱塞式往复泵，适合于输送高温液体或低温液体，适合于输送含固体颗粒的浆液或和含腐蚀性组分液料或和含燃爆性组分液料或和有毒组分液料或含放射性组分液料，如煤加氢直接液化装置使用的高压差常温煤浆泵、高压差中温煤浆泵、高压差高温煤浆泵、高压差高温冲洗油泵。

本发明所述一种柱塞式往复泵，可用于煤加氢直接液化装置使用的高压差高温管道或仪表冲洗油泵、高压差高温煤浆泵，特别适合于煤加氢直接液化过程CTL使用的高压油煤浆进料泵，其作用是将约50wt％固体颗粒的油煤浆升压到约20MPa后进入煤浆加热炉加热，而后进入煤液化反应器内进行加氢反应。

本发明所述一种柱塞式往复泵，可以安装流量测量元件如流量计、压力测量元件如压力表等。

本发明所述一种柱塞式往复泵，为了保证泵组动平衡稳定性和排料流量的稳定性，根据输送的含固液料的总流量的大小，通常选择1柱塞、3柱塞、5柱塞等泵型，通常不会选择偶数柱塞的泵型如2柱塞、4柱塞、6柱塞等泵型。因此，本发明所述一种含固液料加压往复泵，可以是单柱塞往复泵，可以是多柱塞往复泵，比如选择3柱塞、5柱塞、7柱塞等泵型。

本发明所述一种含固液料加压往复泵的安装方式，泵缸体或者泵腔体通常是是立式布置，柱塞杆、填料函、柱塞外套通常是卧式布置。

本发明所述一种柱塞式往复泵，其驱动设备可以是以任意合适形式原动机，如电动机、变频电机、汽轮机等，通常选用电机；由于往复泵的往复频率通常很低，驱动系统在使用电动机时，通常配套使用变速箱或变速器，以适应往复泵的低往复频率要求；为了增加流量调节的灵活性和调节范围，可以使用变频电机，此时需要配套变频器，为了提高变频系统的安全性，可以同时配制2套变频器(工作方式为1用1备)。

本发明所述一种柱塞式往复泵，根据需要，通常设置冲洗油系统，冲洗油注入低压填料和高压填料之间，起到润滑和带走可能通过高压填料带来的固体颗粒。

本发明所述一种柱塞式往复泵，根据需要，通常设置注入油系统，所述注入油大部分或全部最终进入泵送目标液料中随之排出泵体；所述注入油，通常是不会对工艺流体的操作带来危害的不含固体的净洁液料，比如就是与工艺流体联合加工的净洁液料。

本发明所述一种柱塞式往复泵，根据需要，可以组成撬装结构，便于安装，利于增强动态稳定性。

本发明通过柱塞式往复泵的泵缸结构的改进，对柱塞外套、柱塞、柱塞填料函形成了更优良的有害组分隔离效果、热量传递隔离效果，从而实现下述目标：

①在泵送目标液料的操作温度不变的条件下，降低泵缸壁的操作工作温度和温度交变幅度，降低柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作工作温度和泄漏率，提高泵缸体、塞套、柱塞、柱塞填料函部件操作可靠性、安全性，延长连续运转时间，降低检修、更换频率；

②在柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作工作温度和泄漏率不变的条件下，在泵缸壁的操作工作温度和温度交变幅度较低的条件下，使得高温状态的泵送目标液料的存在区域被分隔器(或分隔筒)XKP限制在分隔器(或分隔筒)的内部空间中，限制了高温状态的泵送目标液料对泵缸壁的影响范围和影响幅度，从而在保证泵缸的机械性能安全的前提下，提高泵送目标液料的操作温度。

分隔器(或分隔筒)材料，可以选择任意一种合适的材料，比如能够抵抗泵送目标液料组分腐蚀、磨蚀的金属材料，通常是钢材，特别地可以是传热系数低的合金材料。

分隔器(或分隔筒)结构形式，可以是任意一种合适的结构，应充分考虑制造、安装的便捷性，通常为分隔筒或分割套。

分隔器(或分隔筒)的安装方式，可以是自泵缸排料口装入，可以是自泵缸进料口装入。

分隔器(或分隔筒)可以与其它部件组成组合件，比如可以与泵缸内置的导液管构成组合件，可以与泵缸排料口相邻安装的出口单向阀的阀座构成组合件，可以与泵缸进料口相邻安装的进料口单向阀的阀体或进料口单向阀的阀套构成组合件。

