用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其包括連接在泵體上的軸封箱以及置于軸封箱內(nèi)的柱塞，在所述軸封箱與柱塞之間、軸封箱的內(nèi)外側(cè)設(shè)置有增壓活塞式和反拉式兩種填料軸封組件。本發(fā)明將這兩種內(nèi)壓式填料軸封組件串聯(lián)使用，均能使填料環(huán)對柱塞的密封徑向力分布與泵送介質(zhì)壓力的分布趨于一致，且填料環(huán)對柱塞的密封徑向力隨軸封箱內(nèi)側(cè)介質(zhì)壓力的變化而自動調(diào)節(jié)，并能自動補償因填料環(huán)磨耗出現(xiàn)的密封壓力下降，克服了現(xiàn)有外壓式填料軸封結(jié)構(gòu)中，填料環(huán)對柱塞的徑向壓力分布與介質(zhì)壓力的分布恰好相反的缺陷，避免外側(cè)填料環(huán)和柱塞的過快磨損，提高了軸封可靠性。本發(fā)明特別適用于高壓或超高壓往復(fù)泵的軸封或高壓或超高壓閥門閥桿的密封。
【專利說明】用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓往復(fù)泵的軸封【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是BD0、尿素等裝置高壓或超高壓往復(fù)泵用的填料軸封結(jié)構(gòu)，也適用于高壓或超高壓閥門閥桿的密封。
【背景技術(shù)】
[0002]填料密封是一種傳統(tǒng)的接觸式密封，因其結(jié)構(gòu)簡單、更換方便、成本低廉而廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)部門，尤其對于往復(fù)泵柱塞的密封，是國內(nèi)外普遍采用的形式。傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)見附圖1，由于填料是彈塑性體，當(dāng)用填料壓蓋對填料環(huán)施加軸向壓力后，填料變形產(chǎn)生徑向力，使填料環(huán)貼緊柱塞和填料腔內(nèi)壁。
[0003]填料密封中泵送介質(zhì)的泄漏有三個途徑:其一是填料環(huán)與填料腔內(nèi)壁之間的縫隙，因無相對運動，只要徑向力不小于介質(zhì)壓力，就無泄漏；其二是穿過填料環(huán)內(nèi)部空隙的泄漏，可通過合理的編織方法和浸潰聚四氟乙烯+石墨粉乳液，并通過壓實的方法能消除；其三是填料環(huán)與柱塞之間的縫隙，因有往復(fù)相對運動，應(yīng)有合理的泄漏量，這是建立液體潤滑、帶走摩擦熱所必需的，是延長填料環(huán)壽命的必要條件。書刊上廣為流行的”為保證密封，填料對旋轉(zhuǎn)軸任意一點產(chǎn)生的徑向壓力必須大于或等于該點的介質(zhì)壓力”觀點不僅不必要，也是有害的，會加快填料環(huán)和柱塞的磨損，并增加功耗。
[0004]傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)存在以下技術(shù)缺陷:
缺陷一，填料環(huán)徑向壓力分布很不合理:由擰緊填料壓蓋螺母作用在填料環(huán)上的軸向力F除以填料腔的環(huán)狀面積，即為作用在填料環(huán)上的軸向壓力Px (bar)，而填料環(huán)作用在柱塞上的徑向壓力Pr = k.Px,填料的側(cè)壓系數(shù)k小于I,其值與所用填料環(huán)材料的特性和介質(zhì)壓力有關(guān)。如附圖2所示，由擰緊填料壓蓋螺母產(chǎn)生的填料環(huán)對柱塞的徑向壓力Pr和介質(zhì)壓力Pl的分布都是按拋物線或?qū)?shù)曲線規(guī)律沿柱塞軸向方向變化的，徑向壓力Pr的分布是由外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐漸遞減，而介質(zhì)壓力PI的分布則是內(nèi)側(cè)最高，從里向外遞減，這兩種壓力的分布恰好相反，填料腔底部的介質(zhì)壓力Pl最大，但填料環(huán)對柱塞的徑向壓力Pr卻最小，這就是傳統(tǒng)填料密封的最大缺陷。
