CN102116321B - 一种用于核电站的硼酸输送泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于核电站的硼酸输送泵，蜗壳室采用了双蜗壳结构，有效平衡了叶轮运行时产生的径向力，泵盖密封采用了单端面集装式机械密封，拆装维护方便，并能有效防止介质外泄；轴承油封采用了迷宫式密封结构，达到了理想的密封效果；取消了泵盖上的冷却腔，缩短了泵盖的轴向长度，使整个泵组结构紧凑，有效缩小了安装维修的空间；将泵体密封和叶轮密封结合的密封结构改为单泵体密封，结构简单可靠，安装维护方便；在轴承支架上加支撑筋板，从而增强了泵组的稳定性。

Description

一种用于核电站的硼酸输送泵

技术领域

本发明涉及一种泵，具体涉及一种用于核电站的硼酸输送泵。

背景技术

用于核电站的硼酸输送泵的功能是：向硼酸贮存箱首次注入或补充4%的硼酸溶液；在额定流量下向化容系统(RCV)添加硼酸溶液；通过直接硼化管线向主冷却剂添加4%的硼酸溶液；向换料水箱首次注入或补充1.25%的硼酸溶液。

现有的用于核电站的硼酸输送泵还存在以下缺陷（见图1）：

1.泵体1的蜗壳室10采用单蜗壳结构，叶轮4在运行过程中尤其是非设计工况运行时，会产生较大的径向力，将直接影响泵轴7的强度和轴承使用寿命；

2.泵盖密封装置17采用的是散装式机械密封，拆装维修不方便，还容易引起介质泄漏；

3.轴承油封装置为轴承端盖9内腔面的迷宫密封槽直接对着泵轴7，当转子高速旋转时，容易引起润滑油沿泵轴7表面泄漏；

4.泵盖3设有冷却腔31，并在冷却腔31的腔壁上开设有冲洗孔32，使泵盖3的轴向尺寸过长，使得整个泵组的轴向长度加长，从而对安装空间的需求变大；

5.采用泵体密封环21和叶轮密封环41及泵盖密封环22和叶轮密封环42的双密封结构，由于密封环是需要经常更换的易磨损部件，若更换叶轮密封环41、42，势必要重新校正叶轮4的动平衡，因此增加了安装检修的用时。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于核电站的硼酸输送泵，它有利于泵组的长期运转并延长轴承维护周期，能有效提高泵的效率。

实现上述目的的技术方案是：一种用于核电站的硼酸输送泵，包括定子组件、转子组件、轴承组件和轴封组件，所述定子组件包括一泵体、一泵盖及一前、后密封环；所述转子组件包括一泵轴、一叶轮、一叶轮螺母及一轴套；所述轴承组件包括一轴承体、若干轴承、两挡油盘、两轴承端盖及轴承支架；所述轴封组件包括泵盖密封装置和轴承油封装置，其中，所述泵体中的蜗壳室为双蜗壳结构；

所述泵盖的前部内缘设有一泵盖密封垫，所述泵盖的外缘搁在所述泵体的前端面并通过若干螺柱和螺母安装在所述泵体上；所述叶轮通过所述叶轮螺母连接在所述泵轴的末端并位于所述泵体的内腔中；所述前密封环镶在所述泵体与所述叶轮的前盖板之间的泵体上，所述后密封环镶在所述泵盖与所述叶轮的后盖板之间的泵盖上；所述轴承体安装在所述泵盖的后端；所述轴承包括一设在所述泵轴的非驱动端上并位于所述轴承体的中部内腔中的圆柱滚子轴承及一对背靠背地设在所述泵轴的驱动端上并位于所述轴承体的前端内腔中的角接触球轴承；所述轴承体的中部内腔和前端内腔分别设有一轴承槽；所述一对轴承端盖分别位于所述圆柱滚子轴承的后侧及所述角接触球轴承的前侧并分别固定在所述前端轴承槽的前端面上及所述中部轴承槽的后端面上；所述两挡油盘套在所述泵轴上并分别位于所述圆柱滚子轴承与中部的所述轴承端盖之间及所述角接触球轴承与前端的所述轴承端盖之间；所述泵盖密封装置为集装式机械密封，该集装式机械密封装置中的压盖安装在所述泵盖上并与所述泵盖密封槽构成一机械密封腔；所述轴承油封装置为迷宫式密封结构并由所述轴承端盖、所述挡油盘和O形密封圈构成；

