CN115234474A - 往复式压缩机填料冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复式压缩机填料冷却系统，活塞杆1（）上顺序紧密套装有填料法兰（3）、前置填料盒（4）、四个填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7），填料法兰（3）、前置填料盒（4）、填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7）内构成连通的螺旋阶梯形冷却循环流道，填料法兰（3）、前置填料盒（4）、填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7）间的接触面分别使用位于冷却流道外侧的环形外密封圈（9）和位于冷却流道内侧的环形内密封圈（10）进行密封；前置填料盒（4）、填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7）内装有填料（8）。本发明冷却效率高，填料使用寿命长和密封性好。

Description

往复式压缩机填料冷却系统

技术领域

本发明属于属于流体机械强化传热领域，具体来说涉及一种往复式压缩机填料冷却系统。

背景技术

往复压缩机的填料装置在使用过程中，受高温气体传递的热量和活塞杆高速往复运动与填料间的摩擦热的影响，填料的密封性和活塞杆的可靠性会有所降低，出现气体泄漏和填料高温失效等问题，从而降低往复式压缩机的压缩效率和使用寿命，故需要对填料进行冷却从而保持其使用性能和寿命，通常采用的冷却方式是在填料密封上安装填料盒并通入冷却介质以达到降温、冷却的目的。现有的填料冷却系统采用单通道轴向或环形流动的结构，其存在换热面积小、填料周向温度不均匀等问题，造成其综合冷却效率不高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种冷却效率高，填料使用寿命长和密封性好的往复式压缩机填料冷却系统。

本发明目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明的往复式压缩机填料冷却系统，包括活塞杆、填料法兰、前置填料盒、填料盒、后置填料盒和底盒，其中：所述活塞杆上顺序紧密套装有填料法兰、前置填料盒、四个填料盒、后置填料盒和底盒，填料法兰、前置填料盒、填料盒、后置填料盒和底盒内构成连通的螺旋阶梯形冷却循环流道，填料法兰、前置填料盒、填料盒、后置填料盒和底盒间的接触面分别使用位于冷却流道外侧的环形外密封圈和位于冷却流道内侧的环形内密封圈进行密封；分别位于填料法兰两端的冷却介质进口和冷却介质出口，前置填料盒、填料盒、后置填料盒和底盒的冷却介质流入通道和冷却介质流出通道均在外密封圈和内密封圈之间；前置填料盒、填料盒、后置填料盒和底盒内装有填料。

上述的往复式压缩机填料冷却系统，其中：所述的填料法兰两端分别设有冷却介质进口和冷却介质出口及检视孔，周向均匀设置多个螺栓孔。

上述的往复式压缩机填料冷却系统，其中：所述的前置填料盒左侧分别从底端和顶端顺时针旋转165°设置方形截面冷却介质流入通道和冷却介质流入通道，前置填料盒轴向均匀对称布置十二个圆形截面流道，冷却介质流入通道和冷却介质流出通道各六个，均与左侧流道连通，前置填料盒右侧以轴向圆截面流道为起始端，周向逆时针15°均匀布置个半圆截面流道，形成冷却介质流入通道和冷却介质流出通道。为便于冷却循环流道的定位和连通，在前置填料盒底端设置定位销。

上述的往复式压缩机填料冷却系统，其中：所述的填料盒两侧以轴向圆截面流道为始端，周向逆时针15°设置半圆截面冷却介质流入通道和冷却介质流出通道，在所述填料盒轴向均匀布置圆截面冷却介质流入通道和冷却介质流出通道各六个，分别与两侧流道相连通；在四个填料盒底端均设置用于定位冷却循环流道的定位销；所述前置填料盒右侧半圆截面流道与第一个填料盒左侧半圆截面流道、第一个填料盒右侧半圆截面流道与第二个填料盒左侧半圆截面流道相贴合形成圆截面流道，其余填料盒之间以相同方式连通，整体形成螺旋阶梯形流道。

上述的往复式压缩机填料冷却系统，其中：所述的后置填料盒左侧分别以圆截面流道为起始，周向逆时针旋转15°形成六个半圆截面冷却介质流入通道和六个冷却介质流出通道，在所述后置填料盒底端设置流道定位销。

上述的往复式压缩机填料冷却系统，其中：所述的底盒左侧周向上设置方形截面冷却介质混合通道。

本发明同现有技术相比，具有明显的有益效果，由以上技术方案可知，本发明的填料法兰、前置填料盒、填料盒、后置填料盒和底盒内构成连通构成的冷却介质流动通道呈螺旋阶梯形，既增加了冷却介质的换热面积，也增大了冷却介质的湍流强度，从而提高了冷却系统的整体换热效率，达到降低填料盒温度的目的；填料法兰、前置填料盒、填料盒、后置填料盒和底盒间的接触面分别使用位于冷却流道外侧的环形外密封圈和位于冷却流道内侧的环形内密封圈进行密封，保证了填料的使用寿命和密封性。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2(a)为填料法兰左侧视图；

