CN2895800Y - 液化气用计量泵液缸部件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液化气用计量泵液缸部件，密封填料箱设于柱塞和液缸体之间将柱塞包覆，在柱塞和液缸体之间设有过流间隙，在靠近液缸腔的密封填料箱一端设有与过流间隙连通的承压凹坑，凹坑边沿与柱塞的间隙大于柱塞和液缸体之间的过流间隙。该计量泵为限位补偿隔膜式，在限位补偿阀和隔膜间设有后限制板，后限制板与隔膜相对的一面为弧形，该弧形与隔膜处于后始点时的形状对应。本实用新型密封效果更好，密封填料箱与柱塞的密封间隙和移动阻力可以根据介质压力智能调节，使计量泵柱塞始终处于理想的工作状态。由于后限制板的设置，计量泵隔膜会得到后限制板的支撑，大大减小了隔膜受损的可能，延长了隔膜的使用寿命。

Description

液化气用计量泵液缸部件

技术领域

本实用新型涉及一种用于输送液化气介质的计量泵，具体说来涉及该种计量泵的液缸部件的改进。

背景技术

随着技术进步和工艺流程的改进，要求采用计量泵输送易于汽化的液化CO2、液化乙烯、液氨、轻烃等特殊介质的工艺系统越来越多。该类介质的汽化压力较高，泵的进口压力接近于该介质在输送温度下的汽化压力。该类介质在输送过程中，容易局部汽化，形成气液混合输送。液化气如果泄漏出来，将会迅速挥发，同时带走大量热量，造成局部低温，甚至结冰，使填料冷硬失效。因而，液化气的输送是计量泵的一个难题。

为保证液化气的正常输送，一般主要从两方面着手：1、减小输送阻力；2、提高进口储液罐的位能。对于减小阻力而言，又可以从密封结构、阀组、管路设置着手。现有液化气用计量泵的密封结构，不管是柱塞式还是隔膜式，均采用填料箱密封，填料为变形密封能力较好的盘根材料。填料箱设于液缸体内将柱塞包覆，在柱塞和填料之间为密封间隙，在柱塞和液缸体之间为过流间隙。介质通过过流间隙进入密封间隙内，起润滑、冷却作用，减小了柱塞与填料箱的摩擦阻力，避免发热过大带来的介质汽化，但同时也给了介质通过密封间隙泄漏的机会。而且，密封间隙和介质压力越大，越可能泄漏。因此，抑制泄漏和柱塞运动间存在矛盾，如果为了抑制泄漏而减小密封间隙，会使柱塞运动阻力加大，发热过大，介质可能汽化，不利于介质输送；如果为了降低柱塞运动阻力而增大密封间隙，会使泄漏凸显，液化气介质泄漏后，将立即挥发、降温，形成白霜，由于温度降低，填料将冷硬失效，同样不利于介质输送。

由于计量泵液缸部件在介质输送过程中，液缸腔内介质压力会通过过流间隙传递到密封填料箱端部。现有技术填料箱端部接受介质压力的面积仅仅是过流间隙形成的面积，这种面积很小，对密封填料箱的作用力不明显，因而密封填料变形很小，主要通过提供预紧力来实现密封，即在安装时，预先靠填料螺母将填料压紧，在压紧过程中，填料沿径向变形，使柱塞和填料箱间的密封间隙变小从而实现密封，密封间隙根据初始介质压力预先设定好。这种预紧式密封存在以下不足：1、由于填料变形力由外向内逐渐减弱，对于靠近介质端的填料变形基本为零，防止介质泄漏以外部封堵为主，不利于柱塞的密封。2、由于介质压力不是一成不变，随着介质泄漏及其压力的不断升高，加上柱塞与填料因不断摩擦其间的间隙也将不断增大，泄漏只会越来越明显。3、随着柱塞的来回运动，填料变形力将逐步减弱，进一步导致密封间隙变大，泄漏加剧。因此，预紧式密封(即固定的密封间隙)并不是减小柱塞运动阻力、抑制泄漏的最佳办法。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种密封间隙可随输送的液化气介质的压力而自动调整的液化气用计量泵液缸部件。

本实用新型的技术方案是这样实现的：液化气用计量泵液缸部件，它包括液缸体、柱塞和圆筒状的密封填料箱，密封填料箱设于柱塞和液缸体之间将柱塞包覆，在液缸体、柱塞、吸入阀组和排出阀组间形成供介质通过的液缸腔，在密封填料箱两端的柱塞和液缸体之间设有过流间隙，其特征在于：在靠近液缸腔的密封填料箱一端沿圆心设有一与过流间隙连通的承压凹坑，凹坑边沿与柱塞的间隙大于柱塞和液缸体之间的过流间隙。所述凹坑边沿与柱塞的间隙是柱塞和液缸体之间过流间隙的2～4倍。

