專利名稱：一種含固介質柱塞泵填料密封裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于石油、化工、煤化工、食品等的填料密封領域，特別涉及一種含固
體介質柱塞泵填料密封裝置。
背景技術：
在煤液化工藝中水煤漿和油煤漿進料泵輸送介質中含有大量的煤粉顆粒，在油田 使用的鉆井柱塞泵輸送的泥漿中含有大量破碎的巖石顆粒，油田注水泵輸送介質中也含有 大量的泥沙。柱塞泵在上述工況運行過程中，輸送介質中的固體顆粒容易磨損柱塞及填料， 使泵密封很容易泄露，從而導致泵不能正常工作，而且頻繁更換填料，影響正常生產。
中國專利公開號CN201043513Y公開了 一種用于固體顆粒介質的密封裝置，用一 個與主泵相位差為180°的小柱塞泵向齒形環里注油，達到隔離和稀釋輸送的顆粒介質的 作用，此泵需要配套柱塞沖洗泵，并與主泵有一個180°的相位差，即在主泵沖程的時候，配 套小柱塞泵吸入液體，當主泵回程的時候，配套小柱塞泵排除液體沖洗齒形環。其結構比較 復雜，生產成本高，還依賴于注油泵的可靠性。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術存在種種不足與缺陷，經發明人長期從事于 煤化工工程設備開發研究和生產實踐開發提供結構獨特簡單，生產成本低，密封性好，使用 壽命長的一種含固介質柱塞泵填料密封裝置。 本發明提供一種含固介質柱塞泵填料密封裝置，其特征在于包括柱塞l，為一個 臺階異徑體，前端直徑大D，后端直徑小d，后端直徑d是前端直徑D的0. 85 0. 99倍，即沖 洗液量為泵流量的1 28% ;主填料壓蓋與柱塞小徑部分形成一個空腔，柱塞在往復運動 過程中，腔體體積不斷發生變化壓縮沖洗液體，使沖洗液進入隔離體。柱塞在沖程過程中， 腔體體積逐漸擴大，入口單向閥打開，出口單向閥關閉，從沖洗液罐吸入沖洗液進入主填料 壓蓋與柱塞小徑部分形成的空腔內；柱塞在回程過程中，腔體體積逐漸減小，出口單向閥打 開，入口單向閥關閉，排出腔體內的沖洗液經沖洗液管至沖洗液導向環。沖洗液經導向環將 流體均勻分布后進入隔離體，沖洗液進入隔離體的顆粒介質，起到將固體顆粒與柱塞密封 隔離的效果。當柱塞沖程的時候，分布于柱塞與隔離體之間的沖洗液少量進入輸出系統，起 到阻隔輸送的顆粒介質，有效阻止了顆粒介質進入到主填料函。 主填料壓蓋2，所述主填料壓蓋在軸向上分布4 20個孔，優選為6 12個孔， 使沖洗液分布均勻且暢通進入到輸送管中，主填料壓蓋緊壓主填料函IO，并與填料體3有 螺紋連接，主填料壓蓋與柱塞小徑部分形成一個空腔，主填料壓蓋與柱塞之間有副填料函7 將其密封； 填料體3，包覆在柱塞的外圍，前端與泵頭相連，后端與動力部分相接，在填料體內 部與柱塞之間設有隔離體，填料體與柱塞間有填料函密封； 入口單向閥9和出口單向閥4，設置在填料體中部柱塞相對兩側，出口單向閥與沖洗管5相連，入口單向閥與沖洗液罐13相連通； 沖洗管5，設置在填料體的前部出口單向閥同一側，與出口單向閥相連，并與沖洗 液導向環11連通； 副填料壓蓋6與副填料函7，副填料壓蓋設在副填料函一端并將副填料函壓緊，副 填料壓蓋與主填料壓蓋用螺紋連接，副填料函7主要是用來密封沖洗液介質；
