CN102619813A - 一种用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统 - Google Patents

一种用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统 Download PDF

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一种核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统，用于定子屏蔽套与定子之间的无隙塑性变形贴附精密安装，属于核电领域。这种用于核主泵定子屏蔽套精密安装的液压系统与已有技术相比，可以根据工艺数值分析得到的胀形压力和加载路径，实现沿定子长径方向的反复均匀加载和卸载，从而精确地控制材料的塑性变形量，实现屏蔽套的无隙塑性变形贴附。本系统有专门的气体排出部分，可以使密闭容腔内的气体有效地排出；增压部分采用比例溢流阀，通过控制其输入电流进而控制压力按照要求输出；采用第二齿轮泵与增压器的组合，可以提高压力上限，获得更宽的压力范围。通过PLC、压力变送器等电控装置使得对压力的控制更加精确。

Description

一种用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统
技术领域
本发明涉及一种用于核主泵定子屏蔽套精密装配的液压系统，主要用于实现核主泵屏蔽套与定子间的无隙塑性变形贴附，属于核电领域。
背景技术
核电是重要的清洁能源之一。核电装备中核主泵是核电站的“心脏”。对于第三代非能动性核反应堆来说，它采用的是一种带屏蔽电机的屏蔽泵，电机定子内表面套有定子屏蔽套。核主泵定子屏蔽套用于防止输送的液体介质与定子铁芯、定子绕组接触，防止这些部件受到浸蚀。因此，其加工和装配质量直接影响核主泵的正常运行，是核主泵中的关键部件之一。
定子屏蔽套的材料选用耐磨蚀的非磁性金属哈氏合金Hastelloy C-276，在完成屏蔽套板材下料剪切、卷板成形、焊接、矫形等几个工序后，需进行定子屏蔽套的安装。核主泵定子屏蔽套具有超薄、大长径比的特点，欲实现屏蔽套与定子之间的无隙塑性变形贴附难度极大。需要应用可控压力反复加压，充分利用哈氏合金材料的塑性特性，才能精准实现无隙贴附。
从相关文献了解到，目前定子屏蔽套的安装方法有抽真空法与水压实验法。抽真空法是利用内外气压差使定子屏蔽套变形完成的贴附，这一过程具有成型压力不易控制的缺点；水压试验法存在加载压力不能按照需求变化、贴附程度不佳等缺点。迄今尚没有能用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的装配系统。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于核主泵定子屏蔽套精密装配的液压系统，该系统应简单易行，且能够实现胀形压力的精确控制。
本发明的技术解决方案是：一种用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统，它主要包括一个液压装置和一个控制装置，所述液压装置采用充液部分、排气部分、增压部分和定子及定子屏蔽套部分，所述控制装置采用电液控制相结合；所述充液部分向定子及定子屏蔽套部分供给低压油，并经排气部分排出定子及定子屏蔽套部分的气体，所述增压部分向定子及定子屏蔽套部分供给高压油，实现定子屏蔽套在定子上的贴附装配；所述电液控制采用可编程逻辑控制器PLC的模拟量输出信号调节比例溢流阀的输入电流，控制第二齿轮泵的出口压力，进而控制增压器的输出压力，实现胀形压力控制。
所述充液部分的第一齿轮泵提供的低压油液通过第一单向阀充入所述定子及定子屏蔽套部分的密闭容腔内，通过排气部分的电磁阀与第二节流阀控制并调节该密闭容腔内气体的排出及排出量的大小。
所述增压部分利用第二齿轮泵与增压器的组合为密闭容腔内打入高压油液，通过定子屏蔽套周向膨胀变形，实现定子屏蔽套的贴附装配；这一过程中利用可编程逻辑控制器PLC的模拟量输出信号调节比例溢流阀的输入电流，控制第二齿轮泵的出口压力，进而控制增压器的输出压力，实现胀形压力可控。
本发明的有益效果是：这种用于核主泵定子屏蔽套精密安装的液压系统与已有技术相比，可以根据工艺数值分析得到的胀形压力和加载路径，实现沿定子长径方向的反复均匀加载和卸载，从而精确地控制材料的塑性变形量，实现屏蔽套的无隙塑性变形贴附。本系统有专门的气体排出部分，可以使密闭容腔内的气体有效地排出；增压部分采用比例溢流阀，通过控制其输入电流进而控制压力按照要求输出；采用第二齿轮泵与增压器的组合，可以提高压力上限，获得更宽的压力范围。通过PLC、压力变送器等电控装置使得对压力的控制更加精确。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是一种用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统示意图。
图2是定子与定子屏蔽套装配示意图。
图3是液压系统电气控制原理图。
图4是液压系统控制流程图。
图中：1、第一齿轮泵，2、溢流阀，3、第一单向阀，4、第二齿轮泵，5、比例溢流阀，6、第二单向阀，7、电磁换向阀，8、增压器，9、第一节流阀，10、电磁阀，11、第二节流阀；a、充液部分，b、排气部分，c、增压部分，d、定子及定子屏蔽套部分，e、定子，f、定子屏蔽套。
具体实施方式
图1示出了一种用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统图。图中，液压系统包括充液部分a、排气部分b和增压部分c。在充液部分a中，由第一齿轮泵1为形成的密闭容腔内充入低压油液，在泵的出口处设置起安全保护作用的溢流阀2，在溢流阀2之后为防止油液倒流设置第一单向阀3。排气部分b中利用电磁阀10与第二节流阀11来实现密封容腔内气体的排出。在增压部分c中，由第二齿轮泵4提供低压液压油源，通过PLC的模拟量输出信号调节比例溢流阀5的输入电流，控制第二齿轮泵4的出口压力，在之后的管道上设置第二单向阀6、电磁换向阀7、增压器8和第一节流阀9。通过增压器两侧面积的不同来实现压力的按比例增加。
图2示出了定子与定子屏蔽套装配示意图。定子屏蔽套f采用无隙塑性变形贴附精密安装在定子e的内腔，定子屏蔽套f各部分尺寸范围为：外径Φ400～600mm，壁厚0.3～0.6mm，长度500～4000mm。
图3示出了液压系统电气控制原理图。液压系统的电控部分通过电脑、触摸屏、PLC对系统进行实时监控、报警和信号采集。通过PLC读入已存入电脑中的程序，根据该程序运用PLC的数字量模块实现对电机、电磁换向阀电磁铁的控制，运用模拟量输出信号调节比例溢流阀5的输入电流，控制第二齿轮泵4的出口压力，进而控制增压器的输出压力，故可以实现胀形压力可按要求输出。运用压力变送器实现压力的反馈，进而实现压力的闭环控制。
图4示出了液压系统控制流程图。液压系统的控制流程为：在所示的充液部分a中通过PLC的开关量控制使第一齿轮泵1的电机M1和电磁阀10的电磁铁3DT工作，进而使第一齿轮泵1与电磁阀10的左位接入系统，油液通过第一单向阀3，进入密闭的容腔内。容腔内的气体通过排气部分b中电磁阀10的左位、第二节流阀11排出。油液充满容腔后，PLC控制第一齿轮泵1的电机M1与电磁阀10停止工作。
在所示的增压部分c中，通过PLC的开关量控制使第二齿轮泵4的电机M2和电磁换向阀7的电磁铁1DT工作，进而使第二齿轮泵4与电磁换向阀7的左位接入系统。压力油液通过第二单向阀6，电磁换向阀7的左端接入增压器8大面积侧，推动活塞运动，使增压器右侧油压升高，高压油通过第一节流阀9进入密闭容腔。该过程根据胀形工艺数值分析所得的路径(按压力P1加载t1时间-卸载-按压力P2加载t2时间-卸载，……)反复加载卸载，直到达到贴附要求为止。其中对于增压器小面积侧油液的补充可由电磁铁2DT得电，进而使油液通过电磁换向阀7的右位进入来实现。第二齿轮泵4的出口压力可通过PLC的模拟量模块控制输入比例溢流阀5的电流进而控制其开口大小来实现。定子与定子屏蔽套封闭容腔内的胀形压力通过压力变送器和PLC进行压力的闭环控制来保证压力按工艺要求精确输入，从而实现定子屏蔽套的无隙贴附。
定子屏蔽套装配结束后，PLC控制排气部分中电磁阀10的电磁铁3DT得电，使其左位接通，高压液体通过电磁阀10、第二节流阀11排出，待高压液体卸荷完成后按下停止按钮，结束整个装配过程。

