一种往复泵密封装置及其系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于往复泵密封技术领域，具体涉及一种往复泵密封装置及其系统。本发明专利技术的往复泵密封装置包括沿柱塞轴向依序布置的主密封段、液封环及副密封段；通过控制主密封段的密封压力，使得来自介质腔的高压介质的压降零点和来自液封环的低压隔离液的压降零点位于主密封段内的同一点处，或两者的压降区域在主密封段内存在重叠。该往复泵密封装置能在延长填料使用寿命的同时，确保往复泵密封的无泄漏性。确保往复泵密封的无泄漏性。确保往复泵密封的无泄漏性。

【技术实现步骤摘要】
一种往复泵密封装置及其系统


[0001]本专利技术属于往复泵密封
，具体涉及一种往复泵密封装置及其系统。

技术介绍

[0002]柱塞和密封填料或V型圈构成的往复泵密封是柱塞式往复泵的核心部件，其寿命指标直接决定泵的性能及可靠性。实际安装时，位于填料函体内的填料，被填料压盖压紧形成的预紧力均匀而致密地压填在柱塞的外圆表面，从而达到往复泵密封的密封效果。由于柱塞表面总有些粗糙，其与填料只能是部分贴合，而部分未接触，这就形成了无数个迷宫；当有压介质通过柱塞表面的时候，有压介质被多次节流，压力也就逐渐降低，直至为零，这样密封副就凭借着“迷宫效应”而实现密封的目的。同时，往复泵密封又是一对往复运动副的组成的动密封，柱塞与填料间的贴合、摩擦也类似滑动轴承，故应有足够的液体进行润滑，以保证密封有一定的寿命，即所谓的“轴承效应”。由此可见，良好的填料密封，应是迷宫效应和轴承效应的综合。
[0003]实际操作时，由于填料是弹塑性体，当受到填料压盖的轴向预紧力压紧后，填料与柱塞间迷宫变小、阻力变大，抑制高压流体的流动能力变强，高压流体沿柱塞轴向压力降明显，且预紧力越大，上述作用就越强。传统的单密封结构，当泵送介质为无害物质时，微泄漏在一定范围内是被允许的，允许的范围一般为：当泵额定流量不小于10
m3
/h时,填料函泄漏量不应超过泵额定流量的0.01％；泵额定流量小于10
m3
/h时,填料函泄漏量应不超过1L/h。然而，当泵送介质为易结晶、贵重或其他不能泄漏物质时，这种微泄漏却是不被允许的，需要避免或更换泵型。
[0004]鉴于此，也有采用有压主密封副密封的双密封结构，来改善密封条件的做法；工作时，双重密封的填料中间设有液封环并注入溶剂或水作为冲洗液，一方面用于稀释到达此处的输送介质，一方面可起到冷却和润滑填料作用，防止介质过热蒸发，使密封区间保持稳定的温度，从而达到洁净副密封，延长密封使用寿命。然而，一方面，上述主、副密封的填料由于分别采用各自的填料压盖压紧，使得该结构下的主、副密封均为高压密封，工作时需要同时对主副密封的填料压盖施加较大的预紧力才能保证其密封性能。另一方面，针对这一类密封的预紧力施加一般较为随意、完全依赖操作人员的实际经验，因此往往使得密封的实际使用寿命具有较大的不确定性和随机性，密封使用寿命提高有限，导致使用上仍具有很大的局限性。亟待解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术的其中一个目的是克服上述现有技术的不足，提供一种往复泵密封装置，其能在延长填料使用寿命的同时，确保往复泵密封的无泄漏性；本专利技术的另一个目的在于提供一种应用该往复泵密封装置的系统，从而具体化的建立密封体系，确保最终的介质密封效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种往复泵密封装置，其特征在于：包括沿柱塞轴向依序布置的主密封段、液封环及副密封段；通过控制主密封段的密封压力，使得来自介质腔的高压介质的压降零点和来自液封环的低压隔离液的压降零点位于主密封段内的同一点处，或两者的压降区域在主密封段内存在重叠。
[0008]优选的，该装置包括具备介质腔的介质区以及位于介质区一侧的填料区，填料区处安装有柱塞，柱塞前端贯穿填料区后伸入至高压介质腔处；所述填料包括沿柱塞轴向由前至后依序同轴套设的所述主密封段、液封环以及副密封段；该装置还包括填料压盖，所述填料压盖的前端越过副密封段后抵紧在液封环外端面处，并通过施力件实现对主密封段的可控式轴向施压目的。
[0009]优选的，填料压盖的前端同轴凹设有凹环口，该凹环口与液封环外端面间共同围合形成开口朝向柱塞的环形沉槽，该环形沉槽构成用于容纳副密封段的密封槽。
[0010]优选的，所述主密封段处密封压力高于副密封段处密封压力，且副密封段处低压隔离液的压降零点位于副密封段的大气侧。
[0011]优选的，主密封段处填料为组合结构，且位于低压区的填料特点为轴向应变小且内径间隙尺寸大，此时该低压区的填料受轴向压力时密封蠕变柔量小，使得密封初始径向预紧力小，使得低压隔离液受控进入主密封段的低压区，以达到在同一个预紧力作用下高压区和低压区压力降趋势存在差异，最终使得主密封段内高压区压降大而低压区压降小。
