CN110017268A - 柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵 - Google Patents

Abstract

柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，特别适用于中高压2.0～17.0MPa的含固体颗粒浆液如煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送；与传统的全部2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)的方案不同，在柱塞填料函两端各设置1道填料密封，从而克服了柱塞重心位于2道填料之外不能被有效平稳支撑从而诱发柱塞倾斜导致填料密封效率低、填料易于被磨损的技术缺陷；与传统的2道填料密封集中布置在填料函外端同时1道填料密封布置在填料函内端(靠近泵缸端)的方案相比，填料函外端仅需设置1道填料，结构简单，制造、装配、维修便捷，可缩短柱塞填料组件长度、增强柱塞往复泵的整体稳定性。

Description

柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵

技术领域

本发明涉及柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，特别适用于中高压2.0～17.0MPa的含固体颗粒浆液如煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送；与传统的全部2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)的方案不同，在柱塞填料函两端各设置1道填料密封，从而克服了柱塞重心位于2道填料之外不能被有效平稳支撑从而诱发柱塞倾斜导致填料密封效率低、填料易于被磨损的技术缺陷；与传统的2道填料密封集中布置在填料函外端同时1道填料密封布置在填料函内端(靠近泵缸端)的方案相比，填料函外端仅需设置1道填料，结构简单，制造、装配、维修便捷，可缩短柱塞填料组件长度、增强柱塞往复泵的整体稳定性。

背景技术

本发明所述柱塞式往复泵，液力端包括吸入、排出液料的泵缸和配合柱塞往复运动的柱塞填料函组件，柱塞填料函组件可以包括柱塞填料函筒体或和柱塞套。

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中高压差常温煤浆泵、中高压差中温煤浆泵、中高压差高温煤浆泵、中高压差高温冲洗油泵，该柱塞式往复泵的正常排出压力通常为中压(压力为2.0～8.0MPa)或中高压(压力为2.0～17.0MPa)。

本发明所述泵送目标液料或泵缸主液，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。

本发明所述隔离液工作方式，可以为连续注入连续排放的工作方式即所有行程全冲洗的工作方式，比如现有技术存在的在输送颗粒料浆设置注入液的所有行程全冲洗的工作方案，冲洗液压力始终比存在颗粒料浆的泵缸的压力高比如高出2～5bar，在主泵吸入颗粒料浆行程、排出颗粒料浆行程的所有时间段中，都对主泵柱塞密封函的高压密封函前端(靠近泵缸侧填料)加入注入隔离液，其作用是：

①避免颗粒料浆进入密封函记柱塞中，破坏密封函；

②对柱塞的滑动密封进行润滑；

③对密封函进行冷却。

上述隔离液所有行程全冲洗的工作方式，在柱塞回程行程中(即泵缸吸液行程中)，添加的注入液可以有效地发挥上述隔离、冲洗、润滑、冷却作用，因此是必要的注入步骤；但是，在柱塞前进行程中(即泵缸排液行程中)，添加的注入液没有上述隔离、冲洗、润滑、冷却的有效作用，因此是不必要的注入步骤，结果导致注入液流量巨大。上述隔离液所有行程全冲洗的工作方式，通常，配制的冲洗液泵流量一般取8～10％主泵流量，压力采用冲洗管路上加孔板来进行控制，若冲洗量少于6％，则引起泵密封失效。大多数颗粒料浆泵对冲洗量不做限制，如化工水煤浆介质冲洗液水流量要求8～10％主泵流量，电厂灰煤浆介质冲洗液水流量不做限制。此类现有技术的冲洗配套装置简单，但是其冲洗量大，为8～10％主泵流量，因此无法适用于某些要求限制注入油洗量的工艺。

本发明所述隔离液工作方式，可以为间断注入间断排放的工作方式，以降低注入液流量，通常采用主泵柱塞回程的同步注入注入油的方案，在所述的往复柱塞泵泵缸吸入料浆时，注入油泵柱塞动作对主泵柱塞填料密封加入注入油，主泵排出料浆时，注入油泵柱塞动作吸入注入油，不对主泵柱塞填料密封加入注入油，注入液量可降低到≤3％主泵流量，该工作方式应用于煤加氢直接液化装置的油煤浆泵时，可以减少注入油用量、降低油煤浆泵负荷、降低煤加氢直接液化装置的其它部分的因为增加注入油而带来的装置负荷增量(装置正常加工负荷的5～7％)，具有巨大的降低投资、降低能耗、提高油收率的效果。

本发明所述使用注入液使柱塞填料函隔离工作介质的柱塞式往复泵，为了降低注入液的用量，通常使用与主泵柱塞回程同步注入注入隔离液的工作方法，相应地配置注入油系统(包括同步注入泵)，需要在柱塞填料函组件即柱塞填料函筒体或和柱塞套上设置注入油接口、注入油冲洗柱塞并流入泵腔的流道或流道腔结构。

本发明所述使用注入液使柱塞填料函隔离工作介质的柱塞式往复泵，使用与主泵柱塞回程同步注入注入隔离液的工作方法，应用于三柱塞往复泵时，主泵三个柱塞密封配套一个三柱塞冲洗泵，每个冲洗泵柱塞缸对料浆泵一个柱塞密封，两泵采用一个轴，冲洗泵一个柱塞与往复泵对应柱塞曲轴曲拐相位差180°。

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，根据需要，液力端可以包括柱塞工作组件(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对柱塞填料函组件提出改进结构，因此，本发明的主要技术方案是提出柱塞填料函或和柱塞套的结构、装配方案，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。该泵组的柱塞填料函组件使用3道填料，2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)同时1道填料密封布置在填料函内端(靠近泵缸端)；这种柱塞填料填料组件(填料函和或柱塞套)需要设置温度过渡段以便向大气环境散热或者在靠近泵缸侧的部位布置换热夹套或换热孔道，因此填料组件(填料函和或柱塞套)的总体长度通常较长。该型柱塞柱塞填料函密封结构，应用于中高压(压力为2.0～17.0MPa)工况时，结构复杂，制造、装配、维修难度大，并加长了填料函长度、降低了柱塞往复泵的整体稳定性。

申请日为2007年04月24的中国专利ZL 200720069257.8颗粒煤浆介质往复泵的同步回程冲洗油隔离结构，其结构包括柱塞、泵体、密封函、密封函冲洗套、高压冲洗油注入口、辅助密封函，所述的密封函冲洗套为双螺纹结构。所述的高压冲洗油(本发明所述注入油)注入口与辅助密封函之间设有清洗油(本发明所述冲洗油)进出口；该结构方案可大大降低冲洗颗粒料浆介质用的冲洗液(本发明所述注入油)的数量，改善冲洗液(本发明所述注入油)的冲洗效率(即本发明所述的隔离效率)，提高密封函工作寿命。该柱塞填料函组件使用的全部2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)，通常柱塞重心位于2道填料之外不能被有效平稳支撑，泵工作过程中，柱塞杆前端极易在重力作用下下沉，导致填料密封效率低、填料易于被磨损从而缩短填料密封函使用寿命，随之而来的是填料函外侧的副密封填料被来自泵缸侧的泄露介质污染甚至泄露溢出泵体污染外部环境如污染大气环境，很明显，这种柱塞填料函组件结构不适用于填料函(或填料箱)长度较长的工况，比如输送高温泵送目标液料的柱塞往复泵，其填料组件(填料函和或柱塞套)需要设置温度过渡段以便向大气环境散热或者在靠近泵缸侧的部位布置换热夹套或换热孔道，因此填料组件(填料函和或柱塞套)的总体长度通常较长。