所述挡油盘包括套筒及在该套筒的内侧段的外表面上径向延伸的挡盘，该挡盘的边缘向外侧以与其轴线的夹角为14°～16°的方式弯折一边罩，所述挡油盘固定在所述泵轴上并靠近所述圆柱滚子轴承及所述角接触球轴承；所述挡油盘的套筒内腔面与所述泵轴之间设有一O形密封圈；所述轴承端盖包括外盖及在该外盖的内缘端面上向着轴承侧轴向延伸的内环，该内环的自由端径向延伸一凸缘，所述轴承端盖的内腔面上设有若干迷宫式密封槽，所述轴承端盖的内环套在所述挡油盘的套筒上，以使所述迷宫式密封槽对着所述挡油盘的套筒；所述O形密封圈设在所述挡油盘的套筒内表面与所述泵轴之间；所述轴承端盖的内径与所述挡油盘上的套筒外径为间隙配合；所述轴承端盖上的凸缘与所述挡油盘上的边罩为间隙配合，以使所述挡油盘上的边罩套在轴承端盖的凸缘外。

上述的用于核电站的硼酸输送泵，其中，所述压盖的侧壁上开设一冲洗孔。

上述的用于核电站的硼酸输送泵，其中，所述轴承支架上设有支撑筋板。

本发明的用于核电站的硼酸输送泵的技术方案与现有技术相比，有如下的特点：

1.泵体中的蜗壳室采用了双蜗壳结构，有效平衡了叶轮运行时产生的径向力，有效增强了泵轴的强度并提高了轴承的使用寿命；

2.泵盖密封采用了单端面集装式机械密封，拆装维护方便，并能有效防止介质外泄；

3.轴承油封采用了迷宫式密封结构，达到了理想的密封效果，在400小时的耐久试验中，没有润滑油的泄漏；

4.取消了泵盖上的冷却腔，缩短了泵盖的轴向长度，使整个泵组结构紧凑，有效缩小了安装维修的空间；

5.将泵体密封和叶轮密封结合的密封结构改为单泵体密封，结构简单可靠，安装维护方便；

6.在轴承支架上加支撑筋板，从而增强了泵组的稳定性。

附图说明

图1为现有技术的用于核电站的硼酸输送泵的结构示意图；

图2为本发明的用于核电站的硼酸输送泵的结构示意图；

图3为本发明的硼酸输送泵中轴承油封封装置的结构示意图；

图4为本发明的硼酸输送泵中轴承油封装置中的挡油盘的结构示意图；

图5为本发明的硼酸输送泵中轴承油封装置中的轴承端盖的结构示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：

请参阅图2，本发明的用于核电站的硼酸输送泵，包括定子组件、转子组件、轴承组件和轴封组件。定子组件包括一泵体1、一泵盖3及前、后密封环21、22；转子组件包括一泵轴7、一叶轮4、一叶轮螺母5及一轴套6；轴承组件包括一轴承体15、若干轴承、两挡油盘8、两轴承端盖9及轴承支架16；轴封组件包括泵盖密封装置17和轴承油封装置。其中：

泵体1包括下部的吸水室和上部的蜗壳室10，蜗壳室10为双蜗壳结构，使位于蜗壳室10中的叶轮4两侧的压力始终平衡，能够大大减少径向力，延长泵的使用寿命；

泵盖3的前部内缘设有一泵盖密封槽，泵盖3的外缘搁在泵体1的上端面并通过若干主螺柱11和螺母12安装在泵体1上；

叶轮4通过叶轮螺母5连接在泵轴7的末端并位于泵体1的蜗壳室10中；

前密封环21镶在泵体1与叶轮4的前盖板之间的泵体1上，后密封环22镶在泵盖3与叶轮4的后盖板之间的泵盖3上，使泵体1与叶轮4之间及泵盖3与叶轮4的密封结构简单可靠，并便于安装维护；