[0012]优选的，应用所述往复泵密封装置的系统，包括用于存储隔离液的隔离箱，液封环上径向贯穿设置进液流道，该进液流道的进液端通过冲洗管路连通所述隔离箱的出液端。
[0013]优选的，所述隔离箱的出液端高度高于进液流道的进液端高度。
[0014]优选的，该系统还包括低压回流管路，液封环上径向贯穿设置出液流道，低压回流管路的进液口连通出液流道的出液端，低压回流管路的出液口连通介质腔的介质入口；低压回流管路上设置有避免液流向液封环处逆流的单向阀。
[0015]优选的，隔离箱内还设置有冷却盘管，冷却盘管的一端经由第一开关阀V1连通介质腔的介质出口，冷却盘管的另一端经由第二开关阀V2连通介质腔的介质入口；第一开关阀V1和第二开关阀V2所在管路上以及隔离箱上均布置有温度传感器和压力传感器。
[0016]优选的，所述施力件为扭力扳手或带有扭力显示功能的扭力控制设备。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]1)、抛弃了传统的等压设计的主密封段及副密封段的布局方式，转而通过对主密封段的独立操作，使得主密封段的密封压力可调，从而配合液封环处的低压隔离液，实现延长填料使用寿命的同时，确保往复泵密封的无泄漏性的目的。
[0019]更具体而言，实际操作时，通过对主密封段密封压力的控制，将高压流体也即介质腔处的高压介质封堵在主密封段内的高压侧，低压洁净液或者说是低压隔离液浸渍于主密封段内的低压侧，且低压隔离液压降零点延伸至上述高压侧内，并与高压介质压降零点重合或存有重叠区域。此时，通过上述主密封段对高压流体的封堵作用，可成功将泵送高压流体封堵在主密封段内从而实现无泄漏的目的；同时通过高压流体和低压洁净液在主密封段内的无间断存在，亦能实现该往复密封副的润滑和冷却目的，最终得以提高密封副的使用寿命。
[0020]当泵运行一段时间后，主密封段受到正常磨损，密封压力减少时，可以重复通过对
主密封段密封压力的控制，实现不停车的工况下的持续使用目的，直至达到密封的最大使用寿命。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的系统结构图；
[0022]图2为本专利技术的压力曲线在主密封段内存在重叠状况时的示意图。
[0023]本专利技术各标号与部件名称的实际对应关系如下：
[0024]a
‑
介质腔；b
‑
隔离腔；
[0025]10
‑
柱塞；20
‑
主密封段；30
‑
液封环；40
‑
副密封段；
[0026]50
‑
填料压盖；51
‑
凹环口；60
‑
施力件；71
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种往复泵密封装置，其特征在于：包括沿柱塞(10)轴向依序布置的主密封段(20)、液封环(30)及副密封段(40)；通过控制主密封段(20)的密封压力，使得来自介质腔(a)的高压介质的压降零点和来自液封环(30)的低压隔离液的压降零点位于主密封段(20)内的同一点处，或两者的压降区域在主密封段(20)内存在重叠。2.根据权利要求1所述的一种往复泵密封装置，其特征在于：该装置包括具备介质腔(a)的介质区以及位于介质区一侧的填料区，填料区处安装有柱塞(10)，柱塞(10)前端贯穿填料区后伸入至高压介质腔(a)处；所述填料包括沿柱塞(10)轴向由前至后依序同轴套设的所述主密封段(20)、液封环(30)以及副密封段(40)；该装置还包括填料压盖(50)，所述填料压盖(50)的前端越过副密封段(40)后抵紧在液封环(30)外端面处，并通过施力件(60)实现对主密封段(20)的可控式轴向施压目的。3.根据权利要求2所述的一种往复泵密封装置，其特征在于：填料压盖(50)的前端同轴凹设有凹环口(51)，该凹环口(51)与液封环(30)外端面间共同围合形成开口朝向柱塞(10)的环形沉槽，该环形沉槽构成用于容纳副密封段(40)的密封槽。4.根据权利要求2或3所述的一种往复泵密封装置，其特征在于：所述主密封段(20)处密封压力高于副密封段(40)处密封压力，且副密封段(40)处低压隔离液的压降零点位于副密封段(40)的大气侧。5.根据权利要求2或3所述的一种往复泵密封装置，其特征在于：主密封段(20)处填料为组合结构，且位于低压...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广兵，刘海山，王永强，文宏刚，夏添，陈正文，董文平，赵以奎，韩彩红，
申请(专利权)人：合肥通用环境控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：