CN105705798A - 具有热收缩致动器的泵密封件 - Google Patents

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Abstract

一种用于旋转轴停机密封件的热致动器，其具有活塞，活塞的轴向长度的一部分与一种被设置在圆筒的封闭端和活塞的一端之间的材料被封闭在圆筒壳内，比如在指定温度以上改变状态或变形的易熔连结部。活塞被弹簧朝着材料偏压，并在指定温度被达到时朝着圆筒的封闭端移动，材料的变形或者状态改变为活塞提供空间，从而朝着封闭端移动。活塞的移动经活塞杆被传递，从而激活密封件。

Description

具有热收缩致动器的泵密封件
相关申请的相互援引
本申请涉及2013年8月20提交的题为“PumpSealWithThermalRetractingActuator”的No.13/970899号申请。
背景技术
1.技术领域
本发明总体涉及旋转轴密封件，更具体地涉及用于离心泵的热致动密封件，尤其是用于这种密封件的新式热致动器。
2.相关技术
在压水核电站中，反应堆冷却剂系统被用于从堆芯给蒸汽发生器传热以产生蒸汽。然后蒸汽被用于驱动涡轮发电机以产生有用功。反应堆冷却剂系统包括多个独立的冷却循环，每个都被连接到反应堆堆芯，且包含蒸汽发生器和反应堆冷却剂泵。
反应堆冷却剂泵通常是一种被设计成泵送高温高压下(例如550℉(280℃)和大约2250psia(155巴)压力下)的大体积反应堆冷却剂的立式单级离心泵。该泵从下到上基本上包括三个总体部分：液压部分、轴密封件部分和马达部分。下方的液压部分包括安装在泵轴下端上的叶轮，所述叶轮在泵壳体内是可操作的从而绕各自的回路泵送反应堆冷却剂。上方的马达部分包括被连接以驱动泵轴的马达。中间的轴密封件部分包括三个串联的密封件组件；下方的一级密封件组件(1号密封件)、中间的二级密封件组件和上方的三级密封件组件。这些密封件组件被定位与泵轴同心且靠近泵轴的顶端，它们的联合目的是在正常运行条件下提供沿泵轴到安全壳环境的最小反应堆冷却剂泄漏。在美国专利号3,522,948；3,529,838；3,632,117；3,720,222和4,275,891中描述了现有技术中已知的泵轴密封件组件的代表性示例。
机械地密封至固定泵压力边界和旋转轴之间的交界部的泵轴密封件组件必须能在没有过量泄漏的前提下包含高系统压力(大约2250psi(155巴))。三个密封件组件的串联布置被用于分阶段地分解压力。三个机械泵密封件组件是受控泄漏密封件，它们在运行中允许每一阶段发生最小量的受控泄漏，同时防止反应堆冷却剂从一级冷却剂系统到各密封件漏液口的过量泄漏。
通过在密封件组件处喷射冷流体、或者通过使用在一级流体到达密封件组件之前将一级流体冷却的换热器，将泵密封件组件一般维持在远低于一级冷却剂系统的温度下。这些系统的理论化失效可能使密封件组件暴露于高温，这很可能导致密封件组件的受控泄漏急剧增大。在反应堆芯中的核燃料全部丧失冷却的原因是因为失去所有的AC电力的情况下，密封漏液在没有电力驱动补偿泵的情况下无法回到冷却剂系统。假设在没有补偿手段的情况下，受控泄漏会导致反应堆冷却剂不能覆盖反应堆芯，由此导致堆芯损坏。
因此，需要一种有效方式，在所有燃料冷却丧失和补充泵送丧失同时发生的情况下为标准密封件组件提供后备。优选地，这种后备密封件应当在失去电力或其他原因导致失去补偿泵送能力时是可运行的，从而基本上将轴密封以防止泄漏。
发明内容
根据本发明，通过一种用于降低速度的轴或旋转停止的设备(比如泵、压缩机、等等)的热致动停机密封件实现前述目标，所述密封件被设计以限制冷却剂经轴密封件的正常泄漏。后面所要求保护的停机密封件对于密封在设备的轴和壳体之间具有狭窄流动环形部的任何设备是有用的。