进一步的改进在于，所述计量泵为限位补偿式隔膜计量泵，隔膜设于介质和液压腔之间将两者分隔，在限位补偿阀和隔膜间设有后限制板，后限制板安装在液缸体上，后限制板上设有若干能防止隔膜破坏的过流孔，后限制板与隔膜相对的一面为弧形，该弧形与隔膜处于后始点时的形状对应。

本实用新型由于在密封填料箱靠近液缸腔端沿圆心设有一与过流间隙连通的承压凹坑，这样介质压力就作用在承压凹坑上。由于凹坑的面积远远大于过流间隙形成的面积，因而介质压力作用在密封填料箱上就比较大，填料的变形能完全由介质压力决定。

相比现有技术，本实用新型的有益效果有：1、填料变形力是由内向外传递的，靠近介质端的填料变形最大，密封最好，因而能够从源头上杜绝介质泄漏，更加有利于柱塞密封。2、随着柱塞来回运动，填料变形力会而逐渐增大，密封效果会更好。3、由于介质压力作用在承压凹坑上，随着介质压力不断增大，填料的变形越大，密封越好。而介质压力大时，易泄漏，正是需要好的密封。反之，当介质压力小时，不易泄漏，主要考虑柱塞运动阻力，因为压力小，密封填料变形就小，密封间隙大，故摩擦阻力小。因此，本实用新型柱塞与密封填料箱的密封间隙和运动阻力完全可以根据介质压力智能调节，使柱塞始终处于理想的工作状态。而不必像现有技术那样需要提供预紧力，只需通过填料螺母将密封填料箱与液缸体固定即可。

对于限位补偿式隔膜计量泵，由于后限制板的设置，当倒灌压力较高隔膜往后限制板方向凸起时，隔膜会得到后限制板的支撑，大大减小了隔膜受损的可能，延长了隔膜的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例1结构示意图(计量泵为柱塞式)。

图2是本实用新型实施例2结构示意图(计量泵为隔膜式)。

具体实施方式

作为计量泵，要保证液化气的正常输送，必须使泵在吸入过程中液缸腔内的压力高于或等于该介质在运行温度下的汽化压力。基于这一点，一般主要从两方面着手解决问题：1、减小输送阻力；2、提高进口储液罐的位能。对于减小阻力而言，又可以从密封结构、阀组、管路设置着手。

对于管路(特别是进口管路)的设置，应提高进口储液罐的液面高度，使之具有克服进口阻力损失的位能；加大进口管径，减少弯头及阀门等阻力部件；对于低温介质应采取管路保温措施。总之，需要保证泵腔内的介质压力高于该介质的汽化压力，使介质在管路输送过程中不易产生“气蚀”现象。

对于阀组，一方面可以增大阀组的导向间隙，防止阀在运动过程中产生较大的摩擦损失；另一方面可以选择比重较轻的阀材料，降低阀的比压，减少克服阀开启所生产的阻力损失。在阀组的选择上，中小型液缸部件通常采用球阀结构，特点是密封性能较好；大流量液缸部件一般采用锥阀等强制阀结构，阀组开启的阻力损失较大，需要增加进口的倒灌压力。

对于通过密封结构减小输送阻力，这一点可以从附图上反映出来。下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：实施例1的计量泵为柱塞式。参见图1，从图上可以看出，本实用新型的液化气用计量泵液缸部件，它包括液缸体2、柱塞5和圆筒状的密封填料箱3，填料箱中的填料选用变形密封能力较好的盘根材料。密封填料箱3设于柱塞5和液缸体2之间将柱塞5包覆，密封填料箱3通过套在液缸体2上的填料压盖6和填料螺母7与液缸体2固定。在液缸体2、柱塞5、吸入阀组和排出阀组间形成供介质通过的液缸腔16。阀组由阀座12、阀球11、阀导向21组成，图中12为阀座，11为阀球，21为阀导向。在密封填料箱3两端的柱塞5和液缸体2之间为过流间隙17，在柱塞5和密封填料箱3之间为密封间隙。在靠近液缸腔16的密封填料箱一端沿圆心设有一与过流间隙17连通的圆形承压凹坑18，凹坑18边沿与柱塞5的间隙大于柱塞5和液缸体2之间的过流间隙17。当然，承压凹坑18也可以设在与密封填料箱3端面正对的液缸体2上，其实质一样。凹坑18边沿与柱塞5的间隙是柱塞5和液缸体2之间过流间隙17的2～4倍，本实施例为3倍。采用承压凹坑后，密封填料箱3就能依靠液缸腔16排出压力达到自动均匀压紧以改变密封间隙的目的，变预紧式密封为自紧式密封。