图2(b)为填料法兰右侧视图；

图3为图2(a)沿A-A的剖面图；

图4(a)为前置填料盒左侧视图；

图4(b)为前置填料盒右侧视图；

图5为图4(a)沿B-B的剖面图；

图6(a)为填料盒一左侧视图；

图6(b)为填料盒一右侧视图；

图7为图6(a)沿C-C的剖面图；

图8(a)为填料盒二左侧视图；

图8(b)为填料盒二右侧视图；

图9为图8(a)沿D-D的剖面图；

图10(a)为填料盒三左侧视图；

图10(b)为填料盒三右侧视图；

图11为图10(a)沿E-E的剖面图；

图12(a)为填料盒四左侧视图；

图12(b)为填料盒四右侧视图；

图13为图12(a)沿F-F的剖面图；

图14(a)为后置填料盒左侧视图；

图14(b)为后置填料盒右侧视图；

图15为图14(a)沿G-G的剖面图；

图16(a)为填料底盒左侧视图；

图16(b)为填料底盒右侧视图；

图17为图16(a)沿H-H的剖面图；

图18为填料冷却系统的螺旋阶梯形冷却循环流动图。

图中标记：

1、活塞杆；2、冷却介质出口；3、填料法兰；4、前置填料盒；5、填料盒；6、后置填料盒；7、底盒；8、填料密封；9、外密封圈；10、内密封圈；11、定位销；12、冷却介质进口；13、检视孔；14、螺栓孔；15、冷却介质流出通道；16、冷却介质流入通道；17、冷却介质混合通道。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的往复式压缩机填料冷却系统的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参见见图1所示，一种往复式压缩机填料冷却系统，包括活塞杆1、填料法兰3、前置填料盒4、填料盒5、后置填料盒6和底盒7，其中：所述活塞杆1上顺序紧密套装有填料法兰3、前置填料盒4、四个填料盒5、后置填料盒6和底盒7，填料法兰3、前置填料盒4、填料盒5、后置填料盒6和底盒7内构成连通的螺旋阶梯形冷却循环流道（参见图18），填料法兰3、前置填料盒4、填料盒5、后置填料盒6和底盒7间的接触面分别使用位于冷却流道外侧的环形外密封圈9和位于冷却流道内侧的环形内密封圈10进行密封；分别位于填料法兰3两端的冷却介质进口12和冷却介质出口2，前置填料盒4、填料盒5、后置填料盒6和底盒7的冷却介质流入通道15和冷却介质流出通道16均在外密封圈9和内密封圈10之间；前置填料盒4、填料盒5、后置填料盒6和底盒7内装有填料8。

参见图2-3所示，所述的填料法兰3两端分别设有冷却介质进口12和冷却介质出口2及检视孔13，周向均匀设置多个螺栓孔14。

参见图4-5所示，所述的前置填料盒4左侧分别从底端和顶端顺时针旋转165°设置方形截面冷却介质流入通道16和冷却介质流入通道15，前置填料盒4轴向均匀对称布置十二个圆形截面流道，冷却介质流入通道16和冷却介质流出通道15各六个，均与左侧流道连通，前置填料盒4右侧以轴向圆截面流道为起始端，周向逆时针15°均匀布置12个半圆截面流道，形成冷却介质流入通道16和冷却介质流出通道15。为便于冷却循环流道的定位和连通，在前置填料盒4底端设置定位销11。

参见图6-13所示，所述的填料盒5两侧以轴向圆截面流道为始端，周向逆时针15°设置半圆截面冷却介质流入通道16和冷却介质流出通道15，在所述填料盒5轴向均匀布置圆截面冷却介质流入通道16和冷却介质流出通道15各六个，分别与两侧流道相连通；在四个填料盒5底端均设置用于定位冷却循环流道的定位销11；所述前置填料盒4右侧半圆截面流道与第一个填料盒5左侧半圆截面流道、第一个填料盒5右侧半圆截面流道与第二个填料盒5左侧半圆截面流道相贴合形成圆截面流道，其余填料盒5之间以相同方式连通，整体形成螺旋阶梯形流道（参见图18）。

参见图14-15所示，所述的后置填料盒6左侧分别以圆截面流道为起始，周向逆时针旋转15°形成六个半圆截面冷却介质流入通道16和六个冷却介质流出通道15，在所述后置填料盒6底端设置流道定位销11。

