使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵
阅读：49发布：2023-02-19
专利汇可以提供使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且使用四道填料密封的 柱塞 往复密封及其往复 泵 ，适用于高压或超高压含固体颗粒 浆液 如 煤 加氢直接 液化 装置的高温油煤浆的加压输送；沿柱塞轴按照靠近泵缸侧为前、远离泵缸侧为后排序设置第一至第四填料密封S1、S2、S3、S4，S1、S2布置于 填料函 前端腔体、柱塞套后端腔体构成的承压密封腔内，S3、S4集中布置在填料函后端(远离泵缸端)，各填料密封的前端设置注入液腔、 增压 冲洗腔、低压冲洗腔、密封腔，与使用三道填料密封的柱塞往复密封相比，可使泵缸主液有害物穿过S1泄露的概率几乎降低至零，可增强中高压填料密封和柱塞之间的润滑、冷却效果，利于降低注入油耗量，可显著提高柱塞端的操作安全性、扩大柱塞往复泵应用范围。，下面是使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵专利的具体信息内容。
1.使用四道填料密封的柱塞往复密封，其特征在于：
使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，包括服务于液缸K10的柱塞(111)、填料函(115)、柱塞套(119)，还包括沿柱塞(111)的轴线从靠近液缸K10向远离液缸K10排列依次设置的四道填料即第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第
4道填料(V400)；
所述填料函(115)、柱塞套(119)相邻安装或通过夹持连接件组装，柱塞套(119)靠近液缸K10，填料函(115)远离液缸K10；
填料函(115)靠近液缸K10一端称为填料函前端，填料函(115)远离液缸K10一端称为填料函后端；
柱塞套(119)靠近液缸K10一端称为柱塞套前端，柱塞套(119)远离液缸K10一端称为柱塞套后端；
第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，在柱塞(111)外布置，并布置于由填料函(115)前端内腔与柱塞套(119)后端内腔构成的承压密封腔体内；
第3道填料(V300)、第4道填料(V400)，在柱塞(111)外布置并布置于填料函(115)后端的承压密封腔体内；
正常工作时，柱塞(111)在填料函(115)、柱塞套(119)的内部空间中进行往复运动，同时相对于第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)作往复运动；
正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)远离液缸K10的返回行程时，液缸K10自进料口吸入液料；
正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)靠近液缸K10的前进行程时，液缸K10自排料口排出液料；
在第1道填料(V100)与液缸K10之间，可能设置注入液L01接口(P191)，注入液L01进入柱塞与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的注入液导流件(N53)流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
在第1道填料(V100)与第2道填料(V200)之间，可能设置增压中间冲洗液PW01接口(P291)，增压中间冲洗液PW01进入柱塞与相关腔体组成的增压中间冲洗液腔中，在柱塞与增压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过增压中间冲洗液排放口(P292)排出组件M01；
在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，可能设低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出组件M01；
在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，可能设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出组件M01。
2.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，包括服务于液缸K10的柱塞(111)、填料函(115)、柱塞套(119)，还包括沿柱塞(111)的轴线从靠近液缸K10向远离液缸K10排列依次设置的四道填料即第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第
4道填料(V400)；
所述填料函(115)、柱塞套(119)相邻安装或通过夹持连接件组装，柱塞套(119)靠近液缸K10，填料函(115)远离液缸K10；
填料函(115)靠近液缸K10一端称为填料函前端，填料函(115)远离液缸K10一端称为填料函后端；
柱塞套(119)靠近液缸K10一端称为柱塞套前端，柱塞套(119)远离液缸K10一端称为柱塞套后端；
第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，在柱塞(111)外周向布置，并布置于由填料函(115)前端内腔与柱塞套(119)后端内腔构成的承压密封腔体内；
第3道填料(V300)、第4道填料(V400)，在柱塞外周向布置并布置于填料函(115)后端的承压密封腔体内；
正常工作时，柱塞(111)在填料函(115)、柱塞套(119)的内部空间中进行往复运动，同时相对于第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)作往复运动；
正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)远离液缸K10的返回行程时，液缸K10自进料口吸入液料；
正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)靠近液缸K10的前进行程时，液缸K10自排料口排出液料；
在第1道填料(V100)与液缸K10之间，设置注入液L01接口(P191)，注入液L01进入柱塞与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的注入液导流件(N53)流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
在第1道填料(V100)与第2道填料(V200)之间，设置增压中间冲洗液PW01接口(P291)，增压中间冲洗液PW01进入柱塞与相关腔体组成的增压中间冲洗液腔中，在柱塞与增压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过增压中间冲洗液排放口(P292)排出组件M01；
在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，设低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出组件M01；
在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出组件M01。
3.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，在柱塞(111)外布置，并布置于由填料函(115)前端内腔与柱塞套(119)后端内腔构成的承压密封腔体内，它们的相对位置布置方式选自下列的1种：
①第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，布置于填料函前端内腔的腔体内；
②第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
③第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，部分布置于填料函前端内腔的腔体内、部分布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
④第1道填料(V100)的大部分，布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
⑤第1道填料(V100)的大部分，布置于填料函前端内腔的腔体内；
⑥第2道填料(V200)的大部分，布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
⑦第2道填料(V200)的大部分，布置于填料函前端内腔的腔体内。
4.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，设置低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出组件M01的填料函(115)；
在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出组件M01的填料函(115)。
5.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL，注入液L01的工作方式选自下列的1种：
①注入液L01采用连续注入、连续排液至液缸K10的工作方式，即在柱塞(111)前进行程和返回行程的全行程过程中，注入液L01连续注入；
②注入液L01采用间断注入、间断排液至液缸K10的工作方式；
③注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式；
④注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞(111)在回程行程时，液缸K10吸入液料，注入液的注入泵柱塞动作对组件M01的第1道填料(V100)前的注入液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞(111)在前进行程时，液缸K10排出液料，注入液泵柱塞动作吸入注入油，不对组件M01的第1道填料(V100)前的注入液腔进行冲洗。
6.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，增压中间冲洗液PW01的工作方式选自下列的1种：
①增压中间冲洗液PW01采用连续注入、连续冲洗排出的工作方式，即在柱塞(111)前进行程和返回行程的全行程过程中，冲洗液PW01连续注入；
②增压中间冲洗液PW01采用间断注入、间断冲洗的工作方式；
③增压中间冲洗液PW01采用柱塞(111)回程同步注入的工作方式；
④增压中间冲洗液PW011采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞(111)在回程行程时，液缸K10吸入液料，增压中间冲洗液PW01的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞的增压中间冲洗液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞(111)在前进行程时，液缸K10排出液料，增压中间冲洗液PW01的注入泵的柱塞动作吸入冲洗油，不对组件M01的柱塞的增压中间冲洗液腔进行冲洗。
7.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
第1道填料(V100)的靠近液缸K10的一端为第1道填料(V100)前端，第1道填料(V100)的远离液缸K10的一端为第1道填料(V100)后端，在第1道填料(V100)前端与液缸K10之间，设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞(111)与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞(111)与注入液腔之间形成液层，然后通过设置的导流件流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
所述注入液腔的构成，选自下列结构的1种或几种的组合：
①1个冲洗槽；
②2个或多个串联的冲洗槽；
③单螺纹结构的冲洗套；
④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
8.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
在第1道填料(V100)与第2道填料(V200)之间，设置增压中间冲洗液PW01接口(P291)，增压中间冲洗液PW01进入柱塞(111)与相关腔体组成的增压中间冲洗液腔中，在柱塞(111)与增压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过增压中间冲洗液排放口(P292)排出排出组件M01，将增压中间冲洗液腔中的可能自第1道填料(V100)泄露过来的液料、可能自第3道填料(V300)泄露过来的液料携带排出组件M01；
所述增压中间冲洗液腔的构成，选自下列结构的1种或几种的组合：
①1个冲洗槽；
②2个或多个串联的冲洗槽；
③单螺纹结构的冲洗套；
④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
9.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，设置低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞(111)与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞(111)与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出排出组件M01，将低压中间冲洗液腔中的可能自第2道填料(V200)泄露过来的液料、可能自第3道填料(V300)泄露过来的液料携带排出组件M01；
所述低压中间冲洗液腔的构成，选自下列结构的1种或几种的组合：
①1个冲洗槽；
②2个或多个串联的冲洗槽；
③单螺纹结构的冲洗套；
④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
10.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞(111)与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞(111)与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出填料函(115)，将中间冲洗液腔中自第3道填料(V300)泄露过来的液料、自第4道填料(V400)泄露过来的液料携带排出组件M01；
所述密封液腔的构成，选自下列的1种或几种的组合：
①1个冲洗槽；
②2个或多个串联的冲洗槽；
③单螺纹结构的冲洗套；
④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
11.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
第1道填料(V100)的靠近液缸K10的一端为第1道填料(V100)前端，第1道填料(V100)的远离液缸K10的一端为第1道填料(V100)后端，在第1道填料(V100)前端与液缸K10之间，设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞(111)与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞(111)与注入液腔之间形成液层，然后通过设置的导流件(N53)流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
所述导流件(N53)的构成，选自下列的1种：
①导流圈，即短距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≤4.0；
②导流套，即长距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≥4.0。
12.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
第1道填料(V100)或第2道填料(V200)或第3道填料(V300)或第4道填料(V400)，其构成选自下列的1种或几种的组合：
①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；
②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环。
13.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
第1道填料(V100)或第2道填料(V200)或第3道填料(V300)或第4道填料(V400)，选自下列材料的1种或几种的组合应用：
①橡胶；
②合成纤维；
③石棉；
④合成树脂，包括聚四氟乙烯；
⑤柔性填料
⑥油浸石墨；
⑦高强度碳纤维；
⑧碳纤维。
14.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，在其填料函(115)和或柱塞套(119)的筒体上设置换热夹套，换热夹套内流动的介质和工作方式选自下列的1种或几种的组合：
①起冷却降温作用的取热介质，为气相或和液相；
②起加热升温作用的加热介质，为气相或和液相；
③起冷却控温作用的取热介质，为气相或和液相；
④起加热控温作用的加热介质，为气相或和液相。
15.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
增压中间冲洗腔的操作压力，满足下列的1种或几种的规定：
①大于1.0MPa；
②大于液缸K10进料的操作压力；
③高于液缸K10的排料操作压力的30％；
④高于液缸K10的排料操作压力的50％。
16.根据权利要求1所述的柱塞往复密封，其特征在于：
使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01的工作流体的数量为：注入液小时体积流量低于柱塞式往复泵APUMP的泵送目标液料的体积流量的0.5％～5％。
17.一种基于权利要求1所述的柱塞往复密封构成的柱塞式往复泵，其特征在于：
与所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01配套使用的液缸K10，是柱塞式往复泵APUMP的泵缸K10。
18.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统，使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体。
19.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统，使用的一体式泵缸体有1个或2个或多个泵腔室。
20.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP的泵送目标液料，选自下列中的1种或几种：
①高温液料；
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。
21.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP的使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01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。
22.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP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2.0～40.0MPa、固体颗粒重量浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～
150m3/h。
23.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP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2.0～
30.0MPa、固体颗粒重量浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m3/h。
