CN112211815A - 一种往复泵柱塞密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种往复泵柱塞密封结构，包括柱塞以及套设在柱塞外的填料箱，所述柱塞与填料箱之间具有空腔，所述空腔内设有套设在柱塞上的填料箱压盖及填料单元，填料箱压盖与填料箱靠近外界的一端相固连，所述填料单元包括由若干填料环组成的填料组件以及与填料组件一端抵靠的弹簧，所述填料单元沿柱塞轴向至少设有两个，所述空腔内还设有套设在填料单元上的支撑套管，所述支撑套管的一端向中轴线方向延伸形成环状凸部，两相邻的填料单元分别抵接在一个支撑套管上的环状凸部轴向两端。本发明能够在保证密封效果的同时不加大填料环的磨损，延长填料组件的使用寿命。

Description

一种往复泵柱塞密封结构
技术领域
本发明属于往复泵技术领域，尤其涉及一种往复泵柱塞密封结构。
背景技术
在往复泵中，柱塞作往复运动，为密封往复泵内腔高压液体，柱塞表面设有填料组件，填料组件一般由多个填料环组成，通过轴向压紧填料组件，使得填料组件径向变形，夹紧柱塞，消除填料组件与柱塞表面间隙，达到密封效果。
现有常规技术可参见附图2，一种往复泵柱塞密封结构，包括柱塞1以及套设在柱塞外的填料箱2，所述柱塞与填料箱之间具有空腔，所述空腔内设有套设在柱塞上的填料箱压盖3、填料单元，填料箱压盖3与填料箱靠近外界的一端相固连，所述填料单元包括由若干填料环组成的填料组件4以及与填料组件一端抵靠的弹簧5，填料组件的另一端抵接在填料箱压盖内端面上，弹簧的另一端则抵接在填料箱靠近高压侧的内端面上，利用弹簧的作用力与填料箱压盖配合将填料组件轴向压紧，从而使得填料组件中的填料环径向变形，夹紧柱塞，但这样设计的话会有一个明显弊端，即一般为增强密封性，填料组件一般由多个填料环组成，数量较多，导致中间填料环压紧力不足，有效密封效果降低，为达到密封效果，只有加大两头预紧力，但这样会导致两头填料环磨损加快，缩短填料环寿命。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种往复泵柱塞密封结构，能够在保证密封效果的同时不加大填料环的磨损，延长填料组件的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种往复泵柱塞密封结构，包括柱塞以及套设在柱塞外的填料箱，所述柱塞与填料箱之间具有空腔，所述空腔内设有套设在柱塞上的填料箱压盖及填料单元，填料箱压盖与填料箱靠近外界的一端相固连，所述填料单元包括由若干填料环组成的填料组件以及与填料组件一端抵靠的弹簧，所述填料单元沿柱塞轴向至少设有两个，最靠近外界一侧的填料单元一端与填料箱压盖内端面相抵接，最靠近柱塞高压侧的填料单元一端与填料箱内端面相抵接，所述空腔内还设有套设在填料单元上的支撑套管，所述支撑套管的数量比填料单元少一，所述支撑套管的一端向中轴线方向延伸形成环状凸部，两相邻的填料单元分别抵接在一个支撑套管上的环状凸部轴向两端，最靠近外界一侧的支撑套管中靠近外界的一端抵接在填料箱压盖内端面上，最靠近柱塞高压侧的支撑套管中靠近高压侧的一端抵接在填料箱内端面上，两相邻支撑套管中靠近高压侧的支撑套管的前端抵接在靠近外界一侧的支撑套管的后端，填料组件沿径向被填料箱内周壁或支撑套管内周壁与柱塞外周壁相抵紧，支撑套管外周壁与填料箱内周壁之间还设有密封圈。
作为优化，所述填料单元还包括同轴设置在填料组件两端的保护环，弹簧的一端与其中一端保护环的端面相抵靠，所述保护环采用非金属材质或软金属材质制成，保护环与柱塞之间具有间隙。
作为优化，所述支撑套管采用金属材质制成，环状凸部与柱塞之间具有间隙。
作为优化，最靠近柱塞高压侧的填料单元中的弹簧一端与填料箱内端面相抵靠，另一端与填料组件相抵靠，填料组件另一端与环状凸部的后端相抵靠。
作为优化，所述填料箱压盖内端面沿轴向内凹形成第一台阶面，所述支撑套管的环状凸部沿轴向向外延伸形成第二台阶面，最靠近外界一侧的支撑套管中靠近外界的一端搭接在第一台阶面并抵紧在填料箱压盖内端面上，两个相邻的支撑套管中靠近高压侧的支撑套管的前端搭接在靠近外界一侧的支撑套管的第二台阶面上并抵接该支撑套管的后端。
