CN112377404A - 一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法 - Google Patents

一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于核电站核级柱塞泵密封技术领域，具体公开一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法，所述组件包括小缸螺母、大缸螺母、小缸套、大缸套、小缸组件和大缸组件，小缸螺母位于小缸套的顶端，小缸螺母与小缸套配合连接，小缸组件套设于小缸套内侧且位于小缸螺母内侧底部与小缸套内侧底部之间；小缸套上部外圆周设有凸缘，大缸套套设于小缸套外侧，大缸螺母位于小缸套的凸缘顶部外侧，大缸螺母与大缸套配合连接，大缸组件套设于大缸套内侧且位于小缸套外侧底端与大缸套内侧底部之间。本发明解决四爪缸套的有效限位，并保证密封组件预压紧力的设置，有效提高核级柱塞泵的密封可靠性。

Description

一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法
技术领域
本发明属于核电站核级柱塞泵密封技术领域，具体涉及一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法。
背景技术
核电站一回路设置有输送高温高压介质的柱塞泵，柱塞泵为了防止介质通过柱塞往外泄漏，在柱塞位置设计有密封组件。由于现有密封组件结构设计只考虑了压紧力能够调整，未能有效限位内部的四爪缸套，导致四爪缸套存在微动且被拉伤。造成密封组件密封性能降低，引起柱塞处泄露超标。但如果直接限位四爪缸套，又将无法实现密封组件预压紧力的设置，仍会导致密封组件无法有效密封，造成介质泄露。
因此，需要设计一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法以解决上述两难问题，提高核级柱塞泵的密封可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法，能够解决四爪缸套的有效限位，并保证密封组件预压紧力的设置，有效提高核级柱塞泵的密封可靠性。
实现本发明目的的技术方案：
一种核级柱塞泵密封组件，所述组件包括：小缸螺母、大缸螺母、小缸套、大缸套、小缸组件和大缸组件，小缸螺母位于小缸套的顶端，小缸螺母与小缸套配合连接，小缸组件套设于小缸套内侧且位于小缸螺母内侧底部与小缸套内侧底部之间；小缸套上部外圆周设有凸缘，大缸套套设于小缸套外侧，大缸螺母位于小缸套的凸缘顶部外侧，大缸螺母与大缸套配合连接，大缸组件套设于大缸套内侧且位于小缸套外侧底端与大缸套内侧底部之间。
进一步地，所述小缸组件包括水封环、双面环、凹型环、凸型环、唇形密封组件和导流环；水封环包括上水封环和下水封环；凹型环包括第一凹型环和第二凹型环；凸型环包括第一凸型环、第二凸型环、第三凸型环和第四凸型环；唇形密封组件包括第一唇形密封组件、第二唇形密封组件、第三唇形密封组件和第四唇形密封组件；导流环为第一导流环；上水封环和下水封环间隔设于小缸套内侧中部，第一唇形密封组件和第二唇形密封组件设于上水封环和下水封环之间，双面环设于第一唇形密封组件和第二唇形密封组件之间，第一凸型环设于上水封环与第一唇形密封组件之间，第二凸型环设于下水封环与第二唇形密封组件之间；第一凹型环设于小缸套内侧顶部，第一导流环设于上水封环的上面，第三凸型环设于第一导流环的上面，第三唇形密封组件设于第一凹型环和第三凸型环之间；第四凸型环设于小缸套内侧底部，第二凹型环设于下水封环的下面，第四唇形密封组件设于第二凹型环和第四凸型环之间。
