CN205423102U - 一种低温液体泵的密封结构及密封气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及密封技术领域，尤其涉及一种低温液体泵的密封结构及密封气系统，包括密封气函体，所述密封气函体的形状为圆环状，所述密封气函体的外壁上设有多个通孔，所述密封气函体的两端分别与填料密封环连接，所述密封气函体的外壁与泵体的内壁接触，所述密封气函体的内壁与活塞杆的外壁接触，所述泵体上设有分别与所述密封气函体的外壁上任意两个通孔相对应的密封气进气口和密封气排放口。一方面阻止从泵体内高压端泄漏过来的介质继续沿轴向往低压端泄漏，减少填料介质的泄露量，一方面隔绝外界的介质进入填料密封腔室，有效避免了因填料泄漏导致泵的工作寿命降低，运行效果差及更换密封填料增加泵的维护成本的问题。

Description

一种低温液体泵的密封结构及密封气系统

技术领域

本实用新型涉及密封技术领域，尤其涉及一种低温液体泵的密封结构及密封气系统。

背景技术

一直以来，泵在运行中介质的泄漏问题是困扰化工生产的重大问题，为了减少泵的泄漏量，人们相继发明了填料密封和机械密封两种密封装置。近代以来，材料科学的不断推进，很多新型材料得以使用在泵的密封装置上，这些材料普遍具有耐高温、高压，耐磨、耐腐蚀等优良特性，它们的使用让密封装置的性能有了很大的提升，但在某些工作条件相对苛刻的环境，工况的变化会给密封材料的性能带来一些变化，因此如何提高这些密封装置的性能仍是一个值得探讨的问题。

目前，低温液体柱塞泵普遍采用填料密封形式，在运行过程中，活塞杆在泵体内沿其轴向做往复直线运动，填料密封环外壁与泵体内壁接触，内壁与活塞杆外壁接触，由于填料密封环及泵体相对活塞杆是固定的，为了满足活塞杆与填料密封环的相对运动，它们之间必然存在间隙，而活塞与泵腔也是如此。由于这些间隙的存在，在运行过程中，被活塞做功后的介质液氮会从从动端(高压端)泄漏至驱动端(低压侧)。

原始安装时，由于填料密封环与活塞杆的间隙较小，活塞环与低温柱塞泵泵腔的间隙也较小。泵的密封效果是良好的。随着运行时间的增加，上述两处的磨损加剧，介质液氮的泄漏会逐渐增加，一方面引起介质的冷量泄漏，同时还会导致低温柱塞泵的流量下降。泄漏量随着运行时间增加变得越来越大，这时在泵体裸露外面的部位及活塞杆上将结霜或者结冰，严重时将影响泵的正常运行。

虽然泵的厂家在原始设计时设计了刮箱环，但实际应用的效果并不理想。根据运行总结的经验来看，低温液体柱塞泵的填料泄漏给设备维护和实际生产运行带来了诸多困难，虽然定期更换密封填料可以缓解泄漏，但这并不是解决问题的根本方法。更换密封填料增加了泵的维护成本，一定程度上也降低了泵的寿命。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有低温液体泵的因活塞杆往复运动造成密封结构因磨损出现间隙，填料因间隙扩大泄漏量增大及因填料泄漏导致泵的工作寿命降低，运行效果差的问题及更换密封填料会增加泵的维护成本的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种低温液体泵的密封结构，包括密封气函体，所述密封气函体的形状为圆环状，所述密封气函体的外壁上设有多个通孔，所述密封气函体的两端分别与填料密封环连接，所述密封气函体的外壁与泵体的内壁接触，所述密封气函体的内壁与活塞杆的外壁接触，所述泵体上设有分别与所述密封气函体的外壁上任意两个通孔相对应的密封气进气口和密封气排放口。

其中，所述密封气函体的内壁设有环形凹槽，所述通孔位于所述环形凹槽内。

其中，所述通孔沿周向均匀分布。

其中，所述通孔的直径为8mm。

其中，所述密封气进气口和所述密封气排放口均为螺纹孔。

本实用新型还提供了一种密封气系统，包括供气装置、排气装置和设有上述密封结构的低温液体泵，所述供气装置通过入口连接管道将所述低温液体泵的所述密封气进气口与密封气气源连接，所述排气装置通过排放连接管道将所述低温液体泵的所述密封气排放口与密封气总排放口连接。