所述停机密封件的特征在于一种“开口环”，它被设计成(i)包围所述轴，并在正常运行期间在它和轴之间形成环形部；以及(ii)在轴减速到低于预定速度时或停止旋转时收缩到轴上。所述开口环具有在正常联机运行期间在轴旋转时被间隔件保持隔开的面对端部。当轴减速或停止旋转且壳体内的温度上升时，所述间隔件从开口环的面对端部被移除，且开口环随着开口环面对端部的彼此接近而收缩到轴上，这阻挡了经所述环形部的大部分冷却剂漏液。
优选地，停机密封件还具有柔顺的聚合物密封环，在开口环阻挡冷却剂经环形部的泄漏时，所述密封环被壳体内增大的压力压靠在轴上。
具体地，本发明提供这样一种具有改进的致动器的密封件，所述致动器用于在环形部中的液体升高到预定温度以上时从开口环的面对端部之间移除间隔件，从而开口环能收窄或者基本上密封将被开口环覆盖的部分环形部。所述致动器包括具有轴向尺寸的圆筒和在圆筒内轴向移动的活塞，圆筒具有围绕活塞密封的上端和下端。活塞杆从活塞下端延伸穿过圆筒上的下开口，并具有被连接到间隔件的一个活塞杆端部。当间隔件被设置在开口环的面对端部之间时，一个空腔占据了圆筒上部内活塞和圆筒上端之间的空间。易熔连结部占据了空腔内活塞和空腔上端之间的至少部分空间。易熔连结部被选择成在预定温度下变形或改变状态，从而使活塞能移动进入所述空腔内。弹簧被设置在活塞的下端和圆筒的下端之间，将活塞偏压在易熔连结部上。所述致动器组件被构造成在易熔连结部的状态改变或变形之后朝着圆筒的上端移动活塞，从而将间隔件从开口环的面对端部之间移除。
在一个实施例中，弹簧是波形弹簧。优选地，波形弹簧包括多个串联对准的簧圈，从而使它们的高点和低点分别对准。在间隔件基本上被定位在开口环的面对端部之间时，该波形弹簧基本上处于压缩状态。
在另一个实施例中，在活塞刚开始移动进入所述空腔之前的时刻，在活塞杆面对圆筒的开口的位置处，活塞杆具有在圆筒的开口附近区域内的被缩小的直径。优选地，易熔连结部基本上由熔点大约在280℉(138℃)至390℉(198℃)之间的材料制成。
本发明还预期一种停机密封件和采用上述概念的致动器。
附图说明
在结合附图阅读了下面的优选实施例的描述后能进一步理解本发明，其中：
图1是常规核反应堆冷却剂系统的一个冷却回路的示意图，它包括在具有反应堆的闭环系统中被串联连接的蒸汽发生器和反应堆冷却剂泵；
图2是反应堆冷却剂泵的轴密封部分的切开透视图，其展示了密封件壳体的截面，以及被设置在密封件壳体内并围绕泵轴的下方的一级密封件组件、中间的二级密封件组件、以及上方的三级密封件组件；
图3是密封件壳体的一部分和图2的反应堆冷却剂泵的密封件组件的放大剖视图；
图4是应用了本发明的轴密封件方案的截面图，其画出了图2和3中所示的下方的一级密封件的放大图；
图5是图4中所示的一级密封件的插件的放大部分，其中泵轴的一部分和停机密封件被打上阴影，停机密封件被画出采用热致动机械活塞以将间隔件从开口环上移除；
图6是取代图5中所示致动器的采用了后文所要求保护的原理的致动器的一个实施例的侧向放大剖视图；
图7是被支撑在密封件壳体内的图6中所示实施例的纵向截面图；以及
图8是后文要求保护的热致动机械活塞的第二实施例的纵向剖视图。
具体实施方式
在下面的描述中，附图中相同的标记指代相同的或相应的部件。在下面的描述中，还应当明白诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等等这些方向术语是为了便于描述的措辞，不被理解为限制术语。
现有反应堆冷却剂泵
为了理解本发明，理解本发明工作的背景是有帮助的。但是，应当明白本发明具有很多其他的应用。参见图1，画出的是常规核反应堆冷却剂系统的多个反应堆冷却剂回路10之一的示意图。冷却剂回路10包括在带有反应堆堆芯16的闭环冷却剂系统中串联的蒸汽发生器12和反应堆冷却剂泵14。蒸汽发生器12包括与蒸汽发生器12的入口和出口增压室20,22连通的一级换热管18。蒸汽发生器12的入口增压室20与反应堆堆芯16的出口连接成流动连通，从而沿流动路径24接收来自反应堆堆芯的热的冷却剂，该流动路径通常被称为闭环系统的热段。蒸汽发生器12的出口增压室22沿闭环系统的流动路径26与反应堆冷却剂泵14的入口抽吸侧连接成流动连通。反应堆冷却剂泵的出口压力侧与反应堆堆芯16的入口连接成流动连通，从而沿闭环系统的冷段的流动路径28给反应堆堆芯供应相对冷的冷却剂。
