[发明专利]一种含固介质柱塞泵填料密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于石油、化工、煤化工、食品等的填料密封领域，特别涉及一种含固体介质柱塞泵填料密封装置。 

背景技术

在煤液化工艺中水煤浆和油煤浆进料泵输送介质中含有大量的煤粉颗粒，在油田使用的钻井柱塞泵输送的泥浆中含有大量破碎的岩石颗粒，油田注水泵输送介质中也含有大量的泥沙。柱塞泵在上述工况运行过程中，输送介质中的固体颗粒容易磨损柱塞及填料，使泵密封很容易泄露，从而导致泵不能正常工作，而且频繁更换填料，影响正常生产。 

中国专利公开号CN201043513Y公开了一种用于固体颗粒介质的密封装置，用一个与主泵相位差为180°的小柱塞泵向齿形环里注油，达到隔离和稀释输送的颗粒介质的作用，此泵需要配套柱塞冲洗泵，并与主泵有一个180°的相位差，即在主泵冲程的时候，配套小柱塞泵吸入液体，当主泵回程的时候，配套小柱塞泵排除液体冲洗齿形环。其结构比较复杂，生产成本高，还依赖于注油泵的可靠性。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在种种不足与缺陷，经发明人长期从事于煤化工工程设备开发研究和生产实践开发提供结构独特简单，生产成本低，密封性好，使用寿命长的一种含固介质柱塞泵填料密封装置。 

本发明提供一种含固介质柱塞泵填料密封装置，其特征在于包括：柱塞1，为一个台阶异径体，前端直径大D，后端直径小d，后端直径d是前端直径D的0.85～0.99倍，即冲洗液量为泵流量的1～28％；主填料压盖与柱塞小径部分形成一个空腔，柱塞在往复运动过程中，腔体体积不断发生变化压缩冲洗液体，使冲洗液进入隔离体。柱塞在冲程过程中，腔体体积逐渐扩大，入口单向阀打开，出口单向阀关闭，从冲洗液罐吸入冲洗液进入主填料压盖与柱塞小径部分形成的空腔内；柱塞在回程过程中，腔体体积逐渐减小，出口单向阀打开，入口单向阀关闭，排出腔体内的冲洗液经冲洗液管至冲洗液导向环。冲洗液经导向环将流体均匀分布后进入隔离体，冲洗液进入隔离体的颗粒介质，起到将固体颗粒与柱塞密封隔离的效果。当柱塞冲程的时候，分布于柱塞与隔离体之间的冲洗液少量进入输出系统，起到阻隔输送的颗粒介质，有效阻止了颗粒介质进入到主填料函。主填料压盖2，所述主填料压盖在轴向上分布4～20个孔，优选为6～12个孔，使冲洗液分布均匀且畅通进入到输送管中，主填料压盖紧压主填料函10，并与填料体3有螺纹连接，主填料压盖与柱塞小径部分形成一个空腔，主填料压盖与柱塞之间有副填料函7将其密封；

填料体3，包覆在柱塞的外围，前端与泵头相连，后端与动力部分相接，在填料体内部与柱塞之间设有隔离体，填料体与柱塞间有主填料函密封； 

入口单向阀9和出口单向阀4，设置在填料体中部柱塞相对两侧，出口单向阀与冲洗管5相连，入口单向阀与冲洗液罐13相连通； 

冲洗管5，设置在填料体的前部出口单向阀同一侧，与出口单向阀相连，并与冲洗液导向环11连通； 

副填料压盖6与副填料函7，副填料压盖设在副填料函一端并将副填料函压紧，副填料压盖与主填料压盖用螺纹连接，副填料函7主要是用来密封冲洗液介质； 

O形密封圈8，设在主填料压盖2和填料体3之间，通过O形密封圈将主填料压盖与填料体密封； 

主填料函10，为盘根与衬环交替装配的多组填料，设在主填料压盖和冲洗液导向环11之间柱塞周围，由主填料压盖将其压紧，并通过主填料函将隔离体与柱塞密封，主填料函对泵输送介质起到密封作用； 

冲洗液导向环11，在周向上分布有4～20孔，优选为6～12个孔，使冲洗液均匀分布后进入隔离体，设在隔离体后； 

隔离体12，为齿槽形结构，隔离体与柱塞间有0.2～4mm的间隙，优选为0.5～2mm，间隙越小，所需的冲洗液量就越小，隔离体设在冲洗液导向环前； 

冲洗液罐13，设在填料密封装置之外，与入口单向阀相连通，为一定压罐，维持压力0.05～0.3MPa，以便于流体进入隔离腔内。 

本发明提供的含固体介质柱塞泵填料密封装置的特点为： 

1、采用注入液机构和隔离体，有效避免柱塞的磨损，延长柱塞和填料的使用周期； 

2、注入液量的大小根据用户需要，方便调整； 

3、结构独特简单，生产成本低； 

4、输送高温高压颗粒介质时，泵的填料函使用周期长，不易损坏； 

5、可以适用于单柱塞泵和多柱塞泵的填料密封。 

附图说明