24.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP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5.0～
30.0MPa、固体颗粒重量浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m3/h。
25.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP的布置方式为：柱塞(111)的轴线沿水平方向布置，泵缸K10垂直布置，可能使用的分割器XKP垂直布置，可能使用的导液管(33)垂直布置。
26.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统的驱动端，原动机选自下列中的1种：
①电机；
②变频电机；
③柴油机；
④液压马达；
⑤蒸汽机。
27.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统的驱动端，使用变速器将原动机的高转速运动转化为低转速运动后，驱动液力端工作。
28.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞(111)的轴线沿水平方向设置，柱塞(111)外面设有柱塞套(119)和填料函(115)，柱塞套(119)的一端与泵缸K10连接，柱塞套(119)的另一端与填料函(115)连接，柱塞(111)能够沿轴向往复移动。
29.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
柱塞套(119)设有蒸汽保温夹套(R700)，蒸汽保温夹套(R700)和柱塞套(119)之间形成空腔，蒸汽保温夹套(R700)上设有与该空腔连接的蒸汽入口(701)和蒸汽出口(702)。
30.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
泵缸K10的缸体上设置用于通入蒸汽或冷却水的小孔(801)。
31.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
泵缸K10的缸体内含有1个所述泵腔或3个所述泵腔或5个所述泵腔或7个所述泵腔；
柱塞(111)、柱塞套(119)、蒸汽保温夹套(R700)、填料函(115)及所述四道填料与所述泵腔一一对应。
32.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵，其特征在于：
泵缸K10的进口处设有入口阀阀球(171-4)和入口阀阀座(171-2)，入口阀阀球(171-4)设置在入口阀阀座(171-2)上，入口阀阀球(171-4)能够自由运动；
泵缸K10的出口处设有出口阀阀球(172-4)和出口阀阀座(172-2)，出口阀阀球(172-4)设置在出口阀阀座(172-2)上，出口阀阀球(172-4)能够自由运动。
33.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵的系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸K10下部的所述入口通过入口支管(INP-X)与入口主管(INP)连通，入口主管(INP)为循环管线。
34.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵的系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸K10上部的所述出口通过出口支管(OUTP-X)与出口主管(OUTP)连通，入口支管(INP-X)和所述出口支管(OUTP-X)均为弯管。
35.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵的系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向组件M01的注入液通孔注入液体的注入液泵(IN-PUMP)，注入液泵(IN-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的增压注入液腔一一对应。
36.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向组件M01的增压中间冲洗腔注入通孔注入液体的增压中间冲洗液输送泵(PW01-PUMP)，增压中间冲洗液输送泵(PW01-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的增压中间冲洗腔一一对应。
37.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵的系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向组件M01的低压中间冲洗腔注入通孔注入液体的低压中间冲洗液输送泵(W01-PUMP)，低压中间冲洗液输送泵(W01-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的低压中间冲洗腔一一对应。
38.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵的系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向密封油入口注入密封油的密封油系统，该密封油系统为由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力调节阀、压力表、温度计组成闭式循环系统。
39.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵的系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统设有用于输送工艺介质的主泵APUMP，在主泵APUMP的两侧、主泵液力端的下面及主泵动力端与柱塞(111)之间还设有冷却水管路。
40.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵的系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统设有一套润滑油系统，所述润滑油系统由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力控制阀、压力传感器、温度变送器、压差传感器组成闭式循环系统，所述润滑油系统能够向主泵动力端、注入泵动力端及使用的齿轮箱提供润滑油，油过滤器设置磁性过滤元件拦截具有磁性的颗粒物。
41.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵的系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP系统设有柱塞式往复泵APUMP的进料的入口缓冲罐用于减弱进料压力脉动，设有柱塞式往复泵APUMP的出料的出口缓冲罐用于减弱出料压力脉动。
42.根据权利要求17所述的柱塞式往复泵的系统，其特征在于：
柱塞式往复泵APUMP及其系统，部分或全部部件组成一体式撬装结构。
使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵
技术领域
[0001] 本发明涉及使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，适用于高压或超高压含固体颗粒浆液如煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送；沿柱塞轴按照靠近泵缸侧为前、远离泵缸侧为后排序设置第一至第四填料密封S1、S2、S3、S4，S1、S2布置于填料函前端腔体、柱塞套后端腔体构成的承压密封腔内，S3、S4集中布置在填料函后端(远离泵缸端)，各填料密封的前端设置注入液腔、增压冲洗腔、低压冲洗腔、密封腔，与使用三道填料密封的柱塞往复密封相比，可使泵缸主液有害物穿过S1泄露的概率几乎降低至零，可增强中高压填料密封和柱塞之间的润滑、冷却效果，利于降低注入油耗量，可显著提高柱塞端的操作安全性、扩大柱塞往复泵应用范围。
背景技术
[0003] 本发明所述柱塞式往复泵，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中高压差常温煤浆泵、中高压差中温煤浆泵、中高压差高温煤浆泵、中高压差高温冲洗油泵，该柱塞式往复泵的正常排出压力通常为高压(比如压力为12.0～25.0MPa)或超高压(比如压力为25.0～50.0MPa)。
[0004] 本发明所述泵送目标液料或泵缸主液，指的是柱塞式往复泵输送的工艺物料，是不同于注入液、增压中间冲洗液、低压中间冲洗液、密封液的主体泵送物料，如输送油煤浆的柱塞式往复泵所输送的油煤浆。
[0005] 本发明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。本发明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。
[0006] 本发明所述隔离液工作方式，可以为连续注入连续排放的工作方式即所有柱塞行程全冲洗的工作方式，比如现有技术存在的在输送颗粒料浆的所有行程均设置注入液的全冲洗工作方案，冲洗液压力始终比存在颗粒料浆的泵缸的压力高比如高出2～5bar，在主泵吸入颗粒料浆行程、排出颗粒料浆行程的所有时间段中，都对主泵柱塞填料函的高压填料函前端(靠近泵缸侧填料)加入注入隔离液，其作用是：
[0007] ①避免颗粒料浆进入填料函记柱塞中，破坏填料函；
[0008] ②对柱塞的滑动密封进行润滑；
[0009] ③对填料函进行冷却。
[0010] 上述隔离液所有行程全冲洗的工作方式，在柱塞回程行程中(即泵缸吸液行程中)，添加的注入液可以有效地发挥上述隔离、冲洗、润滑、冷却作用，因此是必要的注入步骤；但是，在柱塞前进行程中(即泵缸排液行程中)，添加的注入液没有上述隔离、冲洗、润滑、冷却的有效作用，并且导致注入液过程能耗高，因此是不必要的注入步骤，其结果导致注入液耗量巨大。上述柱塞所有行程均注入隔离液的全冲洗工作方式，通常，配制的冲洗液泵流量一般取8～10％主泵流量，压力可采用冲洗管路上加孔板来进行控制，若冲洗量少于6％，则引起泵密封失效。大多数颗粒料浆泵对冲洗量不做限制，如化工水煤浆介质冲洗液水流量要求8～10％主泵流量，电厂灰煤浆介质冲洗液水流量不做限制。此类现有技术的冲洗配套装置简单，但是其冲洗量大，为8～10％主泵流量，因此无法适用于某些期望严格限制注入油洗量的工艺。
[0011] 本发明所述隔离液工作方式，可以为间断注入间断排放的工作方式，以降低注入液耗量，通常采用主泵柱塞回程的同步注入注入油的方案，在所述的往复柱塞泵泵缸吸入料浆时，注入油泵柱塞动作对主泵柱塞填料密封加入注入油，主泵排出料浆时，注入油泵柱塞动作吸入注入油，不对主泵柱塞填料密封加入注入油，注入液量可降低到≤3％主泵流量，该工作方式应用于煤加氢直接液化装置的油煤浆泵时，可以减少注入油用量、降低油煤浆泵负荷、降低煤加氢直接液化装置的其它部分的因为增加注入油而带来的装置负荷增量(装置正常加工负荷的5～7％)，具有巨大的降低投资、降低能耗、提高油收率的效果。
[0012] 本发明所述使用注入液使柱塞填料函隔离工作介质的柱塞式往复泵，为了降低注入液的耗量，通常使用与主泵柱塞回程同步注入注入隔离液的工作方法，相应地配置注入油系统(包括同步注入泵)，需要在柱塞填料函组件即柱塞填料函筒体或和柱塞套上设置注入油接口、注入油冲洗柱塞并流入泵腔的流道或流道腔结构。
[0013] 本发明所述使用注入液使柱塞填料函隔离工作介质的柱塞式往复泵，可以使用与主泵柱塞回程同步注入注入隔离液的工作方法，例如，应用于三柱塞往复泵时，主泵三个柱塞密封配套一个三柱塞注入油冲洗泵，每个注入油冲洗泵的柱塞缸对应料浆泵一个柱塞密封，两泵采用一个轴，注入油冲洗泵一个柱塞的曲轴曲拐的相位与往复泵的对应柱塞曲轴的曲拐相位差180°。
[0014] 本发明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。
[0015] 本发明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，根据需要，液力端可以包括柱塞工作组件(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、可能存在的其它泵缸缸内部件。
[0016] 本发明的主要目标是对柱塞填料函组件提出改进结构，因此，本发明的主要技术方案是提出柱塞填料函或和柱塞套的结构、装配方案，并说明操作方案和操作效果。
[0017] 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。
[0018] 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，其柱塞密封组件设道填料密封，在柱塞的密封函(填料函)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。该泵组的柱塞填料函组件使用3道填料，2道低压填料密封集中布置在填料函后端(远离泵缸端)同时1道高压填料密封布置在密封函(密封函)前端腔体、柱塞套后端腔体构成的承压密封腔内，且大部分布置于密封函前端腔体内；第一方面，该泵组的柱塞填料函组件使用3道填料，按照靠近泵缸侧为第1道填料(高压填料)、中间为第2道填料(最低压填料)、外侧第3道填料(低压填料)描述，仍有少量高压注入油通过第1道填料进入低压中间冲洗腔的可能，对于高压、超高压操作工况，长时间操作后，第1道填料(高压填料)仍然存在被污染、被破坏的可能；第二方面，为了保证第1道填料(高压填料)不被泵缸主液污染，就需要使用大量比如5～8％主泵流量的注入油，从而导致装置总原料加工规模上升、同时增加巨额投资、能耗，即使得油煤浆泵的工艺效率大幅降低；第三方面，该泵组的柱塞填料函组件使用3道填料的方案，如果依靠提高第1道填料(高压填料)的预紧力(预压力)增强填料与柱塞之间的密封效果，则导致高压填料密封和柱塞之间的间隙过小，使得填料组中间填料的润滑、冷却效果变得很差，从而加速磨损失效速度，会缩短填料使用寿命，增加更换频率和检修、更换填料的工作量，降低工艺装置整体效率。此外，中国专利ZL 201520443034.8一种柱塞往复泵及其系统，中国专利申请
201811205520.0一种柱塞式往复泵，均使用类似的三道填料密封的柱塞往复密封，因此存在类似的技术缺陷。
201811205520.0一种柱塞式往复泵，均使用类似的三道填料密封的柱塞往复密封，因此存在类似的技术缺陷。
[0019] 申请日为2015年06月25的中国专利ZL 201520443034.8一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。在中国专利ZL 201520443034.8的文件中，填料箱内含有沿柱塞的轴线从内(靠近泵缸)向外(远离泵缸)依次设置的三道填料，该三道填料分别为第1道填料、第2道填料和第3道填料，在第1道填料和第2道填料之间，填料箱的侧壁内含有用于冲洗柱塞表面的冲洗油入口和冲洗油出口，在填料箱体内，位置在第1道填料和第2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15的外圆就形成了一个填料冲洗腔(中间冲洗腔)，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；由于注入泵的出口压力较高，注入的VGO(减压瓦斯油即蜡油)有少量通过第1道填料进入填料冲洗腔中，经过压力衰减，冲洗腔中的压力大大低于注入泵的出口压力，冲洗系统的压力为：入口1.0MPa，出口1.0MPa，冲洗VGO温度也为100℃。该型柱塞填料函密封结构，可应用于大流量(即柱塞形成长)、中高压(比如压力为2.0～25.0MPa)工况时，但是难以适应超高压操作工况。
[0020] 申请日为2018年10月10的中国专利申请201811205520.0一种柱塞式往复泵，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。该泵组的柱塞填料函组件使用3道填料，2道填料密封集中布置在填料函外端(远离泵缸端)同时1道填料密封布置在填料函内端(靠近泵缸端)；该型柱塞填料函密封结构，可应用于大流量(即柱塞形成长)、中高压(比如压力为2.0～25.0MPa)工况时，但是难以适应超高压操作工况。
[0021] 为了克服上述几种结构的使用三道填料密封的柱塞往复密封存在的结构和操作效果的缺陷，本发明提出使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，适用于高压或超高压含固体颗粒浆液如煤加氢直接液化装置的高温油煤浆的加压输送；沿柱塞轴按照靠近泵缸侧为前、远离泵缸侧为后排序设置第一至第四填料密封S1、S2、S3、S4，S1、S2布置于填料函前端腔体、柱塞套后端腔体构成的承压密封腔内，S3、S4集中布置在填料函后端(远离泵缸端)，各填料密封的前端设置注入液腔、增压冲洗腔、低压冲洗腔、密封腔，与使用三道填料密封的柱塞往复密封相比，可使泵缸主液有害物穿过S1泄露的概率几乎降低至零，可增强中高压填料密封和柱塞之间的润滑、冷却效果，利于降低注入油耗量，可显著提高柱塞端的操作安全性、扩大柱塞往复泵应用范围。
[0022] 能够实现本发明目标的柱塞填料函组件、柱塞套组件的结构和操作方案，均是合适可用的方案，本发明提出了一些具体的结构方案。
[0023] 类似于本发明的技术方案，未见报道。
[0024] 应用于泵缸超高压排液工况时，与使用三道填料密封的柱塞往复密封方案相比，本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封的结构、操作效果的优点在于：
[0025] ①增加了一套超高压填料密封即第1道填料密封(超高压填料密封)，或者说相当于把一道超高压填料密封SPS00的任务分配给1道超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02，可降低单道超高压填料密封SPS00的不同位置的填料的预紧力差额，因此，出现接触应力过大从而使填料磨损过快的不利效应大幅度降低；因此，本发明可以延长第1道填料密封SPS01和增压填料密封SPS02的使用寿命，延长和保证整体密封组件的连续运转周期；
[0026] ②增加了一套超高压填料密封即第1道填料密封(超高压填料密封)，或者说相当于把一道超高压填料密封SPS00的任务分配给1道超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02，可降低第1道填料密封SPS01和增压填料密封SPS02的单道填料密封的厚度，在超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02之间设置压力适宜的增压冲洗腔，可以及时全范围地润滑和冷却超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02、以及与高压填料接触的柱塞面；因此，本发明可以利于延长相关部件的使用寿命，延长和保证整体密封组件的连续运转周期；
[0027] ③增加了一套超高压填料密封即第1道填料密封(超高压填料密封)，或者说相当于把一道超高压填料密封SPS00的任务分配给1道超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道高压填料密封(第2道填料密封)SPS02，可降低超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02的单道填料的厚度，在超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02之间设置压力适宜的增压冲洗腔，可以通过提高增压冲洗腔压力，降低超高压填料密封两端的压差、增压填料密封两端的压差，特殊情况下甚至可以出现增压冲洗腔压力等于或高于泵缸腔内压力的条件，阻止泵送主液的有害工艺介质或注入液进入接触第1道填料密封(超高压填料密封)、增压中间冲洗腔、区间柱塞表面并同时润滑、冷却它们、延长它们的使用寿命，使柱塞外套、柱塞、柱塞填料函被有害物(高温液体、高固体浓度浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等有害作用强烈组分)污染或泄漏污染环境的概率几乎降低至零；因此，本发明可以显著提高柱塞端的操作安全性、环保密封型，利于扩大柱塞往复泵应用范围；