隔离液的工作方式，是一次注入长期使用或者间断注入间断排放或者连续注入连续排放，排放的隔离注入液可以最终进入泵体的泵腔中随工作介质排出泵腔。

基于本发明特征结构的泵缸，可以制造出改进型的柱塞式往复泵。

本发明所述正常工作的柱塞式往复泵成套泵组，至少包括驱动端、液力端，液力端通常包括柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)，以下结合柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)的功能要求和结构，介绍本发明泵组可能借鉴的相关技术。

以下描述与本发明柱塞式往复泵及其系统相同或相似的现有技术，这些泵部件的结构特征和已有改进经验，均是本发明柱塞式往复泵及其系统的非特征部分可以借鉴的。

以下描述神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB的结构特点和生产使用过程对进料口集合管的改进。神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，泵腔内注入液排液为U形流径的工作方法。

中国神华鄂尔多斯煤制油分公司拥有世界唯一的一套商业化的100万吨/年煤加氢直接液化装置，使用的高压油煤浆进料泵为高压柱塞式往复泵，在文献A02《煤炭直接液化工艺与工程》(出版时间2015年02月)的232页至233页记载了其结构和作用，其作用是将含50wt％固体颗粒的油煤浆升压到约20MPa后进入煤浆加热炉加热，而后进入煤液化反应器内进行加氢反应，是煤液化装置的核心设备之一，制造商是德国的乌拉卡URACA泵业公司。

神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，为水平布置的五缸单作用固定排量往复式柱塞泵，使用5个柱塞的有5个吸液排液腔的往复泵；吸液排液腔的下部安装有球阀形式的进料单向阀，并通过进料接口与泵体外部的进料支管与进料集合管连接；吸液排液腔的上部安装有球阀形式的排料单向阀，通过排料接口与泵体外部的排料支管与排料集合管连接。

神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，主要由动力端、液力端(包括柱塞注入油泵、柱塞冲洗油泵、进/出口稳压器)、控制系统(包括现场仪表和变送器、控制器)等组成；动力端包括电机(包括VFD变频器)、传动链(包括齿轮减速器、联轴器)。

神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，动力端是将电动机的旋转运动转换成十字头及安装在十字头上的柱塞的往复运动。动力端包括曲轴/主轴瓦、连杆/十字头等部件。曲轴五拐，由四个巴氏合金轴瓦支撑。

神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，液力端包括出入口排液阀组件、填料和柱塞等。出口、入口采用球阀，球的直径为φ140mm。柱塞材料为2Cr13+专门涂层。柱塞密封函(填料函)采用同步注入+冲洗+密封的结构形式，填料盒为金属节流圈+特殊PTFE填料圈的双填料盒。注射油通过同步驱动的轴头注射泵注入高压填料，末端填料(远离泵缸的最外侧的填料函填料)处采用密封油进行冷却和润滑，冲洗油注入低压填料和高压填料之间，起到润滑和带走可能通过高压填料带来的固体颗粒的作用。

神华鄂尔多斯煤制油分公司，根据装置生产中煤浆进料泵SHFB的操作经验，将油煤浆泵缸的进料膨胀节支管从进料集合管的上部接出(改造前布置方案)改造为从进料集合管的下部接出(改造后布置方案)，从而基本消除了煤浆流动死区，基本消除了运行中吸入口球阀、阀座不均匀磨损现象，从而延长了泵及泵入口阀门的运转寿命、提高了泵安全性，降低了维修成本，关于改造前“泵缸的进料膨胀节支管从进料集合管上部的引出方案”导致该油煤浆进料高压往复泵的吸入球阀和阀座磨损的原因，《内蒙古石油化工》2013年11期第72页、73页刊载的作者为郝阳洋的文章“浅谈煤直接液化进料泵吸入球阀磨损原因及改善措施”，给出了剖析。

表1是神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB的主要参数。

表1神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB的主要参数

项目	主要参数
		泵型号	5柱塞卧式泵P5-96
流量(正常/最大流量)，m<sup>3</sup>/h	85.3/93.8
		吸入压力(最大/最小)，MPa	0.458/0.41
出入口压差(最大/最小)，MPa	19.63/19.58
		净吸入压头(NPSHQ)，m	44
工作介质	油煤浆：47.2wt％固体+52.8wt％液体
		粘度(正常/最小/最大)，Pa/s	0.034/0.013/0.081
介质温度(正常/最大)，℃	168.6/290
		泵速(正常/最大)，r/min	74/81
柱塞线速度(正常/最大)，m/s	0.66/0.73
		行程，mm	270
柱塞直径，mm	150
		柱塞推力，t	41
主电机参数	710KW，1500r/min

