专利名称：高压柱塞泵的无油润滑自封分盒式密封结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种往复式柱塞泵的密封结构，尤其是涉及一种 适用于核电站中高压输送硼酸水溶液或除盐水的，高压柱塞泵的无油 润滑自封分盒式密封结构。
背景技术：
柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动，造成密封容积的变化来实 现吸工作介质与压工作介质的容积泵。由于柱塞泵具有压力高，结构 紧凑，效率高，流量调节方便的特点，故在需要高压、大流量、大功 率的系统中，或在流量需要调节的场合广泛使用。 往复式柱塞泵的密封结构通常分为以下几种型式
1) 柱塞泵的填料密封结构，为保证柱塞泵的密封结构既能承受 高压介质，又能保证正常运行，需要用调节螺母对填料作适当调紧。 为使填料不至于抱轴太紧，造成发热，允许介质(或润滑油)有一定
泄漏量，相当泵的流量万分之一。由于柱塞泵长时间运行，因填料的 跑合与磨损，会出现泄漏量加大。需要在运行过程中，及时对调节螺 母进行调整，以保持柱塞泵的密封处于正常状态。
2) 柱塞泵的自封式密封结构，这是柱塞泵的密封结构的常规方 式。当安装调好后，密封圈的自封作用能保持柱塞密封正常工作，运 行时管理方便，调节维修工作量相对少些。但是，长时间运行后，柱 塞泵的自封式密封结构会出现密封圈的各种形式的损坏，使密封功能 减弱或失效的现象。例如，主密封圈的唇尖出现磨损；主密封圈的沿断面中心线开裂；尾部底角在间隙中挤出和尾部逐渐磨损；以及尾部 逐磨损等密封失效形式。因此，如果采纳柱塞泵的自封式密封结构， 必须要针对上述的不足，整体改进密封圈结构，提高自封式柱塞密封 的寿命。 具体技术方案
将往复式柱塞泵应用于核电站的往复上充泵和水压试验泵，需要 满足硼酸水溶液和除盐水作为工作介质的防辐射要求，即必须符合核 电站的各项性能要求。但鉴于往复式柱塞泵的上述缺点，本实用新型 的目是要解决下例技术问题
1) 工作介质不能受污染。因为，往复式柱塞泵的工作介质无论 是在核电一回路冷却水管道，还是向核电主泵提供轴封水、或向安注 系统安注箱充水和补水介质，都必须保持清洁。核电工况不允许为提 高柱塞的密封寿命而加注润滑剂，必须采用无油润滑的方式。
2) 泵的工作介质有放射性物质。因此，柱塞的密封要求高，其 泄漏量要少。常规柱塞泵的泄漏量是主泵流量的万分之一，而用于核 电的柱塞泵的泄漏量要小于常规柱塞泵的1/5。
3) 采用自封式柱塞密封结构，将工作现场的维修服务时间减少， 适合核电设备在役管理的要求。同时必须确保柱塞密封件的高寿命指 标，运行时安全、可靠。
本实用新型是这样实现的， 一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒 式密封结构，由柱塞l、低压密封盒2、密封函体3、后导向套4、冲 洗水套5、高压密封盒6、法兰7、前导向套8和螺母9组成，所述 法兰7将密封函体3与泵体固定连接；其特征在于所述密封函体3 之内，柱塞1外圆上分别装入一低压密封盒2、 一后导向套4、 一冲 洗水套5、 二高压密封盒6和一前导向套8，依次排列，并采用螺母9轴向固定。
所述高压密封盒由高压密封座61、密封垫62、 0形密封圈63、 密封垫64、主密封圈65和密封圈66组成，所述高压密封座61的外 圆上设有沟槽611，所述沟槽内依次装有密封垫62和O形密封圈63; 所述高压密封座61的内孔一端设有沟槽612，所述内孔沟槽612内 依次装有密封垫64、主密封圈65和密封圈66。
所述密封圈66装入主密封圈65的谷部内。
所述低压密封盒2由低压密封座21、 0形密封圈22、密封垫23 和Yx型密封圈24组成，所述低压密封座21的外圆上设有沟槽，所 述沟槽内装有O形密封圈22;所述低压密封座21的内孔一端设有沟 槽，所述内孔沟槽依次装有密封垫23和Yx型密封圈24。
所述低压密封座21的外壁的一端设有凸台。
所述密封函体3的冲洗水套5上面的位置，设有冲洗水进口螺孔 31和冲洗水出口螺孔32，冲洗水进口螺孔31的直径要小于冲洗水出 口螺孔32的直径。
本实用新型的有益效果是
1) 本实用新型由于采用了无油润滑自封式的形式，也即采用了 高压密封盒和低压密封盒的结构形式，使柱塞密封件的使用寿命提高 到3000h。