冷却剂泵14绕闭环系统泵送处在高压下的冷却剂。具体地，从反应堆堆芯16流出的热的冷却剂被引导到蒸汽发生器12的入口增压室20，然后流过与入口增压室连通的换热管18。在换热管18中时，热的冷却剂以一种与通过常规手段(未示出)供应给蒸汽发生器12的冷给水呈换热的关系流动。给水被加热，部分给水变成蒸汽用于驱动涡轮发电机(未示出)。通过换热降温的冷却剂随后经冷却剂泵14被再循环到反应堆堆芯16。
反应堆冷却剂泵14必须能绕闭环系统驱动处在高温和高压下的大体积反应堆冷却剂。尽管作为换热产物通过泵14从蒸汽发生器12流出的冷却剂的温度已经基本上被冷却到低于换热之前从反应堆16流到蒸汽发生器12的冷却剂的温度，但是冷却剂的温度仍然相对较高，通常是大约550℉(288℃)。为了保持冷却剂在这些相对高温下处于液态，系统被喷射泵增压并在大约2250psia(155巴)的压力下运行。
如图2和3中所示，现有的反应堆冷却剂泵14一般包括一端终止于密封件壳体32上的泵壳体30。泵还包括沿泵壳体30的中心延伸且被密封和被可旋转地安装在泵壳体32内的泵轴34。尽管没有画出，但是泵轴34的底部部分被连接到叶轮，同时顶部部分被连接到大马力感应式电机。当电机旋转轴34时，在泵壳体30内部36内的叶轮使增压反应堆冷却剂流过反应堆冷却剂系统。所述增压反应堆冷却剂在轴34上施加向上的流体静力学载荷，因为密封件壳体32的外侧部分被环境大气包围。
为了使泵轴34可以在密封件壳体32内自由地旋转、同时在泵壳体内部36和密封件壳体32的外部之间保持2250psia(155巴)压力边界，串联布置的下方的一级密封件组件38、中间的二级密封件组件40和上方的三级密封件组件42围绕密封件壳体32内的泵轴34被设置在图2和3中所示的位置。承担大部分的压力密封(大约2200psi(152巴))的下方的一级密封件38是非接触流体静力学密封件，中间的二级密封件和上方的三级密封件40,42是接触式或摩擦式机械密封件。
泵14的每个密封件组件38,40,42通常包括被安装在泵轴34上随泵轴旋转的相应的环形转子44,46,48，以及被固定地安装在密封件壳体32内的相应的圆环形密封环50,52,54。相应的转子44,46,48和密封环50,52,54具有彼此面对的顶表面56,58,60和底表面62,64,66。下方的一级密封件组件38的转子44和密封环50的面对表面56,62通常不相互接触，而是有流体膜在它们之间流动。另一方面，中间的二级密封件组件40和上方的三级密封件组件42的转子46,52和密封环48,54的面对表面58,64与60,66通常相互接触或刮擦。
因为一级密封件组件38一般工作在流体膜模式下，所以必须采取一些措施应对在密封件壳体32和被可旋转地安装到密封件壳体的轴34之间的环形空间中泄漏的冷却流体。所以，密封件壳体32包括一级漏液口69，而漏液口71容纳来自二级密封件组件40和三级密封件组件42的冷却剂流体漏液。
图4是在图2和3中所示类型的下方的1号或一级密封件的区域内的密封件壳体的剖视图，并提供了对1号密封件的操作以及它将如何与本发明协作的更好的理解。所示结构包括：壳体32，所述壳体32具有适合在壳体32内形成压力腔35的环形壁33；被可旋转地安装在壳体32内的轴34；被设置在壳体32内的密封件转子组件44和密封环组件50。如之前所述，轴34可以由合适的电机(未示出)驱动，并被用于驱动使冷却剂在增压系统中循环的离心泵(未示出)的叶轮。喷射水可以在比泵所提供的压力更高的压力下被供应给腔35。转子组件44包括环形保持件70和环形密封板72。类似地，密封环组件50包括保持件74和环形面板76。