[0028] ④增加了一套超高压填料密封即第1道填料密封(超高压填料密封)，或者说相当于把一道超高压填料密封SPS00的任务分配给1道超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02，可降低超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02的单道填料的厚度，在超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02之间设置压力适宜的增压冲洗腔，可以通过提高增压冲洗腔压力，降低超高压填料密封两端的压差、增压填料密封两端的压差，特殊情况下甚至可以出现增压冲洗腔压力等于或高于泵缸腔内压力的条件，可彻底阻止泵送主液的有害工艺介质或注入液进入接触第1道填料密封(超高压填料密封)、增压中间冲洗腔、区间柱塞表面并同时润滑、冷却它们、延长它们的使用寿命，这样可以在保证第1道填料(超高压填料)密封处的润滑、冷却需求的前提下，最大限度地降低注入油数量，比如可以将注入油数量降低至低于主泵流量的0.5重量％～0.9重量％(按照0.9重量％计算)以下；
[0029] 与现有技术的设置一道超高压填料密封SPS00的煤加氢直接液化装置用排料压力为28MPa的油煤浆柱塞式往复泵的注入油为主泵流量的3.5～4.5重量％(按照4.0重量％计算)相比，至少降低注入油3.1重量％；以100万吨/年煤液化油产量的煤加氢直接液化装置为例，常规技术煤浆泵的煤浆输入量注入油440万吨/年、需要注入油17.6万吨/年，本发明煤浆泵的煤浆输入量注入油440万吨/年、需要注入油3.96万吨/年，注入油量降低了13.64万吨/年，这样在泵输送能力相同、煤加氢直接液化装置处理能力相同的条件下，使用本发明煤浆泵的煤加氢直接液化装置可以多输送、处理13.64万吨/年的油煤浆，其中约50重量％的煤粉即6.82万吨/年的煤粉、约50重量％的溶剂油即6.82万吨/年的溶剂油，即使煤液化油收率仅仅按煤粉的50重量％计算，煤液化产品可以增产3.41万吨/年；同时降低了6.82万吨/年的溶剂油的循环量，可以避免约5重量％的热裂化产气率，避免0.341万吨/年的液体油损失，降低相应的氢气消耗和能耗，降低相应的系统投资增量约0.95～1.05亿元人民币；上述的煤液化产品增产3.41万吨/年、避免0.341万吨/年的液体油损失，合计为
3.751万吨/年的液体油，相应增加利润超过1.1亿元人民币；
3.751万吨/年的液体油，相应增加利润超过1.1亿元人民币；
[0031] ⑤增加了一套超高压填料密封即第1道填料密封(超高压填料密封)，或者说相当于把一道超高压填料密封SPS00的任务分配给1道超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02，在超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02之间设置压力适宜的增压冲洗腔，在特别的条件下(比如输送高压、高温或超高压、超高温工艺介质)，第2填料密封可以作为第1密封填料(靠近泵缸侧)的保安防线，一旦第1填料密封失效，将第2填料密封与第1填料密封之间的增压冲洗腔的压力提升至等于或高于泵缸腔内压力的条件，彻底阻止泵送主液的有害工艺介质或注入液进入接触第1填料密封、增压中间冲洗腔、区间柱塞表面并同时润滑、冷却它们、延长它们的使用寿命，并等待合适时机停机检修更换第1主密封填料(靠近泵缸侧)的部件；
[0032] ⑥加了一套超高压填料密封即第1道填料密封(超高压填料密封)，或者说相当于把一道超高压填料密封SPS00的任务分配给1道超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02，在超高压填料密封(第1道填料密封)SPS01和1道增压填料密封(第2道填料密封)SPS02之间设置压力适宜的增压冲洗腔，与文献A02《煤炭直接液化工艺与工程》(出版时间2015年02月)、中国专利ZL 201520443034.8一种柱塞往复泵及其系统记载的使用3道填料的柱塞填料函组件相比，利用其存在的柱塞外套、填料箱为2个部件并能够方便地提供2个高压填料密封的预紧、装配的潜在结构功能，在基本不加大或少量加大柱塞外套厚度、少量增加柱塞外套和填料箱总长度的条件下，即在基本不增加柱塞外套和填料箱制造、装配难度，基本不改变柱塞往复泵总体动平衡能力的前提下，大幅度改善柱塞外套和填料箱的操作效果，从而低成本地显著提高柱塞端的操作安全性、扩大柱塞往复泵应用范围；
[0033] ⑦对于泵缸超高压排液工况，可以延长柱塞往复泵的操作周期，减少检修或部件更换频率，提高设备运转率；
[0034] ⑧由于增压冲洗腔的过流介质通常是无固体的净洁的温度较低的注入液，而不是含固体或腐蚀性强的温度较高或很低的泵送目标液体，增压填料密封(第2道填料密封)SPS02的工作条件的苛刻度大幅度降低了；
[0035] 当然，需要配置相应的增压冲洗腔的增压冲洗油的注入系统或循环系统(可能是高压循环系统)；
[0036] ⑨由于利于降低柱塞外套、柱塞、柱塞填料函的操作温度，泵组动力端(或驱动端)的部件的操作温度与常规环境温度的差额随之下降，动力端(特别是润滑系统)的操作可靠性和寿命相应提高。
[0037] 因此，本发明的第一目的在于提出使用四道填料密封的柱塞往复密封。
[0038] 本发明的第二目的在于提出使用四道填料密封的柱塞往复密封及其附件。
[0039] 本发明的第三目的在于提出使用四道填料密封的柱塞往复密封及其柱塞往复泵。
发明内容
[0040] 本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封，其特征在于：
[0041] 使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，包括服务于液缸K10的柱塞(111)、填料函(115)、柱塞套(119)，还包括沿柱塞(111)的轴线从靠近液缸K10向远离液缸K10排列依次设置的四道填料即第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)；
[0042] 所述填料函(115)、柱塞套(119)相邻安装或通过夹持连接件组装，柱塞套(119)靠近液缸K10，填料函(115)远离液缸K10；
[0043] 填料函(115)靠近液缸K10一端称为填料函前端，填料函(115)远离液缸K10一端称为填料函后端；
[0044] 柱塞套(119)靠近液缸K10一端称为柱塞套前端，柱塞套(119)远离液缸K10一端称为柱塞套后端；
[0045] 第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，在柱塞(111)外布置，并布置于由填料函(115)前端内腔与柱塞套(119)后端内腔构成的承压密封腔体内；
[0046] 第3道填料(V300)、第4道填料(V400)，在柱塞(111)外布置并布置于填料函(115)后端的承压密封腔体内；
[0047] 正常工作时，柱塞(111)在填料函(115)、柱塞套(119)的内部空间中进行往复运动，同时相对于第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)作往复运动；
[0048] 正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)远离液缸K10的返回行程时，液缸K10自进料口吸入液料；
[0049] 正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)靠近液缸K10的前进行程时，液缸K10自排料口排出液料；
[0050] 在第1道填料(V100)与液缸K10之间，可能设置注入液L01接口(P191)，注入液L01进入柱塞与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的注入液导流件(N53)流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
[0051] 在第1道填料(V100)与第2道填料(V200)之间，可能设置增压中间冲洗液PW01接口(P291)，增压中间冲洗液PW01进入柱塞与相关腔体组成的增压中间冲洗液腔中，在柱塞与增压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过增压中间冲洗液排放口(P292)排出组件M01；
[0052] 在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，可能设低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出组件M01；
[0053] 在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，可能设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出组件M01。
[0054] 本发明所述的柱塞往复密封，其特征通常在于：
[0055] 使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，包括服务于液缸K10的柱塞(111)、填料函(115)、柱塞套(119)，还包括沿柱塞(111)的轴线从靠近液缸K10向远离液缸K10排列依次设置的四道填料即第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)；
[0056] 所述填料函(115)、柱塞套(119)相邻安装或通过夹持连接件组装，柱塞套(119)靠近液缸K10，填料函(115)远离液缸K10；
[0057] 填料函(115)靠近液缸K10一端称为填料函前端，填料函(115)远离液缸K10一端称为填料函后端；
[0058] 柱塞套(119)靠近液缸K10一端称为柱塞套前端，柱塞套(119)远离液缸K10一端称为柱塞套后端；
[0059] 第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，在柱塞(111)外周向布置，并布置于由填料函(115)前端内腔与柱塞套(119)后端内腔构成的承压密封腔体内；
[0060] 第3道填料(V300)、第4道填料(V400)，在柱塞外周向布置并布置于填料函(115)后端的承压密封腔体内；
[0061] 正常工作时，柱塞(111)在填料函(115)、柱塞套(119)的内部空间中进行往复运动，同时相对于第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)作往复运动；
[0062] 正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)远离液缸K10的返回行程时，液缸K10自进料口吸入液料；
[0063] 正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)靠近液缸K10的前进行程时，液缸K10自排料口排出液料；
[0064] 在第1道填料(V100)与液缸K10之间，设置注入液L01接口(P191)，注入液L01进入柱塞与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的注入液导流件(N53)流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
[0065] 在第1道填料(V100)与第2道填料(V200)之间，设置增压中间冲洗液PW01接口(P291)，增压中间冲洗液PW01进入柱塞与相关腔体组成的增压中间冲洗液腔中，在柱塞与增压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过增压中间冲洗液排放口(P292)排出组件M01；
[0066] 在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，设低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出组件M01；
[0067] 在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出组件M01。
[0068] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，在柱塞(111)外布置，并布置于由填料函(115)前端内腔与柱塞套(119)后端内腔构成的承压密封腔体内，它们的相对位置布置方式可以选自下列的1种：
[0069] ①第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，布置于填料函前端内腔的腔体内；
[0070] ②第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
[0071] ③第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，部分布置于填料函前端内腔的腔体内、部分布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
[0072] ④第1道填料(V100)的大部分，布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
[0073] ⑤第1道填料(V100)的大部分，布置于填料函前端内腔的腔体内；
[0074] ⑥第2道填料(V200)的大部分，布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
[0075] ⑦第2道填料(V200)的大部分，布置于填料函前端内腔的腔体内。
[0076] 本发明所述的柱塞往复密封，通常，在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，设置低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出组件M01的填料函(115)；
[0077] 通常，在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出组件M01的填料函(115)。
[0078] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL，注入液L01的工作方式可以选自下列的1种：
[0079] ①注入液L01采用连续注入、连续排液至液缸K10的工作方式，即在柱塞(111)前进行程和返回行程的全行程过程中，注入液L01连续注入；
[0080] ②注入液L01采用间断注入、间断排液至液缸K10的工作方式；
[0081] ③注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式；
[0082] ④注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞(111)在回程行程时，液缸K10吸入液料，注入液的注入泵柱塞动作对组件M01的第1道填料(V100)前的注入液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞(111)在前进行程时，液缸K10排出液料，注入液泵柱塞动作吸入注入油，不对组件M01的第1道填料(V100)前的注入液腔进行冲洗。
[0083] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，增压中间冲洗液PW01的工作方式可以选自下列的1种：
[0084] ①增压中间冲洗液PW01采用连续注入、连续冲洗排出的工作方式，即在柱塞(111)前进行程和返回行程的全行程过程中，冲洗液PW01连续注入；
[0085] ②增压中间冲洗液PW01采用间断注入、间断冲洗的工作方式；
[0086] ③增压中间冲洗液PW01采用柱塞(111)回程同步注入的工作方式；
[0087] ④增压中间冲洗液PW011采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞(111)在回程行程时，液缸K10吸入液料，增压中间冲洗液PW01的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞的增压中间冲洗液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞(111)在前进行程时，液缸K10排出液料，增压中间冲洗液PW01的注入泵的柱塞动作吸入冲洗油，不对组件M01的柱塞的增压中间冲洗液腔进行冲洗。
[0088] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)的靠近液缸K10的一端为第1道填料(V100)前端，第1道填料(V100)的远离液缸K10的一端为第1道填料(V100)后端，在第1道填料(V100)前端与液缸K10之间，设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞(111)与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞(111)与注入液腔之间形成液层，然后通过设置的导流件流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
[0089] 所述注入液腔的构成，可以选自下列结构的1种或几种的组合：
[0090] ①1个冲洗槽；
[0091] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0092] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0093] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
[0094] 本发明所述的柱塞往复密封，在第1道填料(V100)与第2道填料(V200)之间，设置增压中间冲洗液PW01接口(P291)，增压中间冲洗液PW01进入柱塞(111)与相关腔体组成的增压中间冲洗液腔中，在柱塞(111)与增压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过增压中间冲洗液排放口(P292)排出排出组件M01，将增压中间冲洗液腔中的可能自第1道填料(V100)泄露过来的液料、可能自第3道填料(V300)泄露过来的液料携带排出组件M01；
[0095] 所述增压中间冲洗液腔的构成，可以选自下列结构的1种或几种的组合：
[0096] ①1个冲洗槽；
[0097] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0098] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0099] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
[0100] 本发明所述的柱塞往复密封，在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，设置低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞(111)与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞(111)与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出排出组件M01，将低压中间冲洗液腔中的可能自第2道填料(V200)泄露过来的液料、可能自第3道填料(V300)泄露过来的液料携带排出组件M01；
[0101] 所述低压中间冲洗液腔的构成，可以选自下列结构的1种或几种的组合：
[0102] ①1个冲洗槽；
[0103] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0104] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0105] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
[0106] 本发明所述的柱塞往复密封，在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞(111)与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞(111)与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出填料函(115)，将中间冲洗液腔中自第3道填料(V300)泄露过来的液料、自第4道填料(V400)泄露过来的液料携带排出组件M01；
[0107] 所述密封液腔的构成，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0108] ①1个冲洗槽；
[0109] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0110] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0111] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