0形密封圈8，設在主填料壓蓋2和填料體3之間，通過0形密封圈將主填料壓蓋 與填料體密封； 主填料函IO，為盤根與襯環交替裝配的多組填料，設在主填料壓蓋和沖洗液導向 環11之間柱塞周圍，由主填料壓蓋將其壓緊，并通過主填料函將隔離體與柱塞密封，主填 料函對泵輸送介質起到密封作用； 沖洗液導向環ll，在周向上分布有4 20孔，優選為6 12個孔，使沖洗液均勻 分布后進入隔離體，設在隔離體后； 隔離體12，為齒槽形結構，隔離體與柱塞間有0. 2 4mm的間隙，優選為0. 5 2mm，間隙越小，所需的沖洗液量就越小，隔離體設在沖洗液導向環前； 沖洗液罐13，設在填料密封裝置之外，與入口單向閥相連通，為一定壓罐，維持壓
力0. 05 0. 3MPa，以便于流體進入隔離腔內。 本發明提供的含固體介質柱塞泵填料密封裝置的特點為 1、采用注入液機構和隔離體，有效避免柱塞的磨損，延長柱塞和填料的使用周 期； 2、注入液量的大小根據用戶需要，方便調整；
3、結構獨特簡單，生產成本低； 4、輸送高溫高壓顆粒介質時，泵的填料函使用周期長，不易損壞；
5、可以適用于單柱塞泵和多柱塞泵的填料密封。
圖1為含固介質柱塞泵填料密封裝置填料部分結構剖示圖
圖2為柱塞結構剖示圖
具體實施例方式
本發明用下列具體實施方案結合附圖對本發明作進一步說明，但本發明保護范圍 并不限于下列具體實施方案。 本發明的填料密封裝置，包括柱塞1 、主填料壓蓋2 、填料體3 、出口單向閥4、沖洗 液管5、副填料壓蓋6、副填料函7、0形密封圈8、入口單向閥9、主填料函10、沖洗液導向環 11、隔離體12、沖洗液罐13。填料體3包覆在柱塞1的外圍，填料體3前端與泵頭相連，后 端與動力部分連接，在填料體3內部與柱塞1之間設置有隔離體12，所述的隔離體12為齒 槽形結構，隔離體12與柱塞1有2mm的間隙，間隙越小，所需的沖洗液量就越小，隔離體12 后設有沖洗液導向環11。填料體3與柱塞1有主填料函10將其密封，主填料函10有主填 料壓蓋2將其壓緊，主填料壓蓋2與填料體3有螺紋連接，用一個0形密封圈8密封。主填 料函10對泵輸送介質起到絕對的密封作用。主填料壓蓋2與柱塞1之間有副填料函7將
4其密封，副填料函7用副填料壓蓋6將其壓緊。副填料壓蓋與主填料壓蓋用螺紋連接。副 填料函7主要是用來密封沖洗液介質。 所述的填料體3后方設置有入口單向閥9和出口單向閥4，前方裝有沖洗管5。出 口單向閥出口與沖洗管5相連，入口單向閥進口與維持壓力0. 05 0. 3MPa的定壓罐相連 通，以便流體進入隔離腔內，沖洗管5與沖洗液導向環11連通。 所述柱塞1為有一個臺階的異徑體，前端直徑為D，后端直徑為d(見圖2)。所述 的柱塞1后端的直徑d是前端直徑D的0. 95倍，即沖洗液量為泵流量的10% 。主填料壓蓋 2，在軸向上分布12個孔，使沖洗液能暢通進入到輸送管中，與柱塞1小徑d部分形成一個 空腔a，柱塞在往復運動過程中，腔體體積不斷發生變化壓縮沖洗液體，使沖洗液進入隔離 體。