保持件70随轴34旋转，因为保持件被安装在环形支撑件78上，环形支撑件接合轴34上的肩部80并通过套筒82被固定到轴，套筒在轴和一般呈L形截面的支撑件78的向上延伸腿84之间被组装到轴34上。应当明白，虽然本发明的实施例被描述为应用于采用了包围泵轴的套筒的泵，但是本发明也同样能用于不采用套筒的泵轴。保持件70的肩部86放置在腿84的上端上，套筒82上的肩部88将保持件70保持在支撑件84上。销90被压入套筒82上的凹陷部92中，并接合保持件70上的轴向槽94。螺母(未示出)在套筒82和支撑件78上施加轴向夹持力，这导致套筒82和支撑件78随轴34旋转。销90继而使保持件70随着与轴34一起旋转的套筒82旋转。O形环密封件96和98分别被设置在支撑件78与轴34和保持件70之间。O形环密封件100还被设置在保持件70和面板72之间的交界部内。
面板72由热膨胀系数与构成保持件70的材料基本相同的抗腐蚀侵蚀材料构成，保持件70具有高弹性模量。类似地，面板76由热膨胀系数与高弹性模量保持件74的材料基本相同的抗腐蚀侵蚀材料构成。合适的材料的例子是碳化物和陶瓷。O形环密封件104被设置在保持件74和面板76之间的交界部106内。
保持件74被可移动地安装在呈大致L形截面的圆环形密封环插件110的向下延伸腿108上。插件110被有头螺钉112保持在壳体32内。O形环密封件114被设置在插件110和壳体32之间的交界部中。类似地，O形环密封件118被设置在保持件74和插件110的腿108之间的交界部120中。被压入插件110的销122阻止保持件74的旋转运动。销122延伸到保持件74上的凹槽124内，且凹槽126的壁和销126之间有充足的间隙，从而允许保持件74的轴向移动但限制保持件74的旋转运动。
面板76通过夹持装置128被附接到保持件74，夹持装置包括卡环130、夹持环132、锁定环134、多个有头螺钉136和在锁定环134与夹持环132之间被安装在有头螺钉136上的贝氏弹簧138。有头螺钉136延伸穿过卡环130、夹持环132、贝氏弹簧138，然后被拧入锁定环134。保持件74的交界部106在140位置凹进，从而在交界部上一个小于面板76的交界部外直径的外直径位置处提供环形支点142。卡环130具有带脊突144的向内延伸凸缘，该脊突接合面板76的延伸超出支点142的部分146。夹持环132具有带脊突148的向内延伸凸缘，该脊突接合保持件74上的面板150。因此，当有头螺钉136被拧紧以将夹持环132和卡环130朝彼此拉动时，产生一个作用力，该作用力在面板76上绕支点142施加悬臂作用。在夹持动作期间，贝氏弹簧138被部分地压缩，夹持力使面板76变形。
面板72通过夹持装置151以一种类似于前面关于面板76所描述的方式被附接到保持件70。但是，保持件70的交界部102上的支点152比保持件74上的支点142更靠近面板72的外直径。因此，面板72上的夹持力不围绕支点152产生像在面板76上所产生的那么大的面板变形。如果需要，支点142和152可以相对于它们的相应面板被设置在相同的位置。
如之前所述，密封环50被安装成限制相对于轴34和密封件转子组件44的轴向运动。另外，宽松地装配在密封环保持件74上的凹槽124内的防转销122也限制密封环组件50的旋转运动。面板76上的密封件表面154在重力作用下朝着面板72上的面对密封件表面156偏压。
在由轴34驱动的泵的运行期间，密封环保持件74的表面158和160承受高压腔35中的全部压力。理想的是在高压腔35和靠近套筒82的环形低压区域162之间设置压力屏障。密封环组件被用作所述压力屏障装置，但允许受控数量的流体泄漏从压力腔35经密封件间隙164流到区域162，该密封间隙被分别设置在密封板76和72上的面对密封件表面154和156之间。