申请日为2015年06月25的中国专利ZL 201520443034.8一种柱塞往复泵及其系统，记载的泵缸结构之外的包括柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)的功能要求和结构的其它技术信息，是本发明柱塞式往复泵及其系统可以借鉴的或参考的信息。

以下描述本发明的特征部分。

本发明一种柱塞式往复泵，其特征在于：

所述柱塞式往复泵PUMP，用于输送可能含固体颗粒的液料；

所述柱塞式往复泵PUMP包括泵缸(15)，泵缸(15)的上部设有液料出口，泵缸(15)的下部设有液料入口，泵缸(15)的内腔设置导液管(33)和至少1个分隔器XKP；所述柱塞式往复泵PUMP还包括能够将泵缸(15)的内腔的泵送介质送入导液管(33)的柱塞(111)；

导液管(33)位于最内侧分隔器1KP的内部空间中，导液管(33)的下端朝向泵缸(15)的所述液料入口，导液管(33)的有开口的上端与泵缸(15)的所述液料出口连通或者穿过所述液料出口；

分隔器XKP，位于泵缸(15)壁与导液管(33)之间，分隔器XKP与泵缸(15)壁之间的腔室用作前置液腔，与柱塞填料函或和柱塞套的空间连通，作为注入液的存留前置液腔或流向导液管(33)的过流前置液腔使用；

在泵缸(15)进料行程中，分割器XKP将泵缸(15)吸入的泵送目标液料限制在不接触泵缸(15)侧壁的流道腔中；

在泵缸(15)排料行程中，与分割器XKP接触的流道腔中的泵送目标液料，进入导液管(33)，导液管(33)向泵缸外排出液料；

可能存在的来自柱塞填料函或和柱塞套的注入液，流过前置液腔后进入最内侧分隔器1KP的内部空间，进入导液管(33)内部空间后上行排出泵缸(15)；

泵缸(15)的内腔设置1个或2个或多个分隔器XKP，与导液管(33)相邻的分隔器为最内侧分割器1KP。

本发明，通常，当分隔器XKP数量为2个或多个时，泵缸(15)内注入液在相邻液流通道中的主体运动方向是相反的。

本发明，通常，在泵缸(15)进料行程中，与导液管(33)相邻的最内侧分割器1KP将泵缸(15)吸入的泵送目标液料限制在最内侧分割器1KP包围的流道腔中；

在泵缸(15)排料行程中，最内侧分割器1KP包围的流道腔中交替存在区的泵送目标液料，进入导液管(33)，导液管(33)向泵缸外排出液料。

本发明，通常，导液管(33)的轴线沿竖直方向设置，导液管(33)下端的侧壁上设置过流孔，导液管(33)下端位于最内侧分割器1KP内部空间的下端。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的泵缸内的内置液体流道部件，在与泵缸(15)壁接触的内置液体流道中制造出液体流速低的相对滞留区，位于相关流道转向区的末端。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的分割器XKP的用途，可以选自下列中的1种或几种：

①耐冲蚀、磨蚀衬套；

②耐腐蚀衬套；

③耐热衬套；

④耐低温衬套；

⑤低传热系数衬套。

本发明，柱塞式往复泵PUMP使用的分割器XKP的装配安装方式，可以自泵缸排料口装入或自泵缸进料口装入。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP使用的分割器XKP，与其它部件组成组合件的组合方式，可以选自下列中的1种或几种：

①与导液管(33)构成组合件；

②与和泵缸排料口相邻的出口单向阀的阀座构成组合件；

③与和泵缸排料口相邻的出口单向阀的阀体构成组合件；

④与和泵缸进料口相邻的进料口单向阀的阀体构成组合件；

⑤与和泵缸进料口相邻的进料口单向阀的阀套构成组合件。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的分割器XKP的形状为可能设置过流孔的圆筒形。