其中，所述供气装置包括在所述入口连接管道上，由所述密封气气源的入口到所述密封气进气口依次设置的入口阀、过滤器和减压阀。

其中，所述排气装置包括在所述排放连接管道上设置的排放阀。

其中，所述入口连接管道与所述密封气进气口螺纹连接。

其中，所述排放连接管道与所述密封气排放口螺纹连接。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型低温液体泵的密封结构在泵体内壁与活塞杆外壁之间设置密封气函体，密封气函体与泵体和活塞杆的表面均为紧贴密封连接，且泵体上设置了分别对应密封气函体上任意两个通孔的密封气进气口与密封气放口，使密封气通过密封气进气口进入泵体内部，通过与密封气函体上的其他通孔分布在活塞杆的外壁和泵体的填料密封腔室表面，再经过封气放口排出，一方面阻止从泵体内高压端泄漏过来的介质继续沿轴向往低压端泄漏，减少填料介质的泄露量，一方面隔绝外界的介质进入填料密封腔室，有效避免了因填料泄漏导致泵的工作寿命降低，运行效果差及更换密封填料增加泵的维护成本的问题。本实用新型的密封气系统使密封气气源通过供气装置不断向泵内通入，通过泵内的密封结构后，再由密封气总排放口连接的排气装置排出，一方面阻止泵内活塞端介质的泄漏，一方面隔绝外界的介质进入泵内，保证泵的高效运行，同时延长泵和泵体内的填料密封环的使用寿命。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例一低温液体泵的密封结构的示意图；

图2是本实用新型实施例一低温液体泵的密封结构的密封气函体的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二密封气系统的结构示意图。

图中：1：低温液体泵；2：供气装置；3：排气装置；11：泵体；12：活塞杆；13：密封气函体；14：填料密封环；20：排放连接管道；21：入口阀；22：过滤器；23：减压阀；24：密封气气源；30：入口连接管道；31：排放阀；32：密封气总排放口；111：密封气进气口；112：密封气排放口；131：通孔；132：环形凹槽。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

实施例一

如图1和图2所示，本实用新型实施例一提供的低温液体泵的密封结构，包括密封气函体13，密封气函体13的形状为圆环状，密封气函体13的外壁上设有多个通孔131，密封气函体13的两端分别与填料密封环14连接，密封气函体13的外壁与泵体11的内壁接触，密封气函体13的内壁与活塞杆12的外壁接触，泵体11上设有分别与密封气函体13的外壁上任意两个通孔131相对应的密封气进气口111和密封气排放口112。

本实用新型低温液体泵的密封结构在泵体内壁与活塞杆外壁之间设置密封气函体，密封气函体与泵体和活塞杆的表面均为紧贴密封连接，且泵体上设置了分别对应密封气函体上任意两个通孔的密封气进气口与密封气放口，使密封气通过密封气进气口进入泵体内部，通过与密封气函体上的其他通孔分布在活塞杆的外壁和泵体的填料密封腔室表面，再经过封气放口排出，一方面阻止从泵体内高压端泄漏过来的介质继续沿轴向往低压端泄漏，减少填料介质的泄露量，一方面隔绝外界的介质进入填料密封腔室，有效避免了因填料泄漏导致泵的工作寿命降低，运行效果差及更换密封填料增加泵的维护成本的问题。

具体的，如图2所示，密封气函体13的内壁设有环形凹槽132，通孔131位于环形凹槽132内。在密封气函体的内壁上设置环形凹槽，便于密封气通过通孔后能够更加方便快速的分布于活塞杆的外壁和泵体的填料密封腔室表面，及时阻止填料介质的泄漏。

其中，通孔131沿周向均匀分布。周向均匀分布的通孔一方面有利于密封气通过通孔后能够均匀分布于活塞杆的外壁和泵体的填料密封腔室表面，提高阻止介质泄漏的效果，另一方面也方便了泵体上密封气进气口和密封气排放口的位置选择和形成。

其中，通孔131的直径为8mm，密封气进气口111和密封气排放口112均为螺纹孔。螺纹孔的设计更加便捷了密封气进气口和密封气排放口与外部的连接。

实施例二

如图3所示，本实用新型实施例二提供的密封气系统，包括供气装置2、排气装置3和设有上述密封结构的低温液体泵1，供气装置2通过入口连接管道20将低温液体泵1的密封气进气口111与密封气气源24连接，排气装置3通过排放连接管道30将低温液体泵1的密封气排放口112与密封气总排放口32连接。

本实用新型的密封气系统使密封气气源通过供气装置不断向泵内通入，通过泵内的密封结构后，再由密封气总排放口连接的排气装置排出，一方面阻止泵内活塞端介质的泄漏，一方面隔绝外界的介质进入泵内，保证泵的高效运行，同时延长泵和泵体内的填料密封环的使用寿命。

具体的，供气装置2包括在入口连接管道20上，由密封气气源24的入口到密封气进气口111依次设置的入口阀21、过滤器22和减压阀23。通过入口阀控制密封气的通入情况，通过过滤器过滤密封气中可能存在的杂质，避免污染泵体内部介质，通过调定减压阀的压力来调定密封气系统的压力。