实施例2：实施例2的计量泵为限位补偿隔膜式。参见图2，从图上可以看出，本实用新型限位补偿式隔膜计量泵液缸部件同柱塞式计量泵液缸部件一样，包括液缸体2、液缸盖15、柱塞5、密封填料箱3、吸入阀组、排出阀组等，其不同之处在于它还包括隔膜13、补油装置。隔膜13将液缸腔16分为两部分，一部分供介质通过，一部分设为液压腔19，用于将介质和液压腔分隔。补油装置的目的就是当液压腔19油量不足时向其补油，或油过量时及时排出，补油装置由单向补油阀1、常开进油阀4、限位补偿阀8和安全阀9组成。限位补偿阀8平时为关闭状态，用于将液压腔19与单向补油阀1隔开。当隔膜13处于后始点时，限位补偿阀8自动打开，液压腔19与单向补油阀1导通，可进行补油。而当液压腔19内补油过量时，在压力作用下，安全阀9自动打开将其排出，确保液压腔内油量始终保持在理想状态。

在限位补偿阀8和隔膜13间增设有后限制板14，后限制板14安装在液缸体2上，后限制板14上设有若干能防止隔膜破坏的过流孔20，过流孔20能够承受较高倒灌压力。后限制板14与隔膜13相对的一面为弧形，该弧形与隔膜处于后始点时的形状对应。由于液化气介质在吸入过程中进口都有倒灌压力，使隔膜往后限制板14方向受压变形，后限制板14的作用就是当这种情况出现时，给隔膜13以支撑，防止隔膜因支承孔过大而损坏，以延长隔膜使用寿命。

对于隔膜式泵，由于隔膜将介质与液压腔分隔，不会出现介质泄漏状况，且柱塞处于液压油浸泡之中，填料密封性很好。

本实用新型在使用过程中应注意以下几方面：

1、柱塞式液化气计量泵应控制泄漏量的大小，尽量减小泄漏，避免因汽化降温带来的填料硬化失效。

2、隔膜式液化气计量泵因隔膜将介质与液压腔分隔，不会出现介质泄漏状况，且柱塞处于液压油浸泡之中，填料密封性很好，填料与柱塞的使用寿命均较长。

3、泵在开车时，注意排出管路的泄压排气工作，以免出现液缸腔内的“气堵”现象。

4、在装拆和检修时，应注意阀组的对中性和导向间隙，以减少阀球在起跳过程中产生的摩擦损失。

Claims (3)

1、液化气用计量泵液缸部件，它包括液缸体(2)、柱塞(5)和圆筒状的密封填料箱(3)，密封填料箱(3)设于柱塞(5)和液缸体(2)之间将柱塞(5)包覆，在液缸体(2)、柱塞(5)、吸入阀组和排出阀组间形成供介质通过的液缸腔(16)，在密封填料箱(3)两端的柱塞(5)和液缸体(2)之间设有过流间隙(17)，其特征在于：在靠近液缸腔(16)的密封填料箱(3)一端沿圆心设有一与过流间隙(17)连通的承压凹坑(18)，凹坑(18)边沿与柱塞(5)的间隙大于柱塞(5)和液缸体(2)之间的过流间隙(17)。

2、根据权利要求1所述的液化气用计量泵液缸部件，其特征在于：所述凹坑(18)边沿与柱塞(5)的间隙是柱塞(5)和液缸体(2)之间过流间隙(17)的2～4倍。

3、根据权利要求1所述的液化气用计量泵液缸部件，其特征在于：所述计量泵为限位补偿式隔膜计量泵，隔膜(13)设于介质和液压腔(19)之间将两者分隔，在限位补偿阀(8)和隔膜(13)间设有后限制板(14)，后限制板(14)安装在液缸体(2)上，后限制板(14)上设有若干能防止隔膜破坏的过流孔(20)，后限制板(14)与隔膜(13)相对的一面为弧形，该弧形与隔膜处于后始点时的形状对应。

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