[0112] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)的靠近液缸K10的一端为第1道填料(V100)前端，第1道填料(V100)的远离液缸K10的一端为第1道填料(V100)后端，在第1道填料(V100)前端与液缸K10之间，设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞(111)与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞(111)与注入液腔之间形成液层，然后通过设置的导流件(N53)流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
[0113] 所述导流件(N53)的构成，可以选自下列的1种：
[0114] ①导流圈，即短距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≤4.0；
[0115] ②导流套，即长距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≥4.0。
[0116] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)或第2道填料(V200)或第3道填料(V300)或第4道填料(V400)，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：
[0117] ①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；
[0118] ②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环。
[0119] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)或第2道填料(V200)或第3道填料(V300)或第4道填料(V400)，可以选自下列材料的1种或几种的组合应用：
[0120] ①橡胶；
[0124] ⑤柔性填料
[0125] ⑥油浸石墨；
[0127] ⑧碳纤维。
[0128] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，在其填料函(115)和或柱塞套(119)的筒体上设置换热夹套，换热夹套内流动的介质和工作方式可以选自下列的1种或几种的组合：
[0129] ①起冷却降温作用的取热介质，为气相或和液相；
[0130] ②起加热升温作用的加热介质，为气相或和液相；
[0131] ③起冷却控温作用的取热介质，为气相或和液相；
[0132] ④起加热控温作用的加热介质，为气相或和液相。
[0133] 本发明所述的柱塞往复密封，增压中间冲洗腔的操作压力，通常满足下列的1种或几种的规定：
[0134] ①大于1.0MPa；
[0135] ②大于液缸K10进料的操作压力；
[0136] ③高于液缸K10的排料操作压力的30％；
[0137] ④高于液缸K10的排料操作压力的50％。
[0138] 本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01的工作流体的数量通常为：注入液小时体积流量低于柱塞式往复泵APUMP的泵送目标液料的体积流量的0.5％～5％。
[0139] 与本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01配套使用的液缸K10，可以是柱塞式往复泵APUMP的泵缸K10。
[0140] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP系统，可以使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体。
[0141] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP系统，可以使用的一体式泵缸体有1个或2个或多个泵腔室。
[0142] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP的泵送目标液料，可以选自下列中的1种或几种：
[0143] ①高温液料；
[0144] ②低温液料；
[0145] ③高压液料；
[0146] ④高温高压液料；
[0147] ⑤高温高压含固液料；
[0149] ⑦含易挥发组分液料；
[0150] ⑧含固体浆液；
[0151] ⑨含腐蚀组分液料；
[0152] ⑩含燃爆组分液料；
[0153] 含毒性组分液料；
[0154] 含放射性组分液料。
[0155] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP的使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01加入的注入液的工作方式，可以选自下列中的1种或几种：
[0156] ①一次注入长期使用；
[0157] 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；
[0158] 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。
[0159] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP的操作条件可以为：温度为150～400℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为2.0～40.0MPa、固体颗粒重量浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～150m3/h。
[0160] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP可以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，其操作条件可以为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为2.0～30.0MPa、固体颗粒重量浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m3/h。
[0161] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP可以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，其操作条件可以为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为5.0～30.0MPa、固体颗粒重量浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m3/h。
[0162] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP的布置方式通常为：柱塞(111)的轴线沿水平方向布置，泵缸K10垂直布置，可能使用的分割器XKP垂直布置，可能使用的导液管(33)垂直布置。
[0163] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP系统的驱动端，原动机可以选自下列中的1种：
[0164] ①电机；
[0165] ②变频电机；
[0166] ③柴油机；
[0167] ④液压马达；
[0168] ⑤蒸汽机。
[0169] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP系统的驱动端，可以使用变速器将原动机的高转速运动转化为低转速运动后，驱动液力端工作。
[0170] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，通常，柱塞(111)的轴线沿水平方向设置，柱塞(111)外面设有柱塞套(119)和填料函(115)，柱塞套(119)的一端与泵缸K10连接，柱塞套(119)的另一端与填料函(115)连接，柱塞(111)能够沿轴向往复移动。
[0171] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞套(119)设有蒸汽保温夹套(R700)，蒸汽保温夹套(R700)和柱塞套(119)之间形成空腔，蒸汽保温夹套(R700)上设有与该空腔连接的蒸汽入口(701)和蒸汽出口(702)。
[0172] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，泵缸K10的缸体上设置用于通入蒸汽或冷却水的小孔(801)。
[0173] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，泵缸K10的缸体内含有1个所述泵腔或3个所述泵腔或5个所述泵腔或7个所述泵腔；
[0174] 柱塞(111)、柱塞套(119)、蒸汽保温夹套(R700)、填料函(115)及所述四道填料与所述泵腔一一对应。
[0175] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，泵缸K10的进口处设有入口阀阀球(171-4)和入口阀阀座(171-2)，入口阀阀球(171-4)设置在入口阀阀座(171-2)上，入口阀阀球(171-4)能够自由运动；
[0176] 泵缸K10的出口处设有出口阀阀球(172-4)和出口阀阀座(172-2)，出口阀阀球(172-4)设置在出口阀阀座(172-2)上，出口阀阀球(172-4)能够自由运动。
[0177] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸K10下部的所述入口通过入口支管(INP-X)与入口主管(INP)连通，入口主管(INP)为循环管线。
[0178] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸K10上部的所述出口通过出口支管(OUTP-X)与出口主管(OUTP)连通，入口支管(INP-X)和所述出口支管(OUTP-X)均为弯管。
[0179] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向组件M01的注入液通孔注入液体的注入液泵(IN-PUMP)，注入液泵(IN-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的增压注入液腔一一对应。
[0180] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向组件M01的增压中间冲洗腔注入通孔注入液体的增压中间冲洗液输送泵(PW01-PUMP)，增压中间冲洗液输送泵(PW01-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的增压中间冲洗腔一一对应。
[0181] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向组件M01的低压中间冲洗腔注入通孔注入液体的低压中间冲洗液输送泵(W01-PUMP)，低压中间冲洗液输送泵(W01-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的低压中间冲洗腔一一对应。
[0182] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向密封油入口注入密封油的密封油系统，该密封油系统为由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力调节阀、压力表、温度计组成闭式循环系统。
[0183] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于输送工艺介质的主泵APUMP，在主泵APUMP的两侧、主泵液力端的下面及主泵动力端与柱塞(111)之间还设有冷却水管路。
[0184] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有一套润滑油系统，所述润滑油系统由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力控制阀、压力传感器、温度变送器、压差传感器组成闭式循环系统，所述润滑油系统能够向主泵动力端、注入泵动力端及使用的齿轮箱提供润滑油，油过滤器设置磁性过滤元件拦截具有磁性的颗粒物。
[0185] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，通常，柱塞式往复泵APUMP系统设有柱塞式往复泵APUMP的进料的入口缓冲罐用于减弱进料压力脉动，设有柱塞式往复泵APUMP的出料的出口缓冲罐用于减弱出料压力脉动。
[0187] 图1是煤加氢直接液化装置用输送油煤浆的一种使用注入油的常规结构泵缸的柱塞式往复泵的结构示意图。
[0188] 图2是图1中的柱塞填料函组件及相关部件的局部详图。
[0189] 如图1、图2所示柱塞式往复泵的柱塞填料函组件，沿柱塞轴线由靠近泵缸一侧向远离泵缸一侧排序，设置1道高压填料密封、2道低压填料密封，其中，靠近泵缸的第1填料密封是属于高压填料密封的主填料密封，中间填料密封和外侧填料密封属于低压填料密封，柱塞填料函组件的结构、功能和工作方式如下：
[0190] ①第1填料密封和高压注入液系统
[0191] 靠近泵缸的第1填料密封，是主填料密封，其任务是阻隔高压介质使其尽可能不要向远离泵缸的一侧流动、泄露，为了防止来自泵缸的泵送目标工艺介质中的有害物(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，在第1填料密封的前端(靠近泵缸的一端)，设置注入液系统，在柱塞组件的高压工作腔内，在柱塞与填料函、柱塞套组件之间形成流向泵腔的隔离液流动以阻止泵腔泵送目标工艺介质流入柱塞填料函组件，从而在泵组正常工作期间，使得柱塞填料函组件与泵送目标工艺介质形成有效隔离，对于煤浆泵而言，其注入液工作方法通常是间断注入间断排放或者连续注入连续排放；
[0192] 注入液工作方式为连续注入连续排放时，工作方式可以是任意一种有效的工作方式；
[0193] 注入液工作方式为间断注入间断排放时，工作方式可以是任意一种有效的工作方式；
[0194] ②第2填料密封和低压中间冲洗油系统
[0195] 在第1道填料(高压填料)和第2道填料(低压填料)之间，设置压力适宜的低压中间冲洗腔，防止来自高压密封侧的泄露介质流动至最外侧第3道填料密封处，因此，低压中间冲洗腔操作压力低于密封腔操作压力，有少量密封油会通过第2道填料密封与柱塞之间的间隙流向冲洗腔；
[0196] 泵组正常工作时，低压中间冲洗油经中间冲洗油注入孔进入中间冲洗腔维持操作压力比如1.00～1.10MPa(G)，然后低压中间冲洗油经低压中间冲洗油排出孔排出填料函，将可能存在的来自密封腔的串流密封油、来自注入腔的串流注入油一并带出中间冲洗腔体；
[0197] ③第3填料密封和低压密封油系统
[0198] 最外侧填料密封的功能是密封柱塞，防止来自高压密封侧的介质泄露至外部污染环境，同时防止来自动力端的可能含灰尘的润滑油侵入污染填料函盒柱塞表面；
[0199] 泵组正常工作时，低压密封油经密封油注入孔进入密封腔维持操作压力比如1.10～1.20MPa(G)，然后绝大部分密封油经密封油排出孔排出填料函，由于密封腔操作压力高于冲洗腔操作压力，有少量密封油会通过第2道填料密封与柱塞之间的间隙流向低压中间冲洗腔。
[0200] 图1、图2所示的输送油煤浆的使用注入油的常规结构泵缸的柱塞式往复泵，注入液有规律地加入到填料函中，经过柱塞外套后进入泵缸内部，注入液排出泵缸的流径属于U形流。
[0201] 在图1、图2中，7为透镜垫，8为法兰盖，9为螺柱，10为螺母，12为桁架，13为隔热板，14为螺钉，15为泵体组件(泵缸)，16为销子，171为进料单向阀(171-1为阀体、171-2阀座、
171-3为阀球导向套、171-4阀球)，172为排料单向阀(172-1为阀体、172-2阀座、172-3为阀球导向套、172-4阀球)，18为螺母，19为螺柱，20为排出管，21为销子，22为螺柱，23为螺母，
24为透镜垫，25为支撑螺柱，26为螺母，27为螺柱，28为圆螺母，29为螺母保护套，30为长螺套，31为螺柱，32为螺母，33为导液管，34为隔热板，35为隔热垫圈，36为压块，37为透镜垫，
38为螺纹法兰，39为螺柱，40为螺母，41为异颈法兰，42为螺柱，43为螺母，44为密封垫，45为弯管法兰，111为柱塞，115为填料函，119为柱塞套，151为低压中间冲洗油入口，152为低压中间冲洗油出口，191为注入液的注入通孔，251为密封油入口，252为密封油出口，701为蒸汽入口，702为蒸汽出口，R100为第1道填料、R200为第2道填料、R300为第3道填料、R700蒸汽保温夹套。
171-3为阀球导向套、171-4阀球)，172为排料单向阀(172-1为阀体、172-2阀座、172-3为阀球导向套、172-4阀球)，18为螺母，19为螺柱，20为排出管，21为销子，22为螺柱，23为螺母，
24为透镜垫，25为支撑螺柱，26为螺母，27为螺柱，28为圆螺母，29为螺母保护套，30为长螺套，31为螺柱，32为螺母，33为导液管，34为隔热板，35为隔热垫圈，36为压块，37为透镜垫，
38为螺纹法兰，39为螺柱，40为螺母，41为异颈法兰，42为螺柱，43为螺母，44为密封垫，45为弯管法兰，111为柱塞，115为填料函，119为柱塞套，151为低压中间冲洗油入口，152为低压中间冲洗油出口，191为注入液的注入通孔，251为密封油入口，252为密封油出口，701为蒸汽入口，702为蒸汽出口，R100为第1道填料、R200为第2道填料、R300为第3道填料、R700蒸汽保温夹套。
[0202] 在图2中，标出了下述部件编号：
[0203] ①N01为外侧填料压盖(第三填料压盖)，外侧填料压盖N01的外侧部分为带螺纹的外端头N01c，N01c与外侧填料箱(第三填料箱)N06的外端部内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，同时是外侧填料(第三填料)N03的压紧部件，实现对第3填料N03的合理的预压力和压紧变形，使得第3填料N03与柱塞111紧密配合；
[0204] ②N02为外侧填料(第三填料)外侧垫环；
[0205] ③N03为外侧填料(第三填料)；
[0206] ④N04为外侧填料(第三填料)内侧长距垫环；
[0207] ⑤N05为静密封圈；
[0208] ⑥N06为外侧填料箱(第三填料箱)(中间填料即第二填料压盖)；
[0209] ⑦N07为中间填料(第二填料)外侧垫环；
[0210] ⑧N08为中间填料(第二填料)；
[0211] ⑨N09为中间填料(第二填料)内侧垫环；
[0212] ⑩N10为中间填料(第二填料)的压紧件，为带螺纹的压紧件)，与填料函115后端部内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，同时是中间填料(第二填料)N08的压紧部件，实现对第2填料N08的合理的预压力和压紧变形，使得第2填料N08与柱塞111紧密配合；
[0213] N51为主填料(第一填料)外侧长距垫环；
[0214] N52为主填料(第一填料)；
[0216] N531为主填料(第一填料)右侧冲洗导向套上布置的开孔，与注入液接口191连通；
[0217] N54为主填料(第一填料)前端的冲洗导向套的定位件、预紧件。
[0218] 如图1所示柱塞式往复泵，可用于煤加氢直接液化装置油煤浆的输送，其进料行程、排料行程的工作方式如下：
[0219] ①在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的进料行程中，柱塞远离泵缸，泵缸内的泵送目标液料(比如油煤浆)的液位上升，正常情况下不允许泵送目标液料(比如油煤浆)超出泵缸而进到柱塞外套、填料函中(隔离目标失效)；通常，同时在柱塞外套和或柱塞填料函注入的注入液，则进入柱塞外套和或柱塞填料函内，增加泵缸内存在的注入液的总量；
[0220] ②在泵缸15处于泵送目标液料(比如油煤浆)的排料过程中，柱塞靠近或进入泵缸，泵缸内的泵送目标液料(比如油煤浆)的液位下降，通过导液管33下部的侧面开口，流入导液管33内部沿着内柱室33IN-V上升并最终排出泵缸出口单向阀；排出泵缸出口单向阀的泵送目标液料，同时可能携带着注入液(长期而言，一定带有注入液)，这样进入泵腔的泵送目标液料和注入液被排出了泵体。
[0221] 以下结合图3来描述本发明柱塞往复密封的结构、操作方式。
[0222] 图3是本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第1种技术方案的结构示意图。