本发明，柱塞式往复泵PUMP系统，可以使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体。

本发明，柱塞式往复泵PUMP系统，使用的一体式泵缸体可以有1个或2个或多个泵腔室。

本发明，柱塞式往复泵PUMP的泵送目标液料，可以选自下列中的1种或几种：

①高温液体；

②低温液料；

③高压液料；

④高温高压液料；

⑤高温高压含固液料；

⑥含易凝结组分液料；

⑦含易挥发组分液料；

⑧含固体浆液；

⑨含腐蚀组分液料；

⑩含燃爆组分液料；

含毒性组分液料；

含放射性组分液料。

本发明，柱塞式往复泵PUMP的填料函或柱塞套加入的注入液的工作方式，可以选自下列中的1种或几种：

①一次注入长期使用；

②间断注入间断排放，排放的注入液最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液体排出泵腔；

③连续注入连续排放，排放的注入液最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液体排出泵腔。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的操作条件为：温度为150～400℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为10.0～100.0MPa、固体浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～150m³/h。

本发明，柱塞式往复泵PUMP可以是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其操作条件通常为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为6.0～30.0MPa、固体浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m³/h。

本发明，柱塞式往复泵PUMP可以是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其操作条件一般为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为10.0～25.0MPa、固体浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m³/h。

本发明，柱塞式往复泵PUMP可以是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其柱塞、填料函、柱塞外套的工作流体的数量通常为：注入液小时体积流量为柱塞式往复泵PUMP的泵送目标液料的体积流量的0.5％～5％。

本发明，通常，柱塞式往复泵PUMP的布置方式为：柱塞(111)的轴线沿水平方向布置，泵缸(15)垂直布置，分割器XKP垂直布置，导液管(33)垂直布置。

本发明，柱塞式往复泵PUMP系统的驱动端，原动机可以选自下列中的1种：

①电机；

②变频电机；

③柴油机；

④液压马达；

⑤蒸汽机。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统的驱动端，使用变速器将原动机的高转速运动转化为低转速运动后，驱动液力端工作。

本发明，根据需要，柱塞(111)的轴线沿水平方向设置，柱塞(111)外面设有柱塞外套(119)和填料函(115)，柱塞外套(119)的一端与泵缸(15)连接，柱塞外套(119)的另一端与填料函(115)连接，柱塞(111)能够沿轴向往复移动。

本发明，根据需要，填料函(115)内含有填料，填料函(115)的侧壁内含有用于向填料函(115)内注入液体的注入通孔(115-1)，注入通孔(115-1)位于所述填料和柱塞外套(119)之间。

本发明，根据需要，填料函(115)内含有沿柱塞(111)的轴线从内向外依次设置三道填料，分别为第一道填料(R100)、第二道填料(R200)和第三道填料(R300)；

在第一道填料(R100)和第二道填料(R200)之间，填料函(115)的侧壁内含有用于冲洗柱塞(111)表面的冲洗油入口(151)和冲洗油出口(152)，填料函(115)的内壁与柱塞(111)的外圆形成了一个填料冲洗腔，冲洗油入口(151)和冲洗油出口(152)与该填料冲洗腔连通；

在第二道填料(R200)和第三道填料(R300)之间，填料函(115)的侧壁内含有用于柱塞(111)周向密封的密封油入口(251)和密封油出口(252)。

本发明，根据需要，柱塞外套(119)设有蒸汽保温夹套(R700)，蒸汽保温夹套(R700)和柱塞外套(119)之间形成空腔，蒸汽保温夹套(119)上设有与该空腔连接的蒸汽入口(701)和蒸汽出口(702)。

本发明，根据需要，泵缸(15)的缸体上设置用于通入蒸汽或冷却水的小孔(801)。

本发明，根据需要，泵缸(15)的缸体内含有1个所述泵腔或3个所述泵腔或5个所述泵腔或7个所述泵腔；

柱塞(111)、柱塞外套(119)、蒸汽保温夹套(R700)、填料函(115)及所述三道填料与所述泵腔一一对应。

本发明，根据需要，泵缸(15)的进口处设有入口阀阀球(171-4)和入口阀阀座(171-2)，入口阀阀球(171-4)设置在入口阀阀座(171-2)上，入口阀阀球(171-4)能够自由运动；

