CN219795478U - 一种液氨柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液氨柱塞泵，属于柱塞泵技术领域，包括柱塞、填料箱和密封压盖，填料箱上设有填料孔，填料孔和柱塞之间留有填料间隙，填料孔内固定连接有与柱塞贴合的环形分隔台，环形分隔台将填料间隙分隔成尾端填料段和首端填料段，尾端填料段内依次设有第一垫环、尾端填料层以及第二垫环，首端填料段内依次设有第三垫环、首端填料层以及导向套，密封压盖朝向尾端填料段的一端设有压紧部，压紧部与尾端填料段的间隙口螺纹连接。第一垫环和第二垫环给予柱塞的动力端支撑，避免柱塞在重力作用下对尾端填料层造成磨损，第三垫环和导向套对柱塞的液力端进行支撑，避免柱塞在重力作用下对首端填料层造成磨损。

Description

一种液氨柱塞泵

技术领域

本实用新型涉及柱塞泵技术领域，特别是涉及一种液氨柱塞泵。

背景技术

液氨柱塞泵，主要由柱塞、主填料箱、副填料箱以及压盖构成，如专利号为“201020667247.6”，所公开的“高压液氨柱塞泵”中包括主填料箱套在柱塞外，导向套套在柱塞外且位于主填料箱的内孔中，副填料箱套在柱塞外，前端伸进主填料箱的内孔中，副填料箱的前端将填料和垫环等压在导向套上，压盖在柱塞外，压盖前端伸进副填料箱的内孔中，压盖的前端通过填料等压在压环上。当柱塞向后推移，随泵腔容积增大，泵腔内压力降低，进液阀组开启，出液阀组关闭，液氨被吸入泵腔，当柱塞向前移动，泵腔容积减小，泵腔压力增大，进液阀组关闭，出液阀组开启，将液氨送出，从而达到了吸入和排出的目的。目前液氨柱塞泵主要存在以下几点问题：

问题1：填料箱内垫环主要集中在柱塞液压端，柱塞动力端缺少垫环，导致动力端处填料预紧力不够容易出现泄露，且对于柱塞动力端的支撑也不够，柱塞动力端在自身重力作用下，容易将填料箱内下部填料磨损。

问题2：导向套前无导向环，在运行时柱塞的液压端在自身重力作用下，容易将填料箱内下部填料磨损，柱塞与水封环接触又会磨损柱塞，加剧损坏维修费用增加，不能保证装置正常运行。

问题3：选择的填料强度低，耐磨性差，自润滑性较差，在运行过程中容易老化和硬化，对柱塞产生磨损；同时填料回弹率较低，从而使密封寿命大大缩短，等泄露后再紧填料压盖，填料没有弹性就会失去了密封意义。

问题4：高压氨泵运行时随着负荷的增大，调节变频使柱塞运行速度加快，柱塞在高速运转时填料箱内上、下浮动，导致导向环填料等容易破损，导向环损坏又会使柱塞表面拉毛，依次循环柱塞损坏又加剧了填料磨损，填料等破损后的渣子又会卡在阀中，使单向阀不起作用。

问题5：主、副填料箱和填料压盖由于是同种材料，在柱塞运行过程中，填料压盖和填料箱就会粘接，咬合在一块，停泵后检修，填料压盖拆不下来，强行拆除，填料箱内螺纹就会损坏，需要重新修复，增加了检修成本。