[0223] 图4是图3所示本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第1种技术方案的局部详细结构示意图。
[0224] 图3示出的本发明的使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第1种技术方案中，与图2所示的用低压中间冲洗腔的三道填料式往复密封的技术方案的差别在于：采用类似于图2中的柱塞后端的2道填料密封R200、R300的装配方案(第二填料R200压盖同时是第三填料R300的填料箱的叠层布置方式)，在尽量少增加填料函115、柱塞套119的总体长度的前提下，在填料函前端腔体、柱塞套后端腔体构成的承压密封腔内，增设一套填料密封，即设置两道填料密封(V100、V200)，并在两道填料密封(V100、V200)之间设置增压中间冲洗腔，从而适应于超高压输送液料的工况，可使泵缸主液有害物(高温液体、高固体浓度浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等有害作用强烈组分)穿过第1填料密封泄露至中间冲洗腔的概率几乎降低至零，也利于中间冲洗液进入第1填料密封和柱塞的间隙从而润滑、冷却它们、延长它们的使用寿命，利于降低高压注入油耗量，可显著提高柱塞端的操作安全性、扩大柱塞往复泵应用范围。
[0225] 在图3示出的本发明的使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第1种结构方案中，2道填料密封(第四填料密封、第三填料密封)集中布置在填料函后端(远离泵缸端)，2道填料密封(第二填料密封、第一填料密封)布置于由填料函115前端内腔、柱塞套119后端内腔构成的承压密封腔体内且大部分布置于柱塞套119后端内腔的腔体内，与图2所示的传统的1道高压填料密封布置于由填料函115前端内腔、柱塞套119后端内腔构成的承压密封腔体内且大部分布置于填料函115前端内腔的腔体内的方案相比，填料函115、柱塞套119的总体长度略有增加、相距最远的2道填料的跨距大幅度增加，利于防止柱塞重心失去支撑，利于增强柱塞往复泵的整体稳定性，且制造、装配、维修便捷。
[0226] 图3示出的本发明的使用四道填料密封的柱塞往复密封的第1种结构方案，可以应用于任意适合其应用的场合，可以应用于柱塞往复泵的柱塞填料密封，也可以应用在柱塞往复泵以外的其它设备或机械的系统中。
[0227] 图3所示的本发明的第1种技术方案，其注入液工作方式可以是任意一种有效的工作方式，可以为间断注入间断排放或连续注入连续排放。
[0228] 图3所示的本发明的第1种技术方案，其功能和工作方式如下：
[0229] (1)高压注入液系统和注入油导流套
[0230] 如图3所示，正常工作时，靠近泵缸侧的第1填料密封，是主填料密封，其任务是阻隔高压介质使其尽可能不要向远离泵缸的一侧流动、泄露，以防止来自泵缸的泵送目标工艺介质中的有害物(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；
[0231] 如图3所示，在第1填料密封V100与泵缸之间，设置注入液系统，设置注入液L01接口P191，注入液L01通过接口P191、流过导流套N53上的通孔N531，进入导流套N53上的注入液环形槽内与往复运动的柱塞外表面接触，绝大部分注入液通过第1填料密封右边的导向套N53与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向泵缸侧流动，润滑、冷却、冲洗所接触的柱塞外表面，并最终进入泵缸内，随泵缸内的主流体排出泵缸，这样，在柱塞组件的高压工作腔内，在柱塞与柱塞组件(导流套N53、柱塞套)之间形成流向泵腔的隔离液流动以阻止泵腔泵送目标工艺介质流入柱塞填料函组件，从而在泵组正常工作期间，使得柱塞填料函组件与泵送目标工艺介质形成有效隔离；
[0232] 注入液，通常为粘度适宜、润滑性良好的无毒害组分、无颗粒物、与泵送目标液料相容的液料；
[0233] 注入液的用量，全程注入方式时低于主泵流量的8.0重量％～10.0重量％，仅在柱塞回程同步注入时(柱塞前进行程时不注入注入油)低于主泵流量的2.0重量％～3.0重量％以下，维持相关区间柱塞表面隔离、冲洗、润滑、冷却的需求即可；本发明用泵缸在中低压排液工况时，仅在柱塞回程同步注入注入液时(柱塞前进行程时不注入注入油)，注入液的用量可以低于主泵流量的0.5重量％～0.8重量％以下；
[0234] 高压注入液系统的工作目的，是接入注入油，使注入油与往复运动的柱塞外表面接触，在柱塞周围形成环形油膜，而注入液通过导向套N53与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向泵缸侧流动，实现了流量受控的流动，在保证充分润滑、冷却、冲洗柱塞外表面的前提条件下，可以控制、降低注入液的用量，也是一套高压间隙密封，利于防止泵送目标接触主填料密封，提高整体泵组的工作效率和安全性；
[0235] 因此，与高压注入液系统相关的柱塞套119的内置部件、填料函115的内置部件，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0236] 所述注入液腔的构成，可以选自下列结构的1种或几种的组合：
[0237] ①1个冲洗槽；
[0238] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0239] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0240] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套；
[0241] 所述导流套N53的构成，可以选自下列的1种：
[0242] ①导流圈，即短距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≤4.0；
[0243] ②导流套，即长距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≥4.0。
[0244] (2)第1填料密封(高压填料密封)
[0245] 如图3所示，正常工作时，因为第1填料密封右侧的泵缸带压操作(比如超高压条件)，因此，第1填料密封的工作状态是带压填料密封(或者超高压填料密封)，是柱塞的主填料密封；
[0246] 如图3所示，主填料N52包括5个填料环，其右侧是注入液导向套N53，导向套N53中部尺形台阶被柱塞套119限位支撑，导向套N53前端(靠近泵缸侧)是一个自由端；导向套N53同时是主填料N52的压紧支撑部件，实现对主填料N52的合理的预压力和压紧变形，使得主填料N52与柱塞111紧密配合；
[0247] 如图3所示，第1填料N52(V100)，其左侧是第1填料密封的填料压盖N51(同时是第2填料N33的填料箱)，第1填料压盖N51的中间部分带螺纹的部分实体N51c与柱塞套119的后端部腔体内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，作为第1填料N52的压紧部件，实现对第1填料N52的合理的预压力和压紧变形，使得第1填料N52与柱塞111紧密配合；
[0248] 如图3所示，注入液L01可以采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞在回程行程时，泵缸15吸入液料，注入液的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞主填料密封前的注入液腔进行注入，这样即使隔离液串过第1填料密封，也隔离了泵缸内的主流体，而实际上，通常经过接口P291连续通过增压中间冲洗腔的增压中间冲洗油的压力高于泵缸进料的操作压力，这样柱塞回程过程中，基本没有注入液(可能夹带泵送目标液料)串过第1填料密封；当组件M01的柱塞在前进行程时，泵缸15排出液料，如泵缸15的操作压力等于或低于增压中间冲洗腔的操作压力，则基本没有注入液(可能夹带泵送目标液料)串过第1填料密封，即使泵缸15的操作压力高于增压中间冲洗腔的操作压力形成压差12DP，该压差也远低于“三道填料密封方案的低压中间冲洗腔技术方案”时泵缸操作压力高于低压中间冲洗腔的操作压力形成的压差12DP，因此，可能穿过第1填料密封的注入液(可能夹带泵送目标液料)的泄漏量会大为降低，即实现了本发明的主要目标；
[0249] 如图3所示，为了防止串过第1填料密封的注入液(可能夹带泵送目标液料)污染第二填料密封(增压填料密封)，设置了增压中间冲洗液系统，增压中间冲洗腔的操作压力通常高于低压中间冲洗腔的操作压力至少1.0MPa，增压中间冲洗腔的操作压力通常高于泵缸15的排料操作压力的30％、一般高于泵缸15的排料操作压力的50％；
[0250] 如图3所示，主填料密封根据具体使用条件选择，可以是任意一种合适的填料密封，比如毛毡密封、软填料密封、硬填料密封、挤压型密封、唇形密封等，软填料密封可能使用的填料材料有橡胶、合成纤维、石棉、合成树脂、柔性填料、油浸石墨填料、碳纤维、高强度碳纤维等，一种记载密封技术的文献是：①出版物名称：《密封设计手册》，全册内容特别是1～11页、85～95页、171～186页；②检索用图书编码：ISBN编码：978-7-122-04682-6；③中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第011902号；④主编：付平，常德功；⑤出版社：化学工业出版社；该文献详细介绍了动密封、填料密封的结构、材料和设计方法；
[0251] 第1填料密封(高压填料密封)S1，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0252] 主填料密封S1，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：
[0253] ①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；
[0254] ②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环；
[0255] (3)增压中间冲洗液系统和增压中间冲洗腔流道
[0256] 如图3所示，在第1道填料(高压填料)和第2道填料(增压填料)之间，设置压力适宜的增压中间冲洗腔，其功能有二，第一功能是冲洗隔离，防止来自第1填料密封的泄露介质流动至外侧第2道填料密封处污染和破坏之，第二功能是防止来自第2填料密封的泄露介质(可能含密封油、灰尘)流动通过第2道填料密封进入第1填料密封污染之；
[0257] 如图3所示，设置增压中间冲洗液系统，设置增压中间冲洗液PW01接口P291，冲洗液PW01通过接口P291，进入柱塞套内的增压冲洗液环形槽内与往复运动的柱塞外表面接触，在增压中间冲洗槽与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向增压中间冲洗液排出口流动，同时冲洗、润滑、冷却与其接触的柱塞外表面，并最终排出填料函离开泵体；
[0258] 如图3所示，排出填料函离开泵体的增压中间冲洗液，可以经过过滤等处理过程后循环使用，可以是单程使用后别做它用，比如可以用作往复泵的泵送目标液料进入工艺系统；
[0259] 与增压中间冲洗液系统相关的柱塞套119的内置结构或部件，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0260] 增压中间冲洗液腔的操作压力，可以根据需要确定，其操作压力可以低于或等于或高于泵缸的操作压力，通常其操作压力低于泵缸的排料操作压力，其次增压中间冲洗液腔的操作压力通常是高于泵缸主进料的操作压力，这样柱塞回程过程中，基本没有注入液(可能夹带泵送目标液料)串过第1填料密封；增压中间冲洗腔的操作压力通常高于低压中间冲洗腔的操作压力至少1.0MPa，增压中间冲洗腔的操作压力通常高于泵缸15的排料操作压力的30％、一般高于泵缸15的排料操作压力的50％；
[0261] 增压中间冲洗液，通常为粘度适宜、润滑性良好的无毒害组分、无颗粒物的液料；
[0262] 增压中间冲洗液的用量，通常低于主泵流量的0.3重量％～0.7重量％以下，维持相关区间柱塞表面冲洗、润滑、冷却的需求即可；
[0263] 如图3所示，泵组正常工作时，增压中间冲洗油经中间冲洗油注入孔P291进入柱塞套内的导流套N53上的增压中间冲洗腔维持操作压力比如为泵缸排料压力的35％，然后增压中间冲洗油经增压中间冲洗油排出孔P292排出柱塞套；由于增压中间冲洗腔操作压力通常低于泵腔排料行程时的操作压力，可能会有极微量的高压注入油通过第1道填料密封与柱塞之间的间隙流向增压中间冲洗腔，可能存在的来自第1道填料密封的串流注入油、可能存在的来自第2道填料密封的串流润滑油以及其他非增压中间冲洗油液体一并被增压中间冲洗油携带排出增压中间冲洗腔体；
[0264] 所述增压中间冲洗液腔的构成，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0265] ①1个冲洗槽；
[0266] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0267] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0268] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套；
[0269] (4)第二填料密封(增压填料密封)
[0270] 第二填料密封的功能是防止来自第1填料密封的泄露介质流动至外侧第3道填料密封处污染和破坏之，同时防止来自动力端的润滑油串过第4道填料密封及第3道填料密封后侵入污染第1填料密封及柱塞表面；
[0271] 如图3所示，第2填料N33(V200)包括4个填料环，其右侧是长距垫环N34，其左侧是填料N33压盖N31，第2填料压盖N31的外侧部分带螺纹的外端头N31c与第1填料压盖N51的外端部内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，作为第2填料N33的压紧部件，实现对第2填料N33的合理的预压力和压紧变形，使得第2填料N33与柱塞111紧密配合；第2填料N33的左侧是一段空隙；
[0272] 根据需要，第2填料压盖N31与第1填料压盖N51之间，可以使用定位销定位；
[0273] 根据需要，第1填料压盖N51与柱塞套119之间，可以使用定位销定位；
[0274] 如图3所示，第2填料密封S2根据具体使用条件选择，可以是任意一种合适的填料密封，比如毛毡密封、软填料密封、硬填料密封、挤压型密封、唇形密封等，软填料密封可能使用的填料材料有橡胶、合成纤维、石棉、合成树脂、柔性填料、油浸石墨填料等，一种记载密封技术的文献是：①出版物名称：《密封设计手册》，全册内容特别是1～11页、85～95页、171～186页；②检索用图书编码：ISBN编码：978-7-122-04682-6；③中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第011902号；④主编：付平，常德功；⑤出版社：化学工业出版社；该文献详细介绍了动密封、填料密封的结构、材料和设计方法；
[0275] 第2填料密封(增压填料密封)S2，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0276] 第2填料密封(增压填料密封)S2，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：
[0277] ①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；
[0278] ②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环；
[0279] 由于增压中间冲洗腔的操作压力通常高于“低压中间冲洗腔技术方案”时低压中间冲洗腔的操作压力，因此，第2填料的沿柱塞轴向的两端面的压差显著增大，因此第2填料的沿柱塞轴向的厚度，相比之下会显著加厚，如图3所示，第2填料N33使用4个填料环；
[0280] (5)低压中间冲洗液系统和低压中间冲洗腔流道
[0281] 如图3所示，在第2道填料(增压填料)和第3道填料(低压填料)之间，设置压力适宜的低压中间冲洗腔，其功能有二，第一功能是冲洗隔离，防止来自第1填料密封、第2填料密封的泄露介质流动至外侧第3道填料密封、第4道填料密封处污染和破坏之，第二功能是防止来自第4道填料密封、第3道填料密封的泄露介质(可能含润滑油、密封油、灰尘)流动通过第3道填料密封进入第2道填料密封污染之；
[0282] 如图3所示，设置低压中间冲洗液系统，设置低压中间冲洗液W01接口P391，冲洗液W01通过接口P391，进入填料函上的低压冲洗液环形槽内与往复运动的柱塞外表面接触，在低压中间冲洗槽与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向低压中间冲洗液排出口P392流动，同时冲洗、润滑、冷却与其接触的柱塞外表面，并最终排出填料函115离开泵体；
[0283] 如图3所示，排出填料函离开泵体的低压中间冲洗液，可以经过过滤等处理过程后循环使用，可以是单程使用后别做它用，比如可以用作往复泵的泵送目标液料进入工艺系统；
[0284] 与低压中间冲洗液系统相关的填料函115的内置结构或部件，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0285] 低压中间冲洗液腔的操作压力，可以根据需要确定，通常其操作压力低于泵缸的排料操作压力，也低于第3道填料(低压填料)和第4道填料(低压填料)之间的密封冲洗腔的操作压力，其次低压中间冲洗液腔的操作压力通常是高于泵缸主进料的操作压力(允许密封冲洗油进入低压中间冲洗液腔)，这样柱塞回程过程中，基本没有注入液(可能夹带泵送目标液料)串过第1填料密封、第2填料密封；
[0286] 低压中间冲洗液，通常为粘度适宜、润滑性良好的无毒害组分、无颗粒物的液料；
[0287] 低压中间冲洗液的用量，通常低于主泵流量的0.3重量％～0.7重量％以下，维持相关区间柱塞表面冲洗、润滑、冷却的需求即可；
[0288] 如图3所示，泵组正常工作时，低压中间冲洗油经低压中间冲洗油注入口P391进入填料函中间冲洗腔维持操作压力比如为1.0MPa，然后低压中间冲洗油经低压中间冲洗油排出口P392排出填料函；由于低压中间冲洗腔操作压力通常低于泵腔排料行程时的操作压力，可能会有极微量的高压注入油会通过第1道填料密封、第2道填料密封与柱塞之间的间隙流向低压中间冲洗腔，可能会有极微量的来自动力端的含灰尘的润滑油通过第4道填料密封、第3道填料密封与柱塞之间的间隙进入低压中间冲洗腔，可能存在的上述来源的非低压中间冲洗油液体一并被低压中间冲洗油携带排出了低压中间冲洗腔体；
[0289] 所述低压中间冲洗液腔的构成，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0290] ①1个冲洗槽；
[0291] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0292] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0293] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套；
[0294] (6)第三填料密封(低压填料密封)
[0295] 第三填料密封的功能是防止来自第1填料密封、第2道填料密封的泄露介质流动至外侧第4道填料密封处污染和破坏之，同时防止来自动力端的含灰尘润滑油串过第4道填料密封后直接侵入污染第2填料密封及柱塞表面；
[0296] 如图3所示，第3填料N08包括3个填料环，其左侧是第3填料左侧垫环N07，再左侧是第3填料压盖N06(同时是第4填料密封的填料箱)，其右侧是右侧垫环N09，第3填料压盖N06的外侧部分带螺纹的外端头N10与填料函115的后端部内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，同时是第3填料N08的压紧部件，实现对第3填料N08的合理的预压力和压紧变形，使得第3填料N08与柱塞111紧密配合；
[0297] 如图3所示，第3填料密封根据具体使用条件选择，可以是任意一种合适的填料密封，比如毛毡密封、软填料密封、硬填料密封、挤压型密封、唇形密封等，软填料密封可能使用的填料材料有橡胶、合成纤维、石棉、合成树脂、柔性填料、油浸石墨填料等，一种记载密封技术的文献是：①出版物名称：《密封设计手册》，全册内容特别是1～11页、85～95页、171～186页；②检索用图书编码：ISBN编码：978-7-122-04682-6；③中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第011902号；④主编：付平，常德功；⑤出版社：化学工业出版社；该文献详细介绍了动密封、填料密封的结构、材料和设计方法；