作为优化，所述支撑套管外周壁靠近外界一端设有环状凹槽，所述密封圈卡设在环状凹槽中并与填料箱内周壁抵紧以密封支撑套管与填料箱。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明可以将现有的一整段填料组件分段，如原有的由六个填料环组成一个填料组件改为两段填料组件，每段填料组件由三个填料环组成，并通过在相邻的两填料组件之间设置支撑套管分隔，支撑套管两端分别与填料箱压盖和填料箱内端面相抵接，这样的话，每个填料组件两端所受压紧力均相同且互相独立，在密封相同高压时，单个填料组件所需要的压紧力变小，填料环的磨损也就减小，能够在保证密封性的同时延长填料组件的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是现有技术的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时：参见图1，一种往复泵柱塞密封结构，包括柱塞1以及套设在柱塞外的填料箱2，所述柱塞与填料箱之间具有空腔，所述空腔内设有套设在柱塞上的填料箱压盖3及填料单元，填料箱压盖与填料箱靠近外界的一端相固连，所述填料单元包括由若干填料环组成的填料组件4以及与填料组件一端抵靠的弹簧5，所述填料单元沿柱塞轴向至少设有两个，最靠近外界一侧的填料单元一端与填料箱压盖3内端面相抵接，最靠近柱塞高压侧的填料单元一端与填料箱2内端面相抵接，所述空腔内还设有套设在填料单元上的支撑套管6，所述支撑套管的数量比填料单元少一，所述支撑套管的一端向中轴线方向延伸形成环状凸部7，两相邻的填料单元分别抵接在一个支撑套管上的环状凸部7轴向两端，最靠近外界一侧的支撑套管6中靠近外界的一端抵接在填料箱压盖内端面上，最靠近柱塞高压侧的支撑套管中靠近高压侧的一端抵接在填料箱内端面上，两相邻支撑套管6中靠近高压侧的支撑套管的前端抵接在靠近外界一侧的支撑套管的后端，填料组件4沿径向被填料箱内周壁或支撑套管内周壁与柱塞外周壁相抵紧，支撑套管外周壁与填料箱内周壁之间还设有密封圈。
这样的，通过将原来的一整段填料组件分段，每段填料组件4由若干由数量更少的填料环组成，相邻的填料组件4之间通过支撑套管6的环状凸部7所分隔，而所有的支撑套管通过前后抵接的方式设置在填料箱压盖和填料箱内端面之间，每个填料组件和配套的弹簧所组成的填料单元两端所受压紧力相互独立且相同，对于单个填料单元来说，由于填料环数量减少，处于中间的填料环所受压紧力衰减更少，不用加大两头填料环的预紧力，且由于分段，在密封相同高压时，每个填料组件所受压紧力变小，避免局部填料环受力过大，减少了填料环的磨损，这样有利于延长填料组件4的使用寿命。
实施时，所述填料单元还包括同轴设置在填料组件两端的保护环8，弹簧5的一端与其中一端保护环的端面相抵靠。
这样的，由于填料环需要产生径向变形，通常由石棉织物、碳纤维、橡胶、柔性石墨和工程塑料等预制成环状或条状，所以在其两端设置保护环，用于承受两端的轴向压紧力。
实施时，所述保护环8采用非金属材质或软金属材质制成，所述支撑套管6采用金属材质制成，环状凸部与柱塞之间及保护环与柱塞之间均具有间隙。
这样的，为避免与作往复运动的柱塞发生摩擦，磨损柱塞表面，保护环及环状凸部与柱塞之间具有间隙，保护环与柱塞之间间隙很小，一般为um级别，而由于环状凸部为金属件，则间隙相对较大，一般为mm级别。
实施时，最靠近柱塞高压侧的填料单元中的弹簧5一端与填料箱2内端面相抵靠，另一端与填料组件4相抵靠，填料组件另一端与环状凸部7的后端相抵靠。
这样的，由于填料箱靠近高压侧的一端需与往复泵的内腔相连通，液体可能会从此处泄露出来，所以最靠近柱塞高压侧的填料单元中的弹簧应位于填料组件的高压侧，使得此处的填料组件一直与柱塞抵接，若两者掉头反向，则可能会随着柱塞的往复运动，填料组件会出现不与柱塞相抵接的情况发生，影响密封性。
