一种柱塞式往复泵制造技术

一种柱塞式往复泵，适用于煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送，液力端包括吸入、排出煤浆的泵缸和往复运动的柱塞，保留常规泵缸内注入液U形流动路径的结构，使用分隔器增加注入液接触泵缸壁的前置流道；注入油流过泵缸内壁的路径延长，使注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形或W形等，柱塞外套、柱塞、柱塞填料函被有害物(高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)污染或泄漏污染环境的概率大幅降低；注入油前置流道可显著增加冷却泵缸壁的传热面积、吸热能力，高温煤浆接触泵缸内壁面积剧降可剧降其传递给泵缸壁、柱塞端的热量；该泵可输送温度更高的液料、显著提高柱塞端的操作安全性、扩大往复泵应用范围。

A Plunger Reciprocating Pump

【技术实现步骤摘要】
一种柱塞式往复泵
本专利技术涉及一种柱塞式往复泵，适用于煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送，液力端包括吸入、排出煤浆的泵缸和往复运动的柱塞，保留常规泵缸内注入液U形流动路径的结构，使用分隔器增加注入液接触泵缸壁的前置流道；注入油流过泵缸内壁的路径延长，使注入油在泵缸内的存在路径或流动路径呈N形或W形等，柱塞外套、柱塞、柱塞填料函被有害物(高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)污染或泄漏污染环境的概率大幅降低；注入油前置流道可显著增加冷却泵缸壁的传热面积、吸热能力，高温煤浆接触泵缸内壁面积剧降可剧降其传递给泵缸壁、柱塞端的热量；该泵可输送温度更高的液料、显著提高柱塞端的操作安全性、扩大往复泵应用范围。
技术介绍
本专利技术所述柱塞式往复泵，通常用于输送高温液体或低温液体，用于输送含固体颗粒的浆液或和含腐蚀性组分液料或和含燃爆性组分液料或和有毒组分液料或含放射性组分液料，如煤加氢直接液化装置使用的高压差常温煤浆泵、高压差中温煤浆泵、高压差高温煤浆泵、高压差高温冲洗油泵。本专利技术所述泵送目标液料，指的是柱塞式往复泵输送的工艺物料，是不同于注入液的主体泵送物料，如输送油煤浆的柱塞式往复泵所输送的油煤浆。本专利技术所述输送含固浆液的柱塞式往复泵，典型应用是输送油煤浆的柱塞式往复泵，其工作方式使用隔离液或隔离注入液，隔离液的工作方式可以是一次注入长期使用或者间断注入间断排放或者连续注入连续排放，排放的隔离注入液可以最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液料排出泵腔，以防止有害物(低温液料、高温液体、固体浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等组分)进入柱塞的密封盘根(密封填料)部位，或者防止高温介质(低温介质)进入柱塞外套中接触柱塞产生超限的热变形(冷变形)，或者防止固体颗粒进入柱塞的密封盘根(密封填料)部位而加剧盘根的磨损，或者防止腐蚀性介质进入柱塞外套中接触柱塞产生腐蚀，或者防止有害组分介质进入柱塞外套中泄露进入环境或者接触人体。本专利技术隔离液的工作方式通常是间断注入间断排放或者连续注入连续排放。