问题6：柱塞所用材质是2Gr13经LT的，硬度和耐磨性不好，运行一段时间会出现磨损，缩短了柱塞的使用寿命。

问题7：正常在检修泵之前，置换时需要对泵体中加水，彻底使泵体中水走通，才可以检修，但是在泵体中加水，会使泵体中残存的液氨与水反应，放出强热，从而导致O型圈高温下受热碳化，等第二次开车时，O型圈不再发生弹性变形，就会泄露。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述技术问题，提供一种液氨柱塞泵，第一垫环和第二垫环能够给予柱塞的动力端支撑，避免柱塞在重力作用下对尾端填料层造成磨损，第三垫环和导向套能够对柱塞的液力端进行支撑，避免柱塞在重力作用下对首端填料层造成磨损。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型公开了一种液氨柱塞泵，包括柱塞、填料箱和套设在所述柱塞上的密封压盖，所述填料箱上设有用于套设在所述柱塞上的填料孔，所述填料孔和所述柱塞之间留有填料间隙，所述填料孔内固定连接有与所述柱塞贴合的环形分隔台，所述环形分隔台将所述填料间隙分隔成尾端填料段和首端填料段，所述尾端填料段和所述首端填料段分别靠近所述柱塞的动力端和液力端，所述尾端填料段内沿所述动力端至所述液力端的方向依次设有第一垫环、尾端填料层以及第二垫环，所述首端填料段内沿所述动力端至所述液力端的方向依次设有第三垫环、首端填料层以及导向套，所述密封压盖朝向所述尾端填料段的一端设有用于压紧所述第一垫环的压紧部，所述压紧部与所述尾端填料段的间隙口螺纹连接。

优选地，所述尾端填料层包括至少三层填料，所述首端填料层包括若干组填料，相邻两组所述填料通过隔环隔开，每组所述填料包括至少两层填料。

优选地，所述首端填料段的间隙口设有用于压紧所述导向套的导向环。

优选地，所述填料箱包括分别靠近所述动力端和所述液力端的辅填料箱和主填料箱，所述辅填料箱远离所述密封压盖的一端设有用于套设在所述主填料箱的外壁上的安装槽，所述安装槽与所述主填料箱的外壁螺纹连接。

优选地，所述填料采用石墨改性聚四氟乙烯编织填料。

优选地，所述导向套采用石墨导向套。

优选地，所述第一垫环、所述第二垫环以及所述第三垫环均采用石墨改性聚四氟乙烯导向环。

优选地，所述导向环采用石墨粉/铅锑合金复合材料导向环。

优选地，所述密封压盖采用马氏体不锈钢压盖，所述填料箱采用奥氏体不锈钢填料箱。

优选地，所述柱塞外壁镀有硬铬层。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

1.本实用新型中，第一垫环和第二垫环能够给予柱塞的动力端支撑，避免柱塞在重力作用下对尾端填料层造成磨损，第三垫环和导向套能够对柱塞的液力端进行支撑，避免柱塞在重力作用下对首端填料层造成磨损。

2.本实用新型中，尾端填料层和首端填料层内的填料层数至少在七层以上，能够满足柱塞泵的密封工艺要求。

3.本实用新型中，在导向套前加设了导向环，进一步提高对柱塞的液力端的支撑，避免柱塞对填料的磨损。

4.本实用新型中，填料采用石墨改性聚四氟乙烯编织填料，该填料具有耐磨性好且吸水率低等特点，无油润滑和磨损性能较好。

5.本实用新型中，密封压盖采用马氏体不锈钢压盖，填料箱采用奥氏体不锈钢填料箱，两者材料不同，能够有效避免同种材料带来的易粘结，咬合在一起的问题。

6.本实用新型中，在柱塞外表面镀硬铬，在柱塞表面形成硬铬层，保证柱塞表面粗糙度在3.2μm以下，表面硬度应不小于HRC50，避免柱塞拉伤，起皮的问题，提高耐磨，耐蚀，抗氧化强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为液氨柱塞泵的立体结构图。

附图标记说明：1、柱塞；2、主填料箱；3、辅填料箱；4、密封压盖；5、环形分隔台；6、第一垫环；7、填料；8、第二垫环；9、第三垫环；10、隔环；11、导向套；12、导向环。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部实施例，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。