泵缸(15)的出口处设有出口阀阀球(172-4)和出口阀阀座(172-2)，出口阀阀球(172-4)设置在出口阀阀座(172-2)上，出口阀阀球(172-4)能够自由运动。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸(15)下部的所述入口通过入口支管(INP-X)与入口主管(INP)连通，入口主管(INP)为循环管线。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸(15)上部的所述出口通过出口支管(OUTP-X)与出口主管(OUTP)连通，入口支管(INP-X)和所述出口支管(OUTP-X)均为弯管。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有用于向填料函(115)的注入通孔(115-1)注入液体的注入泵(IN-PUMP)，注入泵(IN-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的泵缸(15)一一对应。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有用于向密封油入口(251)注入密封油的密封油系统，该密封油系统由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力调节阀、压力表、温度计组成闭式循环系统。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有用于输送工艺介质的主泵PUMP，在主泵PUMP的两侧，主泵液力端的下面及主泵动力端与柱塞(111)之间还设有冷却水管路。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有一套润滑油系统，所述润滑油系统由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力控制阀、压力传感器、温度变送器、压差传感器组成闭式循环系统，所述润滑油系统能够向主泵动力端、注入泵动力端及可能使用的齿轮箱提供润滑油。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP系统设有柱塞式往复泵PUMP的进料的入口缓冲罐用于减弱进料压力脉动，设有柱塞式往复泵PUMP的出料的出口缓冲罐用于减弱出料压力脉动。

本发明，根据需要，柱塞式往复泵PUMP及其系统，部分或全部部件可以组成一体式撬装结构。

实施例

实施例一

基于表1描述的神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，采用本发明泵缸使注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形，采用附图5或附图6描述的本发明的泵缸技术方案，可以降低柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)的操作温度降低至少30℃，从而提高其操作安全性和连续工作周期。

实施例二

基于表1描述的神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，采用本发明使注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈W形，采用附图7或附图8描述的本发明的泵缸技术方案，在不改变柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)的操作温度的条件下，可以将油煤浆进料的操作温度提高30～60℃，使得油煤浆进料的正常操作温度由169℃提高到199～229℃、最高操作温度由290℃提高到320～350℃。

实施例三

柱塞式往复泵，采用本发明使注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈W形，按附图7或附图8描述的本发明的泵缸技术方案，输送煤加氢直接液化装置使用的高温管道或仪表用高温冲洗油(无固体颗粒的供氢溶剂油)，正常操作温度可达320～330℃、最高操作温度可达到360～380℃。

实施例四

表2是实施例四的三柱塞油煤浆进料泵的主要操作参数。

表2实施例四的三柱塞油煤浆进料泵的主要操作参数

本实施例四，采用附图5所示的本发明泵缸技术方案，设计的油煤浆的柱塞式往复泵，包括动力端、液力端、辅助系统，以及泵组的电气、检测与控制系统，各部分结构特点和功能如下：

(1)动力端

①动力端主件

三柱塞煤浆进料泵的动力端，包括机座、曲轴、连杆、十字头销、中间杆等主要零件及滚动轴承等，为成熟、可靠结构；具体设计方案要求动力端结构刚度大，保以证主泵工作运行平稳，通常许用推力富裕量较大；

②动力端配置专用、可靠的润滑系统

主泵动力端采用压力润滑方法，润滑系统采用双油泵确保安全可靠，泵输出的压力油，一路进入十字头、十字头销、连杆大小轴瓦、曲轴曲拐各摩擦副；一路进入泵的主轴承，满足主泵曲轴双出轴的特点，运行时润滑系统各性能参数处于监控状态，确保润滑可靠；

动力端润滑系统的配有冷却系统，使用的冷却器的散热面积足以确保润滑油的油温在许用范围内，润滑油采用极压型220号齿轮油。

(2)液力端

三柱塞煤浆进料泵的液力端，包括3个单缸型泵缸以及配套的填料函、进液阀、排液阀、高压集液器、低压集液器等，液力端部件分述如下：

①泵缸体

采用附图5所示的本发明泵缸技术方案；

泵缸结构特征：每台泵采用3个分体式泵缸体，拆装方便、密封点少、无泄漏，泵体流道通畅无淤堵；

泵体具有通蒸汽的通道与接口，可以根据需要连通蒸汽，减少泵的热应力；

②泵缸的进液阀、排液阀

对有颗粒的高粘度的介质而言，球形阀线与阀座是线接触，开启、关闭灵活方便，因此，根据油煤浆的高温、高压、高粘度介质的特点，阀的型式选择球形阀线结构，整套阀包括阀体、阀座、阀球导向套、阀球；阀座的二面均有阀线，可交替使用(需要停机后重新安装调换上下面位置)，阀座堆焊司太立合金层作阀线，能适应油煤浆的工况，使用寿命长；