进一步地，所述大缸组件包括四爪缸套、弹簧、调整环、凹型环、凸型环、唇形密封组件、导流环和金属垫；凹型环为第三凹型环；凸型环为第五凸型环；唇形密封组件为第五唇形密封组件；导流环为第二导流环；四爪缸套设于大缸套内侧中部，第三凹型环和第五凸型环间隔设于四爪缸套内侧中部，第五唇形密封组件设于第三凹型环和第五凸型环之间，金属垫设于四爪缸套的上面，调整环设于大缸套内侧底部，第二导流环设于第五凸型环的下面，弹簧设于第二导流环和调整环之间。
一种核级柱塞泵密封组件的安装调整方法，所述方法包括：
步骤(1)、组装核级柱塞泵密封组件；
步骤(2)、确定金属垫的厚度h、限位四爪缸套；
步骤(3)、确定调整环的厚度D，调整弹簧压缩量。
进一步地，所述步骤(1)具体包括：
步骤(1.1)、组装小缸；
步骤(1.2)、组装大缸。
进一步地，所述步骤(1.1)具体为小缸套(3)内侧底部套设小缸组件，将小缸螺母套设于小缸套的顶端，小缸螺母与小缸套配合连接，拧紧小缸螺母，完成小缸组装。
进一步地，所述步骤(1.2)具体为大缸套内侧套设大缸组件，将大缸套套设于小缸套外部，使大缸组件中的金属垫的上表面与小缸套外侧底端顶紧，将大缸螺母套设于小缸套的凸缘顶部，大缸螺母与大缸套配合连接，拧紧大缸螺母，完成大缸组装。
进一步地，所述步骤(3)具体包括：
步骤(3.1)、解除弹簧压缩限制；
步骤(3.2)、确定弹簧压死点；
步骤(3.3)、计算弹簧压死时大缸套顶部与小缸套的凸缘底部距离L；
步骤(3.4)、计算实际回装时弹簧的释放量f；
步骤(3.5)、计算调整环的厚度D，调整弹簧压缩量。
进一步地，所述步骤(3.1)中通过在第三凹型环与小缸套外侧底部之间额外增加厚度为d的第四凹型环，解除弹簧压缩限制。
进一步地，所述步骤(3.5)中调整环的厚度D的计算公式为：
D＝L1-(L2-d)-2＝L1-L2+d-2，
其中，L1为实际回装时，大缸套顶部与小缸套的凸缘底部之间的距离；L2为增加第四凹型环，解除弹簧的压缩限制后，大缸套顶部与小缸套的凸缘底部之间的距离，d为步骤(3.1)中额外增加的第四凹型环的厚度。
本发明的有益技术效果在于：
(1)本发明提供的一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法能够对四爪缸套进行限位，并验证是否完全限死，确保避免出现四爪缸套和液压缸之间产生微动磨损，损伤贵重金属部件的情况；
(2)本发明提供的一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法能够精确计算并调整弹簧补偿力，保证密封效果，提高密封组件使用寿命；
(3)本发明提供的一种核级柱塞泵密封组件及其安装调整方法能够缩减检修时间，提高装配精度。
附图说明
图1为本发明所提供的一种核级柱塞泵密封组件的结构示意图平面图；
图2为本发明所提供的一种核级柱塞泵密封组件的安装调整状态示意图。
图中：1-小缸螺母；2-大缸螺母；3-小缸套；4-大缸套；5-四爪缸套；6-弹簧；7-调整环；8-柱塞；91-上水封环，92-下水封环；10-双面环；111-第一凹型环，112-第二凹型环，113-第三凹型环，114-第四凹型环；121-第一凸型环，122-第二凸型环，123-第三凸型环，124-第四凸型环，125-第五凸型环；131-第一唇形密封组件，132-第二唇形密封组件，133-第三唇形密封组件，134-第四唇形密封组件，135-第五唇形密封组件；141-第一导流环，142-第二导流环；15-金属垫。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种核级柱塞泵密封组件，所述组件包括小缸螺母1、大缸螺母2、小缸套3、大缸套4、小缸组件和大缸组件，小缸套3外侧顶端设有螺纹，小缸螺母1位于小缸套3的顶端，小缸螺母1与小缸套3通过螺纹配合可拆卸连接，小缸套3内侧设有第一凹槽，小缸组件可拆卸套设于小缸套3内侧的第一凹槽中且位于小缸螺母1内侧底部与小缸套3内侧的第一凹槽底部之间；小缸套3上部外圆周设有凸缘，大缸套4内侧设有连贯的第二凹槽和第三凹槽，第二凹槽位于大缸套4内侧中上部，第三凹槽位于大缸套4内侧下部靠近低端位置，大缸套4套设于小缸套3外侧，使小缸套3位于大缸套4内侧第二凹槽中，大缸套4外侧顶端设有螺纹，大缸螺母2位于小缸套3的凸缘顶部外侧，大缸螺母2与大缸套4通过螺纹配合可拆卸连接，大缸组件可拆卸套设于大缸套4内侧的第二凹槽和第三凹槽中且位于小缸套3外侧底端与大缸套4内侧的第三凹槽底部之间。