在运行期间，根据作用在密封环组件的相对面上的压力保持轴向可移动密封环组件50的平衡或均衡位置。因此，间隙164中流体的厚度以及流过间隙164的泄漏数量由间隙164的构型决定。
为了在密封间隙164变化时实现密封环组件50和转子组件44的相对位置的自复位，提供一条从高压边缘或尽头166到密封件面对尽头之间的位置的厚度渐减的流体流动路径。更具体地，在所示结构中，厚度渐减的流体流动路径在外边缘166和位于密封表面154上的位置168处的中间同心圆之间延伸。
如目前的结构所示，通过使表面154在圆168和面板76的外边缘166之间变细稍微远离面板72的面对表面156，来形成渐减的流动路径厚度。在图中放大展示表面154和156之间的夹角。这种构型或结构被称为锥面密封。在1967年10月17日授予ErlingFrisch的美国专利No.3,347,552中完整地公开了这种类型的密封件的操作。
在2013年1月22日授权并转让给本发明受让人的美国专利8,356,972中完整地公开了当前的停机密封件。在该专利中所描述的停机密封件在图5-7中被展示，且在泵14中提供了作为后备保险或停机装置的额外密封件170，该密封件是可致动的以在失去密封件冷却的情况下防止轴和泵的密封件组件38,40,42之间沿轴34的过量泄漏。如图5所示，停机密封件170被设置在1号一级密封件38的插件110的环形开口上的一个机加工沟槽内。停机密封件的特征在于“开口环”172，开口环172被设计成(i)包围轴34，并在正常运行期间在开口环和轴之间形成环形部174；以及(ii)在失去密封件冷却后，在轴明显减速或停止旋转时收缩在轴34上。开口环172是一种单件式的不连续环构件，它被轴向地分离，且在正常的泵运行期间面对端部被间隔件176保持隔开。在图5中，开口环172的相对端部被机加工成一种舌榫构型，从而在开口环的端部重合时使舌能放入槽内。在另一个实施例中，相对端部可以是平头端或具有斜接的半搭接接头，从而使端部重合。间隔件176被画出处于间隙中，从而阻止开口环172的相对端在轴34上闭合，从而在运行期间为了受控泄漏而维持环形部174开放。根据图5中所示的实施例，在失去冷却所导致的密封件温度上升时(优选在泵轴的旋转减慢或停止时)，停机密封件被激活。间隔件能对温度的上升(或者由于轴明显地减速或停止旋转或由于其他原因)做出响应，从而从开口环172的面对端部被移除。这导致随着开口环的面对端部彼此靠近开口环的面对端部收缩到轴34上，从而阻挡了冷却剂经流动环形部174的泄漏。优选地，开口环和轴(或这在套筒被用于轴上的场合是套筒)由防起瘤(gallresistant)材料构造，因此即使在旋转轴上被致动也不会产生瘤球，否则瘤球将作为一种楔子将密封表面之间的渗漏路径撑开。诸如17-4不锈钢这样适用于开口环和轴的材料已经被证明能良好地工作。柔顺的聚合物密封环178优选地在开口环和实心保持座圈180之间、抵靠开口环172围绕轴34进行设置。当开口环限制通过环形部174的冷却剂渗漏时，柔顺的聚合物密封环178通过壳体中压力的增加被推靠在轴上，从而形成紧密密封。
图5示意性地描绘了被安装在图4的反应堆冷却剂泵中的之前所述类型的停机密封件170。图5的停机密封件被设计成在失去密封件冷却之后在泵轴34减慢或者不旋转时激活。停机密封件位于泵壳体内，环绕轴34。在图2-4中所示的这种类型反应堆冷却剂泵的情况下，可通过在顶部凸缘处机加工出内径的一部分对1号密封件插件进行改动，以容纳停机密封件。在激活前，停机密封件170基本上完全被容纳在改动之前曾被1号插件所占据的空间内，从而基本上不改变停机密封件与轴34之间的环形部174。按这种方式，在旋转设备正常操作期间，沿着轴34通过环形部174的冷却剂流动基本上不受阻碍。