申请日为2007年06月15的中国专利申请200710024396.3一种带冲洗环的耐高压、耐磨损接触型往复密封，涉及往复泵的柱塞、填料密封，其主要特征为两级填料密封串联结构与一套套筒间隙密封的组合，即靠近缸侧的两个导向套和一个冲洗环组合、主填料密封的压盖同时又是副填料密封的密封箱。在主、副填料密封之间注入冲洗润滑油，在主填料密封前端(靠近泵缸侧)有一个冲洗环，采用同步高压油作填料函冲洗液，冲洗液的作用是将进入柱塞与主填料密封(高压填料)之间的颗粒介质冲洗带走的同时，在填料(高压填料)与柱塞之间的径向间隙内形成一层液膜，使摩擦副之间形成良好的油膜润滑，避免了柱塞与填料之间直接的固体摩擦磨损，并把柱塞与填料(高压填料)之间的摩擦热及时带走，使高压密封的使用寿命大大延长，适用于所有输送带固体颗粒介质的往复泵。该柱塞填料函组件使用的全部2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)，通常柱塞重心位于2道填料之外不能被有效平稳支撑，泵工作过程中，柱塞杆前端极易在重力作用下下沉，导致填料密封效率低、填料易于被磨损从而缩短填料密封函使用寿命，随之而来的是填料函外侧的副密封填料被来自泵缸侧的泄露介质污染甚至泄露溢出泵体污染外部环境如污染大气环境，很明显，这种柱塞填料函组件结构不适用于填料函(或填料箱)长度较长的工况，比如输送高温泵送目标液料的柱塞往复泵，其填料组件(填料函和或柱塞套)需要设置温度过渡段以便向大气环境散热或者在靠近泵缸侧的部位布置换热夹套或换热孔道，因此填料组件(填料函和或柱塞套)的总体长度通常较长。

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。该泵组的柱塞填料函组件使用3道填料，2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)同时1道填料密封布置在填料函内端(靠近泵缸端)；这种柱塞填料填料组件(填料函和或柱塞套)需要设置温度过渡段以便向大气环境散热或者在靠近泵缸侧的部位布置换热夹套或换热孔道，因此填料组件(填料函和或柱塞套)的总体长度通常较长。该型柱塞柱塞填料函密封结构，应用于中高压(压力为2.0～17.0MPa)工况时，结构复杂，制造、装配、维修难度大，并加长了填料函长度、降低了柱塞往复泵的整体稳定性。

申请日为2018年10月10的中国专利申请201811205520.0一种柱塞式往复泵，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。该泵组的柱塞填料函组件使用3道填料，2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)同时1道填料密封布置在填料函内端(靠近泵缸端)；这种柱塞填料填料组件(填料函和或柱塞套)需要设置温度过渡段以便向大气环境散热或者在靠近泵缸侧的部位布置换热夹套或换热孔道，因此填料组件(填料函和或柱塞套)的总体长度通常较长。该型柱塞柱塞填料函密封结构，应用于中高压(压力为2.0～17.0MPa)工况时，结构复杂，制造、装配、维修难度大，并加长了填料函长度、降低了柱塞往复泵的整体稳定性。

申请日为2018年10月20的本发明人的中国专利申请“泵缸内主液过流空间与泵缸体间有隔热区的柱塞式往复泵”，分隔器与泵缸相互组合装配；隔热区可以是真空区或充气区或液体静止区或隔热固体料填充区或隔热材料板；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，使用具有隔热功能的分隔器，高温煤浆向泵泵缸壁面传递的热量大幅度降低；可以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，柱塞填料函被有害物(高温、含固、腐蚀、燃爆、有毒、放射性等组分)污染或泄漏污染环境的概率大幅降低；该泵可扩大往复泵应用范围。该泵组的柱塞填料函组件使用3道填料，2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)同时1道填料密封布置在填料函内端(靠近泵缸端)；这种柱塞填料填料组件(填料函和或柱塞套)需要设置温度过渡段以便向大气环境散热或者在靠近泵缸侧的部位布置换热夹套或换热孔道，因此填料组件(填料函和或柱塞套)的总体长度通常较长。该型柱塞柱塞填料函密封结构，应用于中高压(压力为2.0～17.0MPa)工况时，结构复杂，制造、装配、维修难度大，并加长了填料函长度、降低了柱塞往复泵的整体稳定性。

为了克服上述几种结构的柱塞填料组件的结构缺陷，本发明提出柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，特别适用于中高压2.0～17.0MPa的含固体颗粒浆液如煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送；与传统的全部2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)的方案不同，在柱塞填料函两端各设置1道填料密封，从而克服了柱塞重心位于2道填料之外不能被有效平稳支撑从而诱发柱塞倾斜导致填料密封效率低、填料易于被磨损的技术缺陷；与传统的2道填料密封集中布置在填料函外端同时1道填料密封布置在填料函内端(靠近泵缸端)的方案相比，填料函外端仅需设置1道填料，结构简单，制造、装配、维修便捷，可缩短柱塞填料组件长度、增强柱塞往复泵的整体稳定性。

能够实现本发明目标的柱塞填料函组件的结构方案，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柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封。

本发明的第二目的在于提出柱塞填料函两端各设1道填料密封的往复密封及其附件。

本发明的第三目的在于提出使用柱塞填料函两端各设1道填料密封的柱塞往复泵。

发明内容

本发明柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封，其特征在于：

一种柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01，包括柱塞、吸料排料空间K10、柱塞填料密封函A、柱塞套B、一道靠近吸料排料空间K100侧的主填料密封S1、一道远离吸料排料空间K100的填料函外端的辅助填料密封S2；

柱塞填料密封函A与柱塞套B相邻安装或通过夹持连接件组装，柱塞套B靠近吸料排料空间K10，柱塞填料密封函A远离吸料排料空间K10；

主填料密封S1在柱塞外周向布置并布置于由密封函A、柱塞套B构成的承压密封腔体内，辅助填料密封S2在柱塞外周向布置并布置于由密封函A、柱塞套B构成的承压密封腔体内；