本实施例提供了一种液氨柱塞泵，如图1所示，包括柱塞1、填料箱以及密封压盖4。填料箱上设有填料孔，填料孔内径大于柱塞1，将柱塞1插入填料孔和环形分隔台5，便可将填料箱套设在柱塞1上。填料孔和柱塞1之间具有填料间隙用于填料，填料孔内设有环形分隔台5，环形分隔台5的内环能够与插入的柱塞1的外壁贴合。环形分隔台5将该填料间隙分隔成了尾端填料段和首端填料段，尾端填料段靠近柱塞1的动力端，首端填料段靠近柱塞1的液力端。尾端填料段内沿柱塞1动力端至液力端的方向依次填充有第一垫环6、尾端填料层以及第二垫环8，首端填料段内沿柱塞1动力端至液力端的方向依次填充有第三垫环9、首端填料层以及导向套11。密封压盖4中部设有通孔，用于套设在柱塞1上，密封压盖4朝向尾端填料段的一端设有压紧部，压紧部与尾端填料段的间隙口螺纹连接，转动密封压盖4调节压紧部伸入尾端填料段的间隙口内的深度，可调节密封压盖4对第一垫环6的压紧程度，保证第一垫环6和第二垫环8对尾端填料层具有充足的预紧力，当同时需要注意，预紧力不能过大，保证填料不泄露即可，虽然预紧力越大泄漏量越小，但同时预紧力的压力带来的填料膨胀，也会增加柱塞1和填料7之间的摩擦，导致填料磨损，而磨损后会导致填料减少，预紧力逐渐减小，再次出现泄漏，导致恶性循环，因此预紧力足够即可，断不能过大。第一垫环6和第二垫环8能够起到对柱塞1的动力端起到支撑作用，第三垫环9和导向套11能够对柱塞1的液压端起到支撑作用。

本实施例中，如图1所示，尾端填料层包括至少三层填料7。首端填料层包括若干组填料，相邻两组填料通过隔环10隔开，每组填料包括至少两层填料7。通常来说液氨柱塞泵的出口压力理论上为10Mpa压力，但实际上往往有14.5Mpa，因此填料箱内至少应该有七层以上，才能满足密封工艺需求。当有两组填料时，填料箱内则至少有七层填料7。

本实施例中，如图1所示，首端填料段的间隙口设有用于压紧导向套11的导向环12。

本实施例中，如图1所示，填料箱包括主填料箱2和辅填料箱3，主填料箱2和辅填料箱3分别靠近柱塞1的液力端和动力端。辅填料箱3远离密封压盖4的一端设有安装槽，安装槽用于套设在主填料箱2的外壁上，安装槽与主填料箱2的外壁螺纹连接，方便主填料箱2和辅填料箱3的组装和拆卸。

目前来说柱塞泵常用的填料有石棉填料、石棉浸PTFE(聚四氟乙烯)，PTFE纤维成型填料、碳纤维填料和柔性石墨(又称膨胀石墨)除了柔性石墨，上述几种填料均可以单独使用，当然也可以组合使用。但上述几种填料，均或多或少存在相应问题，如填料强度低，耐磨性差，自润滑性较差，在运行过程中容易老化和硬化，对柱塞产生磨损，同时填料回弹率较低，从而使密封寿命大大缩短，等泄露后再紧填料压盖，填料没有弹性就会失去了密封意义。为此，本实施例中，如图1所示，填料7采用石墨改性聚四氟乙烯编织填料，由聚四氟乙烯和作为填充剂的石墨化碳纤维以100∶10-30的质量比共混后经挤压而制成，具有耐磨性好且吸水率低等特点，无油润滑和磨损性能较好。

目前来说填料箱内填料不是成型填料，装填时必须在现场拿刀子将盘根切割，将盘根切成相应尺寸装入填料箱。自己加工的填料很难避免盘根切口松散问题，并且在组装时相邻填料切口应该有相应角度错位，不然工艺介质会随填料切口流出来，使介质泄露。因此本实施例中，填料7采用成型填料，其切口不存在松散问题。

进一步，本实施例中，如图1所示，导向套11采用石墨导向套。石墨导向套是一种硬质石墨，硬质石墨由PTFE(聚四氟乙烯)+加石墨粉制作而成，石墨纯度大于98％。

进一步，本实施例中，如图1所示，第一垫环6、第二垫环8以及第三垫环9均采用石墨改性聚四氟乙烯导向环。石墨改性聚四氟乙烯是石墨与水悬浮液和聚四氟乙烯按1∶10的比例混合后，然后经过滤干燥进入管式电炉加热，经30min到1h取出冷却，聚四氟乙烯加石墨比例为1:10，此材料的好处是：自带润滑性、摩擦、磨损性能好。

进一步，本实施例中，如图1所示，导向环12采用石墨粉/铅锑合金复合材料导向环。导向环12成分：铅锑合金占95％，石墨占4％，Ti0₂占1％，浸渍锑分布均匀容易形成稳定的润滑膜，摩擦、磨损性能好。