本专利技术所述输送油煤浆的柱塞式往复泵，通常指的是使用隔离注入液的输送油煤浆的柱塞式往复泵，其结构本质上属于隔离式往复泵；当连续或有规律间断地输入注入液时，可以使用主驱动机(比如主电机)驱动的主泵动力端驱动的注入液往复泵(如计量往复泵)输送注入液，以保证动作的协调性和一致性。本专利技术所述正常工作的柱塞式往复泵成套泵组，至少包括驱动端(动力端)、液力端，驱动端可能包括相连的原动机(可为电机、变频电机、柴油机、液压马达、蒸汽机等)、联轴器及其防护罩、变速器、齿轮箱、曲轴、连杆、十字头、拉杆，液力端通常包括柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)、泵缸、进液单向阀、排液单向阀、导液管。本专利技术的主要目标是提出对液力端的泵缸缸体内隔离注入液的流动路径、泵送目标液料的流动路径的改进，因此，本专利技术的主要技术方案是提出布置于泵缸缸体内的能够控制液体存在或流动通道、控制不同液料分布空间的路径部件或容积部件及其结构、安装方案，并说明操作方案和操作效果。一种属于柱塞式往复泵的隔离泵的结构信息见文献A01：①出版物名称：《煤炭液化技术》，118页至120页；②检索用图书编码：ISBN编码：7-5020-2335-6；③中国版本图书馆CIP数据核字(2003)第063071号；④主编：舒歌平；⑤出版社：煤炭工业出版社；该文献介绍了保持隔离液界面的隔离泵的工作原理和示意图。一种属于柱塞式往复泵的隔离泵的结构信息见文献A02：①出版物名称：《煤炭直接液化工艺与工程》(出版时间2015年02月)，232页至233页；②检索用图书编码：ISBN编码：9-78703-04308-23；③编著：吴秀章、舒歌平、李克健、谢舜敏；④出版社：科学出版社；该文献介绍了一种油煤浆柱塞式往复泵，在柱塞的密封函采用同步注入注入油(隔离油、注射油)、冲洗油、密封油的工作方式，填料盒为金属节流圈+特殊PTFE填料圈的双填料盒，注射油通过同步驱动的轴头注射泵注入高压填料，末端填料处采用密封油进行冷却和润滑，冲洗油注入低压填料和高压填料之间，起到润滑和带走可能通过高压填料带来的固体颗粒的作用。该泵泵缸体内包含注入液常存区、油煤浆常存区、注入液和油煤浆交替存在区，泵缸内注入液排出泵缸的流径属于U形流。申请日为2015年06月25的中国专利ZL201520443034.8一种柱塞往复泵及其系统，该柱塞往复泵包括泵体、导液管、入口阀(含阀球和阀座)、出口阀(含阀球和阀座)、柱塞、柱塞外套、填料箱、填料、蒸汽保温夹套。该柱塞往复泵系统除含上述柱塞往复泵外，还包括驱动、密封油、蒸汽保温、冷却水、润滑油及变频控制系统，配置了注入泵，入、出口支管与主管，入、出口缓冲罐及安全阀。中国专利ZL201520443034.8一种柱塞往复泵及其系统，填料箱(填料函)内含有沿柱塞的轴线从内向外依次设置的三道填料即第一道填料、第二道填料和第三道填料，其最大结构特点是：提出了一种柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)的冲洗系统的新结构，在填料箱体内，位置在第一道填料和第二道填料之间，加工了一段带有内螺纹的槽，即内螺纹形状的槽，带内螺纹的槽与柱塞的外圆就形成了一个填料冲洗腔，冲洗油入口和冲洗油出口与该填料冲洗腔连通，这样能更好地对填料进行冲洗、润滑、冷却和隔离。