正常工作时，柱塞在柱塞填料密封函A、柱塞套B的内部空间中进行往复运动，同时相对于主填料S1S、辅助填料S2S作往复运动；

正常工作过程中，在组件C001的柱塞远离液缸K100的返回行程时，液缸K100自进料口吸入液料；

正常工作过程中，在组件C001的柱塞靠近液缸K100的前进行程时，液缸K100自排料口排出液料；

组件M01使用的柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的特征在于：主填料密封S1设置在柱塞填料密封函A的靠近吸料排料空间K10的内端内部腔体与柱塞套B的远离吸料排料空间K10的外端内部腔体之中。

主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，可能设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

辅助填料密封S2的靠近吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2前端，辅助填料密封S2的远离吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2后端，在辅助填料密封S2前端与主填料密封S1后端之间，可能设置注入冲洗液W01接口，冲洗液W01进入柱塞与腔体组成的冲洗液腔中，在柱塞与冲洗液腔之间形成液体冲洗，将可能自主填料密封S1泄露过来的液料、可能自辅助填料S2泄露过来的液料携带排出往复密封组件M01。

本发明所述的往复密封，通常：

主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

辅助填料密封S2的靠近吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2前端，辅助填料密封S2的远离吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2后端，在辅助填料密封S2前端与主填料密封S1后端之间，设置注入冲洗液W01接口，冲洗液W01进入柱塞与腔体组成的冲洗液腔中，在柱塞与冲洗液腔之间形成液体冲洗，将可能自主填料密封S1泄露过来的液料、可能自辅助填料S2泄露过来的液料携带排出往复密封组件M01。

本发明所述的往复密封，主填料密封S1在柱塞外周向布置并布置于由密封函A、柱塞套B构成的承压密封腔体内，主填料密封S1的布置方式可以选自下列的1种：

①主填料密封S1，布置于密封函A的腔体内；

②主填料密封S1，布置于柱塞套B的腔体内。

本发明所述的往复密封，所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01，注入液L01的工作方式可以选自下列的1种：

①注入液L01采用连续注入、连续排液至吸料排料空间K10的工作方式，即在柱塞前进行程和返回行程的全行程过程中，注入液L01连续注入；

②注入液L01采用间断注入、间断排液至吸料排料空间K10的工作方式；

③注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式；

④注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞在回程行程时，空间K10吸入液料，注入液的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞主填料密封前的注入液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞在前进行程时，空间K10排出液料，注入液泵柱塞动作吸入注入油，不对组件M01的柱塞主填料密封前的注入液腔进行冲洗。

本发明所述的往复密封，所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01，冲洗液W01的工作方式可以选自下列的1种：

①冲洗液W01采用连续注入、连续冲洗排出的工作方式，即在柱塞前进行程和返回行程的全行程过程中，冲洗液W01连续注入；

②冲洗液W01采用间断注入、间断冲洗的工作方式；

③冲洗液W01采用柱塞回程同步注入的工作方式；

④冲洗液W01采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞在回程行程时，空间K10吸入液料，冲洗液W01的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞的冲洗液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞在前进行程时，空间K10排出液料，冲洗液W01的注入泵的柱塞动作吸入冲洗油，不对组件M01的柱塞的冲洗液腔进行冲洗。

本发明所述的往复密封，主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，可能设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

所述注入液腔的构成，可以选自下列结构的1种：

①1个冲洗槽；

②2个或多个串联的冲洗槽；

③单螺纹结构的冲洗套；

④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。

本发明所述的往复密封，辅助填料密封S2的靠近吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2前端，辅助填料密封S2的远离吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2后端，在辅助填料密封S2前端与主填料密封S1后端之间，可能设置注入冲洗液W01接口，冲洗液W01进入柱塞与腔体组成的冲洗液腔中，在柱塞与冲洗液腔之间形成液体冲洗，将可能自主填料密封S1泄露过来的液料、可能自辅助填料S2泄露过来的液料携带排出往复密封组件M01；

所述冲洗液腔的构成，可以选自下列的1种或几种的组合：

①1个冲洗槽；

②2个或多个串联的冲洗槽；

③单螺纹结构的冲洗套；

④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。

本发明所述的往复密封，主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，可能设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

所述导向件的构成，可以选自下列的1种：

①导向圈，即短距导向环，导向圈轴向长度与导向圈沿柱塞轴向厚度之比≤4.0；

②导向套，即长距导向环，导向圈轴向长度与导向圈沿柱塞轴向厚度之比≥4.0。

本发明所述的往复密封，主填料密封S1或辅助填料密封S2，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：

①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环；

②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环。

本发明所述的往复密封，主填料S1S或辅助填料S2S，可以选自下列材料的1种或几种的组合应用：

①橡胶；

②合成纤维；

③石棉；

④合成树脂；

⑤柔性填料

⑥油浸石墨

⑦高强度碳纤维；

⑧碳纤维。

一种基于本发明所述的往复密封构成的柱塞式往复泵，其特征在于：

与柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01配套使用的吸料排料空间K10，是柱塞式往复泵APUMP的泵缸K10。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，可以使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体；

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP的操作条件可以为：温度为150～400℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为2.0～20.0MPa、固体浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～150m³/h。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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，其操作条件可以为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为2.0～16.0MPa、固体浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m³/h。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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，其操作条件可以为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为5.0～20.0MPa、固体浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m³/h。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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APUMP的泵送目标液料的体积流量的0.5％～5％。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP的布置方式通常为：柱塞(111)的轴线沿水平方向布置，泵缸(15)垂直布置，可能使用的分割器XKP垂直布置，可能使用的导液管(33)垂直布置。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统的驱动端，可以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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，通常，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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，填料函(115)内含有填料，填料函(115)的侧壁内可以含有用于向填料函(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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞外套(119)可以设有蒸汽保温夹套(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(R700)上设有与该空腔连接的蒸汽入口(701)和蒸汽出口(702)。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，泵缸(15)的缸体上可以设置用于通入蒸汽或冷却水的小孔(801)。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，泵缸(15)的缸体内可以含有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)及所述二道填料与所述泵腔一一对应。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，通常，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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以含有至少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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以含有至少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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以设有用于向填料函(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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于输送工艺介质的主泵APUMP，在主泵APUMP的两侧，主泵液力端的下面及主泵动力端与柱塞(111)之间，还可以设有冷却水管路。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以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，油过滤器可能设置磁性过滤元件拦截具有磁性的颗粒物。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以设有柱塞式往复泵APUMP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APUMP的出料的出口缓冲罐用于减弱出料压力脉动。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP及其系统，可以部分或全部部件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中的柱塞填料函组件及相关部件的局部详图。

如图1、图2所示柱塞式往复泵的柱塞填料函组件，按照柱塞轴线由靠近泵缸一侧向远离泵缸一侧，设置1道高压填料密封、2道低压填料密封，其中，靠近泵缸的第1填料密封是属于高压填料密封的主填料密封，中间填料密封和外侧填料密封属于低压填料密封，功能和工作方式如下：