对于密封压盖4与填料箱因材质相同在运行一段时间后咬合的现象，本实施例中，如图1所示，密封压盖4采用马氏体不锈钢压盖，如2Gr13不锈钢。填料箱采用奥氏体不锈钢填料箱，如不锈钢304，可有效避免出现咬合现象。

本实施例中，如图1所示，针对柱塞1拉伤，起皮的问题，经过多次分析之后发现柱塞1的Ni、Gr镀层加工工艺、质量达不到技术要求，耐磨，耐蚀，抗氧化强度不够，从而导致柱塞在运行一段时间之后就会磨损，决定采用热处理提高柱塞1的硬度强度，然后再镀硬铬，保证柱塞1表面粗糙度在3.2μm以下，表面硬度应不小于HRC50，柱塞的偏心度不超过0.03-0.08mm,避免偏磨，损坏填料7。采用这一措施改造后，柱塞1的密封效果、使用寿命比以前增大了很多。

进一步，参考图1所示，提供了一个具有十一层填料7的实施例，第三垫环9和导向套11之间共有八层填料7，由三个隔环10分隔成四组填料，每组两层填料7。第一垫环6和第二垫环8之间设有三层填料7。导向环12采用石墨粉/铅锑合金复合材料导向环。第一垫环6、第二垫环8以及第三垫环9均采用石墨改性聚四氟乙烯导向环。填料7采用石墨改性聚四氟乙烯编织填料。该实施例中，填料泄漏量≤10滴/分钟，运行周期≥2000小时。

对备品备件的采购使用严格的审批程序，将O型圈材质由以前的丁晴橡胶改变为已丙胶，将垫环酚醛压布改为耐磨、耐劳化度高的PTFE+石墨，这样改换O型圈的使用寿命也有所增加。

关于氨泵用水置换的问题，本实施例中，在泵进口处配高压氮气(3Mpa)管线,在置换泵时，泵入口加水阀不开，直接用高压氮气置换，这样就避免了水与残存液氨的反应，O型圈的使用寿命增长，使氨泵运行周期增长，检修频率下降，节约了检修成本。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种液氨柱塞泵，其特征在于，包括柱塞、填料箱和套设在所述柱塞上的密封压盖，所述填料箱上设有用于套设在所述柱塞上的填料孔，所述填料孔和所述柱塞之间留有填料间隙，所述填料孔内固定连接有与所述柱塞贴合的环形分隔台，所述环形分隔台将所述填料间隙分隔成尾端填料段和首端填料段，所述尾端填料段和所述首端填料段分别靠近所述柱塞的动力端和液力端，所述尾端填料段内沿所述动力端至所述液力端的方向依次设有第一垫环、尾端填料层以及第二垫环，所述首端填料段内沿所述动力端至所述液力端的方向依次设有第三垫环、首端填料层以及导向套，所述密封压盖朝向所述尾端填料段的一端设有用于压紧所述第一垫环的压紧部，所述压紧部与所述尾端填料段的间隙口螺纹连接，所述填料采用石墨改性聚四氟乙烯编织填料。

2.根据权利要求1所述的一种液氨柱塞泵，其特征在于，所述尾端填料层包括至少三层填料，所述首端填料层包括若干组填料，相邻两组所述填料通过隔环隔开，每组所述填料包括至少两层填料。

3.根据权利要求2所述的一种液氨柱塞泵，其特征在于，所述首端填料段的间隙口设有用于压紧所述导向套的导向环。

4.根据权利要求3所述的一种液氨柱塞泵，其特征在于，所述填料箱包括分别靠近所述动力端和所述液力端的辅填料箱和主填料箱，所述辅填料箱远离所述密封压盖的一端设有用于套设在所述主填料箱的外壁上的安装槽，所述安装槽与所述主填料箱的外壁螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种液氨柱塞泵，其特征在于，所述导向套采用石墨导向套。

6.根据权利要求5所述的一种液氨柱塞泵，其特征在于，所述第一垫环、所述第二垫环以及所述第三垫环均采用石墨改性聚四氟乙烯导向环。

7.根据权利要求1所述的一种液氨柱塞泵，其特征在于，所述密封压盖采用马氏体不锈钢压盖，所述填料箱采用奥氏体不锈钢填料箱。

8.根据权利要求1所述的一种液氨柱塞泵，其特征在于，所述柱塞外壁镀有硬铬层。