[0005]缺陷二，為減小軸封的泄漏，往往要過度擰緊填料壓蓋螺母，因而加速了外側(cè)填料環(huán)和柱塞的磨損，使其工作壽命縮短。
[0006]缺陷三，往復(fù)泵柱塞的密封是承受泵的排出壓力，當(dāng)往復(fù)泵的排出壓力很高時，例如尿素裝置中的高壓氨泵和高壓甲銨泵，泵的排出壓力為20(T250bar ；BD0裝置中的BYD進(jìn)料泵，泵的排出壓力為310bar左右。對于這種高壓或超高壓往復(fù)泵，為達(dá)到可靠的密封，填料環(huán)圈數(shù)必需很多，
軟填料傳遞填料壓蓋的軸向壓力將遞減很多，用單個填料箱不能密封高壓介質(zhì)。
[0007]為克服傳統(tǒng)填料密封的缺陷，出現(xiàn)了串聯(lián)式雙填料箱和填料腔內(nèi)側(cè)加彈簧的結(jié)構(gòu)。
[0008]高壓往復(fù)泵柱塞的密封現(xiàn)有技術(shù)采用串聯(lián)式雙填料箱，雖然有助于壓緊內(nèi)側(cè)段的填料，但是兩段填料箱仍然存在傳統(tǒng)填料密封中兩種壓力分布恰好相反的缺陷，并且因高壓往復(fù)泵需要的填料環(huán)圈數(shù)多，從外側(cè)對填料環(huán)加壓，壓力傳到內(nèi)側(cè)填料環(huán)時已衰減，因此，雙填料箱結(jié)構(gòu)對改善傳統(tǒng)填料環(huán)對柱塞的徑向壓力分布不合理缺陷的效果有限，并且因填料箱軸向尺寸過長，造成制造精度要求高，制造成本上升。
[0009]如圖3所示，為美國專利8，100, 40公開的在填料腔內(nèi)側(cè)裝內(nèi)置彈簧，是為了克服傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)從外側(cè)對填料環(huán)進(jìn)行加壓原理上的大缺陷，有助于壓緊內(nèi)側(cè)的填料，但是當(dāng)填料環(huán)有磨損使其尺寸變小時，內(nèi)置彈簧的軸向壓力將隨之減小，結(jié)構(gòu)上又無法調(diào)節(jié)。而且浸在泵送介質(zhì)中的彈簧選材應(yīng)能耐泵送介質(zhì)的腐蝕，又要有彈簧所需的高強度，兼有這兩種要求的彈簧材料不易獲得。由于填料環(huán)圈數(shù)少，此軸封結(jié)構(gòu)也僅用在泵送介質(zhì)腐蝕性不強，工作壓力不高的場合。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)也有采用在填料腔外側(cè)和內(nèi)側(cè)都加內(nèi)置彈簧的結(jié)構(gòu)，外側(cè)加彈簧的方式仍然存在傳統(tǒng)填料密封中兩種壓力分布恰好相反的大缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種密封原理有根本性突破，能夠使填料環(huán)對柱塞的密封徑向力分布與泵送介質(zhì)壓力的分布趨于一致，且填料環(huán)對柱塞的密封徑向力隨軸封箱內(nèi)側(cè)介質(zhì)壓力的變化而自動調(diào)節(jié)的串聯(lián)式雙填料軸封結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括固定連接在泵體上的軸封箱以及穿過泵體置于軸封箱內(nèi)的柱塞，在所述軸封箱與柱塞之間、軸封箱的內(nèi)外側(cè)分別設(shè)置有增壓活塞式填料軸封組件以及反拉式填料軸封組件；
所述增壓活塞式填料軸封組件包括設(shè)置在軸封箱與柱塞之間的增壓活塞、增壓段填料環(huán)以及增壓段液封環(huán)，所述增壓活塞靠近介質(zhì)壓力一側(cè)為大端面，其另一側(cè)為小端面且與內(nèi)側(cè)的增壓段填料環(huán)抵靠，外側(cè)的增壓段填料環(huán)與增壓段液封環(huán)抵靠；