图5画出了由用于保持开口环172的面对端部张开的可收缩间隔件176构成的停机密封件170。可收缩间隔件172被热响应机械装置184激活，比如后面关于图6所描述的活塞186。当间隔件176从开口环172的端部回缩时，开口环172卡扣闭合以围绕轴34收缩，同时仍被保持在改动后的1号密封件插件110内。开口环172安放在波形弹簧182上，该波形弹簧182迫使开口环172向上抵靠在密封件178上，该密封件推靠在保持环180上。经环形部174的流动的中断所导致的压力降还迫使开口环172和密封环178向上，从而确保所有密封表面之间的紧密密封。开口环172放置在波形弹簧182上，所述波形弹簧迫使开口环172向上抵靠在一级密封环178，从而保证初始的密封接触，因此跨过开口环172的压降还作用于一级密封环178上。
图6和7展示了本发明的致动器的一个实施例，它简化了结构并增加了长时间(例如九年)内的可靠性。图6展示了致动器的截面，图7展示了被支撑在密封件壳体的一部分的截面内的图6中所示的实施例。和之前在申请No.13/970,899中所描述的致动器一样，该实施例采用了在一个端部192处被密封而在相对的端部处具有开口的圆筒形壳体190，活塞杆194能贯穿所述开口。活塞杆的一端被连接到间隔件176，并在活塞杆194缩入壳体190内时将间隔件从开口环的面对端部之间移除。活塞杆194在它的相对端部被连接到活塞头186，并且易熔连结部(fusiblelink)188被插入活塞头186和壳体192的闭合端部之间。在所述实施例中，易熔连结部由在指定温度下(例如，大约在280℉(138℃)到390℉(198℃)之间的熔点)能熔化的材料构成，比如由铋/锡或锡/锌合金形成的金属。弹簧202(比如波形弹簧，更优选地多个波形弹簧圈200)在壳体190的下部和活塞头186之间被竖直堆叠且串联对齐，从而在间隔件176位于开口环的面对端部之间时该弹簧处于压缩状态。在这种状态下，弹簧将活塞头186偏压在易熔连结部188上(即，处于固态)，这维持间隔件在开口环的面对端部之间。
在达到预定温度的情况下，易熔连结部材料188熔化并向下流到活塞头的侧部，从而允许活塞头186在弹簧202所施加的力的作用下向上运动，从而将间隔件176从开口环的面对端部移除，这在图6中没有被展示。弹簧202被放置在由固定夹206和密封件196保持在合适位置的垫圈204上，该垫圈由RTV硅胶化合物制成，并密封水以防止水进入壳体190内的活塞室。应当明白，在活塞即将开始移动的时刻，活塞杆194的直径在活塞杆上靠近壳体开口的过渡部198处缩小，从而形成在活塞杆194的移动期间用于容纳多余碎屑的空隙。应当明白，尽管该实施例采用了在指定温度下熔化的易熔连结部，但其他能以不同方式改变状态或者可以变形的材料可以用于替代在该实施例中所示的易熔连结部，只要材料在指定温度下的状态或形态的改变允许活塞头186向上移动足够的距离以将间隔件176从开口环去除即可。另外，还应当明白，在不脱离随后所给出的权利要求的范围的前提下，可以使用其他类型的弹簧。
图8展示了随后要求保护的热致动器184的第二实施例。相同的附图标记被用于多个附图中，从而标示出相应的部件。不同于图6和7中所展示的致动器184(该致动器具有与圆筒190的内壁隔开的活塞186，从而在当易熔连结部熔化时为易熔连结部188提供移动经过活塞头186的空间，进而给活塞提供在圆筒内向上移动的空间)，图8中的活塞头186延伸达到圆筒内壁的整个宽度。图8中的活塞头具有在易熔连结部熔化或改变状态时使易熔连结部能够至少部分地移动经过活塞的流动通道210。改变状态意味着在到达指定温度时构成易熔连结部的材料熔化成液体、变成气体、或变得如此柔顺以致于能从活塞头上方的上腔穿过活塞到达容纳弹簧202的下室。
图8中所示实施例的壳体190具有圆筒壁，且一体上端部192封闭了壳体顶部，壳体底部被螺纹盖205封闭，螺纹盖通过O环207与圆筒壁密封。螺纹盖205具有被活塞杆194穿过的中央开口212，该开口用O环196密封以防止冷却剂流入弹簧室。在其他的方面，图8中所示的实施例能实现与图6和7中所示的实施例相同的功能。