柱塞1在沖程過程中，出口單向閥4關閉，入口單向閥9打開，腔體a體積逐漸擴大，從 沖洗液罐吸入沖洗液；柱塞1在回程過程中，出口單向閥4打開，入口單向閥9關閉，腔體a 體積逐漸縮小，排出沖洗液至沖洗液導向環ll，沖洗液導向環11在周向上分布有10個孔， 使沖洗液均勻分布后進入隔離體12。沖洗液經導向環將流體重新分布后進入隔離體12，沖 洗進入隔離體12內的顆粒介質。當柱塞沖程的時候，分布于柱塞1與隔離體12之間的沖 洗液阻隔泵輸送的顆粒介質。有效阻止了顆粒介質進入到主填料函IO，避免了柱塞與填料 的磨損。 應用實例一 在煤直接液化工藝中，采用本發明作為煤漿進料泵，將溫度為18(TC，含固45% wt 的油煤漿，壓力從O. lMPa提升到21.0MPa后輸送到高溫高壓反應器。沖洗液采用不含煤粉 的溶劑油，起到沖洗隔離套，阻止煤漿進入填料函。大大延長了填料的使用壽命，保護了柱塞。
權利要求
一種含固介質柱塞泵填料密封裝置，其特征在于包括柱塞，為一個臺階異徑體，前端直徑大，后端直徑小，后端直徑與前端直徑比為0.85～0.99；主填料壓蓋，在軸向上分布4～20個孔，主填料壓蓋緊壓主填料函，并與填料體有螺紋連接，主填料壓蓋與柱塞小徑部分形成一個空腔，主填料壓蓋與柱塞之間有副填料函將其密封；填料體，包覆在柱塞的外圍，前端與泵頭相連接，后端與動力部分連接，在填料體內部與柱塞之間設有隔離體，填料體與柱塞間有填料函密封；入口單向閥和出口單向閥，設置在填料體后部柱塞相對兩側，出口單向閥與沖洗管相連，入口單向閥與沖洗液罐相連通；沖洗管，設置在填料體的前部出口單向閥同一側，與出口單向閥相連，并與沖洗液導向環連通；副填料壓蓋與副填料函，副填料壓蓋設在副填料函一端并將副填料函壓緊，副填料壓蓋與主填料壓蓋用螺紋連接；O形密封圈，設在主填料壓蓋和填料體之間，通過O形密封圈將主填料壓蓋與填料體密封；主填料函，為盤根與襯環交替裝配的多組填料，設在主填料壓蓋和沖洗液導向環之間柱塞周圍，由主填料壓蓋將主填料函壓緊；沖洗液導向環，在周向上分布有4～20孔，設在隔離體后，使沖洗液均勻分布后進入隔離體；隔離體，為齒槽形結構，隔離體與柱塞間有0.2～4mm的間隙，隔離體設在沖洗液導向環前；沖洗液罐，設在填料密封裝置之外，與入口單向閥相連通。
全文摘要
本發明涉及含固介質柱塞泵填料密封裝置，包括柱塞、主填料壓蓋、填料體、出口單向閥、沖洗液管、副填料壓蓋、副填料函、O形圈、入口單向閥、主填料函、沖洗液導向環、隔液體。填料體包覆在柱塞的外圍，填料體前端與泵頭相連，后端與動力部分連接，在填料體內部與柱塞之間設置有隔離體，隔離體為一齒槽形結構，其后設有沖洗液導向環。填料體與柱塞有主填料函將其密封，主填料函有主填料壓蓋將其壓緊，主填料壓蓋與填料體有螺紋連接，用一O形密封圈密封。主填料函為盤根與襯環交替裝配的多組填料，其對泵輸送介質起到絕對的密封作用。主填料壓蓋與柱塞之間有副填料函將其密封，副填料函用副填料壓蓋將其壓緊。
文檔編號F04B53/02GK101725521SQ200910241250
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者何平, 何建鏵, 蘭建華, 史士東, 吳向陽, 朱曉蘇, 李文博, 王雨, 章序文, 陳玨 申請人:煤炭科學研究總院;上海化工研究院