往复活塞压缩机填料组件 【技术领域】
本发明涉及一种往复活塞压缩机的配件，特别是涉及一种密封性能较佳、可有效阻止原料气体外泄的往复活塞压缩机填料组件。
背景技术
目前，往复活塞压缩机常用于压缩有毒有害、易燃易爆、稀有贵重的介质气体(俗称原料气体)，对于压缩机内的活塞杆，一般是利用可与压缩机气缸内的最高工作压力相匹配的填料组件进行密封。
压缩机中每列压缩系统的配置方向可以为竖直方向或水平方向或倾斜方向，每列压缩系统包括十字头滑道、中体、连接体(内装填料组件)、气缸及相应的连杆、十字头、活塞杆、活塞，填料组件的方位由相应列压缩系统的配置方向而定。
填料组件包括内外依次相接的N组填料、法兰，N为自然数，且5≤N≤9，每组填料均由填料盒、填料环组成，填料盒内沿轴向设有内侧小、外侧大的圆形台阶空腔，填料环设置于填料盒内台阶空腔的外侧，法兰、与法兰贴靠的最外端那组填料的填料盒沿轴向开有氮气通道，氮气通道的进气口位于法兰的外侧面上、出气口位于与法兰贴靠的最外端那组填料的填料盒内台阶空腔的内侧，法兰、与法兰贴靠的最外端那组填料的填料盒、自外而内数的第二组填料的填料盒沿轴向开有泄漏气的回收通道，回收通道的进气口位于自外而内数的第二组填料的填料盒内台阶空腔的内侧、出气口位于法兰的外侧面上。
使用时，填料组件套装在活塞杆上，每组填料的填料盒内的填料环与活塞杆密封配合；因活塞杆伸进气缸内与活塞相接，故相对于气缸，填料为内、法兰为外的位置关系，自内而外数的第一组填料靠近气缸，圆形台阶空腔靠近气缸的一侧为内侧、远离气缸的另一侧为外侧。
压缩机工作时，仅从氮气通道的进气口注入压力为0.3～0.6Mpa的氮气，氮气将阻止原料气体沿活塞杆继续向主机的机身(即曲轴箱)内泄露，部分氮气进入自外而内数的第二组填料的填料盒内台阶空腔的内侧，并与沿着活塞杆泄漏到该处的少量原料气体混合，混合气通过回收通道被引出压缩机统一排放或经处理后回收。
虽然所述的填料组件可发挥一定的气体密封作用，但仍有少量原料气体不可避免地要沿活塞杆向气缸外泄漏，造成原料气体的浪费和空气污染；特别是有些原料气体(如羰基镍气体)的泄漏，随着所泄漏原料气体的压力、温度的变化，将在活塞杆上产生不规则的镀层，破坏了活塞杆的精度，造成填料组件失效，压缩机只能被迫停机，这严重影响使用单位的经济效益，同时，导致工作场地被原料气体或其分解后所产生的有毒气体污染，严重威胁操作人员的人身安全和身心健康。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种密封性能较佳、可有效阻止原料气体外泄的往复活塞压缩机填料组件。
为解决内述技术问题，本发明往复活塞压缩机填料组件包括内外依次相接的N组填料、法兰，N为自然数，且7≤N≤12，每组填料均由填料盒、填料环组成，填料盒内沿轴向设有内侧小、外侧大的圆形台阶空腔，填料环设置于填料盒内台阶空腔的外侧，法兰、与法兰贴靠的最外端那组填料的填料盒沿轴向开有氮气通道，氮气通道的进气口位于法兰的外侧面上、出气口位于与法兰贴靠的最外端那组填料地填料盒内台阶空腔的内侧，法兰、与法兰贴靠的最外端那组填料的填料盒、自外而内数的第二组填料的填料盒沿轴向开有泄漏气的回收通道，回收通道的进气口位于自外而内数的第二组填料的填料盒内台阶空腔的内侧、出气口位于法兰的外侧面上，自内而外数的第三组或第四组填料与最外端那组填料之间的每组填料的相应填料盒、法兰沿轴向开有密封气体通道，密封气体通道的进气口位于法兰的外侧面上、出气口位于自内而外数的第三组或第四组填料的相应填料盒内台阶空腔的内侧。
为能简洁说明问题起见，以下对本发明往复活塞压缩机填料组件均简称为本填料组件。