轴套6套装在泵轴7的后部；

轴承体15安装在泵盖3的上端，该轴承体15的中部和前端分别设有一轴承槽；

轴承包括一圆柱滚子轴承13及一对角接触球轴承14；圆柱滚子轴承11设在泵轴7的非驱动端上并安装在轴承体15的中部轴承槽中，一对角接触球轴承12背靠背地设在泵轴7的驱动端上并安装在轴承体15的前端轴承槽中；

一对轴承端盖9分别位于圆柱滚子轴承13的后侧及角接触球轴承14的前侧并分别固定在前端轴承槽的前端面上及中部轴承槽的后端面上；

两挡油盘8套在泵轴7上并分别位于圆柱滚子轴承13与中部的轴承端盖9之间及角接触球轴承14与前端的轴承端盖9之间；

轴承支架16上设有支撑筋板160，可以增强泵组的稳定性；

泵盖密封装置17为集装式机械密封装置并安装在轴套6外，拆装维护方便，并能有效防止介质外泄；该集装式机械密封装置17包括压盖18，压盖18安装在泵轴7上并与泵盖3上的泵盖密封槽构成一机械密封室30，缩短了泵盖3的轴向长度，使整个泵组结构紧凑，有效缩小了安装维修的空间；

压盖18的侧壁上开设一冲洗孔180，可以直接对位于机械密封室30中的动、静环之间形成的接触面进行冲洗。比用外接冲洗管路具有结构简单、安全可靠等优点；

轴承油封装置为迷宫式密封结构并由轴承端盖9、挡油盘8和O形密封圈19构成（见图3至图5），其中：

挡油盘8包括套筒81及在该套筒81的内侧段外周面上径向延伸的挡盘82，该挡盘82的边缘向外侧以与其轴线的夹角α为14°～16°的方式弯折一边罩83，挡油盘8通过紧定螺钉80固定在泵轴7上并靠近一圆柱滚子轴承13和一对角接触球轴承14；

O形密封圈19设置在挡油盘8的套筒81内表面与泵轴7之间；

轴承端盖9包括外盖91及在该外盖91的内缘端面上向着轴承侧轴向延伸的内环92，该内环92的自由端径向延伸一凸缘93，轴承端盖9的内腔面上设有两道迷宫式密封槽94；轴承端盖9的内环92套在挡油盘8的套筒81外，以使迷宫式密封槽94对着挡油盘8的套筒81；

轴承端盖9的内径与挡油盘8上的套筒81外径为间隙配合，它们之间的间隙δ为0.204～0.296mm；

轴承端盖9上的凸缘93与挡油盘8上的边罩83为间隙配合，以使挡油盘8上的边罩83套在轴承端盖9的凸缘93外；轴承端盖9上的凸缘93的后端面与挡油盘8上的挡盘82的前端面之间的间隙L为1～1.5mm；