2) 本实用新型的自封式柱塞密封结构，由于使用在核电站的往 复式上充泵和水压试验泵上，使柱塞泵的密封函的泄漏量降低，泄漏 量仅为常规泵的流量的十万分之1.5 2之间，是常规往复泵泄漏量 1/5 1/7。
3) 在本实用新型的柱塞密封结构中，由于采用了冲洗水套结构， 对柱塞、高压密封件和低压密封件进行小流量冲洗，既有对密封件起到水润滑冷却和散热的作用，又可减少和避免硼酸水溶液在密封件中 的结晶。
4) 本实用新型由于采用了无油润滑自封式密封结构，安装运行 时，不需要如填料密封在泵运行时根据柱塞密封泄漏和发热等各种状 况进行调节。
5) 本实用新型的无油润滑自封式密封结构，在运行正常后就能 连续运行，完全适合核电设备在役使用管理的要求。在维修时，具有 进泵房维修时间少、运行可靠等特点。
图l:本实用新型的高压柱塞泵的无油润滑自封分盒式密封结构。 图2:本实用新型的低压密封盒2结构示意图。 图3:本实用新型的高压密封盒6结构示意图。 图4:低压密封座21结构示意图。 图5:高压密封座61结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的高压柱塞泵的无油润滑自封分盒式密封结构，其具 体实施方案参阅图1所示。在柱塞泵的柱塞1上，由外向内排列的次 序是 一低压密封盒2、 一后导向套4、 一冲洗水套5、两个高压密 封盒6、 一前导向套8，并装入密封函体3内，用调节螺母9旋紧固 定。密封函体3定位在泵机身贴合面板处的定位孔D内，为保证了 密封函的中心线与动力端十字头中心线同轴度，通过法兰7将密封函 体3和泵体压紧且固定连接。
密封函的腔体内，其前导向套8和后导向套4的外圆以及内孔的 同轴度必须控制4)0.03mm之内。装入柱塞后，保持间隙在0.10 0.15mm之间。其材质采用环氧浸渍石墨自润滑材料，即能保证柱塞运行的同心度；又能耐磨。
所述高压密封盒6由高压密封座61、密封垫62、 O形密封圈63、 密封垫64、主密封圈65和密封圈66构成。O形密封圈63装入高压 密封座61外圆的沟槽611内，密封垫62安装在O形密封圈63外侧， 用于保护0形密封圈63。将密封垫64、主密封圈65和密封圈66按 序装入高压密封座61的内孔沟槽612。在主密封圈65的谷部内有较 大的圆弧与唇口连接，目的是提高抗撕裂强度，同时把密封圈66装 在主密封圈65谷部内，主密封圈65承受高压时唇口将柱塞封住，在 柱塞回程低压时，主密封圈65的唇口有放松状态，但受到谷部密封 圈66的影响变形量小，在运行时由于变形量小，同时主密封圈65, 密封圈66均采用特殊填充橡胶，提高了橡胶抗撕拉强度和硬度与耐 磨性。因此主密封圈65既防止了沿断面中心线处开裂，又提高了整 体使用寿命。
密封垫64采用"半弹性"缓冲垫，放在主密封圈65的背后，其 内孔与柱塞间隙在0.025—0.12之间。密封垫64采用耐焰碳纤维与聚 四氟乙烯自润滑材料，自润滑性能好。密封垫64采用小间隙结构设 计，避免了主密封圈65的尾部底角在间隙中挤出、烧损及尾部磨损。 高压密封座61外圆安装了带有密封垫62的O形密封圈63避免工作 介质从外圆处泄漏。
所述密封函体3的冲洗水套5上面的位置，设有冲洗水进口和冲 洗水出口，冲洗水进口要小于冲洗水出口。冲洗水对柱塞l、低压密 封件2和高压密封件既能起到降温作业，又能对密封件提供水润滑减 摩作用，因为冲洗水是填充橡胶的密封件的润滑剂。
所述低压密封盒2由低压密封座21、 O形密封圈22、密封垫23 和Yx型密封圈24组成。所述低压密封座21的外圆上设有沟槽，所述沟槽211内装有O形密封圈22;所述低压密封座21的内孔一端设 有沟槽212,所述内孔沟槽依次装有密封垫23和Yx型密封圈24。 Yx型密封圈24采用特殊填充橡胶，同时密封垫23与柱塞间隙在 0.025-0.12，能起到防止Yx密封圈24根部损坏，也能减少泄漏量。 根据申请人的使用验证，采用一组低压密封盒2能使柱塞密封泄漏量 在十万之二左右。所述O形密封圈22安装在低压密封座21的外圆 凹槽211内，能避免工作介质从外圆处泄出。