③柱塞工作组件采用注入、冲洗与密封三合一结构，柱塞密封结构和材料如下：

注入泵把每一腔压力注入油对应注入主泵柱塞填料腔里(注入量约为3％的主泵油量)，形成注入油屏蔽油煤浆的保护腔，以保证柱塞与密封的寿命；

三柱塞煤浆进料泵设置主填料函冲洗接口，冲洗油进入冲洗腔对主密封的主密封填料进行冲洗，冲刷偶尔进入的颗粒煤浆，确保柱塞密封件的高寿命；

柱塞表面喷焊合适的高硬度材料如碳化钨，保证表面高硬度，柱塞密封填料采用高质量的碳纤24锭编织四氟浸渍，并做过特殊处理；使用密封管路的润滑油，润滑柱塞密封件，确保泵柱塞寿命可达2年以上(16000h以上)；

④高压静密封的结构和材料

高压静密封，涉及泵体与填料函之间的密封、进液阀座与泵体入口之间的密封、排液阀座与泵体出口之间的密封、高压集合管的密封、出口缓冲器与接管的密封，高压静密封方式采用OCr18Ni9不锈钢材料的透镜垫，透镜垫以及进排液阀座的两端均采用球形圆弧面与15～25°斜面密封结构，能承受380℃高温35MPa高压的经典结构O形圈都采用耐高温高压的氟橡胶；

⑤高压动密封的结构和材料

高压动密封，涉及柱塞与柱塞填料的密封，采用隔圈与特殊处理浸渍高强度碳纤24锭编织注油润滑的密封结构。

⑥填料函夹套的预热和冷却系统

主填料函夹套处，在起动运行时加蒸汽预热减少温差，长时间预热运行温度近200℃后，切断蒸汽；停泵过程中注入冷却水对填料函降温；

⑦泵的动力端、减速器的冷却系统

规定泵的动力端和减速器内的润滑油温最大不能超过70℃，配置冷却器和冷却管路以降低润滑油温度，其中润滑油的油温由温度传感器进行控制报警；

(3)辅助系统

①针对高温工况(正常219℃，最高350℃)采用适应高温的结构和材料

第一方面，液力端高温介质流经的零部件如泵体、主填料函体等，存在高温操作带来的温差应力，为提高受压件的安全系数，需要降低该温差应力；比如，在泵缸体中设置数量适当的蒸汽孔，工作状态下泵体要充蒸汽，减少泵外表面与内腔的温差应力；比如，对主填料函的加热夹套在泵初起动时即应充蒸汽进行预热；

第二方面，泵缸的进料口处的密封、出料口处的密封，其它液力端承高温高压的密封(如泵缸体与填料函、柱塞密封、填料函的O型圈密封)，相应的密封圈采用适应高温高压操作工况的密封结构与材料；

第三方面，油煤浆工作介质温度虽然高(正常219℃，最高350℃)，但是本发明泵缸结构使得油煤浆传递至泵缸体的热量较少，加之泵缸体与动力端的机座之间有散热作用的珩架使机座的温度不会高到导致动力端的润滑油温度超出上限70℃的情况发生(确保动力端正常工作)，这同时关系到分体式泵缸体与主填料函的定位连接问题的解决；

②泵缸进料缓冲器、排料缓冲器

煤浆进料泵是三柱塞泵，因动力端是曲柄连杆机构，柱塞是作变速运动，流量是脉动的，出口压力也是脉动的；为保证泵吸入介质压力的稳定性，特别是为保证偏离进口管道最远一拐的吸入也要稳定，进口压力需要蓄能储备，泵必须配置进料缓冲器、排料缓冲器；

进料缓冲器，采用两端带封头的圆柱形压力容器，设计压力2.5MPa，剩余脉动Max1％，设计压力脉动≤0.1MPa，设计温度370℃，进行声压脉动分析；

进料缓冲器，采用球形高压容器，设计压力25.0MPa，剩余脉动Max2％，设计压力脉动≤0.40MPa，设计温度370℃，进行声压脉动分析；

(4)泵组的电气、检测与控制系统

实施例四所述的三柱塞油煤浆进料泵泵组，是一套机电仪一体化产品，泵机组的启动、停止、控制、监控均可由配套的PLC(可编程逻辑控制器)系统执行，并可通过协议以太网、有触摸屏进行监控保护，需要的硬件和软件将通过配套的PLC和SIS(仪表安全系统)来实施。

Claims (35)