①第1填料密封和高压注入液系统

靠近泵缸的第1填料密封，是主填料密封，其任务是阻隔高压介质使其尽可能不要向远离泵缸的一侧流动、泄露，为了防止来自泵缸的泵送目标工艺介质中的有害物(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，在第1填料密封的前端(靠近泵缸的一端)，设置注入液系统，在柱塞组件的高压工作腔内，在柱塞与柱塞组件之间形成流向泵腔的隔离液流动以阻止泵腔泵送目标工艺介质流入柱塞填料函组件，从而在泵组正常工作期间，使得柱塞填料函组件与泵送目标工艺介质形成有效隔离，对于煤浆泵而言，其方法通常是间断注入间断排放或者连续注入连续排放注入液；

注入液工作方式为连续注入连续排放时，工作方式可以是任意一种有效的工作方式，通常的工作方式是：

注入液工作方式为间断注入间断排放时，工作方式可以是任意一种有效的工作方式，通常的工作方式是：

②第2填料密封和低压冲洗油系统

在第1道填料(高压填料)和第2道填料(低压填料)之间，设置压力适宜的低压冲洗腔，防止来自高压密封侧的泄露介质流动至最外侧第3道填料密封处，因此，冲洗腔操作压力低于密封腔操作压力，有少量密封油会通过第2道填料密封与柱塞之间的间隙流向冲洗腔；

泵组正常工作时，低压冲洗油经冲洗油注入孔进入冲洗腔维持操作压力比如1.00～1.10MPa(G)，然后低压冲洗油经低压冲洗油排出孔排出填料函，将可能存在的来自密封腔的串流密封油、来自注入腔的串流注入油一并带出冲洗腔体；

③第3填料密封和低压密封油系统

最外侧填料密封的功能是密封柱塞，防止来自高压密封侧的介质泄露至外部污染环境，同时防止来自动力端的润滑油侵入污染填料函盒柱塞表面；

泵组正常工作时，低压密封油经密封油注入孔进入密封腔维持操作压力比如1.10～1.20MPa(G)，然后绝大部分密封油经密封油排出孔排出填料函，由于密封腔操作压力高于冲洗腔操作压力，有少量密封油会通过第2道填料密封与柱塞之间的间隙流向冲洗腔。

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，119为柱塞外套，151为冲洗油入口，152为冲洗油出口，191为注入液的注入通孔，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。

在图2中，标出了下述部件编号：

①N01为外侧填料压盖(第三填料压盖)，外侧填料压盖N01的外侧部分为带螺纹的外端头N01c，N01c与外侧填料箱(第三填料箱)N0的外端部内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，同时是外侧填料(第三填料)N03的压紧部件，实现对第3填料N03的合理的预压力和压紧变形，使得第3填料N03与柱塞111紧密配合；

②N02为外侧填料(第三填料)外侧垫环；

③N03为外侧填料(第三填料)；

④N04为外侧填料(第三填料)内侧长距垫环；

⑤N05为静密封圈；

⑥N06为外侧填料箱(第三填料箱)(中间填料即第二填料压盖)；

⑦N07为中间填料(第二填料)外侧垫环；

⑧N08为中间填料(第二填料)；

⑨N09为中间填料(第二填料)内侧垫环；

⑩N10为中间填料(第二填料)的压紧件，为带螺纹的压紧件)，与填料函115外端部内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，同时是中间填料(第二填料)N08的压紧部件，实现对第2填料N08的合理的预压力和压紧变形，使得第2填料N08与柱塞111紧密配合；

N51为主填料(第一填料)外侧长距垫环；

N52为主填料(第一填料)；

N53为主填料(第一填料)右侧紧固件，同时是的冲洗导向套；

N54为主填料(第一填料)前端的冲洗导向套的定位件、预紧件。

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)超出泵缸而进到柱塞外套、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至图6示出了本发明的柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的4种结构方案。

图3至图6示出了本发明的柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的4结构方案，可以应用于任意适合其应用的场合，可以应用于柱塞往复泵的柱塞填料密封，也可以应用在柱塞往复泵以外的其它设备或机械的系统中。

图3是本发明柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵的第1种技术方案的结构示意图。

图3所示的本发明的第1种技术方案(1道高压填料密封、1道低压填料密封)的结构示意图，与图2所示的柱塞填料函组件的现有技术方案(1道高压填料密封、2道低压填料密封)的差别在于：将图2所示技术方案的第2道填料密封(中间填料密封)取消。

图3所示的本发明的第1种技术方案，其注入液工作方式可以是任意一种有效的工作方式，可以为间断注入间断排放或连续注入连续排放。

图3所示的本发明的第1种技术方案，其功能和工作方式如下：

(1)高压注入液系统和导向套

如图3所示，正常工作时，靠近泵缸侧的第1填料密封，是主填料密封，其任务是阻隔高压介质使其尽可能不要向远离泵缸的一侧流动、泄露，为了防止来自泵缸的泵送目标工艺介质中的有害物(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，在第1填料密封与泵缸之间，设置注入液系统，设置注入液L01接口191，注入液L01通过接口191、流过导流套N53上的通孔N531，进入导流套N53上的注入液环形槽内与往复运动的柱塞外表面接触，绝大部分注入液通过第1填料密封右边的导向套N53与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向泵缸侧流动，润滑、冷却、冲洗柱塞外表面，并最终进入泵缸内，随泵缸内的主流体排出泵缸内，这样，在柱塞组件的高压工作腔内，在柱塞与柱塞组件(导流套N53、柱塞套)之间形成流向泵腔的隔离液流动以阻止泵腔泵送目标工艺介质流入柱塞填料函组件，从而在泵组正常工作期间，使得柱塞填料函组件与泵送目标工艺介质形成有效隔离；

注入液，通常为粘度适宜、润滑性良好的无毒害组分、无颗粒物、与泵送目标液料相容的液料；

注入液的用量，全程注入方式时低于主泵流量的8.0重量％～10.0重量％，仅在柱塞回程同步注入时(柱塞前进行程时不注入注入油)低于主泵流量的0.5重量％～3.0重量％以下，维持相关区间柱塞表面隔离、冲洗、润滑、冷却的需求即可；

高压注入液系统的工作目的，是接入注入油，使注入油与往复运动的柱塞外表面接触，在柱塞周围形成环形油膜，而注入液通过导向套N53与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向泵缸侧流动，实现了流量受控的流动，在保证充分润滑、冷却、冲洗柱塞外表面的前提条件下，尽量控制、降低注入液的用量，也是一套高压间隙密封，利于防止泵送目标接触主填料密封，提高整体泵组的工作效率和安全性；

因此，与高压注入液系统相关的填料函115的内置部件或者柱塞套119的内置部件，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2各部件或者多个部件的组合结构；