所述反拉式填料軸封組件包括設(shè)置在軸封箱與柱塞之間的拉緊套環(huán)、設(shè)置在拉緊套環(huán)與柱塞之間的反拉段填料環(huán)以及連接在軸封箱外側(cè)的填料壓蓋，內(nèi)側(cè)的反拉段填料環(huán)抵靠在拉緊套環(huán)內(nèi)側(cè)端部臺階處，外側(cè)的反拉段填料環(huán)抵靠在填料壓蓋內(nèi)側(cè)端部，在所述拉緊套環(huán)外側(cè)端部設(shè)置有用于將拉緊套環(huán)沿其軸向向外側(cè)拉緊從而將壓力作用在軸封箱最內(nèi)側(cè)反拉段填料環(huán)上的反拉式結(jié)構(gòu)，所述增壓段液封環(huán)與拉緊套環(huán)之間留有間隙。
[0013]本發(fā)明所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其所述增壓活塞的大、小端面積之比小于1/k，k為填料的側(cè)壓系數(shù)。
[0014]本發(fā)明所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其在所述軸封箱上設(shè)置有至少三個均勻分布在同一圓周之上的定位螺栓，所述定位螺栓一端穿過軸封箱置于增壓段液封環(huán)外側(cè)對其軸向定位。
[0015]本發(fā)明所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其在所述增壓活塞的大、小端與軸封箱內(nèi)壁之間分別設(shè)置有O形密封圈，在所述軸封箱上、兩個O形密封圈之間設(shè)置有通大氣的信號孔。
[0016]本發(fā)明所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其在多個增壓段填料環(huán)之間設(shè)置有至少一個隔環(huán)，所述隔環(huán)將多個增壓段填料環(huán)均勻分隔。
[0017]本發(fā)明所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其所述反拉式結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在拉緊套環(huán)外側(cè)端部的至少三個沿其軸向均勻布置在同一圓周之上的螺柱，所述螺柱穿過填料壓蓋且在螺柱穿出部分上套接有彈簧，所述彈簧一端抵靠在填料壓蓋的外端面，其另一端抵靠于套在螺柱上的彈簧蓋內(nèi)側(cè)，在所述螺柱上、彈簧蓋的外側(cè)設(shè)置有螺母，所述彈簧處于壓縮狀態(tài)。
[0018]本發(fā)明所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其所述拉緊套環(huán)內(nèi)、外端與軸封箱之間分別設(shè)置有O形密封圈。
[0019]本發(fā)明所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其在所述拉緊套環(huán)與柱塞之間、反拉段填料環(huán)中部設(shè)置有反拉段液封環(huán)。
[0020]本發(fā)明所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其在所述增壓段液封環(huán)以及反拉段液封環(huán)對應(yīng)的軸封箱上分別設(shè)置有通孔，所述通孔末端的軸封箱內(nèi)腔設(shè)置為環(huán)形槽，在所述增壓段液封環(huán)和反拉段液封環(huán)中部均勻的設(shè)置有若干徑向小孔，在所述拉緊套環(huán)上設(shè)置有與反拉段液封環(huán)對應(yīng)連通的孔。