1.一种柱塞式往复泵，其特征在于：

所述柱塞式往复泵PUMP，用于输送可能含固体颗粒的液料；

所述柱塞式往复泵PUMP包括泵缸(15)，泵缸(15)的上部设有液料出口，泵缸(15)的下部设有液料入口，泵缸(15)的内腔设置导液管(33)和至少1个分隔器XKP；所述柱塞往复泵PUMP还包括能够将泵缸(15)的内腔的泵送介质送入导液管(33)的柱塞(111)；

导液管(33)位于最内侧分隔器1KP的内部空间中，导液管(33)的下端朝向泵缸(15)的所述液料入口，导液管(33)的有开口的上端与泵缸(15)的所述液料出口连通或者穿过所述液料出口；

分隔器XKP，位于泵缸(15)壁与导液管(33)之间，分隔器XKP与泵缸(15)壁之间的腔室用作前置液腔，与柱塞填料函或和柱塞套的空间连通，作为注入液的存留前置液腔或流向导液管(33)的过流前置液腔使用；

在泵缸(15)进料行程中，分割器XKP将泵缸(15)吸入的泵送目标液料限制在不接触泵缸(15)侧壁的流道腔中；

在泵缸(15)排料行程中，与分割器XKP接触的流道腔中的泵送目标液料，进入导液管(33)，导液管(33)向泵缸外排出液料；

可能存在的来自柱塞填料函或和柱塞套的注入液，流过前置液腔后进入最内侧分隔器1KP的内部空间，进入导液管(33)内部空间后上行排出泵缸(15)；

泵缸(15)的内腔设置1个或2个或多个分隔器XKP，与导液管(33)相邻的分隔器为最内侧分割器1KP。

2.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

当分隔器XKP数量为2个或多个时，泵缸(15)内注入液在相邻液流通道中的主体运动方向是相反的。

3.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

在泵缸(15)进料行程中，与导液管(33)相邻的最内侧分割器1KP将泵缸(15)吸入的泵送目标液料限制在最内侧分割器1KP包围的流道腔中；

在泵缸(15)排料行程中，最内侧分割器1KP包围的流道腔中交替存在区的泵送目标液料，进入导液管(33)，导液管(33)向泵缸外排出液料。

4.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

导液管(33)的轴线沿竖直方向设置，导液管(33)下端的侧壁上设置过流孔，导液管(33)下端位于最内侧分割器1KP内部空间的下端。

5.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP的泵缸内的内置液体流道部件，在与泵缸(15)壁接触的内置液体流道中制造出液体流速低的相对滞留区，位于相关流道转向区的末端。

6.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP的分割器XKP的用途，选自下列中的1种或几种：

①耐冲蚀、磨蚀衬套；

②耐腐蚀衬套；

③耐热衬套；

④耐低温衬套；

⑤低传热系数衬套。

7.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP使用的分割器XKP的装配安装方式，自泵缸排料口装入或自泵缸进料口装入。

8.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP使用的分割器XKP，与其它部件组成组合件的组合方式，选自下列中的1种或几种：

①与导液管(33)构成组合件；

②与和泵缸排料口相邻的出口单向阀的阀座构成组合件；

③与和泵缸排料口相邻的出口单向阀的阀体构成组合件；

④与和泵缸进料口相邻的进料口单向阀的阀体构成组合件；

⑤与和泵缸进料口相邻的进料口单向阀的阀套构成组合件。

9.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP的分割器XKP的形状为可能设置过流孔的圆筒形。

10.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统，使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体。

11.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统，使用的一体式泵缸体有1个或2个或多个泵腔室。

12.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP的泵送目标液料，选自下列中的1种或几种：

①高温液体；

②低温液料；

③高压液料；

④高温高压液料；

⑤高温高压含固液料；

⑥含易凝结组分液料；

⑦含易挥发组分液料；

⑧含固体浆液；

⑨含腐蚀组分液料；

⑩含燃爆组分液料；

含毒性组分液料；

含放射性组分液料。

13.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP的填料函或柱塞套加入的注入液的工作方式，选自下列中的1种或几种：

①一次注入长期使用；

②间断注入间断排放，排放的注入液最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液体排出泵腔；

③连续注入连续排放，排放的注入液最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液体排出泵腔。

14.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP的操作条件为：温度为150～400℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为10.0～100.0MPa、固体浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～150m³/h。

15.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其操作条件为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为6.0～30.0MPa、固体浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m³/h。

16.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其操作条件为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为10.0～25.0MPa、固体浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m³/h。

17.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其柱塞、填料函、柱塞外套的工作流体的数量为：注入液小时体积流量为柱塞式往复泵PUMP的泵送目标液料的体积流量的0.5％～5％。