所述注入液腔的构成，可以选自下列结构的1种：

①1个冲洗槽；

②2个或多个串联的冲洗槽；

③单螺纹结构的冲洗套；

④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套；

所述导向套N53的构成，可以选自下列的1种：

①导向圈，即短距导向环，导向圈轴向长度与导向圈沿柱塞轴向厚度之比≤4.0；

②导向套，即长距导向环，导向圈轴向长度与导向圈沿柱塞轴向厚度之比≥4.0。

(2)第1填料密封(高压填料密封)

如图3所示，正常工作时，因为第1填料密封右侧的泵缸带压操作(比如中高压条件)，因此，第1填料密封的工作状态是带压填料密封(或者中高压填料密封)，是柱塞的主填料密封；

如图3所示，主填料N52包括5个填料环，其左侧是长距垫环N51，其右侧是注入液导向套N53，导向套N53同时是主填料N52的压紧部件，导向套N53通过环形定位部件N54被柱塞套119支撑，实现对主填料N52的合理的预压力和压紧变形，使得主填料N52与柱塞111紧密配合；

如图3所示，注入液L01可以采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞在回程行程时，泵缸15吸入液料，注入液的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞主填料密封前的注入液腔进行注入，这样即使隔离液串过第1填料密封，也隔离了泵缸内的主流体，而实际上，通常经过接口151连续通过冲洗腔的冲洗油的压力高于泵缸进料的操作压力，这样柱塞回程过程中，基本没有注入液(可能夹带泵送目标液料)串过第1填料密封；当组件M01的柱塞在前进行程时，泵缸15排出液料，泵缸15的操作压力高于冲洗腔的操作压力，因此，可能有注入液(可能夹带泵送目标液料)串过第1填料密封，为了防止串过第1填料密封的注入液(可能夹带泵送目标液料)污染副填料密封(低压填料密封)，设置了冲洗液系统；

如图3所示，主填料密封根据具体使用条件选择，可以是任意一种合适的填料密封，比如毛毡密封、软填料密封、硬填料密封、挤压型密封、唇形密封等，软填料密封可能使用的填料材料有橡胶、合成纤维、石棉、合成树脂、柔性填料、油浸石墨填料、碳纤维、高强度碳纤维等，一种记载密封技术的文献是：①出版物名称：《密封设计手册》，全册内容特别是1～11页、85～95页、171～186页；②检索用图书编码：ISBN编码：978-7-122-04682-6；③中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第011902号；④主编：付平，常德功；⑤出版社：化学工业出版社；该文献详细介绍了动密封、填料密封的结构、材料和设计方法；

第1填料密封(高压填料密封)S1，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2各部件或者多个部件的组合结构；

主填料密封S1，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：

①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环；

②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环；

(3)密封冲洗液系统和冲洗腔流道

如图3所示，在第1道填料(高压填料)和第2道填料(低压填料)之间，设置压力适宜的低压密封冲洗腔，其功能有三，第一功能是冲洗隔离，防止来自第1填料密封的泄露介质流动至最外侧第2道填料密封处污染和破坏第2道填料密封，第二功能是密封柱塞，防止来自第1填料密封的泄露介质流动通过最外侧第2道填料密封进入环境污染大气、人员，同时防止来自动力端的润滑油侵入污染填料函盒、柱塞表面；

如图3所示，设置密封冲洗液系统，设置密封冲洗液W01接口151，密封冲洗液W01通过接口151，进入填料函上的密封冲洗液环形槽内与往复运动的柱塞外表面接触，在密封冲洗槽与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向密封冲洗液排出口流动，同时冲洗、润滑、冷却与其接触的柱塞外表面，并最终排出填料函离开泵体；

如图3所示，排出填料函离开泵体的密封冲洗液，可以经过过滤等处理过程后循环使用，可以是单程使用后别做它用，比如可以用作往复泵的泵送目标液料进入工艺系统；

与密封冲洗液系统相关的填料函115的内置结构或部件，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2各部件或者多个部件的组合结构；

密封冲洗液腔的操作压力，可以根据需要确定，通常首先要保证密封冲洗液不会泄露出第2填料密封进入环境污染大气、人员，其次密封冲洗液腔的操作压力通常是高于泵缸主进料的操作压力，这样柱塞回程过程中，基本没有注入液(可能夹带泵送目标液料)串过第1填料密封，当然通常密封冲洗液腔的操作压力大于外部环境的操作压力；

密封冲洗液，通常为粘度适宜、润滑性良好的无毒害组分、无颗粒物的液料；

密封冲洗液的用量，通常低于主泵流量的0.1重量％～0.5重量％以下，维持相关区间柱塞表面冲洗、润滑、冷却的需求即可；

如图3所示，泵组正常工作时，低压密封冲洗油经密封冲洗油注入孔进入填料函密封腔维持操作压力比如1.10～1.20MPa(G)，然后密封冲洗油经密封冲洗油排出孔排出填料函；由于密封冲洗腔操作压力低于泵腔排料行程时的操作压力，有少量高压注入油会通过第1道填料密封与柱塞之间的间隙流向密封冲洗腔，可能存在的来自第1道填料密封的串流注入油、可能存在的来自第2道填料密封的串流润滑油以及其他非密封冲洗油液体一并被外排密封冲洗油排出密封冲洗腔体；

所述密封冲洗液腔的构成，可以选自下列的1种或几种的组合：

①1个冲洗槽；

②2个或多个串联的冲洗槽；

③单螺纹结构的冲洗套；

④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套；

(4)第2填料密封(低压填料密封)

最外侧填料密封的功能是密封柱塞外端，防止来自第1填料密封的泄露介质流动、穿透最外侧第1道填料密封泄露至外部污染环境大气及人员，同时防止来自动力端的润滑油侵入污染填料函盒柱塞表面；

如图3所示，第2填料N03包括3个填料环，其左侧是第2填料压盖N02，其右侧是垫环N04，第2填料压盖N02的外侧部分带螺纹的外端头N01与填料函115的外端部内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，同时是第2填料N03的压紧部件，实现对第2填料N03的合理的预压力和压紧变形，使得第2填料N03与柱塞111紧密配合；

如图3所示，第2填料密封根据具体使用条件选择，可以是任意一种合适的填料密封，比如毛毡密封、软填料密封、硬填料密封、挤压型密封、唇形密封等，软填料密封可能使用的填料材料有橡胶、合成纤维、石棉、合成树脂、柔性填料、油浸石墨填料等，一种记载密封技术的文献是：①出版物名称：《密封设计手册》，全册内容特别是1～11页、85～95页、171～186页；②检索用图书编码：ISBN编码：978-7-122-04682-6；③中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第011902号；④主编：付平，常德功；⑤出版社：化学工业出版社；该文献详细介绍了动密封、填料密封的结构、材料和设计方法；

第2填料密封(低压填料密封)S2，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2各部件或者多个部件的组合结构；