在现有的其它冲洗系统设计方案中，都没有设计一个带有内螺纹的衬套，而是填料箱内径与柱塞的外径形成的微小间隙来实现冲洗的。该泵泵缸体内包含注入液常存区、油煤浆常存区、注入液和油煤浆交替存在区，泵缸内注入液排出泵缸的流径属于U形流。《煤炭直接液化工艺与工程》232页至233页记载的柱塞式往复泵与ZL201520443034.8记载的柱塞式往复泵，整体结构和工作特点大体是相同或相近的，其中泵缸腔体内的控制液体流路通道、控制不同液料分布空间的路径部件或容积部件及其结构、安装方案、工作方式和操作效果是相同或相近的，分析如下：①如图1、图2、图3、图4所示，泵缸15内设置有泵腔15V，泵腔15V内布置有伸入泵腔15V下部的连接泵腔出口的导液管33，导液管33下部侧面开口33-7，这样与不设置导液管33的泵腔15V相比，将1个圆柱空间分割为了1个环柱形外室(简称外环室)15-33-V、1个圆柱形内环室(简称内柱室)33IN-V和1个底部进料/缓冲区15-33-DV；为了消除底部可能存在的流动死区，导液管33下部开口布置于侧面，从而使得泵腔吸入液料过程形成驱使泵腔15V的底部进料/缓冲区15-33-DV沉积的可能含固体颗粒的液料的全上升式的进料流场，泵腔15V底部的进料段形状可以呈扩大型喇叭口，即利于形成射向进口段壁面的冲击性喷射流；底部进料/缓冲区15-33-DV，上部边界线大约与导液管33的侧壁开口平齐、下部边界线以进料单向阀回座关闭后的上界面为起始面，该上界面大约是动态的，因此是一个概念上的分界面，但是它客观地存在着；②泵组正常工作过程，基于柱塞的往复运动，泵缸内部的外环室15-33-V交替地吸入液料(包括油煤浆、注入油)和排出液料，外环室15-33-V的上部存在注入液常存区15-33-V-T，操作正常时，该区域的主体空间基本不存在新鲜泵送目标液料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱塞式往复泵，其特征在于：所述柱塞式往复泵PUMP，用于输送可能含固体颗粒的液料；所述柱塞式往复泵PUMP包括泵缸(15)，泵缸(15)的上部设有液料出口，泵缸(15)的下部设有液料入口，泵缸(15)的内腔设置导液管(33)和至少1个分隔器XKP；所述柱塞往复泵PUMP还包括能够将泵缸(15)的内腔的泵送介质送入导液管(33)的柱塞(111)；导液管(33)位于最内侧分隔器1KP的内部空间中，导液管(33)的下端朝向泵缸(15)的所述液料入口，导液管(33)的有开口的上端与泵缸(15)的所述液料出口连通或者穿过所述液料出口；分隔器XKP，位于泵缸(15)壁与导液管(33)之间，分隔器XKP与泵缸(15)壁之间的腔室用作前置液腔，与柱塞填料函或和柱塞套的空间连通，作为注入液的存留前置液腔或流向导液管(33)的过流前置液腔使用；在泵缸(15)进料行程中，分割器XKP将泵缸(15)吸入的泵送目标液料限制在不接触泵缸(15)侧壁的流道腔中；在泵缸(15)排料行程中，与分割器XKP接触的流道腔中的泵送目标液料，进入导液管(33)，导液管(33)向泵缸外排出液料；可能存在的来自柱塞填料函或和柱塞套的注入液，流过前置液腔后进入最内侧分隔器1KP的内部空间，进入导液管(33)内部空间后上行排出泵缸(15)；泵缸(15)的内腔设置1个或2个或多个分隔器XKP，与导液管(33)相邻的分隔器为最内侧分割器1KP。...

