一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构的制作方法

本技术涉及大流量高压柱塞泵，具体是一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构。

背景技术：

1、大流量高压柱塞泵作为石油注水、化工加压输送、煤化工循环水增压及海水淡化预处理等领域的重要设备，通常在高压力、大排量及长周期连续运行的工况下工作。此类泵依靠柱塞的往复运动实现液体的吸入与排出，其输出压力稳定、效率高，适用于高扬程、强腐蚀或含固工质的输送需求。随着油田深层注水、化工系统大型化及高压输送场景的快速发展，泵的单缸排量和整体流量不断提升，柱塞副所承受的机械负荷与热负荷显著增加，使密封函体的散热、润滑与密封性能成为影响整机效率的重要因素。

2、在大流量高压柱塞泵中，柱塞副密封函体承担着密封高压介质、支撑导向柱塞及限制泄漏的重要作用。随着泵的流量与压力等级不断提高，密封函体内部的摩擦发热、柱塞往复运动产生的剪切热以及高压介质的热传导都会使密封区温度显著升高，从而影响填料密封性能与结构寿命。现有柱塞泵的密封函体多采用单一油道的润滑结构或简单的环形冷却回路进行散热，但其油路覆盖有限，冷却区域固定，难以适应密封组件不同部位的温升差异。并且冷却与润滑系统往往分离布置，油路复杂、体积增大，不利于泵体的结构紧凑化。此外，润滑油多依靠自身流动扩散进行散热，油液在密封腔内流速低、流向单一，容易造成局部填料过热、硬化或烧蚀，导致密封失效、泄漏增大及维护周期缩短。因此，迫切需要一种能够在有限空间内实现润滑与冷却一体化，并通过合理的流道设计与油液导向结构实现均匀散热、提高填料密封可靠性的密封函体结构，以提升大流量高压柱塞泵的整体效率。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，面对不同物料时可能会导致物料卡死在输送滚床上的问题，本实用新型提出一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构，包括柱塞，所述柱塞的一端设置有调节螺母，所述柱塞的外侧套设有密封函体，所述密封函体上设置有冷却润滑一式流道机构和密封机构，所述柱塞和密封函体之间设置有第二密封圈，所述密封函体上设置有第一密封圈；

3、所述冷却润滑一式流道机构包括主流道，所述主流道开设于密封函体的外侧，所述密封函体内分别开设有冷却润滑分支流道和冷却分支流道，所述主流道与冷却润滑分支流道和冷却分支流道连通。

4、作为优选，所述密封机构包括油冷环，所述油冷环固定连接于密封函体的内壁上，所述油冷环与柱塞接触，所述油冷环的一侧设置有后导向套，所述密封函体的内壁上固定连接有第一隔环和第二隔环，所述密封函体内设置有弹簧，所述弹簧的一端上固定连接有前导向套，所述弹簧的另一端的上固定连接有后导向套，所述后导向套上接触有油冷环，所述油冷环的两侧分别接触有第五填料和第六填料，所述第六填料和后导向套接触，所述第五填料的侧面设置有第二隔环，所述第二隔环的一侧设置有第四填料，所述第四填料的一侧设置有第三隔环，所述第三隔环的一侧设置有第二填料，所述第二填料的一侧设置有第一填料，所述第一填料的一侧设置有前导向套，所述密封机构均设置于密封函体的内壁上，所述第一填料、第二填料、第三填料、第四填料、第五填料和第六填料的轴向宽度相同均为b。

5、作为优选，所述冷却分支流道包括第一冷却环腔，所述第一冷却环腔设置于密封函体内，所述第一冷却环腔的一侧设置有第二冷却环腔，所述第二冷却环腔的一侧设置有第三冷却环腔，所述第三冷却环腔的一侧设置有第四冷却环腔，所述第四冷却环腔的一侧设置有第五冷却环腔，所述第五冷却环腔的一侧设置有第六冷却环腔，所述第六冷却环腔的一侧设置有第七冷却环腔，所述第七冷却环腔的一侧设置有第八冷却环腔，所述第八冷却环腔的一侧设置有第九冷却环腔。

6、作为优选，所述第一冷却环腔、第二冷却环腔、第三冷却环腔、第四冷却环腔、第五冷却环腔、第六冷却环腔、第七冷却环腔、第八冷却环腔和第九冷却环腔的半径相同且b/4≤r＜b/2。

7、作为优选，所述第一冷却环腔、第二冷却环腔、第三冷却环腔、第四冷却环腔和第五冷却环腔之间的间距相同均为d且均为b/2。

8、作为优选，所述第五冷却环腔、第六冷却环腔、第七冷却环腔、第八冷却环腔、第九冷却环腔之间的间距不等，所述第五冷却环和第六冷却环腔之间的间距等于d1且b/2＜d1＜2b/3，所述第六冷却环腔和第七冷却环腔之间的间距等于d2且d2/3＜d2＜3b/4，所述第七冷却环腔和第八冷却环腔之间的间距为d3且5b/6＜d3＜11b/12，所述第八冷却环腔和第九冷却环腔之间的间距等于d4且b＜d4＜7b/6。

9、作为优选，所述油冷环上分别设置有第一导流角和第二导流角，所述第一导流角和第二导流角的所在平面与柱塞的角度需在10°-80°之间，所述第一导流角大于第二导流角，所述油冷环之间设置有多个支撑柱，所述油冷环在靠近进油口与出油口处进行了圆角处理。