使用时，本填料组件套装在活塞杆上，N组填料中每组填料的填料盒内的填料环与活塞杆密封配合，活塞杆的一端伸入压缩机的气缸内，自内而外数的第一组填料靠近气缸。
压缩机工作时，从氮气通道的进气口注入一定压力的氮气，氮气将进入与法兰贴靠的最外端那组填料的填料盒内台阶空腔的内侧，且少量氮气会沿活塞杆泄漏到自外而内数的第二组填料的填料盒内台阶空腔的内侧，与此同时，从密封气体通道的进气口注入密封气体，密封气体为不影响压缩机气缸内原料气体的性能和质量的气体，且密封气体的进气压力要较压缩机气缸内原料气体的工作压力高出5～10％。密封气体进到自内而外数的第三组或第四组填料的填料盒内相应台阶空腔的内侧，将气缸内沿活塞杆泄漏到自内而外数的第二组填料的填料盒内台阶空腔内侧的原料气体顶住，阻止原料气体沿活塞杆继续泄漏，并允许密封气体进入气缸。另，自内而外数的第三组或第四组填料与自外而内数的第二组填料之间的每一组填料都是用来阻止密封气体沿活塞杆泄漏，少量密封气体会沿活塞杆泄漏到自外而内数的第二组填料的填料盒内台阶空腔的内侧，并在此处与泄漏到此的氮气混合，混合气通过回收通道被引出压缩机统一排放或经处理后回收。
采用以上的结构后，本填料组件可发挥较强的气体密封作用，有效阻止了原料气体沿活塞杆的泄漏，因此，其密封性能较佳。
所述氮气通道的进气口、回收通道的出气口、密封气体通道的进气口呈三角形布置。
所述N组填料由一组减压填料、一～二组双向密封主填料、一组减压填料、二～六组单向密封主填料、二组脉动密封填料自内而外依次层叠而成。
【附图说明】
图1是本发明一种使用状态的仰视图；
图2是图1的A-A旋转剖视图；
图3是图1的B-B旋转剖视图；
图4是本发明一种使用状态的工作原理图。
【具体实施方式】
下面通过实施方式及其附图对本发明作进一步详细的说明：
需要解释的是，图1-图3中省略了泄漏气储存容器Q1、氮气储存容器Q2、密封气体储存容器Q3及相应的连接管线。
参见图1-图4，本填料组件使用状态的方位为竖直方向(因压缩机中相应列压缩系统的配置方向为竖直方向)。
本填料组件包括十二组填料3、法兰1，它们通过两个双头螺栓2及相应的紧固件内外依次定位固定。
所述十二组填料3由一组减压填料31、二组双向密封主填料32、一组减压填料33、六组单向密封主填料34、二组脉动密封填料35自内而外依次层叠而成。每组填料均由填料盒、填料环组成，填料盒内沿轴向设有内侧小、外侧大的圆形台阶空腔，填料环设置于填料盒内台阶空腔的外侧(附图中未标出所述台阶空腔、填料环的件号)。
法兰1、与法兰1贴靠的最外端那组脉动密封填料35的填料盒351(即与法兰1贴靠的最外端那组填料的填料盒)、自外而内数的第二组脉动密封填料35的填料盒351(即自外而内数的第二组填料的填料盒)沿轴向开有泄漏气的回收通道4，回收通道4的进气口位于所述第二组填料盒351(即自外而内数的第二组填料的填料盒)内台阶空腔的内侧、出气口12位于法兰1的外侧面上。
法兰1、与法兰1贴靠的最外端那组脉动密封填料35的填料盒351(即与法兰1贴靠的最外端那组填料的填料盒)沿轴向开有氮气通道6，氮气通道6的进气口13位于法兰1的外侧面上、出气口位于所述填料盒351(即与法兰1贴靠的最外端那组填料的填料盒)内台阶空腔的内侧。
减压填料33的填料盒331、六组单向密封主填料34的填料盒341、2组脉动密封填料35的填料盒351(即自内而外数的第四组填料与最外端那组填料之间的每组填料的相应填料盒)、法兰1沿轴向开有密封气体通道5，密封气体通道5的进气口11位于法兰1的外侧面上、出气口位于所述填料盒331(即自内而外数的第四组填料的填料盒)内台阶空腔的内侧。