权利要求1.一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒式密封结构，由柱塞(1)、低压密封盒(2)、密封函体(3)、后导向套(4)、冲洗水套(5)、高压密封盒(6)、法兰(7)、前导向套(8)和螺母(9)组成，所述法兰(7)将密封函体(3)与泵体固定连接；其特征在于所述密封函体(3)之内，柱塞(1)外圆分别装入一低压密封盒(2)、一后导向套(4)、一冲洗水套(5)、二高压密封盒(6)和一前导向套(8)，依次排列，并采用螺母(9)轴向固定。
2. 根据权利要求1所述的一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒 式密封结构，其特征在于所述高压密封盒由高压密封座(61)、密 封垫(62)、 O形密封圈(63)、密封垫(64)、主密封圈(65)和密 封圈(66)组成，所述高压密封座(61)的外圆上设有沟槽(611)， 所述沟槽内依次装有密封垫(62)和O形密封圈(63);所述高压密 封座(61)的内孔一端设有沟槽(612)，所述内孔沟槽(612)内依 次装有密封垫(64)、主密封圈(65)和密封圈(66)。
3. 根据权利要求2所述的一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒 式密封结构，其特征在于所述主密封圈(65)的谷部设有密封圈(66) 装入的凹口。
4. 根据权利要求1所述的一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒 式密封结构，其特征在于所述低压密封盒(2)由低压密封座(21)、 O形密封圈(22)、密封垫(23)和Yx型密封圈(24)组成，所述 低压密封座(21)的外圆上设有沟槽，所述沟槽内装有O形密封圈(22);所述低压密封座(21)的内孔一端设有沟槽，所述内孔沟槽 依次装有密封垫(23)和Yx型密封圈(24)。
5. 根据权利要求4所述的一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒式密封结构，其特征在于所述低压密封座(21)的外壁的一端设有 凸台。
6. 根据权利要求3所述的一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒 式密封结构，其特征在于所述主密封圈(65)、密封圈(66)材料 采用耐辐照填充橡胶。
7. 根据权利要求4所述的一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒 式密封结构，其特征在于所述Yx密封圈(24)的材料采用耐辐照 填充橡胶。
8. 根据权利要求1所述的一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒 式密封结构，其特征在于所述密封函体(3)的冲洗水套(5)上面的 位置，设有冲洗水进口螺孔(31)和冲洗水出口螺孔(32)，冲洗水 进口螺孔(31)的直径要小于冲洗水出口螺孔(32)的直径。
9. 根据权利要求1所述的一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒 式密封结构，其特征在于所述前导向套(8)、后导向套(4)采用 专用环氧浸渍石墨材料。
专利摘要本实用新型涉及一种往复式柱塞泵的密封结构，尤其是涉及一种适用于核电站中高压输送硼酸水溶液或除盐水，高压柱塞泵的无油润滑自封分盒式密封结构。本实用新型是这样实现的，一种高压柱塞泵的无油润滑自封分盒式密封结构，由柱塞、低压密封盒、密封函体、后导向套、冲洗水套、高压密封盒、法兰、前导向套和螺母组成，所述法兰将密封函体与泵体固定连接；其特征在于所述密封函体之内，柱塞外圆上分别装入一低压密封盒、一后导向套、一冲洗水套、二高压密封盒和一前导向套，依次排列，并采用螺母轴向固定。本实用新型应用于往复式柱塞泵，并作为核电站的往复上充泵和水压试验泵往复运动的柱塞密封。能满足核电站运行工况对往复式柱塞泵的使用要求。
文档编号F04B53/02GK201368014SQ20092006882
公开日2009年12月23日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者李国平 申请人:上海电气压缩机泵业有限公司