辅助填料密封S2，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：

①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环；

②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环。

图3所示的本发明柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵的第3种泵缸内件结构，可用于高温油煤浆柱塞式往复泵，设计压力可达2.0～20MPa、设计温度可达350℃，油煤浆的排料操作压力可达2.0～20MPa、操作温度可达330℃，注入油的操作温度可达150℃；注入油在泵缸内充当泵缸体冷却油、油煤浆隔离油。

图4是本发明柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵的第2种技术方案的结构示意图。

图4所示的本发明的第2种技术方案(1道高压填料密封、1道低压填料密封)的结构示意图，与图3所示的本发明的第1种技术方案的差别在于：将图3所示技术方案的蒸汽入口701、蒸汽出口702、蒸汽保温夹套R700全部取消，同时缩短了柱塞套119的长度，利于增加泵组的动态稳定性。

图5是本发明柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵的第3种技术方案的结构示意图。

图5所示的本发明的第3种技术方案(1道高压填料密封、1道低压填料密封)的结构示意图，与图3所示的本发明的第1种技术方案的差别在于：将图3所示技术方案的位于填料函115右端内腔中布置的第1道填料密封部件、注入油导向套等，集中布置于位于柱塞套119左端内腔中，使得注入油导向套N53与蒸汽夹套R700在柱塞轴向距离缩短并形成部分重叠，显著缩短了柱塞填料函115、柱塞套119的总体长度，利于增加泵组的动态稳定性。

如图5所示，在第1填料密封与泵缸之间设置注入液系统，在柱塞套119壁体上设置注入液L01接口191，注入液L01通过接口191、流过导流套N53上的通孔N531，进入导流套N53上的注入液环形槽内与往复运动的柱塞外表面接触，绝大部分注入液通过第1填料密封右边的导向套N53与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向泵缸侧流动，润滑、冷却、冲洗柱塞外表面，并最终进入泵缸内，随泵缸内的主流体排出泵缸内；

如图5所示，主填料N52包括5个填料环，其左侧是插入填料函115右端(靠近泵缸侧一端)的长距垫环N51，其右侧是插入柱塞套191左端(远离泵缸侧一端)的导向套N53，导向套N53同时是主填料N52的压紧部件，导向套N53通过环形定位部件N54被柱塞套119支撑，实现对主填料N52的合理的预压力和压紧变形，使得主填料N52与柱塞111紧密配合。

图6是本发明柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵的第4种技术方案的结构示意图。

图6所示的本发明的第4种技术方案(1道高压填料密封、1道低压填料密封)的结构示意图，与图5所示的本发明的第3种技术方案的差别在于：将图5所示技术方案的蒸汽入口701、蒸汽出口702、蒸汽保温夹套R700全部取消，同时缩短了柱塞套119的长度，利于增加泵组的动态稳定性。

图3至图6中所示的本发明柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封，可以更换图1所示的柱塞往复泵的往复密封，从而组成新型结构的往复密封的柱塞往复泵；图3至图6中，除本发明的柱塞填料函组件的第1种技术方案部件外，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1至图6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。

本发明的柱塞填料函组件与其它功能的部件，可以组成一体化组件。

可以使用本发明功能的柱塞填料函组件，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。

与本发明的柱塞填料函组件配套使用的泵缸，可以是任意合适结构的泵缸。

本发明功能的柱塞填料函组件，通常使用抗腐蚀、耐磨蚀材料，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。

本发明所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，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。

本发明所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，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10～20MPa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。

本发明所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，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。

本发明所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，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。

本发明所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，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)。

本发明所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，根据需要，通常设置密封冲洗油系统，密封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。

本发明所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，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。

本发明所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封及其柱塞往复泵，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。

高压填料密封件材料，可以选择任意合适的材料，比如能够抵抗泵送目标液料组分腐蚀、磨蚀的密封材料。

高压填料密封件的配套件(比如金属环、导向套等)材料，可以选择任意合适的材料，比如能够抵抗泵送目标液料组分腐蚀、磨蚀的密封材料，通常是钢材，特别地可以是传热系数高的合金材料。

本发明柱塞填料函组件的结构形式，可以是任意一种合适的结构，应充分考虑制造、安装、检修、更换的便捷性。

本发明柱塞填料函组件的安装方式，可以是自填料函一侧先行装配、而后装配柱塞套一侧，可以是自柱塞套一侧先行装配、而后装配填料函一侧。

本发明柱塞填料函组件，可以与其它部件组成组合件。

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工作介质排出泵腔。

密封冲洗液的工作方式，可以是间断注入间断排放的工作方式，通常是连续注入连续排放的工作方式。

基于本发明特征结构的柱塞填料函组件，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(柱塞填料函组件之外)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
出口压力(最大/最小)，MPa	20.11/20.04
		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，记载的柱塞填料函组件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。

本发明柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封，其特征在于：

一种柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01，包括柱塞、吸料排料空间K10、柱塞填料密封函A、柱塞套B、一道靠近吸料排料空间K100侧的主填料密封S1、一道远离吸料排料空间K100的填料函外端的辅助填料密封S2；

柱塞填料密封函A与柱塞套B相邻安装或通过夹持连接件组装，柱塞套B靠近吸料排料空间K10，柱塞填料密封函A远离吸料排料空间K10；

主填料密封S1在柱塞外周向布置并布置于由密封函A、柱塞套B构成的承压密封腔体内，辅助填料密封S2在柱塞外周向布置并布置于由密封函A、柱塞套B构成的承压密封腔体内；

正常工作时，柱塞在柱塞填料密封函A、柱塞套B的内部空间中进行往复运动，同时相对于主填料S1S、辅助填料S2S作往复运动；

正常工作过程中，在组件C001的柱塞远离液缸K100的返回行程时，液缸K100自进料口吸入液料；

正常工作过程中，在组件C001的柱塞靠近液缸K100的前进行程时，液缸K100自排料口排出液料；

组件M01使用的柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的特征在于：主填料密封S1设置在柱塞填料密封函A的靠近吸料排料空间K10的内端内部腔体与柱塞套B的远离吸料排料空间K10的外端内部腔体之中。

主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，可能设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

辅助填料密封S2的靠近吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2前端，辅助填料密封S2的远离吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2后端，在辅助填料密封S2前端与主填料密封S1后端之间，可能设置注入冲洗液W01接口，冲洗液W01进入柱塞与腔体组成的冲洗液腔中，在柱塞与冲洗液腔之间形成液体冲洗，将可能自主填料密封S1泄露过来的液料、可能自辅助填料S2泄露过来的液料携带排出往复密封组件M01。

本发明所述的往复密封，通常：

主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

辅助填料密封S2的靠近吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2前端，辅助填料密封S2的远离吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2后端，在辅助填料密封S2前端与主填料密封S1后端之间，设置注入冲洗液W01接口，冲洗液W01进入柱塞与腔体组成的冲洗液腔中，在柱塞与冲洗液腔之间形成液体冲洗，将可能自主填料密封S1泄露过来的液料、可能自辅助填料S2泄露过来的液料携带排出往复密封组件M01。