尽管本发明的实施例已经被详细地描述，但本领域技术人员将明白，根据本申请的全面教导能衍生出对这些细节的各种改动和替换。所以，被公开的具体实施例意味着只是示范性的，而不是限制本发明的保护范围，本发明的范围包括后附权利要求及其任意的和所有的等同方案的全部范围。

Claims (15)

1.一种泵(14)，所述泵具有通过轴(34)连接到马达的叶轮部分，所述轴被可旋转地支撑在马达和叶轮之间，且密封件壳体(32)围绕轴被插置在马达和叶轮部分之间，密封件壳体具有停机密封件(170)，所述停机密封件围绕旋转的轴，并且在轴的旋转减慢或停止后阻止围绕轴的环形部(174)中的流体经停机密封件泄漏，所述停机密封件包括：
围绕轴(34)的可收缩的开口环(172)，所述开口环具有面对端部和在轴旋转时与轴隔开的内径部，所述内径部限定了环形部(174)的一部分；
间隔件(176)，所述间隔件被设置在开口环(172)的面对端部之间，用于在轴的正常工作期间保持面对端部之间的环形空间，间隔件能够操作成在流体达到预定温度以上时从面对端部之间移除，从而开口环能收缩以缩窄或基本封闭环形部(174)的一部分；
致动器(184)，所述致动器用于在流体达到预定温度以上时从开口环(172)的面对端部之间移除间隔件(176)，从而开口环能收缩以缩窄或基本封闭环形部(174)的一部分，所述致动器包括：
具有轴向尺寸的圆筒(190)；
在圆筒(190)内能轴向移动的活塞(186)，其中圆筒具有绕活塞密封的上端和下端(192,196)；
活塞杆(194)，所述活塞杆在活塞(186)的下端处延伸穿过圆筒中的下开口，并且活塞杆的一端被连接到间隔件(176)；
空腔，当间隔件(176)被设置在开口环(172)的面对端部之间时，所述空腔占据圆筒(190)的上部内在活塞(186)和圆筒的上端(192)之间的空间；
易熔连结部(188)，所述易熔连结部占据空腔内在活塞(186)和空腔(192)的上端之间的所述空间的至少一部分，所述易熔连结部被选择成在预定温度下变形或改变状态，从而使活塞能移动进入空腔内；以及
弹簧(202)，所述弹簧被插置在活塞(186)的下端和圆筒(196)的下端之间并将活塞偏压在易熔连结部(188)上，其中在易熔连结部改变状态或变形时活塞朝着圆筒(192)的上端移动，从而将间隔件(176)从开口环(172)的面对端部之间移除。
2.根据权利要求1所述的泵(14)，其中弹簧(202)是波形弹簧。
3.根据权利要求2所述的泵(14)，其中波形弹簧(202)具有串联对准的多个簧圈(200)。
4.根据权利要求1所述的泵(14)，其中在间隔件(176)被基本上设置在开口环(172)的面对端部之间时，弹簧(202)基本上处于完全压缩状态。
5.根据权利要求1所述的泵(14)，其中在活塞刚开始移动进入空腔之前的时刻，在活塞杆面对圆筒(190)的下开口的位置处，活塞杆(194)具有在圆筒(190)的下开口附近区域内缩小的直径(198)。
6.根据权利要求1所述的泵(14)，其中易熔连结部(188)基本上由熔点大致在280°F(138℃)至390°F(198℃)之间的材料制成。
7.根据权利要求1所述的泵(14)，包括穿过活塞(186)的流体通道(210)，所述流体通道被定尺寸以在易熔连结部(188)改变状态或变形时允许流体从空腔流到活塞的另一侧，从而提供活塞移动进入空腔的空间，而在易熔连结部改变状态或变形期间阻止易熔连结部通过流体通道。
8.一种用于泵(14)的停机密封件(170)，所述泵具有通过轴(34)连接到马达的叶轮部分，所述轴被可旋转地支撑在马达和叶轮之间，密封件壳体(32)围绕轴被插置在马达和叶轮部分之间，密封件壳体围绕旋转轴的轴向部分，停机密封件被配置成支撑在密封件壳体内，从而在轴的旋转减慢或停止后阻止围绕轴的环形部(174)中的流体经停机密封件泄漏，所述停机密封件还包括：