【技术特征摘要】
1.一种柱塞式往复泵，其特征在于：所述柱塞式往复泵PUMP，用于输送可能含固体颗粒的液料；所述柱塞式往复泵PUMP包括泵缸(15)，泵缸(15)的上部设有液料出口，泵缸(15)的下部设有液料入口，泵缸(15)的内腔设置导液管(33)和至少1个分隔器XKP；所述柱塞往复泵PUMP还包括能够将泵缸(15)的内腔的泵送介质送入导液管(33)的柱塞(111)；导液管(33)位于最内侧分隔器1KP的内部空间中，导液管(33)的下端朝向泵缸(15)的所述液料入口，导液管(33)的有开口的上端与泵缸(15)的所述液料出口连通或者穿过所述液料出口；分隔器XKP，位于泵缸(15)壁与导液管(33)之间，分隔器XKP与泵缸(15)壁之间的腔室用作前置液腔，与柱塞填料函或和柱塞套的空间连通，作为注入液的存留前置液腔或流向导液管(33)的过流前置液腔使用；在泵缸(15)进料行程中，分割器XKP将泵缸(15)吸入的泵送目标液料限制在不接触泵缸(15)侧壁的流道腔中；在泵缸(15)排料行程中，与分割器XKP接触的流道腔中的泵送目标液料，进入导液管(33)，导液管(33)向泵缸外排出液料；可能存在的来自柱塞填料函或和柱塞套的注入液，流过前置液腔后进入最内侧分隔器1KP的内部空间，进入导液管(33)内部空间后上行排出泵缸(15)；泵缸(15)的内腔设置1个或2个或多个分隔器XKP，与导液管(33)相邻的分隔器为最内侧分割器1KP。2.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：当分隔器XKP数量为2个或多个时，泵缸(15)内注入液在相邻液流通道中的主体运动方向是相反的。3.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：在泵缸(15)进料行程中，与导液管(33)相邻的最内侧分割器1KP将泵缸(15)吸入的泵送目标液料限制在最内侧分割器1KP包围的流道腔中；在泵缸(15)排料行程中，最内侧分割器1KP包围的流道腔中交替存在区的泵送目标液料，进入导液管(33)，导液管(33)向泵缸外排出液料。4.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：导液管(33)的轴线沿竖直方向设置，导液管(33)下端的侧壁上设置过流孔，导液管(33)下端位于最内侧分割器1KP内部空间的下端。5.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP的泵缸内的内置液体流道部件，在与泵缸(15)壁接触的内置液体流道中制造出液体流速低的相对滞留区，位于相关流道转向区的末端。6.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP的分割器XKP的用途，选自下列中的1种或几种：①耐冲蚀、磨蚀衬套；②耐腐蚀衬套；③耐热衬套；④耐低温衬套；⑤低传热系数衬套。7.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP使用的分割器XKP的装配安装方式，自泵缸排料口装入或自泵缸进料口装入。8.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP使用的分割器XKP，与其它部件组成组合件的组合方式，选自下列中的1种或几种：①与导液管(33)构成组合件；②与和泵缸排料口相邻的出口单向阀的阀座构成组合件；③与和泵缸排料口相邻的出口单向阀的阀体构成组合件；④与和泵缸进料口相邻的进料口单向阀的阀体构成组合件；⑤与和泵缸进料口相邻的进料口单向阀的阀套构成组合件。9.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP的分割器XKP的形状为可能设置过流孔的圆筒形。10.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP系统，使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体。11.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP系统，使用的一体式泵缸体有1个或2个或多个泵腔室。12.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP的泵送目标液料，选自下列中的1种或几种：①高温液体；②低温液料；③高压液料；④高温高压液料；⑤高温高压含固液料；⑥含易凝结组分液料；⑦含易挥发组分液料；⑧含固体浆液；⑨含腐蚀组分液料；⑩含燃爆组分液料；含毒性组分液料；含放射性组分液料。13.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP的填料函或柱塞套加入的注入液的工作方式，选自下列中的1种或几种：①一次注入长期使用；②间断注入间断排放，排放的注入液最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液体排出泵腔；③连续注入连续排放，排放的注入液最终进入泵体的泵腔中随泵送目标液体排出泵腔。14.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP的操作条件为：温度为150～400℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为10.0～100.0MPa、固体浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～150m3/h。15.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其操作条件为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为6.0～30.0MPa、固体浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m3/h。16.根据权利要求1所述的柱塞式往复泵，其特征在于：柱塞式往复泵PUMP是煤加氢直接液化反应过程或煤油共炼加氢反应过程的油煤浆升压泵，其操作条件为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为10.0～25.0MPa、固体浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m3/h。17.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：何巨堂，
申请(专利权)人：何巨堂，
类型：发明
国别省市：河南,41