[0021]本發(fā)明通過將增壓活塞式填料軸封組件與反拉式填料軸封組件串聯(lián)使用，上述兩種內(nèi)壓式軸封結(jié)構(gòu)均能夠使填料環(huán)對柱塞的密封徑向力分布與泵送介質(zhì)壓力的分布趨于一致，且填料環(huán)對柱塞的密封徑向力隨軸封箱內(nèi)側(cè)介質(zhì)壓力的變化而自動調(diào)節(jié)，并能自動補償因填料環(huán)磨耗出現(xiàn)的密封壓力下降，無需像常規(guī)填料結(jié)構(gòu)要人工定期擰緊填料壓蓋螺母，本發(fā)明特別適用于高壓或超高壓往復(fù)泵的軸封或高壓或超高壓閥門閥桿的密封。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0023]圖2是傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)中填料環(huán)對柱塞的徑向壓力Pr和介質(zhì)壓力Pl的分布圖。
[0024]圖3是內(nèi)置彈簧的現(xiàn)有技術(shù)。
[0025]圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明中填料環(huán)對柱塞的徑向壓力Pr和介質(zhì)壓力Pl的分布圖。
[0027]圖中標(biāo)記:1為栗體，2為軸封箱，3為柱塞，4為增壓活塞，5為增壓段填料環(huán),6為拉緊套環(huán)，7為反拉段填料環(huán)，8為填料壓蓋，9為O形密封圈，10為通大氣的信號孔，11為隔環(huán)，12為螺柱，13為彈簧，14為彈簧蓋，15為螺母，16為間隙，17為定位螺栓，18a為增壓段液封環(huán)，18b為反拉段液封環(huán)，19為通孔，20為環(huán)形槽，21為徑向小孔。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]如圖4所示，用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，包括固定連接在泵體I上的軸封箱2以及穿過泵體I置于軸封箱2內(nèi)的柱塞3，在所述軸封箱2與柱塞3之間、軸封箱2的內(nèi)外側(cè)分別設(shè)置有增壓活塞式填料軸封組件以及反拉式填料軸封組件。
[0031]其中，所述增壓活塞式填料軸封組件包括設(shè)置在軸封箱2與柱塞3之間的增壓活塞4、增壓段填料環(huán)5以及增壓段液封環(huán)18a，所述增壓活塞4靠近介質(zhì)壓力一側(cè)為大端面，其另一側(cè)為小端面且與內(nèi)側(cè)的增壓段填料環(huán)5抵靠，外側(cè)的增壓段填料環(huán)5與增壓段液封環(huán)18a抵靠，在所述軸封箱2上設(shè)置有四個均勻分布在同一圓周之上的定位螺栓17，所述定位螺栓17 —端穿過軸封箱2置于增壓段液封環(huán)18a外側(cè)對其軸向定位。
[0032]因工作壓力很高，在本實施例中，增壓活塞與增壓段液封環(huán)之間的內(nèi)側(cè)段裝六圈增壓段填料環(huán)，增壓段填料環(huán)采用兼有耐蝕、導(dǎo)熱、自潤滑的聚四氟乙烯加碳纖維材質(zhì)，每兩圈增壓段填料環(huán)之間加裝一圈隔環(huán)11，隔環(huán)材質(zhì)為聚四氟乙烯+碳纖維+玻纖，既有自潤滑性，硬度又高于增壓段填料環(huán)，其作用是使增壓段填料環(huán)的軸向壓緊力能均勻向外傳遞，保證柱塞外圍的徑向壓力能均勻分布，提高密封的可靠性。
[0033]其中，作用在增壓活塞左端的軸向力Fl等于介質(zhì)壓力Pl乘以活塞大端面積:Fl=PlX3I/4 (Dl2- dl2)，其中，Dl為增壓活塞大端端面外徑，D2為增壓活塞小端端面外徑，dl為增壓活塞內(nèi)孔直徑。此力傳到增壓活塞右端的軸向力也為F1，但填料環(huán)單位面積上的軸向力被放大為(Dl2- dl2) / (D22- dl2)倍，如果此倍數(shù)等于填料側(cè)壓系數(shù)k的倒數(shù)，則填料環(huán)作用在柱塞上的徑向壓力Pr就等于介質(zhì)壓力P1。但是，按填料環(huán)對柱塞的徑向壓力Pr應(yīng)小于該處介質(zhì)壓力P1，以便有合理的介質(zhì)泄漏量的原則，增壓活塞大、小端面積之比應(yīng)小于Ι/k，其中k為填料的側(cè)壓系數(shù)，其值與所用填料環(huán)材料的特性和介質(zhì)壓力有關(guān)。