18.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP的布置方式为：柱塞(111)的轴线沿水平方向布置，泵缸(15)垂直布置，分割器XKP垂直布置，导液管(33)垂直布置。

19.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统的驱动端，原动机选自下列中的1种：

①电机；

②变频电机；

③柴油机；

④液压马达；

⑤蒸汽机。

20.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统的驱动端，使用变速器将原动机的高转速运动转化为低转速运动后，驱动液力端工作。

21.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞(111)的轴线沿水平方向设置，柱塞(111)外面设有柱塞外套(119)和填料函(115)，柱塞外套(119)的一端与泵缸(15)连接，柱塞外套(119)的另一端与填料函(115)连接，柱塞(111)能够沿轴向往复移动。

22.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

填料函(115)内含有填料，填料函(115)的侧壁内含有用于向填料函(115)内注入液体的注入通孔(115-1)，注入通孔(115-1)位于所述填料和柱塞外套(119)之间。

23.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

填料函(115)内含有沿柱塞(111)的轴线从内向外依次设置三道填料，分别为第一道填料(R100)、第二道填料(R200)和第三道填料(R300)；

在第一道填料(R100)和第二道填料(R200)之间，填料函(115)的侧壁内含有用于冲洗柱塞(111)表面的冲洗油入口(151)和冲洗油出口(152)，填料函(115)的内壁与柱塞(111)的外圆形成了一个填料冲洗腔，冲洗油入口(151)和冲洗油出口(152)与该填料冲洗腔连通；

在第二道填料(R200)和第三道填料(R300)之间，填料函(115)的侧壁内含有用于柱塞(111)周向密封的密封油入口(251)和密封油出口(252)。

24.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞外套(119)设有蒸汽保温夹套(R700)，蒸汽保温夹套(R700)和柱塞外套(119)之间形成空腔，蒸汽保温夹套(119)上设有与该空腔连接的蒸汽入口(701)和蒸汽出口(702)。

25.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

泵缸(15)的缸体上设置用于通入蒸汽或冷却水的小孔(801)。

26.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

泵缸(15)的缸体内含有1个所述泵腔或3个所述泵腔或5个所述泵腔或7个所述泵腔；

柱塞(111)、柱塞外套(119)、蒸汽保温夹套(R700)、填料函(115)及所述三道填料与所述泵腔一一对应。

27.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

泵缸(15)的进口处设有入口阀阀球(171-4)和入口阀阀座(171-2)，入口阀阀球(171-4)设置在入口阀阀座(171-2)上，入口阀阀球(171-4)能够自由运动；

泵缸(15)的出口处设有出口阀阀球(172-4)和出口阀阀座(172-2)，出口阀阀球(172-4)设置在出口阀阀座(172-2)上，出口阀阀球(172-4)能够自由运动。

28.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸(15)下部的所述入口通过入口支管(INP-X)与入口主管(INP)连通，入口主管(INP)为循环管线。

29.根据权利要求28所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸(15)上部的所述出口通过出口支管(OUTP-X)与出口主管(OUTP)连通，入口支管(INP-X)和所述出口支管(OUTP-X)均为弯管。

30.根据权利要求28所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统设有用于向填料函(115)的注入通孔(115-1)注入液体的注入泵(IN-PUMP)，注入泵(IN-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的泵缸(15)一一对应。

31.根据权利要求28所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统设有用于向密封油入口(251)注入密封油的密封油系统，该密封油系统由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力调节阀、压力表、温度计组成闭式循环系统。

32.根据权利要求28所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统设有用于输送工艺介质的主泵(PUMP)，在主泵(PUMP)的两侧，主泵液力端的下面及主泵动力端与柱塞(111)之间还设有冷却水管路。

33.根据权利要求28所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统设有一套润滑油系统，所述润滑油系统由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力控制阀、压力传感器、温度变送器、压差传感器组成闭式循环系统，所述润滑油系统能够向主泵动力端、注入泵动力端及可能使用的齿轮箱提供润滑油。

34.根据权利要求28所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP系统设有柱塞式往复泵PUMP的进料的入口缓冲罐用于减弱进料压力脉动，设有柱塞式往复泵PUMP的出料的出口缓冲罐用于减弱出料压力脉动。

35.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵及其系统，其特征在于：

柱塞式往复泵PUMP及其系统，部分或全部部件组成一体式撬装结构。