氮气通道6的进气口13、回收通道4的出气口12、密封气体通道5的进气口11呈三角形布置。
所述十二组填料3中相应组数的具体填料为现有技术部分，且均可外购。
使用时，本填料组件套装在活塞杆G上，十二组填料3中每组填料的填料盒内的填料环与活塞杆G密封配合，活塞杆G伸入气缸内与活塞相接，减压填料31(即自内而外数的第一组填料)靠近气缸(附图中未示出所述的气缸)。
氮气储存容器Q2、泄漏气储存容器Q1、密封气体储存容器Q3通过相应的连接管线分别与进气口13、出气口12、进气口11连通。密封气体为不影响压缩机气缸内原料气体(如羰基镍气体)的性能和质量的气体(如一氧化碳)。
压缩机工作时，氮气储存容器Q2中一定压力的氮气从氮气通道6的进气口13注入本填料组件内，氮气将进入自外而内数的第一组脉动密封填料35的填料盒351(即与法兰1贴靠的最外端那组填料的填料盒)内台阶空腔的内侧，且少量氮气会沿活塞杆G泄漏到自外而内数的第二组脉动密封填料35的填料盒351(即自外而内数的第二组填料的填料盒)内台阶空腔的内侧，与此同时，密封气体储存容器Q3中一定压力的密封气体从密封气体通道5的进气口11注入本填料组件内，密封气体的进气压力要较压缩机气缸内原料气体的工作压力高出5～10％。密封气体进到减压填料33的填料盒331(即自内而外数的第四组填料的填料盒)内台阶空腔的内侧，将气缸内沿活塞杆G泄漏到自内而外数的第一组双向密封主填料32的填料盒321(即自内而外数的第二组填料的填料盒)内台阶空腔内侧的原料气体顶住，阻止原料气体沿活塞杆G继续泄漏(即将气缸内沿活塞杆G泄漏的原料气体阻止在所述的填料盒321之前)，并允许密封气体进入气缸。另，减压填料33、六组单向密封主填料34、自外而内数的第二组脉动密封填料35之间的每一组填料(即自内而外数的第四组填料与自外而内数的第二组填料之间的每一组填料)都是用来阻止密封气体沿活塞杆G泄漏，少量密封气体会沿活塞杆G泄漏到自外而内数的第二组脉动密封填料35的填料盒351(即自外而内数的第二组填料的填料盒)内台阶空腔的内侧，并在此处与泄漏到此的氮气混合，混合气通过回收通道4、出气口12被引出压缩机统一排放到泄漏气储存容器Q1中。
可见，进入自外而内数的第一组脉动密封填料35的填料盒351内台阶空腔内侧的氮气的作用是：将上述的少量密封气体阻止在自外而内数的第二组脉动密封填料35的填料盒351内台阶空腔的内侧。
采用以上的结构后，本填料组件可发挥较强的气体密封作用，有效阻止了原料气体沿活塞杆G的泄漏，因此，其密封性能较佳。
以上所述的仅是本发明的一种实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提外，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。比如：
在确保N为自然数，且7≤N≤12的前提条件外，若干组填料还可由形式不同的相应组数填料自内而外依次层叠而成；一般地，当压缩机气缸内的原料气最高工作压力在10～21Mpa之间时，双向密封主填料32采用二组，单向密封主填料34采用六组，其余的相应组数填料不变；当压缩机气缸内的原料气最高工作压力低于10Mpa时，双向密封主填料32采用一组，单向密封主填料34采用二～五组，其余的相应组数填料不变。
另外，自内而外数的第三组填料与最外端那组填料之间的每组填料的相应填料盒、法兰沿轴向还可开有密封气体通道，密封气体通道的进气口位于法兰的外侧面上、出气口位于所述第三组填料盒内台阶空腔的内侧。
再者，如压缩机中相应列压缩系统的配置方向为水平方向，则本填料组件使用状态的方位还可为水平方向。