具体的，排气装置3包括在排放连接管道30上设置的排放阀31。排放阀的开关控制经过泵体的密封气的排放情况和整个密封气系统的密封效果。

其中，入口连接管道20与密封气进气口111螺纹连接。排放连接管道30与密封气排放口112螺纹连接。螺纹连接更加常规多见，制造和安装至都简便快捷。

本实用新型的密封系统可以根据泵的工作介质适当选用密封气体，根据泵的工作压力适当设定密封气工作压力。本实施例提供了三组低温往复式中压液氮泵，工作介质为液氮，工作压力为3.0mpa，工作温度为-196℃，为保证氮系统的纯度，本实施例选用的密封气为低压高纯氮气。密封气气源24由低压高纯氮气管网引入，密封气依次经过入口阀21、过滤器22和减压阀23，后经过入口连接管道20通入低温往复式中压液氮泵的密封气进气口111，进入泵体11中，而后经过低温往复式中压液氮泵的密封气排放口112通过排放连接管道30通入排放阀31，经密封气总排放口32排放至大气。

实际运行过程中，每一组低温往复式中压液氮泵的填料密封环14和密封气函体13配合的密封效果可能不尽相同，我们可以通过调定减压阀23的压力来调定密封气系统的压力，还可以通过调节相应的排放阀31的开度来达到相应的密封效果，密封气系统的压力可以根据介质的工作状态及泵的密封效果来确定。某些情况下，若泵停止运行，在密封气的纯度可以保证且不存在密封气污染介质的情况下，我们还可以通过开启这套密封系统防止外界介质串入泵体，以保证主介质系统的纯度。

综上所述，本实用新型低温液体泵的密封结构在泵体内壁与活塞杆外壁之间设置密封气函体，密封气函体与泵体和活塞杆的表面均为紧贴密封连接，且泵体上设置了分别对应密封气函体上任意两个通孔的密封气进气口与密封气放口，使密封气通过密封气进气口进入泵体内部，通过与密封气函体上的其他通孔分布在活塞杆的外壁和泵体的填料密封腔室表面，再经过封气放口排出，一方面阻止从泵体内高压端泄漏过来的介质继续沿轴向往低压端泄漏，减少填料介质的泄露量，一方面隔绝外界的介质进入填料密封腔室，有效避免了因填料泄漏导致泵的工作寿命降低，运行效果差及更换密封填料增加泵的维护成本的问题。本实用新型的密封气系统使密封气气源通过供气装置不断向泵内通入，通过泵内的密封结构后，再由密封气总排放口连接的排气装置排出，一方面阻止泵内活塞端介质的泄漏，一方面隔绝外界的介质进入泵内，保证泵的高效运行，同时延长泵和泵体内的填料密封环的使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种低温液体泵的密封结构，其特征在于：包括密封气函体，所述密封气函体的形状为圆环状，所述密封气函体的外壁上设有多个通孔，所述密封气函体的两端分别与填料密封环连接，所述密封气函体的外壁与泵体的内壁接触，所述密封气函体的内壁与活塞杆的外壁接触，所述泵体上设有分别与所述密封气函体的外壁上任意两个通孔相对应的密封气进气口和密封气排放口。

2.根据权利要求1所述的低温液体泵的密封结构，其特征在于：所述密封气函体的内壁设有环形凹槽，所述通孔位于所述环形凹槽内。

3.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于：所述通孔沿周向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的低温液体泵的密封结构，其特征在于：所述通孔的直径为8mm。

5.根据权利要求4所述的低温液体泵的密封结构，其特征在于：所述密封气进气口和所述密封气排放口均为螺纹孔。

6.一种密封气系统，包括供气装置、排气装置和设有如权利要求1-5任意一项所述的密封结构的低温液体泵，其特征在于：所述供气装置通过入口连接管道将所述低温液体泵的所述密封气进气口与密封气气源连接，所述排气装置通过排放连接管道将所述低温液体泵的所述密封气排放口与密封气总排放口连接。

7.根据权利要求6所述的密封气系统，其特征在于：所述供气装置包括在所述入口连接管道上，由所述密封气气源的入口到所述密封气进气口依次设置的入口阀、过滤器和减压阀。

8.根据权利要求7所述的密封气系统，其特征在于：所述排气装置包括在所述排放连接管道上设置的排放阀。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的密封气系统，其特征在于：所述入口连接管道与所述密封气进气口螺纹连接。

10.根据权利要求9所述的密封气系统，其特征在于：所述排放连接管道与所述密封气排放口螺纹连接。