参见图16-18所示，所述的底盒7左侧周向上设置方形截面冷却介质混合通道17，以供来自六条冷却介质流入通道16的冷却介质混合后均匀流入六条冷却介质流出通道15。

工作原理：通过螺栓将填料冷却系统与往复压缩机气缸进行法兰连接，底盒7与气缸通过垫片接触。填料法兰3、前置填料盒4、多个填料盒5、后置填料盒6和底盒7的接触面以外密封圈9和内密封圈10进行密封。

冷却介质由填料法兰3上的冷却介质进口12流入前置填料盒4左侧冷却介质流入通道16，再依次流入6条布置在前置填料盒4、填料盒5、后置填料盒6上的螺旋阶梯形冷却介质流入通道16，随后冷却介质流入底盒7左侧的冷却介质混合通道17后进行一定角度的周向流动，并进入6条布置在后置填料盒6、填料盒5和前置填料盒4上的螺旋阶梯形冷却介质流出通道15，随后流进前置填料盒左侧的冷却介质流出通道15，再流入填料法兰3上的冷却介质出口2后排出填料冷却系统，完成一次循环。

采用本发明所述的填料冷却系统进行换热，可以快速均匀地将往复式压缩机中活塞杆与填料间的摩擦热和填料装置中来自高温气体的热量换走，从而降低填料的温度，避免高温气体泄漏和填料高温失效，实现提高填料使用寿命、保持压缩机压缩效率的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种往复式压缩机填料冷却系统，包括活塞杆（1）、填料法兰（3）、前置填料盒（4）、填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7），其特征在于：所述活塞杆（1）上顺序紧密套装有填料法兰（3）、前置填料盒（4）、四个填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7），填料法兰（3）、前置填料盒（4）、填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7）内构成连通的螺旋阶梯形冷却循环流道，填料法兰（3）、前置填料盒（4）、填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7）间的接触面分别使用位于冷却流道外侧的环形外密封圈（9）和位于冷却流道内侧的环形内密封圈（10）进行密封；分别位于填料法兰（3）两端的冷却介质进口（12）和冷却介质出口（2），前置填料盒（4）、填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7）的冷却介质流入通道（15）和冷却介质流出通道（16）均在外密封圈（9）和内密封圈（10）之间；前置填料盒（4）、填料盒（5）、后置填料盒（6）和底盒（7）内装有填料（8）。

2.如权利要求1所述的往复式压缩机填料冷却系统，其特征在于：所述的填料法兰（3）两端分别设有冷却介质进口（12）和冷却介质出口（2）及检视孔（13），周向均匀设置多个螺栓孔（14）。

3.如权利要求1所述的往复式压缩机填料冷却系统，其特征在于：所述的前置填料盒（4）左侧分别从底端和顶端顺时针旋转165°设置方形截面冷却介质流入通道（16）和冷却介质流入通道（15），前置填料盒（4）轴向均匀对称布置十二个圆形截面流道，冷却介质流入通道（16）和冷却介质流出通道（15）各六个，均与左侧流道连通，前置填料盒（4）右侧以轴向圆截面流道为起始端，周向逆时针15°均匀布置（12）个半圆截面流道，形成冷却介质流入通道（16）和冷却介质流出通道（15），在前置填料盒（4）底端设置定位销（11）。

4.如权利要求1所述的往复式压缩机填料冷却系统，其特征在于：所述的填料盒（5）两侧以轴向圆截面流道为始端，周向逆时针15°设置半圆截面冷却介质流入通道（16）和冷却介质流出通道（15），在所述填料盒（5）轴向均匀布置圆截面冷却介质流入通道（16）和冷却介质流出通道（15）各六个，分别与两侧流道相连通；在四个填料盒（5）底端均设置用于定位冷却循环流道的定位销（11）；所述前置填料盒（4）右侧半圆截面流道与第一个填料盒（5）左侧半圆截面流道、第一个填料盒（5）右侧半圆截面流道与第二个填料盒（5）左侧半圆截面流道相贴合形成圆截面流道，其余填料盒（5）之间以相同方式连通，整体形成螺旋阶梯形流道。

5.如权利要求1所述的往复式压缩机填料冷却系统，其特征在于：所述的后置填料盒（6）左侧分别以圆截面流道为起始，周向逆时针旋转15°形成六个半圆截面冷却介质流入通道（16）和六个冷却介质流出通道（15），后置填料盒（6）底端设置流道定位销（11）。

6.如权利要求1所述的往复式压缩机填料冷却系统，其特征在于：所述的底盒（7）左侧周向上设置方形截面冷却介质混合通道（17）。

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