[0298] 第3填料密封(低压填料密封)S3，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0299] 第3填料密封(低压填料密封)S3，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：
[0300] ①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；
[0301] ②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环；
[0302] (7)密封冲洗液系统和冲洗腔流道
[0303] 如图3所示，在第3道填料(低压填料)和第4道填料(低压填料)之间，设置压力适宜的低压密封冲洗腔，其功能有三，第一功能是冲洗隔离，防止来自第1填料密封、第2道填料密封、第3道填料密封的泄露介质泄露至最外侧第4道填料密封处污染、破坏之，第二功能是密封柱塞，同时防止来自动力端的润滑油通过第4道填料密封直接侵入污染第3道填料密封、柱塞表面；
[0304] 如图3所示，设置密封冲洗液系统，设置密封冲洗液K01接口P491，密封冲洗液K01通过接口P491，进入填料函内第3填料压盖N06上的密封冲洗液环形槽内与往复运动的柱塞外表面接触，在密封冲洗槽与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向密封冲洗液排出口P492流动，同时冲洗、润滑、冷却与其接触的柱塞外表面，并最终排出填料函离开泵体；
[0305] 如图3所示，排出填料函离开泵体的密封冲洗液K01，可以经过过滤等处理过程后循环使用，可以是单程使用后别做它用，比如可以用作往复泵的泵送目标液料进入工艺系统；
[0306] 与密封冲洗液系统相关的填料函115的内置结构或部件，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0307] 密封冲洗液腔的操作压力，可以根据需要确定，通常首先要保证密封冲洗液不会泄露出第4填料密封进入环境污染大气、人员，其次密封冲洗液腔的操作压力通常是高于低压中间冲洗腔的操作压力，这样柱塞回程过程中，可能会有少量密封冲洗液串过第3填料密封进入低压中间冲洗液(可能夹带动力端润滑油、灰尘)，当然通常密封冲洗液腔的操作压力大于外部环境的操作压力；
[0308] 密封冲洗液，通常为粘度适宜、润滑性良好的无毒害组分、无颗粒物的液料；
[0309] 密封冲洗液的用量，通常低于主泵流量的0.1重量％～0.5重量％以下，维持相关区间柱塞表面冲洗、润滑、冷却的需求即可；
[0310] 如图3所示，泵组正常工作时，低压密封冲洗油K01经密封冲洗油注入孔P491进入填料函密封腔维持操作压力比如1.10～1.20MPa(G)，然后密封冲洗油经密封冲洗油排出孔P492排出填料函，可能存在的来自第2道填料密封的串流低压中间冲洗油、可能存在的来自第4道填料密封的串流动力端润滑油(可能含灰尘)以及其他非密封冲洗油液体一并被密封冲洗油携带排出密封冲洗腔体；
[0311] 所述密封冲洗液腔的构成，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0312] ①1个冲洗槽；
[0313] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0314] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0315] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套；
[0316] (8)第四填料密封(低压填料密封)
[0317] 最外侧填料密封的功能是密封柱塞外端，防止来自第3填料密封的泄露介质流动、穿透最外侧第4道填料密封泄露至外部污染环境大气及人员，同时防止来自动力端的润滑油侵入污染填料函和柱塞表面；
[0318] 如图3所示，第4填料N03包括3个填料环，其左侧是第3填料短距垫环N02，其右侧是长距垫环N04，第4填料压盖N01的外侧部分带螺纹的外端头N01c与填料箱N06(也是第3填料的压盖)的外端部内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，实现对第4填料N03的合理的预压力和压紧变形，使得第4填料N03与柱塞111紧密配合；
[0319] 如图3所示，第4填料密封根据具体使用条件选择，可以是任意一种合适的填料密封，比如毛毡密封、软填料密封、硬填料密封、挤压型密封、唇形密封等，软填料密封可能使用的填料材料有橡胶、合成纤维、石棉、合成树脂、柔性填料、油浸石墨填料等，一种记载密封技术的文献是：①出版物名称：《密封设计手册》，全册内容特别是1～11页、85～95页、171～186页；②检索用图书编码：ISBN编码：978-7-122-04682-6；③中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第011902号；④主编：付平，常德功；⑤出版社：化学工业出版社；该文献详细介绍了动密封、填料密封的结构、材料和设计方法；
[0320] 第4填料密封(低压填料密封)S4，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0321] 第4填料密封S4，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：
[0322] ①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；
[0323] ②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环。
[0324] 图3所示的本发明的使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第1种结构方案，可用于高温油煤浆柱塞式往复泵，设计压力可达2.0～50MPa、设计温度可达350℃，油煤浆的排料操作压力可达2.0～40MPa、操作温度可达330℃，注入油的操作温度可达150℃；注入油在泵缸内充当泵缸体冷却油、油煤浆隔离油。
[0325] 图5是本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第2种技术方案的结构示意图。
[0326] 图6是图5所示本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第2种技术方案的局部详细结构示意图。
[0327] 在图5示出的本发明的使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第2种结构方案中，2道填料密封集中布置在填料函后端(远离泵缸端)，2道填料密封布置于由填料函115前端内腔、柱塞套119后端内腔构成的承压密封腔体内且大部分布置于填料函115前端内腔的腔体内。
[0328] 图5示出了本发明的使用四道填料密封的柱塞往复密封的第2种结构方案，可以应用于任意适合其应用的场合，可以应用于柱塞往复泵的柱塞填料密封，也可以应用在柱塞往复泵以外的其它设备或机械的系统中。
[0329] 图5所示的本发明的第2种技术方案，其中与图3所示的本发明的第1种技术方案的结构不同之处，描述如下，本质上讲，二者的功能相同：
[0330] (1)高压注入液系统和注入油导流套
[0331] 如图5所示，在第1填料密封与泵缸之间，设置注入液系统，设置注入液L01接口P191，注入液L01通过接口P191、流过导流套N53上的通孔N531，进入导流套N53上的注入液环形槽内与往复运动的柱塞外表面接触，绝大部分注入液通过第1填料密封右边的导向套N53的导流体N535与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向泵缸侧流动，润滑、冷却、冲洗柱塞外表面，并最终进入泵缸内，随泵缸内的主流体排出泵缸，这样，在柱塞组件的高压工作腔内，在柱塞与柱塞组件(导流套N53、柱塞套)之间形成流向泵腔的隔离液流动以阻止泵腔泵送目标工艺介质流入柱塞填料函组件，从而在泵组正常工作期间，使得柱塞填料函组件与泵送目标工艺介质形成有效隔离；
[0332] 如图5所示，与高压注入液系统相关的柱塞套119的内置部件、填料函115的内置部件，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0333] 所述注入液腔的构成，可以选自下列结构的1种或几种的组合：
[0334] ①1个冲洗槽；
[0335] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0336] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0337] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套；
[0338] 所述导流套N53的构成，可以选自下列的1种：
[0339] ①导流圈，即短距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≤4.0；
[0340] ②导流套，即长距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≥4.0；
[0341] 如图5所示，主填料N52包括5个填料环，其左侧是第1填料左侧长距垫环N51，其右侧是短距垫环N521，再右侧是第1填料压盖、注入液导向套N53的组合体，导向套N53同时是主填料N52的右侧垫环N521的压紧部件；
[0342] 如图5所示，第1填料N52(V100)，其上部是第2填料密封的填料压盖N31(同时是第1填料N52的填料箱)，第1填料压盖N53的中间部分带螺纹的部分实体N53c与第2填料密封的填料压盖N31的右端腔体内侧的配对螺纹段N31c配合完成组装紧固连接定位，作为第1填料N52的压紧部件，实现对第1填料N52的合理的预压力和压紧变形，使得第1填料N52与柱塞111紧密配合；
[0343] (2)第1填料密封(高压填料密封)
[0344] 如图5所示，主填料N52包括5个填料环，其右侧是短距垫环N521，再右侧是第1填料压盖和注入液导向套的复合体N53，导向套N53中部设置接孔N531，导向套N53前端(靠近泵缸侧)是一段间隙；导向套N53同时是主填料N52的压紧部件，实现对主填料N52的合理的预压力和压紧变形，使得主填料N52与柱塞111紧密配合；
[0345] 如图5所示，第1填料N52(V100)，其左侧是长距垫环N51，其上部是第1填料密封的填料箱N31(同时是第2填料N33的填料压盖)，第1填料压盖N53的左端带螺纹的部分实体N53c与第1填料密封的填料箱N31(同时是第2填料N33的填料压盖)的前端部腔体内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，作为第1填料N52的压紧部件，实现对第1填料N52的合理的预压力和压紧变形，使得第1填料N52与柱塞111紧密配合；
[0346] 第1填料密封(高压填料密封)S1，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0347] 主填料密封S1，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：
[0348] ①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；
[0349] ②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环；
[0350] (3)增压中间冲洗液系统和增压中间冲洗腔流道
[0351] 如图5所示，在第1道填料(高压填料)和第2道填料(增压填料)之间，设置增压中间冲洗液系统，设置增压中间冲洗液PW01接口P291，冲洗液PW01通过接口P291，进入填料函内第2填料N33的填料压盖N31上的增压冲洗液环形槽内与往复运动的柱塞外表面接触，在增压中间冲洗槽与柱塞外表面之间的间隙形成油膜向增压中间冲洗液排出口P292流动，同时冲洗、润滑、冷却与其接触的柱塞外表面，并最终排出填料函离开泵体；
[0352] 与增压中间冲洗液系统相关的填料函115的内置结构或部件，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0353] 所述增压中间冲洗液腔的构成，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0354] ①1个冲洗槽；
[0355] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0356] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0357] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套；
[0358] (4)第二填料密封(增压填料密封)
[0359] 如图5所示，第2填料N33(V200)包括4个填料环，其左侧是长距垫环N34，其右侧是填料N31压盖，第2填料压盖N31的中段带螺纹的实体N31c与填料函115的前端部内侧的配对螺纹段配合完成组装紧固连接定位，作为第2填料N33的压紧部件，实现对第2填料N33的合理的预压力和压紧变形，使得第2填料N33与柱塞111紧密配合；
[0360] 第2填料密封(增压填料密封)S2，其结构形式可以是任意一种有效的结构形式，可以是一个部件或者2个部件或者多个部件的组合结构；
[0361] 第2填料密封(增压填料密封)S2，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：
[0362] ①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；
[0363] ②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环；
[0364] 由于增压中间冲洗腔的操作压力通常高于“低压中间冲洗腔技术方案”时低压中间冲洗腔的操作压力，因此，第2填料的沿柱塞轴向的两端面的压差显著增大，因此第2填料的沿柱塞轴向的厚度，相比之下会显著加厚，如图3所示，第2填料N33使用4个填料环。
[0365] 图7是本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第3种技术方案的结构示意图。
[0366] 图8是图7所示本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵的第3种技术方案的局部详细结构示意图。
[0367] 图7所示的本发明的第3种技术方案的结构示意图，与图3所示的本发明的第1种技术方案的差别在于：第2填料N33的左侧压紧定位件不是图3中示出的填料压盖N31，而是图7中示出的长距垫环N31。
[0368] 图3、图5、图7中所示的本发明的往复密封，可以更换图1所示的柱塞往复泵的往复密封，从而组成新型结构的往复密封的柱塞往复泵，可以更好地适应超高压操作；图3、图5、图7中，除本发明的柱塞填料函组件的技术方案部件外，没有表示出的其它部件的功能、结构与图1中所示部件的功能、结构相同或相近，当然部件之间的相对位置可能需要调整，这些均属于常规的公知范围的技术。
[0369] 图3、图5、图7中，示出的部件或组件，也可以使用其它功能等效的任意合适形式的结构件来置换。
[0370] 图3、图5、图7示出的本发明的3种技术方案的结构，根据需要，可以将图中所示的蒸汽入口701、蒸汽出口702、蒸汽保温夹套R700全部取消，可以缩短柱塞套119的长度，利于增加泵组的动态稳定性，适合于泵缸操作温度较低的场合。
[0371] 图3、图5、图7示出的本发明的3种技术方案的结构，也可以采用将第1填料密封的部件安装于柱塞套后端腔体内、将第2填料密封的部件安装于柱塞套后端腔体内[0372] 于填料函前端腔体、柱塞套后端腔体构成的承压密封腔内，S3、S4集中布置在填料函后端(远离泵缸端)，
[0373] 本发明的柱塞填料函组件与其它功能的部件，可以组成一体化组件。
[0374] 可以使用本发明功能的柱塞填料函组件，与其它适用的已知技术或专利技术相互组合，构成适用的柱塞式往复泵。
[0375] 与本发明的柱塞填料函组件配套使用的泵缸，可以是任意合适结构的泵缸。
[0376] 本发明功能的柱塞填料函组件，通常使用抗腐蚀、耐磨蚀材料，可在其表面喷涂耐磨蚀涂层，以延长寿命。
[0377] 实现本发明的具体方式，可以是任意一种合适的方式，不受附图中示出的具体方式的限制；图中示出的各项独立功能，可以相互组合成多种合适的方案。
[0378] 当然，本发明也可用作不设置注入油系统的柱塞填料密封组件。
[0379] 当然，本发明也可用作不设置增压中间冲洗系统的柱塞填料密封组件。
[0380] 当然，本发明的使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，其注入油系统、增压中间冲洗油系统、低压中间冲洗油系统、密封冲洗油系统的工作方式，可以采用不同于前述的工作方案，但是，其基本构成是使用四道填料密封、并且保证填料和柱塞的长周期平稳运行。
具体实施方式
[0381] 以下详细描述本发明。
[0382] 本发明所述的压力，指的是绝对压力。
[0383] 本发明所述的组分浓度，未特别指明时，均为重量浓度即质量浓度。
[0384] 本发明所述含固液料，指的是含固体颗粒的液体物料，比如煤加氢直接液化原料油煤浆。
[0385] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，适合于输送高温液体或低温液体，适合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。
[0386] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，可用于煤加氢直接液化装置使用的高压差高温管道或仪表冲洗油泵、高压差高温煤浆泵，特别适合于油煤共炼的煤加氢直接液化过程CTL使用的高压油煤浆进料泵，其作用是将约50wt％固体颗粒的油煤浆升压到约20～30MPa后进入煤浆加热炉加热，而后进入煤液化反应器内进行加氢热裂化反应。
[0387] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，可以安装流量测量元件如流量计、压力测量元件如压力表等。
[0388] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，为了保证泵组动平衡稳定性和排料流量的稳定性，根据输送的含固液料的总流量的大小，通常选择1柱塞、3柱塞、5柱塞等泵型，通常不会选择偶数柱塞的泵型如2柱塞、4柱塞、6柱塞等泵型。因此，本发明所述一种含固液料加压往复泵，可以是单柱塞往复泵，可以是多柱塞往复泵，比如选择3柱塞、5柱塞、7柱塞等泵型。
[0389] 本发明所述一种含固液料加压往复泵的安装方式，泵缸体或者泵腔体通常是是立式布置，柱塞杆、填料函、柱塞外套通常是卧式布置。
[0390] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，其驱动设备可以是以任意合适形式原动机，如电动机、变频电机、汽轮机等，通常选用电机；由于往复泵的往复频率通常很低，驱动系统在使用电动机时，通常配套使用变速箱或变速器，以适应往复泵的低往复频率要求；为了增加流量调节的灵活性和调节范围，可以使用变频电机，此时需要配套变频器，为了提高变频系统的安全性，可以同时配制2套变频器(工作方式为1用1备)。
[0391] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，根据需要，通常设置密封冲洗油系统，密封冲洗油进入第4填料密封、第3填料密封与柱塞之间，还起着润滑、冷却的作用。
[0392] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，根据需要，通常设置注入油系统，所述注入油大部分或全部最终进入泵送目标液料中随之排出泵体；所述注入油，通常是不会对工艺流体的操作带来危害的不含固体的净洁液料，比如就是与工艺流体联合加工的净洁液料。
[0393] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封及其往复泵，根据需要，可以组成撬装结构，便于安装，利于增强动态稳定性。
[0394] 填料密封件材料，可以选择任意合适的材料，比如能够抵抗泵送目标液料组分腐蚀、磨蚀的密封材料。
[0395] 填料密封件的配套件(比如弹性垫环、金属环、导向套等，弹性垫环可以是碟簧)材料，可以选择任意合适的材料，比如能够抵抗泵送目标液料组分腐蚀、磨蚀的密封材料，通常是钢材，特别地可以是传热系数高的合金材料。
[0396] 本发明柱塞填料函组件的结构形式，可以是任意一种合适的结构，应充分考虑制造、安装、检修、更换的便捷性。