10、本实用新型的有益之处在于：

11、本实用新型通过冷却流道与润滑流道集成为一体式流道结构，使润滑油在同一流道系统中同时承担润滑与冷却功能，减少了独立回路的布置需求，降低外部管路数量，整体结构更紧凑，有利于大流量高压柱塞泵的模块化与小型化设计，在进、出油口处采用圆角过渡结构，可降低油液流动阻力，改善油液进入与排出的流动特性；在靠近柱塞一侧设置导流角，可将润滑油更有效地引导至柱塞副接触区域，从而增强润滑作用并提升局部散热效率。此外，采用六支撑柱结构，可增加油液在环腔内的容积与流动空间，有利于提升整体散热能力，根据密封函体不同位置的发热特点，将冷却环腔进行非均匀布置：靠近高压侧的环腔间距较小，以增强高热区域的冷却能力；远离高压侧的环腔间距较大，用以维持整体温度场的均衡分布。该差异化设计可有效降低密封区的温度梯度，提高柱塞副的整体散热均匀性，通过集成式冷却润滑结构及合理的导流、分流设计，本发明能够在密封函体内部形成更稳定的温度场和润滑状态，减小填料的热衰减和磨损。由此可改善密封性能、延长密封组件的使用寿命，并有助于提升柱塞泵在高压大流量工况下的整体运行效率与可靠性。

1.一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构，包括柱塞（1），其特征在于：所述柱塞（1）的一端设置有调节螺母（2），所述柱塞（1）的外侧套设有密封函体（3），所述密封函体（3）上设置有冷却润滑一式流道机构和密封机构，所述柱塞（1）和密封函体（3）之间设置有第二密封圈（8），所述密封函体（3）上设置有第一密封圈（7）；

2.根据权利要求1所述的一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构，其特征在于：所述密封机构包括油冷环（18），所述油冷环（18）固定连接于密封函体（3）的内壁上，所述油冷环（18）与柱塞（1）接触，所述油冷环（18）的一侧设置有后导向套（20），所述密封函体（3）的内壁上固定连接有第一隔环（13）和第二隔环（16），所述密封函体（3）内设置有弹簧（9），所述弹簧（9）的一端上固定连接有前导向套（10），所述弹簧（9）的另一端的上固定连接有后导向套（20），所述后导向套（20）上接触有油冷环（18），所述油冷环（18）的两侧分别接触有第五填料（17）和第六填料（19），所述第六填料（19）和后导向套（20）接触，所述第五填料（17）的侧面设置有第二隔环（16），所述第二隔环（16）的一侧设置有第四填料（15），所述第四填料（15）的一侧设置有第三隔环，所述第三隔环的一侧设置有第二填料（12），所述第二填料（12）的一侧设置有第一填料（11），所述第一填料（11）的一侧设置有前导向套（10），所述密封机构均设置于密封函体（3）的内壁上，所述第一填料（11）、第二填料（12）、第三填料（14）、第四填料（15）、第五填料（17）和第六填料（19）的轴向宽度相同均为b。

3.根据权利要求1所述的一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构，其特征在于：所述冷却分支流道（6）包括第一冷却环腔（21），所述第一冷却环腔（21）设置于密封函体（3）内，所述第一冷却环腔（21）的一侧设置有第二冷却环腔（22），所述第二冷却环腔（22）的一侧设置有第三冷却环腔（23），所述第三冷却环腔（23）的一侧设置有第四冷却环腔（24），所述第四冷却环腔（24）的一侧设置有第五冷却环腔（25），所述第五冷却环腔（25）的一侧设置有第六冷却环腔（26），所述第六冷却环腔（26）的一侧设置有第七冷却环腔（27），所述第七冷却环腔（27）的一侧设置有第八冷却环腔（28），所述第八冷却环腔（28）的一侧设置有第九冷却环腔（29）。

4.根据权利要求3所述的一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构，其特征在于：所述第一冷却环腔（21）、第二冷却环腔（22）、第三冷却环腔（23）、第四冷却环腔（24）、第五冷却环腔（25）、第六冷却环腔（26）、第七冷却环腔（27）、第八冷却环腔（28）和第九冷却环腔（29）的半径相同且b/4≤r＜b/2。

5.根据权利要求3所述的一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构，其特征在于：所述第一冷却环腔（21）、第二冷却环腔（22）、第三冷却环腔（23）、第四冷却环腔（24）和第五冷却环腔（25）之间的间距相同均为d且均为b/2。

6.根据权利要求3所述的一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构，其特征在于：所述第五冷却环腔（25）、第六冷却环腔（26）、第七冷却环腔（27）、第八冷却环腔（28）、第九冷却环腔（29）之间的间距不等，所述第五冷却环和第六冷却环腔（26）之间的间距等于d1且b/2＜d1＜2b/3，所述第六冷却环腔（26）和第七冷却环腔（27）之间的间距等于d2且d2/3＜d2＜3b/4，所述第七冷却环腔（27）和第八冷却环腔（28）之间的间距为d3且5b/6＜d3＜11b/12，所述第八冷却环腔（28）和第九冷却环腔（29）之间的间距等于d4且b＜d4＜7b/6。

7.根据权利要求2所述的一种大流量高压柱塞泵密封函体一体式冷却润滑结构，其特征在于：所述油冷环（18）上分别设置有第一导流角（30）和第二导流角（31），所述第一导流角（30）和第二导流角（31）的所在平面与柱塞（1）的角度需在10°-80°之间，所述第一导流角（30）大于第二导流角（31），所述油冷环（18）之间设置有多个支撑柱，所述油冷环（18）在靠近进油口与出油口处进行了圆角处理。