[0034]在所述增壓活塞4的大、小端與軸封箱2內(nèi)壁之間分別設(shè)置有O形密封圈9，以防止介質(zhì)漏到活塞大端的外側(cè)的空腔中，使增壓活塞的壓力放大功能失效，在所述軸封箱2上、兩個O形密封圈9之間設(shè)置有通大氣的信號孔10，用以判斷這兩個O形圈的密封是否有泄漏。
[0035]在所述增壓段液封環(huán)18a對應(yīng)的軸封箱2上設(shè)置有通孔19，既可作為外供密封液的進(jìn)口，也可由此引出泵工作介質(zhì)返回泵進(jìn)口側(cè)的低壓設(shè)備；所述通孔19末端的軸封箱2內(nèi)腔設(shè)置為環(huán)形槽20，在所述增壓段液封環(huán)18a中部均勻的設(shè)置有若干徑向小孔21，以便從接管加進(jìn)的外供密封液能在圓周上均勻進(jìn)入液封環(huán)，再經(jīng)過液封環(huán)上均布的徑向小孔均勻進(jìn)入柱塞的外圍。
[0036]當(dāng)往復(fù)泵的柱塞做往復(fù)運動時，軸封箱底部的介質(zhì)壓力波動幅度很大，采用增壓活塞就能使填料環(huán)對柱塞的徑向壓力Pr隨介質(zhì)壓力Pl而自動變化。另外，當(dāng)填料環(huán)有磨耗時，介質(zhì)壓力始終作用在增壓活塞上，無需像常規(guī)填料軸封結(jié)構(gòu)要人工定期擰緊填料壓蓋。軸封箱外側(cè)裝的填料壓蓋用于初次裝填料環(huán)和液封環(huán)時，保證調(diào)節(jié)填料環(huán)和液封環(huán)的軸向位置正確。
[0037]從圖5中增壓活塞式填料軸封組件對應(yīng)的Pr和Pl的分布規(guī)律可見，沿柱塞軸向方向，增壓活塞產(chǎn)生的填料環(huán)對柱塞的徑向壓力Pr在內(nèi)側(cè)最高，從里向外遞減，這與介質(zhì)壓力Pl的分布規(guī)律相近，從而克服了現(xiàn)有填料軸封結(jié)構(gòu)的重大缺陷，大幅度減少沖洗液的外泄漏量，延長了填料環(huán)和柱塞的壽命。
[0038]由此可見，增壓活塞式填料軸封組件利用增壓活塞的增壓功能，使介質(zhì)壓力作用在軸封箱最內(nèi)部的填料環(huán)上，實現(xiàn)了沿柱塞的軸向方向，填料環(huán)對柱塞的密封徑向力分布應(yīng)與泵送介質(zhì)壓力的分布趨于一致，從而克服了現(xiàn)有外壓式填料軸封結(jié)構(gòu)中，填料環(huán)對柱塞的徑向壓力分布與介質(zhì)壓力的分布恰好相反的重大缺陷，避免了外側(cè)填料環(huán)和柱塞的過快磨損，并提高了軸封的可靠性。而且，采用增壓活塞能使填料環(huán)對柱塞的徑向壓力自動隨介質(zhì)壓力而變化，并能自動補償因填料環(huán)磨耗出現(xiàn)的密封壓力下降，無需像常規(guī)填料結(jié)構(gòu)要人工定期擰緊填料壓蓋。
[0039]其中，所述反拉式填料軸封組件包括設(shè)置在軸封箱2與柱塞3之間的拉緊套環(huán)6、設(shè)置在拉緊套環(huán)6與柱塞3之間的反拉段填料環(huán)7以及連接在軸封箱2外側(cè)的填料壓蓋8，所述拉緊套環(huán)6內(nèi)、外端與軸封箱2之間分別設(shè)置有O形密封圈9，防止泵送介質(zhì)從拉緊套環(huán)與軸封箱內(nèi)孔之間的縫隙出現(xiàn)外漏，內(nèi)側(cè)的反拉段填料環(huán)7抵靠在拉緊套環(huán)6內(nèi)側(cè)端部臺階處，外側(cè)的反拉段填料環(huán)7抵靠在填料壓蓋8內(nèi)側(cè)端部，在所述拉緊套環(huán)6外側(cè)端部設(shè)置有用于將拉緊套環(huán)6沿其軸向向外側(cè)拉緊從而將壓力作用在軸封箱2最內(nèi)側(cè)反拉段填料環(huán)7上的反拉式結(jié)構(gòu)，所述反拉段液封環(huán)18b與拉緊套環(huán)6之間留有間隙16，以使泵工作介質(zhì)的壓力能均勻作用在拉緊套環(huán)的外端面上；所述反拉式結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在拉緊套環(huán)6外側(cè)端部的四個沿其軸向均勻布置在同一圓周之上的螺柱12，所述螺柱12穿過填料壓蓋8且在螺柱12穿出部分上套接有彈簧13，所述彈簧13 —端抵靠在填料壓蓋8的外端面，其另一端抵靠于套在螺柱12上的彈簧蓋14內(nèi)側(cè)，在所述螺柱12上、彈簧蓋14的外側(cè)設(shè)置有螺母15，所述彈簧13處于壓縮狀態(tài)。
[0040]在所述拉緊套環(huán)6與柱塞3之間、反拉段填料環(huán)7中部設(shè)置有反拉段液封環(huán)18b，在所述反拉段液封環(huán)18b對應(yīng)的軸封箱2上設(shè)置有通孔19，既可作為外供密封液的進(jìn)口，也可由此引出泵工作介質(zhì)返回泵進(jìn)口側(cè)的低壓設(shè)備；所述通孔19末端的軸封箱2內(nèi)腔設(shè)置為環(huán)形槽20，在所述反拉段液封環(huán)18b中部均勻的設(shè)置有若干徑向小孔21，在所述拉緊套環(huán)6上設(shè)置有與反拉段液封環(huán)18b對應(yīng)連通的孔，以便從接管加進(jìn)的外供密封液能在圓周上均勻進(jìn)入液封環(huán)，再經(jīng)過液封環(huán)上均布的徑向小孔均勻進(jìn)入柱塞的外圍。
[0041]從圖5中反拉式填料軸封組件對應(yīng)的Pr和Pl的分布規(guī)律可見，沿柱塞軸向方向，填料環(huán)對柱塞的徑向壓力Pr在內(nèi)側(cè)最高，從里向外遞減，這與介質(zhì)壓力Pl的分布規(guī)律相近，從而克服了現(xiàn)有填料軸封結(jié)構(gòu)的重大缺陷，大幅度減少沖洗液的外泄漏量，延長了填料環(huán)和柱塞的壽命。
[0042]由此可見，反拉式填料軸封組件利用了作用在拉緊套環(huán)內(nèi)側(cè)端部的介質(zhì)壓力和外置彈簧壓力的雙重功能，使填料環(huán)對柱塞的徑向壓力的分布與介質(zhì)沿軸向的壓力分布趨勢相近，而且由于外置彈簧不接觸泵送介質(zhì)，可用常規(guī)彈簧材料，且彈簧壓力可人工調(diào)節(jié)，有效解決了現(xiàn)有內(nèi)置彈簧結(jié)構(gòu)存在的問題。而且，采用反拉式結(jié)構(gòu)能使填料環(huán)對柱塞的徑向壓力自動隨介質(zhì)壓力而變化，并能自動補償因填料環(huán)磨耗出現(xiàn)的密封壓力下降，無需像常規(guī)填料結(jié)構(gòu)要人工定期擰緊填料壓蓋。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括固定連接在泵體(I)上的軸封箱(2 )以及穿過泵體(I)置于軸封箱(2 )內(nèi)的柱塞(3 )，在所述軸封箱(2 )與柱塞(3 )之間、軸封箱(2)的內(nèi)外側(cè)分別設(shè)置有增壓活塞式填料軸封組件以及反拉式填料軸封組件； 所述增壓活塞式填料軸封組件包括設(shè)置在軸封箱(2)與柱塞(3)之間的增壓活塞(4)、增壓段填料環(huán)(5)以及增壓段液封環(huán)(18a)，所述增壓活塞(4)靠近介質(zhì)壓力一側(cè)為大端面，其另一側(cè)為小端面且與內(nèi)側(cè)的增壓段填料環(huán)(5)抵靠，外側(cè)的增壓段填料環(huán)(5)與增壓段液封環(huán)(18a)抵靠； 所述反拉式填料軸封組件包括設(shè)置在軸封箱(2)與柱塞(3)之間的拉緊套環(huán)(6)、設(shè)置在拉緊套環(huán)(6)與柱塞(3)之間的反拉段填料環(huán)(7)以及連接在軸封箱(2)外側(cè)的填料壓蓋(8)，內(nèi)側(cè)的反拉段填料環(huán)(7)抵靠在拉緊套環(huán)(6)內(nèi)側(cè)端部臺階處，外側(cè)的反拉段填料環(huán)(7 )抵靠在填料壓蓋(8 )內(nèi)側(cè)端部，在所述拉緊套環(huán)(6 )外側(cè)端部設(shè)置有用于將拉緊套環(huán)(6)沿其軸向向外側(cè)拉緊從而將壓力作用在軸封箱(2)最內(nèi)側(cè)反拉段填料環(huán)(7)上的反拉式結(jié)構(gòu)，所述增壓段液封環(huán)(18a)與拉緊套環(huán)(6)之間留有間隙(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述增壓活塞(4)的大、小端面積之比小于1/k，k為填料的側(cè)壓系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述軸封箱(2)上設(shè)置有至少三個均勻分布在同一圓周之上的定位螺栓(17)，所述定位螺栓(17) —端穿過軸封箱(2)置于增壓段液封環(huán)(18a)外側(cè)對其軸向定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述增壓活塞(4)的大、小端與軸封箱(2)內(nèi)壁之間分別設(shè)置有O形密封圈(9)，在所述軸封箱(2)上、兩個O形密封圈(9)之間設(shè)置有通大氣的信號孔(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:在多個增壓段填料環(huán)(5 )之間設(shè)置有至少一個隔環(huán)(11 )，所述隔環(huán)(11)將多個增壓段填料環(huán)(5 )均勻分隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述反拉式結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在拉緊套環(huán)(6)外側(cè)端部的至少三個沿其軸向均勻布置在同一圓周之上的螺柱(12)，所述螺柱(12)穿過填料壓蓋(8)且在螺柱(12)穿出部分上套接有彈簧(13)，所述彈簧(13)—端抵靠在填料壓蓋(8)的外端面，其另一端抵靠于套在螺柱(12)上的彈簧蓋(14)內(nèi)側(cè)，在所述螺柱(12)上、彈簧蓋(14)的外側(cè)設(shè)置有螺母(15)，所述彈簧(13)處于壓縮狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述拉緊套環(huán)(6 )內(nèi)、外端與軸封箱(2 )之間分別設(shè)置有O形密封圈(9 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述拉緊套環(huán)(6 )與柱塞(3 )之間、反拉段填料環(huán)(7 )中部設(shè)置有反拉段液封環(huán)(18b )。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于高壓往復(fù)泵的填料軸封結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述增壓段液封環(huán)(18a)以及反拉段液封環(huán)(18b)對應(yīng)的軸封箱(2)上分別設(shè)置有通孔(19)，所述通孔(19)末端的軸封箱(2)內(nèi)腔設(shè)置為環(huán)形槽(20)，在所述增壓段液封環(huán)(18a)和反拉段液封環(huán)(18b)中部均勻的設(shè)置有若干徑向小孔(21)，在所述拉緊套環(huán)(6)上設(shè)置有與反拉段液封環(huán)(18b)對應(yīng)連通的孔。
【文檔編號】F16K41/06GK103759010SQ201410026553
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】魏宗勝, 漆明貴, 張健 申請人:中國成達(dá)工程有限公司