[0397] 本发明柱塞填料函组件的安装方式，可以是自填料函一侧先行装配、而后装配柱塞套一侧，可以是自柱塞套一侧先行装配、而后装配填料函一侧。
[0398] 本发明柱塞填料函组件，可以与其它部件组成组合件。
[0399] 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工作介质排出泵腔。
[0400] 密封冲洗液的工作方式，可以是间断注入间断排放的工作方式，通常是连续注入连续排放的工作方式。
[0401] 基于本发明特征结构的柱塞填料函组件，可以制造出改进型的柱塞式往复泵。
[0402] 本发明所述正常工作的柱塞式往复泵成套泵组，至少包括驱动端、液力端，液力端通常包括柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)，以下结合柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)的功能要求和结构，介绍本发明泵组可能借鉴的相关技术。
[0403] 以下描述与本发明柱塞式往复泵及其系统相同或相似的现有技术，这些泵部件的结构特征和已有改进经验，均是本发明柱塞式往复泵及其系统的非特征部分(柱塞填料函组件之外)可以借鉴的。
[0404] 以下描述神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB的结构特点和生产使用过程对进料口集合管的改进。神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，泵腔内注入液排液为U形流径的工作方法。
[0405] 中国神华鄂尔多斯煤制油分公司拥有世界唯一的一套商业化的100万吨/年煤加氢直接液化装置，使用的高压油煤浆进料泵为高压柱塞式往复泵，在文献A02《煤炭直接液化工艺与工程》(出版时间2015年02月)的232页至233页记载了其结构和作用，其作用是将含50wt％固体颗粒的油煤浆升压到约20MPa后进入煤浆加热炉加热，而后进入煤液化反应器内进行加氢反应，是煤液化装置的核心设备之一，制造商是德国的乌拉卡URACA泵业公司。
[0406] 神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，为水平布置的五缸单作用固定排量往复式柱塞泵，使用5个柱塞的有5个吸液排液腔(泵缸腔)的往复泵；吸液排液腔的下部安装有球阀形式的进料单向阀，并通过进料接口与泵体外部的进料支管与进料集合管连接；吸液排液腔的上部安装有球阀形式的排料单向阀，通过排料接口与泵体外部的排料支管与排料集合管连接。
[0407] 神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，主要由动力端、液力端(包括柱塞注入油泵、柱塞冲洗油泵、进/出口稳压器)、控制系统(包括现场仪表和变送器、控制器)等组成；动力端包括电机(包括VFD变频器)、传动链(包括齿轮减速器、联轴器)。
[0408] 神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，动力端是将电动机的旋转运动转换成十字头及安装在十字头上的柱塞的往复运动。动力端包括曲轴/主轴瓦、连杆/十字头等部件。曲轴五拐，由四个巴氏合金轴瓦支撑。
[0409] 神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB，液力端包括出口排液阀组件、入口排液阀组件、填料和柱塞等。出口单向阀、入口单向阀采用球阀，球的直径为φ140mm。柱塞材料为2Cr13+专门涂层。柱塞密封函(填料函)采用同步注入+冲洗+密封的结构形式，填料盒为金属节流圈+特殊PTFE(聚四氟乙烯)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(远离泵缸的最外侧的填料函填料)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。
[0410] 神华鄂尔多斯煤制油分公司，根据装置生产中煤浆进料泵SHFB的操作经验，将油煤浆泵缸的进料膨胀节支管从进料集合管的上部接出(改造前布置方案)改造为从进料集合管的下部接出(改造后布置方案)，从而基本消除了煤浆流动死区，基本消除了运行中吸入口球阀、阀座不均匀磨损现象，从而延长了泵及泵入口阀门的运转寿命、提高了泵安全性，降低了维修成本，关于改造前“泵缸的进料膨胀节支管从进料集合管上部的引出方案”导致该油煤浆进料高压往复泵的吸入球阀和阀座磨损的原因，《内蒙古石油化工》2013年11期第72页、73页刊载的作者为郝阳洋的文章“浅谈煤直接液化进料泵吸入球阀磨损原因及改善措施”，给出了剖析。
[0411] 表1是神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB的主要参数。
[0412] 表1神华鄂尔多斯煤制油分公司煤浆进料泵SHFB的主要参数
[0413]项目 主要参数
泵型号 5柱塞卧式泵P5-96
流量(正常/最大流量)，m3/h 85.3/93.8
吸入压力(最大/最小)，MPa 0.458/0.41
出口压力(最大/最小)，MPa 20.11/20.04
出入口压差(最大/最小)，MPa 19.63/19.58
净吸入压头(NPSHQ)，m 44
工作介质 油煤浆：47.2wt％固体+52.8wt％液体
粘度(正常/最小/最大)，Pa/s 0.034/0.013/0.081
介质温度(正常/最大)，℃ 168.6/290
泵速(正常/最大)，r/min 74/81
柱塞线速度(正常/最大)，m/s 0.66/0.73
行程，mm 270
柱塞直径，mm 150
柱塞推力，t 41
主电机参数 710KW，1500r/min
泵型号 5柱塞卧式泵P5-96
流量(正常/最大流量)，m3/h 85.3/93.8
吸入压力(最大/最小)，MPa 0.458/0.41
出口压力(最大/最小)，MPa 20.11/20.04
出入口压差(最大/最小)，MPa 19.63/19.58
净吸入压头(NPSHQ)，m 44
工作介质 油煤浆：47.2wt％固体+52.8wt％液体
粘度(正常/最小/最大)，Pa/s 0.034/0.013/0.081
介质温度(正常/最大)，℃ 168.6/290
泵速(正常/最大)，r/min 74/81
柱塞线速度(正常/最大)，m/s 0.66/0.73
行程，mm 270
柱塞直径，mm 150
柱塞推力，t 41
主电机参数 710KW，1500r/min
[0414] 申请日为2015年06月25的中国专利ZL 201520443034.8一种柱塞往复泵及其系统，记载的柱塞填料函组件之外的包括柱塞工作组件(包括柱塞、填料函、柱塞外套)的功能要求和结构的其它技术信息，也是本发明柱塞式往复泵及其系统可以借鉴的或参考的信息。
[0415] 以下描述本发明的特征部分。
[0416] 本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封，其特征在于：
[0417] 使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，包括服务于液缸K10的柱塞(111)、填料函(115)、柱塞套(119)，还包括沿柱塞(111)的轴线从靠近液缸K10向远离液缸K10排列依次设置的四道填料即第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)；
[0418] 所述填料函(115)、柱塞套(119)相邻安装或通过夹持连接件组装，柱塞套(119)靠近液缸K10，填料函(115)远离液缸K10；
[0419] 填料函(115)靠近液缸K10一端称为填料函前端，填料函(115)远离液缸K10一端称为填料函后端；
[0420] 柱塞套(119)靠近液缸K10一端称为柱塞套前端，柱塞套(119)远离液缸K10一端称为柱塞套后端；
[0421] 第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，在柱塞(111)外布置，并布置于由填料函(115)前端内腔与柱塞套(119)后端内腔构成的承压密封腔体内；
[0422] 第3道填料(V300)、第4道填料(V400)，在柱塞(111)外布置并布置于填料函(115)后端的承压密封腔体内；
[0423] 正常工作时，柱塞(111)在填料函(115)、柱塞套(119)的内部空间中进行往复运动，同时相对于第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)作往复运动；
[0424] 正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)远离液缸K10的返回行程时，液缸K10自进料口吸入液料；
[0425] 正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)靠近液缸K10的前进行程时，液缸K10自排料口排出液料；
[0426] 在第1道填料(V100)与液缸K10之间，可能设置注入液L01接口(P191)，注入液L01进入柱塞与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的注入液导流件(N53)流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
[0427] 在第1道填料(V100)与第2道填料(V200)之间，可能设置增压中间冲洗液PW01接口(P291)，增压中间冲洗液PW01进入柱塞与相关腔体组成的增压中间冲洗液腔中，在柱塞与增压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过增压中间冲洗液排放口(P292)排出组件M01；
[0428] 在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，可能设低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出组件M01；
[0429] 在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，可能设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出组件M01。
[0430] 本发明所述的柱塞往复密封，其特征通常在于：
[0431] 使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，包括服务于液缸K10的柱塞(111)、填料函(115)、柱塞套(119)，还包括沿柱塞(111)的轴线从靠近液缸K10向远离液缸K10排列依次设置的四道填料即第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)；
[0432] 所述填料函(115)、柱塞套(119)相邻安装或通过夹持连接件组装，柱塞套(119)靠近液缸K10，填料函(115)远离液缸K10；
[0433] 填料函(115)靠近液缸K10一端称为填料函前端，填料函(115)远离液缸K10一端称为填料函后端；
[0434] 柱塞套(119)靠近液缸K10一端称为柱塞套前端，柱塞套(119)远离液缸K10一端称为柱塞套后端；
[0435] 第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，在柱塞(111)外周向布置，并布置于由填料函(115)前端内腔与柱塞套(119)后端内腔构成的承压密封腔体内；
[0436] 第3道填料(V300)、第4道填料(V400)，在柱塞外周向布置并布置于填料函(115)后端的承压密封腔体内；
[0437] 正常工作时，柱塞(111)在填料函(115)、柱塞套(119)的内部空间中进行往复运动，同时相对于第1道填料(V100)、第2道填料(V200)、第3道填料(V300)、第4道填料(V400)作往复运动；
[0438] 正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)远离液缸K10的返回行程时，液缸K10自进料口吸入液料；
[0439] 正常工作过程中，在组件M01的柱塞(111)靠近液缸K10的前进行程时，液缸K10自排料口排出液料；
[0440] 在第1道填料(V100)与液缸K10之间，设置注入液L01接口(P191)，注入液L01进入柱塞与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞与注入液腔之间形成液层，然后通过可能设置的注入液导流件(N53)流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
[0441] 在第1道填料(V100)与第2道填料(V200)之间，设置增压中间冲洗液PW01接口(P291)，增压中间冲洗液PW01进入柱塞与相关腔体组成的增压中间冲洗液腔中，在柱塞与增压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过增压中间冲洗液排放口(P292)排出组件M01；
[0442] 在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，设低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出组件M01；
[0443] 在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出组件M01。
[0444] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，在柱塞(111)外布置，并布置于由填料函(115)前端内腔与柱塞套(119)后端内腔构成的承压密封腔体内，它们的相对位置布置方式可以选自下列的1种：
[0445] ①第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，布置于填料函前端内腔的腔体内；
[0446] ②第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
[0447] ③第1道填料(V100)、第2道填料(V200)，部分布置于填料函前端内腔的腔体内、部分布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
[0448] ④第1道填料(V100)的大部分，布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
[0449] ⑤第1道填料(V100)的大部分，布置于填料函前端内腔的腔体内；
[0450] ⑥第2道填料(V200)的大部分，布置于柱塞套后端内腔的腔体内；
[0451] ⑦第2道填料(V200)的大部分，布置于填料函前端内腔的腔体内。
[0452] 本发明所述的柱塞往复密封，通常，在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，设置低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出组件M01的填料函(115)；
[0453] 通常，在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出组件M01的填料函(115)。
[0454] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL，注入液L01的工作方式可以选自下列的1种：
[0455] ①注入液L01采用连续注入、连续排液至液缸K10的工作方式，即在柱塞(111)前进行程和返回行程的全行程过程中，注入液L01连续注入；
[0456] ②注入液L01采用间断注入、间断排液至液缸K10的工作方式；
[0457] ③注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式；
[0458] ④注入液L01采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞(111)在回程行程时，液缸K10吸入液料，注入液的注入泵柱塞动作对组件M01的第1道填料(V100)前的注入液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞(111)在前进行程时，液缸K10排出液料，注入液泵柱塞动作吸入注入油，不对组件M01的第1道填料(V100)前的注入液腔进行冲洗。
[0459] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，增压中间冲洗液PW01的工作方式可以选自下列的1种：
[0460] ①增压中间冲洗液PW01采用连续注入、连续冲洗排出的工作方式，即在柱塞(111)前进行程和返回行程的全行程过程中，冲洗液PW01连续注入；
[0461] ②增压中间冲洗液PW01采用间断注入、间断冲洗的工作方式；
[0462] ③增压中间冲洗液PW01采用柱塞(111)回程同步注入的工作方式；
[0463] ④增压中间冲洗液PW011采用柱塞回程同步注入的工作方式，当组件M01的柱塞(11)在回程行程时，液缸K10吸入液料，增压中间冲洗液PW01的注入泵柱塞动作对组件M01的柱塞的增压中间冲洗液腔进行冲洗；当组件M01的柱塞(111)在前进行程时，液缸K10排出液料，增压中间冲洗液PW01的注入泵的柱塞动作吸入冲洗油，不对组件M01的柱塞的增压中间冲洗液腔进行冲洗。
[0464] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)的靠近液缸K10的一端为第1道填料(V100)前端，第1道填料(V100)的远离液缸K10的一端为第1道填料(V100)后端，在第1道填料(V100)前端与液缸K10之间，设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞(111)与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞(111)与注入液腔之间形成液层，然后通过设置的导流件流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
[0465] 所述注入液腔的构成，可以选自下列结构的1种或几种的组合：
[0466] ①1个冲洗槽；
[0467] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0468] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0469] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
[0470] 本发明所述的柱塞往复密封，在第1道填料(V100)与第2道填料(V200)之间，设置增压中间冲洗液PW01接口(P291)，增压中间冲洗液PW01进入柱塞(111)与相关腔体组成的增压中间冲洗液腔中，在柱塞(111)与增压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过增压中间冲洗液排放口(P292)排出排出组件M01，将增压中间冲洗液腔中的可能自第1道填料(V100)泄露过来的液料、可能自第3道填料(V300)泄露过来的液料携带排出组件M01；
[0471] 所述增压中间冲洗液腔的构成，可以选自下列结构的1种或几种的组合：
[0472] ①1个冲洗槽；
[0473] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0474] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0475] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
[0476] 本发明所述的柱塞往复密封，在第2道填料(V200)与第3道填料(V300)之间，设置低压中间冲洗液W01接口(P391)，低压中间冲洗液W01进入柱塞(111)与相关腔体组成的低压中间冲洗液腔中，在柱塞(111)与低压中间冲洗液腔之间形成液层，然后通过低压中间冲洗液排放口(P392)排出排出组件M01，将低压中间冲洗液腔中的可能自第2道填料(V200)泄露过来的液料、可能自第3道填料(V300)泄露过来的液料携带排出组件M01；
[0477] 所述低压中间冲洗液腔的构成，可以选自下列结构的1种或几种的组合：
[0478] ①1个冲洗槽；
[0479] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0480] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0481] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