被配置成围绕轴(34)的可收缩的开口环(172)，所述开口环具有面对端部和在安装在泵上且轴旋转时与轴隔开的内径，内径限定环形部(174)的一部分；
间隔件(176)，所述间隔件被设置在开口环(172)的面对端部之间，用于在轴的正常工作期间保持面对端部之间的环形空间，间隔件能够操作成在流体达到预定温度以上时从面对端部之间移除，从而开口环能收缩以缩窄或基本封闭环形部(174)的一部分；
致动器(184)，所述致动器用于在流体达到预定温度以上时从开口环(172)的面对端部之间移除间隔件(176)，从而开口环能收缩以缩窄或基本封闭环形部(174)的一部分，所述致动器包括：
具有轴向尺寸的圆筒(190)；
在圆筒(190)内能轴向移动的活塞(186)，其中圆筒具有绕活塞密封的上端和下端(192,196)；
活塞杆(194)，所述活塞杆在活塞(186)的下端处延伸穿过圆筒中的下开口，并且活塞杆的一端被连接到间隔件(176)；
空腔，当间隔件(176)被设置在开口环(172)的面对端部之间时，所述空腔占据圆筒(190)的上部内在活塞(186)和圆筒的上端(192)之间的空间；
易熔连结部(188)，所述易熔连结部占据空腔内在活塞(186)和空腔(192)的上端之间的所述空间的至少一部分，所述易熔连结部被选择成在预定温度下变形或改变状态，从而使活塞能移动进入空腔内；以及
弹簧(202)，所述弹簧被插置在活塞(186)的下端和圆筒(196)的下端之间并将活塞偏压在易熔连结部(188)上，其中在易熔连结部改变状态或变形时活塞朝着圆筒(192)的上端移动，从而将间隔件(176)从开口环(172)的面对端部之间移除。
9.根据权利要求8所述的停机密封件(170)，其中在活塞刚开始移动进入空腔之前的时刻，在活塞杆面对圆筒(190)的下开口的位置处，活塞杆(194)具有在圆筒(190)的下开口附近区域内缩小的直径(198)。
10.根据权利要求8所述的停机密封件，包括穿过活塞(186)的流体通道(210)，所述流体通道被定尺寸以在易熔连结部(188)改变状态或变形时允许流体从空腔流到活塞的另一侧，从而提供活塞移动进入空腔的空间，而在易熔连结部改变状态或变形期间阻止易熔连结部通过流体通道。
11.一种致动器(184)，包括：
具有轴向尺寸的圆筒(190)；
在圆筒(190)内能轴向移动的活塞(186)，其中圆筒具有绕活塞密封的上端和下端(192,196)；
活塞杆(194)，所述活塞杆在活塞(186)的下端处延伸穿过圆筒中的下开口，并且活塞杆的一端被连接到待致动的机构(176)；
空腔，当待致动的所述机构(176)处于未致动状态时，所述空腔占据圆筒(190)的上部内在活塞(186)和圆筒的上端(192)之间的空间；
易熔连结部(188)，所述易熔连结部占据空腔内在活塞(186)和空腔(192)的上端之间的所述空间的至少一部分，所述易熔连结部被选择成在预定温度下变形或改变状态，从而使活塞能移动进入空腔内；以及
弹簧(202)，所述弹簧被插置在活塞(186)的下端和圆筒(196)的下端之间并将活塞偏压在易熔连结部(188)上，其中在易熔连结部改变状态或变形时活塞朝着圆筒(192)的上端移动，从而致动所述机构(176)。
12.根据权利要求11所述的致动器(184)，其中弹簧(202)是波形弹簧。
13.根据权利要求12所述的致动器(184)，其中波形弹簧(202)具有串联对准的多个簧圈(200)。
14.根据权利要求11所述的致动器(184)，其中在所述机构(176)处于未致动状态时，弹簧(202)基本上处于被完全压缩状态。
15.根据权利要求11所述的致动器(184)，其中在活塞刚开始移动进入空腔之前的时刻，在活塞杆面对圆筒(190)的下开口的位置处，活塞杆(194)具有在圆筒(190)的下开口附近区域内缩小的直径(198)。
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