轴承端盖9上的凸缘93的外表面为一圆锥面，挡油盘8上的边罩83的内表面为与该凸缘93的外表面的锥度适配的圆锥面；

挡油盘8和一对角接触球轴承14之间还可设有锁紧螺母23和垫圈24。

在泵运转过程中产生的向心力，使轴承润滑油产生轴向流动时，由于挡油盘8的内腔面与泵轴7之间设有O形密封圈19，因此润滑油不能从挡油盘8与泵轴7之间的缝隙处渗漏，并首先受到挡油盘8的挡盘82的阻挡，在挡盘82的离心力的作用下，迫使润滑油改变原轴向流动的方向，很快被甩向挡盘82的四周，可将润滑油很好的保持在轴承体15与轴承端盖9间的空间内，再依靠油位高差及旋转作用使润滑油回到轴承的腔内并冷却，形成一道循环，可保证轴承润滑的稳定性及可靠性。一部分在挡盘82外侧的润滑油产生轴向流动而漏出轴承端盖9的趋势，经过轴承端盖9与挡油盘8形成的迷宫式曲折迂回间隙，由于多路多重阻挡、减压，泄漏量得到有效抑制，泄漏量极小，有效保证了轴承的正常使用。而外来的灰尘等杂物同样要经过通过轴承端盖9上的迷宫式密封槽94的多重阻挡，从而阻止了灰尘等杂物进入轴承端盖9的趋势。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种用于核电站的硼酸输送泵，包括定子组件、转子组件、轴承组件和轴封组件，所述定子组件包括一泵体、一泵盖及一前、后密封环；所述转子组件包括一泵轴、一叶轮、一叶轮螺母及一轴套；所述轴承组件包括一轴承体、若干轴承、两挡油盘、两轴承端盖及轴承支架；所述轴封组件包括泵盖密封装置和轴承油封装置，其特征在于，

所述泵体中的蜗壳室为双蜗壳结构；

所述泵盖的前部内缘设有一泵盖密封垫，所述泵盖的外缘搁在所述泵体的前端面并通过若干螺柱和螺母安装在所述泵体上；

所述叶轮通过所述叶轮螺母连接在所述泵轴的末端并位于所述泵体的内腔中；

所述前密封环镶在所述泵体与所述叶轮的前盖板之间的泵体上，所述后密封环镶在所述泵盖与所述叶轮的后盖板之间的泵盖上；

所述轴承体安装在所述泵盖的后端；

所述轴承包括一设在所述泵轴的非驱动端上并位于所述轴承体的中部内腔中的圆柱滚子轴承及一对背靠背地设在所述泵轴的驱动端上并位于所述轴承体的前端内腔中的角接触球轴承；

所述轴承体的中部和前端分别设有一轴承槽；

所述一对轴承端盖分别位于所述圆柱滚子轴承的后侧及所述角接触球轴承的前侧并分别固定在所述前端轴承槽的前端面上及所述中部轴承槽的后端面上；

所述两挡油盘套在所述泵轴上并分别位于所述圆柱滚子轴承与中部的所述轴承端盖之间及所述角接触球轴承与前端的所述轴承端盖之间；

所述泵盖密封装置为集装式机械密封，该集装式机械密封装置中的压盖安装在所述泵盖上并与所述泵盖密封槽构成一机械密封腔；

所述轴承油封装置为迷宫式密封结构并由所述轴承端盖、所述挡油盘和O形密封圈构成，

所述挡油盘包括套筒及在该套筒的内侧段的外表面上径向延伸的挡盘，该挡盘的边缘向外侧以与其轴线的夹角为14°～16°的方式弯折一边罩，所述挡油盘固定在所述泵轴上并靠近所述圆柱滚子轴承及所述角接触球轴承；所述挡油盘的套筒内腔面与所述泵轴之间设有一O形密封圈；

所述轴承端盖包括外盖及在该外盖的内缘端面上向着轴承侧轴向延伸的内环，该内环的自由端径向延伸一凸缘，所述轴承端盖的内腔面上设有若干迷宫式密封槽，所述轴承端盖的内环套在所述挡油盘的套筒上，以使所述迷宫式密封槽对着所述挡油盘的套筒；

所述O形密封圈设在所述挡油盘的套筒内表面与所述泵轴之间；

所述轴承端盖的内径与所述挡油盘上的套筒外径为间隙配合；

所述轴承端盖上的凸缘与所述挡油盘上的边罩为间隙配合，以使所述挡油盘上的边罩套在轴承端盖的凸缘外。

2.根据权利要求1所述的用于核电站的硼酸输送泵，其特征在于，所述压盖的侧壁上开设一冲洗孔。

3.根据权利要求1所述的用于核电站的硼酸输送泵，其特征在于，所述轴承支架上设有支撑筋板。

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