本发明所述的往复密封，主填料密封S1在柱塞外周向布置并布置于由密封函A、柱塞套B构成的承压密封腔体内，主填料密封S1的布置方式可以选自下列的1种：

①主填料密封S1，布置于密封函A的腔体内；

②主填料密封S1，布置于柱塞套B的腔体内。

本发明所述的往复密封，所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01，注入液L01的工作方式可以选自下列的1种：

①注入液L01采用连续注入、连续排液至吸料排料空间K10的工作方式，即在柱塞前进行程和返回行程的全行程过程中，注入液L01连续注入；

②注入液L01采用间断注入、间断排液至吸料排料空间K10的工作方式；

③注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式；

④注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞在回程行程时，空间K10吸入液料，注入液的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞主填料密封前的注入液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞在前进行程时，空间K10排出液料，注入液泵柱塞动作吸入注入油，不对组件M01的柱塞主填料密封前的注入液腔进行冲洗。

本发明所述的往复密封，所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01，冲洗液W01的工作方式可以选自下列的1种：

①冲洗液W01采用连续注入、连续冲洗排出的工作方式，即在柱塞前进行程和返回行程的全行程过程中，冲洗液W01连续注入；

②冲洗液W01采用间断注入、间断冲洗的工作方式；

③冲洗液W01采用柱塞回程同步注入的工作方式；

④冲洗液W01采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞在回程行程时，空间K10吸入液料，冲洗液W01的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞的冲洗液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞在前进行程时，空间K10排出液料，冲洗液W01的注入泵的柱塞动作吸入冲洗油，不对组件M01的柱塞的冲洗液腔进行冲洗。

本发明所述的往复密封，主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，可能设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

所述注入液腔的构成，可以选自下列结构的1种：

①1个冲洗槽：

②2个或多个串联的冲洗槽；

③单螺纹结构的冲洗套；

④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。

本发明所述的往复密封，辅助填料密封S2的靠近吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2前端，辅助填料密封S2的远离吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2后端，在辅助填料密封S2前端与主填料密封S1后端之间，可能设置注入冲洗液W01接口，冲洗液W01进入柱塞与腔体组成的冲洗液腔中，在柱塞与冲洗液腔之间形成液体冲洗，将可能自主填料密封S1泄露过来的液料、可能自辅助填料S2泄露过来的液料携带排出往复密封组件M01；

所述冲洗液腔的构成，可以选自下列的1种或几种的组合：

①1个冲洗槽；

②2个或多个串联的冲洗槽；

③单螺纹结构的冲洗套；

④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。

本发明所述的往复密封，主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，可能设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

所述导向件的构成，可以选自下列的1种：

①导向圈，即短距导向环，导向圈轴向长度与导向圈沿柱塞轴向厚度之比≤4.0；

②导向套，即长距导向环，导向圈轴向长度与导向圈沿柱塞轴向厚度之比≥4.0。

本发明所述的往复密封，主填料密封S1或辅助填料密封S2，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：

①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环；

②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环。

本发明所述的往复密封，主填料S1S或辅助填料S2S，可以选自下列材料的1种或几种的组合应用：

①橡胶；

②合成纤维；

③石棉；

④合成树脂；

⑤柔性填料

⑥油浸石墨

⑦高强度碳纤维；

⑧碳纤维。

一种基于本发明所述的往复密封构成的柱塞式往复泵，其特征在于：

与柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01配套使用的吸料排料空间K10，是柱塞式往复泵APUMP的泵缸K10。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，可以使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体；

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP的操作条件可以为：温度为150～400℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为2.0～20.0MPa、固体浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～150m³/h。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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，其操作条件可以为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为2.0～16.0MPa、固体浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m³/h。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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，其操作条件可以为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为5.0～20.0MPa、固体浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m³/h。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统，柱塞式往复泵APUMP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APUMP的泵送目标液料的体积流量的0.5％～5％。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP的布置方式通常为：柱塞(111)的轴线沿水平方向布置，泵缸(15)垂直布置，可能使用的分割器XKP垂直布置，可能使用的导液管(33)垂直布置。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP系统的驱动端，可以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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，通常，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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，填料函(115)内含有填料，填料函(115)的侧壁内可以含有用于向填料函(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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞外套(119)可以设有蒸汽保温夹套(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(R700)上设有与该空腔连接的蒸汽入口(701)和蒸汽出口(702)。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，泵缸(15)的缸体上可以设置用于通入蒸汽或冷却水的小孔(801)。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，泵缸(15)的缸体内可以含有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)及所述二道填料与所述泵腔一一对应。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，通常，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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以含有至少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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以含有至少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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以设有用于向填料函(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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以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。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于输送工艺介质的主泵APUMP，在主泵APUMP的两侧，主泵液力端的下面及主泵动力端与柱塞(111)之间，还可以设有冷却水管路。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以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，油过滤器可能设置磁性过滤元件拦截具有磁性的颗粒物。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP系统可以设有柱塞式往复泵APUMP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APUMP的出料的出口缓冲罐用于减弱出料压力脉动。

本发明所述的柱塞式往复泵APUMP，柱塞式往复泵APUMP及其系统，可以部分或全部部件组成一体式撬装结构。

实施例

实施例一

表2是实施例一的三柱塞油煤浆进料泵的主要操作参数，与表1描述的神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB的排料操作压力相比降低了4.5MPa，原因是工艺技术的改进降低了煤液化反应器操作压力。

表2实施例一的三柱塞油煤浆进料泵的主要操作参数

本实施例一，采用图3或图5所示的本发明柱塞填料函组件技术方案，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

采用图3或图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0Cr18Ni9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20.0MPa，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 (36)

1.柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封，其特征在于：

一种柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01，包括柱塞、吸料排料空间K10、柱塞填料密封函A、柱塞套B、一道靠近吸料排料空间K100侧的主填料密封S1、一道远离吸料排料空间K100的填料函外端的辅助填料密封S2；

柱塞填料密封函A与柱塞套B相邻安装或通过夹持连接件组装，柱塞套B靠近吸料排料空间K10，柱塞填料密封函A远离吸料排料空间K10；

主填料密封S1在柱塞外周向布置并布置于由密封函A、柱塞套B构成的承压密封腔体内，辅助填料密封S2在柱塞外周向布置并布置于由密封函A、柱塞套B构成的承压密封腔体内；

正常工作时，柱塞在柱塞填料密封函A、柱塞套B的内部空间中进行往复运动，同时相对于主填料S1S、辅助填料S2S作往复运动；

正常工作过程中，在组件C001的柱塞远离液缸K100的返回行程时，液缸K100自进料口吸入液料；

正常工作过程中，在组件C001的柱塞靠近液缸K100的前进行程时，液缸K100自排料口排出液料；

组件M01使用的柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的特征在于：主填料密封S1设置在柱塞填料密封函A的靠近吸料排料空间K10的内端内部腔体与柱塞套B的远离吸料排料空间K10的外端内部腔体之中。