Claims (3)

1.一种用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统，它主要包括一个液压装置和一个控制装置，其特征是：所述液压装置采用充液部分(a)、排气部分(b)、增压部分(c)和定子及定子屏蔽套部分(d)，所述控制装置采用电液控制相结合；所述充液部分(a)向定子及定子屏蔽套部分(d)供给低压油，并经排气部分(b)排出定子及定子屏蔽套部分(d)的气体，所述增压部分(c)向定子及定子屏蔽套部分(d)供给高压油，实现定子屏蔽套(f)在定子(e)上的贴附装配；所述电液控制采用可编程逻辑控制器PLC的模拟量输出信号调节比例溢流阀(5)的输入电流，控制第二齿轮泵(4)的出口压力，进而控制增压器(8)的输出压力，实现胀形压力控制。
2.根据权利要求1所述的一种用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统，其特征是：所述充液部分(a)的第一齿轮泵(1)提供的低压油液通过第一单向阀(3)充入所述定子及定子屏蔽套部分(d)的密闭容腔内，通过排气部分(b)的电磁阀(10)与第二节流阀(11)控制并调节该密闭容腔内气体的排出及排出量的大小。
3.根据权利要求1所述的一种用于核主泵定子屏蔽套无隙贴附精密安装的液压系统，其特征是：所述增压部分(c)利用第二齿轮泵(4)与增压器(8)的组合为密闭容腔内打入高压油液，通过定子屏蔽套(f)周向膨胀变形，实现定子屏蔽套(f)的贴附装配；这一过程中利用可编程逻辑控制器PLC的模拟量输出信号调节比例溢流阀(5)的输入电流，控制第二齿轮泵(4)的出口压力，进而控制增压器(8)的输出压力，实现胀形压力可控。
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