实施时，所述填料箱压盖内端面沿轴向内凹形成第一台阶面9，所述支撑套管的环状凸部沿轴向向外延伸形成第二台阶面10，最靠近外界一侧的支撑套管中靠近外界的一端搭接在第一台阶面并抵紧在填料箱压盖内端面上，两个相邻的支撑套管中靠近高压侧的支撑套管的前端搭接在靠近外界一侧的支撑套管的第二台阶面上并抵接该支撑套管的后端。
这样的，通过设置第一台阶面和第二台阶面，可以对支撑套管进行较好的径向限位，相邻支撑套管通过这样设置可以巧妙的卡接在一起，方便安装与固定。
实施时，所述支撑套管外周壁靠近外界一端设有环状凹槽，所述密封圈卡设在环状凹槽中并与填料箱内周壁抵紧以密封支撑套管与填料箱。
这样的，通过设置密封圈可以增强支撑套管与填料箱之间的静密封性。
实施时，填料箱压盖与填料箱靠近外界的一端通过螺纹固连。
在本实施例中，所述填料单元设有两个，每个填料单元中填料环的数量相等，总共等于现有技术中一整段填料组件中填料环的数量，支撑套管数量设置为一个，其环状凸部设置在两填料单元之间将其分隔。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以在不脱离本发明的原理和基础的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附加权利要求及其等同物限定，因此本发明的实施例只是针对本发明的一个说明示例，无论从哪一点来看本发明的实施例都不构成对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种往复泵柱塞密封结构，包括柱塞以及套设在柱塞外的填料箱，所述柱塞与填料箱之间具有空腔，所述空腔内设有套设在柱塞上的填料箱压盖及填料单元，填料箱压盖与填料箱靠近外界的一端相固连，所述填料单元包括由若干填料环组成的填料组件以及与填料组件一端抵靠的弹簧，其特征在于：所述填料单元沿柱塞轴向至少设有两个，最靠近外界一侧的填料单元一端与填料箱压盖内端面相抵接，最靠近柱塞高压侧的填料单元一端与填料箱内端面相抵接，所述空腔内还设有套设在填料单元上的支撑套管，所述支撑套管的数量比填料单元少一，所述支撑套管的一端向中轴线方向延伸形成环状凸部，两相邻的填料单元分别抵接在一个支撑套管上的环状凸部轴向两端，最靠近外界一侧的支撑套管中靠近外界的一端抵接在填料箱压盖内端面上，最靠近柱塞高压侧的支撑套管中靠近高压侧的一端抵接在填料箱内端面上，两相邻支撑套管中靠近高压侧的支撑套管的前端抵接在靠近外界一侧的支撑套管的后端，填料组件沿径向被填料箱内周壁或支撑套管内周壁与柱塞外周壁相抵紧，支撑套管外周壁与填料箱内周壁之间还设有密封圈。
2.根据权利要求1所述的一种往复泵柱塞密封结构，其特征在于：所述填料单元还包括同轴设置在填料组件两端的保护环，弹簧的一端与其中一端保护环的端面相抵靠，所述保护环采用非金属材质或软金属材质制成，保护环与柱塞之间具有间隙。
3.根据权利要求2所述的一种往复泵柱塞密封结构，其特征在于：所述支撑套管采用金属材质制成，环状凸部与柱塞之间具有间隙。
4.根据权利要求1所述的一种往复泵柱塞密封结构，其特征在于：最靠近柱塞高压侧的填料单元中的弹簧一端与填料箱内端面相抵靠，另一端与填料组件相抵靠，填料组件另一端与环状凸部的后端相抵靠。
5.根据权利要求1所述的一种往复泵柱塞密封结构，其特征在于：所述填料箱压盖内端面沿轴向内凹形成第一台阶面，所述支撑套管的环状凸部沿轴向向外延伸形成第二台阶面，最靠近外界一侧的支撑套管中靠近外界的一端搭接在第一台阶面并抵紧在填料箱压盖内端面上，两个相邻的支撑套管中靠近高压侧的支撑套管的前端搭接在靠近外界一侧的支撑套管的第二台阶面上并抵接该支撑套管的后端。
6.根据权利要求1所述的一种往复泵柱塞密封结构，其特征在于：所述支撑套管外周壁靠近外界一端设有环状凹槽，所述密封圈卡设在环状凹槽中并与填料箱内周壁抵紧以密封支撑套管与填料箱。
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