往復(fù)式柱塞泵密封結(jié)構(gòu)研究

龐洵

（兗州煤業(yè)股份有限公司物資供應(yīng)中心，山東 濟寧 273500）

隨著科技的不斷發(fā)展，往復(fù)式柱塞泵的密封結(jié)構(gòu)已經(jīng)歷多次變革，從一開始V型夾布圈密封結(jié)構(gòu)，逐漸演變成現(xiàn)在主流的盤根密封。盤根（國內(nèi)另一種叫法：馬丁米高），盤根密封又被稱為填料密封，是目前國內(nèi)外柱塞泵最常用的一種密封方式。它是將繩狀的密封材料根據(jù)需求截成相應(yīng)的長度，然后，預(yù)壓成固定大小的形狀。裝配時，需要根據(jù)開口方向一圈一圈地纏繞在柱塞上，通過擠壓方式，使盤根與柱塞充分接觸，從而達到密封效果。

盤根密封因其質(zhì)地和密封方式，在長期使用過程中會不可避免地，遇到以下問題：（1）柱塞在高速運動中，與盤根往復(fù)摩擦，產(chǎn)生的高溫會使盤根與柱塞接觸表面硬化，從而導(dǎo)致鋼套組件滲漏，若要保證密封效果，則需要工作人員對密封件進行周期性復(fù)緊。（2）盤根在長時間的擠壓變形后，會黏連在一起，需要將高壓鋼套整體拆散后，才能對盤根進行更換。正是基于此種情況，一種方便更換盤根密封且能自動復(fù)緊的新型柱塞密封結(jié)構(gòu)被提出。

1 目前主流的柱塞密封結(jié)構(gòu)

無錫煤礦機械股份有限公司作為國內(nèi)第一家生產(chǎn)乳化液泵站的企業(yè)，其高壓鋼套組件的柱塞密封結(jié)構(gòu)是最具有代表性的，區(qū)別于傳統(tǒng)的純盤根密封結(jié)構(gòu)，在裝配過程中，使用多道盤根、墊片組合的密封形式，通過尼龍墊片，把每道盤根間隔開，如圖1所示。

圖1 主流的鋼套密封結(jié)構(gòu)

裝配時，先裝襯墊7，然后，把扣壓定型過的盤根密封6與尼龍墊片5一起，一層層裝入鋼套內(nèi)腔壓實，然后，依次裝入導(dǎo)向套4、壓緊螺套3、敲入柱塞1，最后，擰緊壓緊螺套3，鎖緊螺母2為反螺紋，反向復(fù)緊。

尼龍墊片的主要作用是加大盤根的骨質(zhì)，使每組盤根在擠壓時都能與柱塞表面充分接觸，加大密封效果。同時，也能起到隔離作用，使盤根在過度擠壓后，仍然不會黏連在一起。但是，墊片的增加并沒有解決盤根密封全部問題：（1）當高壓鋼套發(fā)生密封滲漏時，需松開鎖緊螺母，通過復(fù)緊壓緊螺套擠壓盤根加強密封效果，這就導(dǎo)致每班都需要工作人員對泵站進行復(fù)緊檢修。（2）當要更換盤根密封時，仍然需要在整機泵上先拆除泵頭組件，然后，松開鋼套組件與連桿滑塊組件的連接，最后，拆下整個鋼套組件，拆解零件，敲出盤根密封，才能完成盤根更換。此項工作如果在井下實施，因拆裝工具及吊裝工具的匱乏，大大增加了更換盤根的難度，降低了檢修效率。

2 新型柱塞密封結(jié)構(gòu)設(shè)想

新型柱塞密封結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要有柱塞、壓板、組合柱塞密封、彈簧座、彈簧、鋼套。在裝配時，先裝入彈簧座5、彈簧4；其次，再反向裝入彈簧座5，塞入組合柱塞密封3、柱塞1；最后，壓緊壓板，使彈簧存在預(yù)緊力。通過彈簧預(yù)壓緊，隨著組合柱塞密封在使用過程中的磨損或壓縮變形，彈簧壓緊力可對其進行補償，使得密封始終有效，減少了工作人員的維護工作，提高了工作效率。

圖2 新型柱塞密封結(jié)構(gòu)

柱塞密封采用新技術(shù)，將金屬導(dǎo)向環(huán)8、限位環(huán)10與盤根9做成一體（如圖3所示），在裝配時，只需要將組合柱塞密封整體塞入，用壓板壓緊即可，不再需要將盤根及尼龍墊片一道一道填入，大大提高了裝配的效率，降低了操作技術(shù)門檻。

同時，為了方便組合柱塞密封的拆卸更換工作，特在柱塞密封金屬導(dǎo)向環(huán)上設(shè)計了螺紋孔結(jié)構(gòu)，需要更換組合柱塞密封時，只需松開鋼套組件與連桿滑塊組件的連接，拆下壓板1，裝上拆卸工具7，通過擰緊螺絲把組合柱塞密封拔出進行更換，方便快捷，相比需要拆下泵頭組件和整個鋼套組件的情況，更適用于井下條件簡陋、設(shè)備欠缺狀態(tài)下的維修保養(yǎng)工作。

3 新型柱塞密封的前景

目前，隨著科技的不斷進步，煤礦開采也逐漸向無人化、智能化方向發(fā)展，怎么減少設(shè)備的故障率，怎么減少設(shè)備的維修保養(yǎng)頻次，提高維修保養(yǎng)效率是設(shè)備生產(chǎn)廠家和使用單位都需要切實考慮的問題。因此，本文提到的一種新型柱塞密封結(jié)構(gòu)設(shè)想能為眾多往復(fù)式柱塞泵生產(chǎn)廠家提供一條新思路、一個新方向。