柱塞泵的串联式盘根

　　本发明为往复泵柱塞提供了一种串联式盘根，它包括两组盘根：一组内盘根盒一组外盘根，两组盘根沿轴向隔开一定距离来为柱塞提供密封。这种设计的新奇之点在于两组盘根可以接替使用，这样，一组盘根已损坏后，另一组盘根刚开始使用，从而延长了整个盘根的使用寿命。两组盘根之间，有一支撑件来承受内盘根受到的液压。两组盘根的轴向间隔中有一释压孔，这样，从内盘根刺漏出的液体便被放到大气之中。可以看出，当内盘根在工作时，外盘根并未承受液压负荷。当内盘根的刺漏过大时，只要关闭释压孔，就会使内外盘根之间的轴向间隔内的液压增加，于是，外盘根在液压作用下处于自封状态，起到密封作用。

　　盘根盒上加工有释压孔，来释放内外盘根之间的压力，同时也为供给润滑油、冷却剂，或者冲洗液提供了通道。盘根盒是整体设计的，更换时盘根盒盘根盒作为一个整体一块取出，然后换上一个新的盘根盒盘根盒组件。这样，就实现了快速更换。

　　实际应用说明

　　如图所示，往复泵的每个液力端由几个可拆卸的钢锻件组成，包括泵体11，缸体10，及与缸体10 相连的十字孔体(阀箱)12.缸体10中具有一个圆形孔14，柱塞15通过连杆16与泵的动力端(未绘出)相连，并在孔14中做往复运动，柱塞15的吸入冲程死点位置如实线所示，排出冲程死点位置如虚线所示。为了密封柱塞15和缸体10之间的环形空间，通常都在缸体心的尾端装一个盘根。

　　本发明的柱塞盘根由两组互相分开的盘根组成，这两组盘根沿着柱塞以串联方式排列。这样，两组盘根相隔一定轴向间距而起密封作用，泵可以在更换盘根以前经过两级密封。在发明的这项实际应用中，柱塞盘根的形式为一个安装在缸体上的弹药筒式盘根组件17。但通过下面的详细说明也可清楚地看到，串联盘根并不局限于弹药筒式设计。

　　凹座的底面18与柱塞在吸入冲程死点时的柱塞15的前端很接近。这样，柱塞15便可以倾斜到足够地步，使它的后端可以和连杆16的前端沿径向错开。错开的距离一般小于1时左右。

　　弹药筒式盘根组件包括一个套筒21和装在其内的两组盘根22、23.套筒21的前端面上有端面密封，如一个合成橡胶O型圈30.通过套筒21的前端面与缸体中的径向面18之间的挤压力，使O型圈30处于密封状态。套筒21的外端31是暴露在外的，可以制成为六角形头部或类似形状，以便于使用扳手上卸。

　　外盘根22包括几个密封圈32，一个压环33，和一个隔环34.在盘根22中装上一个压紧弹簧35，用来给盘根组件维持一个低压力。弹簧35的一端靠在环形台肩27上，另一端通过弹簧挡圈36对装配起来的密封圈施加压力。整个盘根组件与套筒21的外端31以螺纹连接的螺帽37来挡住。

　　内盘根23结构与外盘根22相似。套筒21内安装的盘根22和23为这个环形空间提供了密封。密封间的轴向间隔如44所示，在套筒中钻出的释压孔46与此空间44相通。释压孔由套筒外端31沿轴向伸展并通到扩孔部分25中。压紧弹簧35使得密封环等始终离开释压孔46。

　　盘根22和23中的隔环34和40两边各有几个密封圈，套筒21中的润滑液通道47和48用来分别为盘根22和23提供润滑液。每个润滑液通道47和48在套筒21外端31上各有一个入口，并有一个出口通到隔环34和40之中的一个上。用一个润滑油泵(未绘出)与润滑油通道47和48相联，来为盘根22和23提供适宜的润滑液。

　　当泵道液体有腐蚀性或含有磨砺性物质，可以由套筒21中的另一个通道49来为内盘根23的受压的一边提供冲洗液。通道49在套筒21的外端31上有一个入口，并在套筒21内部、盘根23的密封圈前面的地点有一个出口。用一个泵与通道49相连，来提供冲洗液，来冲洗盘根23的受压一边。如果需要的话，也可以通过49来向套筒21内部提供冷却液。

　　密封圈32和38使用自封型的，可以采用“V”型圈、“U”型圈、“W”型圈等等。这些圈是用含有加强纤维的合成橡胶制造成型的。自封型密封圈具有在液压负载下产生变形，而与被密封表面紧密封严的唇部。

　　在装配弹药筒式组件17时，将外盘根22放入套筒21，然后将螺帽37旋入套筒外端31来压紧弹簧35.然后将内盘根23放入套筒扩孔部分26.弹簧挡圈43要先于弹簧35之前安放好，来使压紧弹簧处于合适的位置。然后，将弹药筒式组件17套到柱塞15上，并伸入到缸体10的凹座内。将套筒21拧入缸体10中，直到断面密封圈30与缸体10的径向表面18相接触。必须注意，要使端面密封圈30压的足够紧。将套筒21旋入缸体10后，同样也压紧了弹簧41，来对38、39、40和42施加一定的预压力。

　　将组件17装入缸体10的另一种程序是，先将组件17和柱塞15装配为一体，然后将磨损了的柱塞和盘根作为一个整体拆卸下来，将新的装入。应当注意，不必拆卸柱塞15与驱动杆16之间的连杆，就可更换柱塞或者盘根。之所以能这样是因为，缸体10具有凹座的尾部允许柱塞倾斜到足够的位置，使得柱塞外端与驱动杆16的前端径向错开。孔14的唇部50可以稍稍加大一点，以便适合柱塞15的倾斜。

　　将弹药筒式盘根组件装入缸体10后，泵就可以在两个阶段内动转。第一阶段，由内盘根23提供柱塞密封，第二阶段，由外盘根22提供柱塞密封。在第一阶段，释压孔46打开，这样由内盘根23渗漏出来的液体就被排到大气之中。这就防止了在盘根22与23之间的空间44内产生压力，因而，外盘根22不会处于自封状态，也就不会产生多少磨损。应当注意到，由压紧弹簧35产生的预压力是比较小的——大约190磅——只不过使各密封圈互相靠近而已。这个预压力与高压液体所产生的液压相比可以忽略不计。

　　环形台肩27承受着内盘根23所受到的液压载荷，并阻止这个载荷传递到外盘根22上。泵可以一直在第一阶段内运转，直到内盘根23的密封圈失效为止。此密封圈的失效可以由释压孔46中液体的排出情况看出来。这时，用一个螺丝堵将释压孔46的口部45堵死，就是泵的运转进入第二阶段，此时柱塞的密封由外盘根22来提供。这时空间44内的液压增大，使盘根22的密封圈32处于自封状态。这样，泵就可以一直运转到外盘根22失效为止。

　　另外，释压孔也可以与一个泵连接起来，向盘根22的压力边提供或是冲洗液。

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