主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，可能设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

辅助填料密封S2的靠近吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2前端，辅助填料密封S2的远离吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2后端，在辅助填料密封S2前端与主填料密封S1后端之间，可能设置注入冲洗液W01接口，冲洗液W01进入柱塞与腔体组成的冲洗液腔中，在柱塞与冲洗液腔之间形成液体冲洗，将可能自主填料密封S1泄露过来的液料、可能自辅助填料S2泄露过来的液料携带排出往复密封组件M01。

2.根据权利要求1所述的往复密封，其特征在于：

主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

辅助填料密封S2的靠近吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2前端，辅助填料密封S2的远离吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2后端，在辅助填料密封S2前端与主填料密封S1后端之间，设置注入冲洗液W01接口，冲洗液W01进入柱塞与腔体组成的冲洗液腔中，在柱塞与冲洗液腔之间形成液体冲洗，将可能自主填料密封S1泄露过来的液料、可能自辅助填料S2泄露过来的液料携带排出往复密封组件M01。

3.根据权利要求1所述的往复密封，其特征在于：

主填料密封S1在柱塞外周向布置并布置于由密封函A、柱塞套B构成的承压密封腔体内，主填料密封S1的布置方式选自下列的1种：

①主填料密封S1，布置于密封函A的腔体内；

②主填料密封S1，布置于柱塞套B的腔体内。

4.根据权利要求1所述的往复密封，其特征在于：

所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01，注入液L01的工作方式选自下列的1种：

①注入液L01采用连续注入、连续排液至吸料排料空间K10的工作方式，即在柱塞前进行程和返回行程的全行程过程中，注入液L01连续注入；

②注入液L01采用间断注入、间断排液至吸料排料空间K10的工作方式；

③注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式；

④注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞在回程行程时，空间K10吸入液料，注入液的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞主填料密封前的注入液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞在前进行程时，空间K10排出液料，注入液泵柱塞动作吸入注入油，不对组件M01的柱塞主填料密封前的注入液腔进行冲洗。

5.根据权利要求1所述的往复密封，其特征在于：

所述柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01，冲洗液W01的工作方式选自下列的1种：

①冲洗液W01采用连续注入、连续冲洗排出的工作方式，即在柱塞前进行程和返回行程的全行程过程中，冲洗液W01连续注入；

②冲洗液W01采用间断注入、间断冲洗的工作方式；

③冲洗液W01采用柱塞回程同步注入的工作方式；

④冲洗液W01采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞在回程行程时，空间K10吸入液料，冲洗液W01的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞的冲洗液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞在前进行程时，空间K10排出液料，冲洗液W01的注入泵的柱塞动作吸入冲洗油，不对组件M01的柱塞的冲洗液腔进行冲洗。

6.根据权利要求1所述的往复密封，其特征在于：

主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，可能设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

所述注入液腔的构成，选自下列结构的1种：

①1个冲洗槽；

②2个或多个串联的冲洗槽；

③单螺纹结构的冲洗套；

④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。

7.根据权利要求1所述的往复密封，其特征在于：

辅助填料密封S2的靠近吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2前端，辅助填料密封S2的远离吸料排料空间K10的一端为辅助填料密封S2后端，在辅助填料密封S2前端与主填料密封S1后端之间，可能设置注入冲洗液W01接口，冲洗液W01进入柱塞与腔体组成的冲洗液腔中，在柱塞与冲洗液腔之间形成液体冲洗，将可能自主填料密封S1泄露过来的液料、可能自辅助填料S2泄露过来的液料携带排出往复密封组件M01；

所述冲洗液腔的构成，选自下列的1种或几种的组合：

①1个冲洗槽；

②2个或多个串联的冲洗槽；

③单螺纹结构的冲洗套；

④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。

8.根据权利要求1所述的往复密封，其特征在于：

主填料密封S1的靠近吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1前端，主填料密封S1的远离吸料排料空间K10的一端为主填料密封S1后端，在主填料密封S1前端与吸料排料空间K10之间，可能设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞与腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的导向件(导向圈、导向套)流向吸料排料空间K10，最后随吸料排料空间K10的主流体排出吸料排料空间K10；

所述导向件的构成，选自下列的1种：

①导向圈，即短距导向环，导向圈轴向长度与导向圈沿柱塞轴向厚度之比≤4.0；

②导向套，即长距导向环，导向圈轴向长度与导向圈沿柱塞轴向厚度之比≥4.0。

9.根据权利要求1所述的往复密封，其特征在于：

主填料密封S1或辅助填料密封S2，其构成选自下列的1种或几种的组合：

①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环；

②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环。

10.根据权利要求1所述的往复密封，其特征在于：

主填料S1S或辅助填料S2S，选自下列材料的1种或几种的组合应用：

①橡胶；

②合成纤维；

③石棉；

④合成树脂；

⑤柔性填料

⑥油浸石墨

⑦高强度碳纤维；

⑧碳纤维。

11.一种基于权利要求1所述的往复密封构成的柱塞式往复泵，其特征在于：

与柱塞填料函两端各设1道填料的往复密封的组件M01配套使用的吸料排料空间K10，是柱塞式往复泵APUMP的泵缸K10。

12.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP系统，使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体。

13.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP系统，使用的一体式泵缸体有1个或2个或多个泵腔室。

14.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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。

15.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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。

16.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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2.0～20.0MPa、固体浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～150m³/h。

17.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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2.0～16.0MPa、固体浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m³/h。

18.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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5.0～20.0MPa、固体浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m³/h。

19.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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APUMP的泵送目标液料的体积流量的0.5％～5％。

20.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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，可能使用的分割器XKP垂直布置，可能使用的导液管(33)垂直布置。

21.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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。

22.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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。

23.根据权利要求11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。

24.根据权利要求11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。

25.根据权利要求11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(R700)上设有与该空腔连接的蒸汽入口(701)和蒸汽出口(702)。

26.根据权利要求11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)。

27.根据权利要求11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)及所述二道填料与所述泵腔一一对应。

28.根据权利要求11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。

29.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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。

30.根据权利要求29所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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。

31.根据权利要求29所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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。

32.根据权利要求29所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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。

33.根据权利要求29所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP系统设有用于输送工艺介质的主泵APUMP，在主泵APUMP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。

34.根据权利要求29所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP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，油过滤器可能设置磁性过滤元件拦截具有磁性的颗粒物。

35.根据权利要求29所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP系统设有柱塞式往复泵APUMP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APUMP的出料的出口缓冲罐用于减弱出料压力脉动。

36.根据权利要求11所述的柱塞式往复泵及其系统，其特征在于：

柱塞式往复泵APUMP及其系统，部分或全部部件组成一体式撬装结构。