[0482] 本发明所述的柱塞往复密封，在第3道填料(V300)与第4道填料(V400)之间，设置密封液K01接口(P491)，密封液K01进入柱塞(111)与相关腔体组成的密封液腔中，在柱塞(111)与密封液腔之间形成液层，然后通过密封液排放口(P492)排出填料函(115)，将中间冲洗液腔中自第3道填料(V300)泄露过来的液料、自第4道填料(V400)泄露过来的液料携带排出组件M01；
[0483] 所述密封液腔的构成，可以选自下列的1种或几种的组合：
[0484] ①1个冲洗槽；
[0485] ②2个或多个串联的冲洗槽；
[0486] ③单螺纹结构的冲洗套；
[0487] ④双螺纹或多螺纹结构的冲洗套。
[0488] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)的靠近液缸K10的一端为第1道填料(V100)前端，第1道填料(V100)的远离液缸K10的一端为第1道填料(V100)后端，在第1道填料(V100)前端与液缸K10之间，设置注入液L01接口，注入液L01进入柱塞(111)与相关腔体组成的注入液腔中，在柱塞(111)与注入液腔之间形成液层，然后通过设置的导流件(N53)流向液缸K10，最后随液缸K10的主流体排出液缸K10；
[0489] 所述导流件(N53)的构成，可以选自下列的1种：
[0490] ①导流圈，即短距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≤4.0；
[0491] ②导流套，即长距导流环，导向圈轴向长度与导向圈径向厚度之比≥4.0。
[0492] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)或第2道填料(V200)或第3道填料(V300)或第4道填料(V400)，其构成可以选自下列的1种或几种的组合：
[0493] ①包括1个或2个或多个填料环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；
[0494] ②包括2个或多个填料环、填料环之间的垫环、填料环前部垫环、填料环后部垫环，垫环可能是有弹性的部件；一组填料密封使用1个或2个或多个填料环之间的垫环，距离最近而不相邻的2个垫环之间使用1个或2个或多个填料环，距离最近而不相邻的2个填料环之间使用1个或2个或多个垫环。
[0495] 本发明所述的柱塞往复密封，第1道填料(V100)或第2道填料(V200)或第3道填料(V300)或第4道填料(V400)，可以选自下列材料的1种或几种的组合应用：
[0496] ①橡胶；
[0497] ②合成纤维；
[0498] ③石棉；
[0499] ④合成树脂，包括聚四氟乙烯；
[0500] ⑤柔性填料
[0501] ⑥油浸石墨；
[0502] ⑦高强度碳纤维；
[0503] ⑧碳纤维。
[0504] 本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01，在其填料函(115)和或柱塞套(119)的筒体上设置换热夹套，换热夹套内流动的介质和工作方式可以选自下列的1种或几种的组合：
[0505] ①起冷却降温作用的取热介质，为气相或和液相；
[0506] ②起加热升温作用的加热介质，为气相或和液相；
[0507] ③起冷却控温作用的取热介质，为气相或和液相；
[0508] ④起加热控温作用的加热介质，为气相或和液相。
[0509] 本发明所述的柱塞往复密封，增压中间冲洗腔的操作压力，通常满足下列的1种或几种的规定：
[0510] ①大于1.0MPa；
[0511] ②大于液缸K10进料的操作压力；
[0512] ③高于液缸K10的排料操作压力的30％；
[0513] ④高于液缸K10的排料操作压力的50％。
[0514] 本发明使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01的工作流体的数量通常为：注入液小时体积流量低于柱塞式往复泵APUMP的泵送目标液料的体积流量的0.5％～5％。
[0515] 与本发明所述使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01配套使用的液缸K10，可以是柱塞式往复泵APUMP的泵缸K10。
[0516] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP系统，可以使用1个或2个或多个单泵腔式的泵缸体。
[0517] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP系统，可以使用的一体式泵缸体有1个或2个或多个泵腔室。
[0518] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP的泵送目标液料，可以选自下列中的1种或几种：
[0519] ①高温液料；
[0520] ②低温液料；
[0521] ③高压液料；
[0522] ④高温高压液料；
[0523] ⑤高温高压含固液料；
[0524] ⑥含易凝结组分液料；
[0525] ⑦含易挥发组分液料；
[0526] ⑧含固体浆液；
[0527] ⑨含腐蚀组分液料；
[0528] ⑩含燃爆组分液料；
[0529] 含毒性组分液料；
[0530] 含放射性组分液料。
[0531] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP的使用四道填料密封的柱塞往复密封ASEAL的组件M01加入的注入液的工作方式，可以选自下列中的1种或几种：
[0532] ①一次注入长期使用；
[0533] 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；
[0534] 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。
[0535] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP的操作条件可以为：温度为150～400℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为2.0～40.0MPa、固体颗粒重量浓度为0～55％、泵腔入口液料体积流率为0.1～150m3/h。
[0536] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP可以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，其操作条件可以为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为2.0～30.0MPa、固体颗粒重量浓度为25～60％、泵腔入口液料体积流率为0.1～200m3/h。
[0537] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP可以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，其操作条件可以为：温度为150～350℃、入口压力为0.3～1.0MPa、出口压力为5.0～30.0MPa、固体颗粒重量浓度为40～55％、泵腔入口液料体积流率为10～150m3/h。
[0538] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP的布置方式通常为：柱塞(111)的轴线沿水平方向布置，泵缸K10垂直布置，可能使用的分割器XKP垂直布置，可能使用的导液管(33)垂直布置。
[0539] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP系统的驱动端，原动机可以选自下列中的1种：
[0540] ①电机；
[0541] ②变频电机；
[0542] ③柴油机；
[0543] ④液压马达；
[0544] ⑤蒸汽机。
[0545] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP系统的驱动端，可以使用变速器将原动机的高转速运动转化为低转速运动后，驱动液力端工作。
[0546] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，通常，柱塞(111)的轴线沿水平方向设置，柱塞(111)外面设有柱塞套(119)和填料函(115)，柱塞套(119)的一端与泵缸K10连接，柱塞套(119)的另一端与填料函(115)连接，柱塞(111)能够沿轴向往复移动。
[0547] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞套(119)设有蒸汽保温夹套(R700)，蒸汽保温夹套(R700)和柱塞套(119)之间形成空腔，蒸汽保温夹套(R700)上设有与该空腔连接的蒸汽入口(701)和蒸汽出口(702)。
[0548] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，泵缸K10的缸体上设置用于通入蒸汽或冷却水的小孔(801)。
[0549] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，泵缸K10的缸体内含有1个所述泵腔或3个所述泵腔或5个所述泵腔或7个所述泵腔；
[0550] 柱塞(111)、柱塞套(119)、蒸汽保温夹套(R700)、填料函(115)及所述四道填料与所述泵腔一一对应。
[0551] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，泵缸K10的进口处设有入口阀阀球(171-4)和入口阀阀座(171-2)，入口阀阀球(171-4)设置在入口阀阀座(171-2)上，入口阀阀球(171-4)能够自由运动；
[0552] 泵缸K10的出口处设有出口阀阀球(172-4)和出口阀阀座(172-2)，出口阀阀球(172-4)设置在出口阀阀座(172-2)上，出口阀阀球(172-4)能够自由运动。
[0553] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸K10下部的所述入口通过入口支管(INP-X)与入口主管(INP)连通，入口主管(INP)为循环管线。
[0554] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统含有至少2个泵缸，泵缸K10上部的所述出口通过出口支管(OUTP-X)与出口主管(OUTP)连通，入口支管(INP-X)和所述出口支管(OUTP-X)均为弯管。
[0555] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向组件M01的注入液通孔注入液体的注入液泵(IN-PUMP)，注入液泵(IN-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的增压注入液腔一一对应。
[0556] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向组件M01的增压中间冲洗腔注入通孔注入液体的增压中间冲洗液输送泵(PW01-PUMP)，增压中间冲洗液输送泵(PW01-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的增压中间冲洗腔一一对应。
[0557] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向组件M01的低压中间冲洗腔注入通孔注入液体的低压中间冲洗液输送泵(W01-PUMP)，低压中间冲洗液输送泵(W01-PUMP)的泵腔与所述的柱塞往复泵的低压中间冲洗腔一一对应。
[0558] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于向密封油入口注入密封油的密封油系统，该密封油系统为由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力调节阀、压力表、温度计组成闭式循环系统。
[0559] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有用于输送工艺介质的主泵APUMP，在主泵APUMP的两侧、主泵液力端的下面及主泵动力端与柱塞(111)之间还设有冷却水管路。
[0560] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP系统设有一套润滑油系统，所述润滑油系统由油箱、油泵、油过滤器、油冷却器、压力控制阀、压力传感器、温度变送器、压差传感器组成闭式循环系统，所述润滑油系统能够向主泵动力端、注入泵动力端及使用的齿轮箱提供润滑油，油过滤器设置磁性过滤元件拦截具有磁性的颗粒物。
[0561] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，通常，柱塞式往复泵APUMP系统设有柱塞式往复泵APUMP的进料的入口缓冲罐用于减弱进料压力脉动，设有柱塞式往复泵APUMP的出料的出口缓冲罐用于减弱出料压力脉动。
[0562] 本发明所述柱塞式往复泵APUMP，根据需要，柱塞式往复泵APUMP及其系统，部分或全部部件组成一体式撬装结构。
[0563] 实施例
[0564] 实施例一
[0565] 表2是油煤共炼装置的煤浆进料泵的主要参数。
[0566] 表2油煤共炼装置的煤浆进料泵的主要参数
[0567]项目 主要参数
泵型号 5柱塞卧式泵
流量(正常/最大流量)，m3/h 85.0/94.0
吸入压力(最大/最小)，MPa 0.458/0.41
出口压力(最大/最小)，MPa 28.46/28.41
出入口压差(最大/最小)，MPa 28.00/28.05
净吸入压头(NPSHQ)，m 45
工作介质 油煤浆：47.2wt％固体+52.8wt％渣油液体
介质温度(正常/最大)，℃ 210/290
泵速(正常/最大)，r/min 74/81
柱塞线速度(正常/最大)，m/s 0.66/0.73
行程，mm 270
柱塞直径，mm 150
泵型号 5柱塞卧式泵
流量(正常/最大流量)，m3/h 85.0/94.0
吸入压力(最大/最小)，MPa 0.458/0.41
出口压力(最大/最小)，MPa 28.46/28.41
出入口压差(最大/最小)，MPa 28.00/28.05
净吸入压头(NPSHQ)，m 45
工作介质 油煤浆：47.2wt％固体+52.8wt％渣油液体
介质温度(正常/最大)，℃ 210/290
泵速(正常/最大)，r/min 74/81
柱塞线速度(正常/最大)，m/s 0.66/0.73
行程，mm 270
柱塞直径，mm 150
[0568] 如表2描述的油煤共炼装置的煤浆进料泵，采用图3所示的本发明柱塞填料函组件技术方案，共设置4道填料密封，在第1填料密封与第2填料密封之间设置增压中间冲洗腔系统，与图2所示传统的设置3道填料密封、低压中间冲洗方案相比，可使泵缸主液有害物(高温液体、高固体浓度浆液、腐蚀性或燃爆性或有毒或放射性等有害作用强烈组分)穿过第1填料密封泄露至中间冲洗腔的概率几乎降低至零，也利于增压中间冲洗液进入第1填料密封、第2填料密封和柱塞的间隙从而润滑、冷却它们，利于降低高压注入油耗量，可显著提高柱塞端的操作安全性。
[0569] 本实施例设计的油煤浆的柱塞式往复泵，包括动力端、液力端、辅助系统，以及泵组的电气、检测与控制系统，各部分结构特点和功能如下：
[0570] (1)动力端
[0571] ①动力端主件
[0572] 三柱塞煤浆进料泵的动力端，包括机座、曲轴、连杆、十字头销、中间杆等主要零件及滚动轴承等，为成熟、可靠结构；具体设计方案要求动力端结构刚度大，保以证主泵工作运行平稳，通常许用推力富裕量较大；
[0573] ②动力端配置专用、可靠的润滑系统
[0574] 主泵动力端采用压力润滑方法，润滑系统采用双油泵确保安全可靠，泵输出的压力油，一路进入十字头、十字头销、连杆大小轴瓦、曲轴曲拐各摩擦副；一路进入泵的主轴承，满足主泵曲轴双出轴的特点，运行时润滑系统各性能参数处于监控状态，确保润滑可靠；
[0575] 动力端润滑系统的配有冷却系统，使用的冷却器的散热面积足以确保润滑油的油温在许用范围内，润滑油采用极压型220号齿轮油。
[0576] (2)液力端
[0577] 三柱塞煤浆进料泵的液力端，包括3个单缸型泵缸以及配套的填料函、进液阀、排液阀、高压集液器、低压集液器等，液力端部件分述如下：
[0578] ①泵缸体
[0579] 采用图3或图5所示的本发明泵缸技术方案；
[0580] 泵缸结构特征：每台泵采用3个分体式泵缸体，拆装方便、密封点少、无泄漏，泵体流道通畅无淤堵；
[0581] 泵体具有通蒸汽的通道与接口，可以根据需要连通蒸汽，减少泵的热应力；
[0582] ②泵缸的进液阀、排液阀
[0583] 对有颗粒的高粘度的介质而言，球形阀线与阀座是线接触，开启、关闭灵活方便，因此，根据油煤浆的高温、高压、高粘度介质的特点，阀的型式选择球形阀线结构，整套阀包括阀体、阀座、阀球导向套、阀球；阀座的二面均有阀线，可交替使用(需要停机后重新安装调换上下面位置)，阀座堆焊司太立合金层作阀线，能适应油煤浆的工况，使用寿命长；
[0584] ③柱塞工作组件采用注入、冲洗与密封三合一结构，柱塞密封结构和材料如下：
[0585] 注入泵把每一腔压力注入油对应注入主泵柱塞填料腔里(注入量约为3％的主泵油量)，形成注入油屏蔽油煤浆的保护腔，以保证柱塞与密封的寿命；
[0586] 三柱塞煤浆进料泵设置主填料函冲洗接口，冲洗油进入冲洗腔对主密封的主密封填料进行冲洗，冲刷偶尔进入的颗粒煤浆，确保柱塞密封件的高寿命；
[0587] 柱塞表面喷焊合适的高硬度材料如碳化钨，保证表面高硬度，柱塞密封填料采用高质量的碳纤24锭编织四氟浸渍，并做过特殊处理；使用密封管路的润滑油，润滑柱塞密封件，确保泵柱塞寿命可达2年以上(16000h以上)；
[0588] ④高压静密封的结构和材料
[0589] 高压静密封，涉及泵体与填料函之间的密封、进液阀座与泵体入口之间的密封、排液阀座与泵体出口之间的密封、高压集合管的密封、出口缓冲器与接管的密封，高压静密封方式采用0Cr18Ni9不锈钢材料的透镜垫，透镜垫以及进排液阀座的两端均采用球形圆弧面与15～25°斜面密封结构，能承受380℃高温35MPa高压的经典结构O形圈都采用耐高温高压的氟橡胶；
[0590] ⑤高压动密封的结构和材料
[0591] 高压动密封，涉及柱塞与柱塞填料的密封，采用隔圈与特殊处理浸渍高强度碳纤24锭编织注油润滑的密封结构。
[0592] ⑥填料函夹套的预热和冷却系统
[0593] 主填料函夹套处，在起动运行时加蒸汽预热减少温差，长时间预热运行温度近200℃后，切断蒸汽；停泵过程中注入冷却水对填料函降温；
[0594] ⑦泵的动力端、减速器的冷却系统
[0595] 规定泵的动力端和减速器内的润滑油温最大不能超过70℃，配置冷却器和冷却管路以降低润滑油温度，其中润滑油的油温由温度传感器进行控制报警；
[0596] (3)辅助系统
[0597] ①针对高温工况(正常219℃，最高350℃)采用适应高温的结构和材料[0598] 第一方面，液力端高温介质流经的零部件如泵体、主填料函体等，存在高温操作带来的温差应力，为提高受压件的安全系数，需要降低该温差应力；比如，在泵缸体中设置数量适当的蒸汽孔，工作状态下泵体要充蒸汽，减少泵外表面与内腔的温差应力；比如，对主填料函的加热夹套在泵初起动时即应充蒸汽进行预热；
[0599] 第二方面，泵缸的进料口处的密封、出料口处的密封，其它液力端承高温高压的密封(如泵缸体与填料函、柱塞密封、填料函的O型圈密封)，相应的密封圈采用适应高温高压操作工况的密封结构与材料；
[0600] 第三方面，油煤浆工作介质温度虽然高(正常219℃，最高350℃)，但是本发明泵缸结构使得油煤浆传递至泵缸体的热量较少，加之泵缸体与动力端的机座之间有散热作用的珩架使机座的温度不会高到导致动力端的润滑油温度超出上限70℃的情况发生(确保动力端正常工作)，这同时关系到分体式泵缸体与主填料函的定位连接问题的解决；
[0601] ②泵缸进料缓冲器、排料缓冲器
[0602] 煤浆进料泵是三柱塞泵，因动力端是曲柄连杆机构，柱塞是作变速运动，流量是脉动的，出口压力也是脉动的；为保证泵吸入介质压力的稳定性，特别是为保证偏离进口管道最远一拐的吸入也要稳定，进口压力需要蓄能储备，泵必须配置进料缓冲器、排料缓冲器；
[0603] 进料缓冲器，采用两端带封头的圆柱形压力容器，设计压力2.5MPa，剩余脉动Max1％，设计压力脉动≤0.1MPa，设计温度370℃，进行声压脉动分析；
[0604] 排料缓冲器，采用球形高压容器，设计压力35.0MPa，剩余脉动Max2％，设计压力脉动≤0.40MPa，设计温度370℃，进行声压脉动分析；
[0605] (4)泵组的电气、检测与控制系统
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