小缸组件包括水封环、双面环、凹型环、凸型环、唇形密封组件和导流环；水封环包括上水封环91和下水封环92；凹型环包括第一凹型环111和第二凹型环112；凸型环包括第一凸型环121、第二凸型环122、第三凸型环123和第四凸型环124；唇形密封组件包括第一唇形密封组件131、第二唇形密封组件132、第三唇形密封组件133和第四唇形密封组件134；导流环为第一导流环141。
上水封环91和下水封环92间隔设于小缸套3内侧第一凹槽中部，第一唇形密封组件131和第二唇形密封组件132设于上水封环91和下水封环92之间，双面环10设于第一唇形密封组件131和第二唇形密封组件132之间，第一凸型环121设于上水封环91与第一唇形密封组件131之间，第二凸型环122设于下水封环92与第二唇形密封组件132之间；第一凹型环111设于小缸套3内侧第一凹槽顶部，第一导流环141设于上水封环91的上面，第三凸型环123设于第一导流环141的上面，第三唇形密封组件133设于第一凹型环111和第三凸型环123之间；第四凸型环124设于小缸套3内侧第一凹槽底部，第二凹型环112设于下水封环92的下面，第四唇形密封组件134设于第二凹型环112和第四凸型环124之间。
大缸组件包括四爪缸套5、弹簧6、调整环7、凹型环、凸型环、唇形密封组件、导流环和金属垫15；凹型环为第三凹型环113；凸型环为第五凸型环125；唇形密封组件为第五唇形密封组件135；导流环为第二导流环142。
四爪缸套5设于大缸套4内侧第二凹槽中部，四爪缸套5的内径与大缸套4内侧第三凹槽的内径相等，第三凹型环113和第五凸型环125间隔设于四爪缸套5内侧中部，第五唇形密封组件135设于第三凹型环113和第五凸型环125之间，金属垫15设于四爪缸套5的上面，调整环7设于大缸套4内侧第三凹槽底部，第二导流环142设于第五凸型环125的下面，弹簧6设于第二导流环142和调整环7之间。
如图1-2所示，本发明的一种核级柱塞泵密封组件的安装调整方法，所述方法包括：
步骤(1)、组装核级柱塞泵密封组件
步骤(1.1)、组装小缸：
小缸套3内侧第一凹槽底部由下至上，依次套设第四凸型环124、第四唇形密封组件134、第二凹型环112、第二水封环92、第二凸型环122、第二唇形密封组件132、双面环10、第一唇形密封组件131、第一凸型环121、第一水封环91、第一导流环141、第三凸型环123、第三唇形密封组件133和第一凹型环111；将小缸螺母1套设于小缸套3的顶端，小缸螺母1与小缸套3通过螺纹配合连接，拧紧小缸螺母1，完成小缸组装；
步骤(1.2)、组装大缸：
在大缸套4内侧第二凹槽底部套设四爪缸套5，大缸套4内侧第三凹槽底部由下至上依次套设调整环7、弹簧6和第二导流环142，在四爪缸套5内侧依次套设第五凸型环125、第五唇形密封组件135和第三凹型环113，在四爪缸套5上面套设金属垫15；将大缸套4套设于小缸套3外部，使金属垫15的上表面与小缸套3外侧底端顶紧，将大缸螺母2套设于小缸套3的凸缘顶部，大缸螺母2与大缸套4通过螺纹配合连接，拧紧大缸螺母2，完成大缸组装；
完成大缸组装即完成核级柱塞泵密封组件的组装，将成核级柱塞泵密封组件套设于柱塞8外侧，用于柱塞泵的密封。
步骤(2)、确定金属垫15的厚度h、限位四爪缸套5
步骤(1.2)中在小缸套3外侧底端与四爪缸套5之间设置的金属垫15能够填补四爪缸套5的活动裕量，对四爪缸套5进行限位，限位四爪缸套5能够有效消除存在于大缸套4与四爪缸套5之间的接触部位、由于四爪缸套存在的微动磨损所致的拉缸隐患。
步骤(2.1)、确定金属垫15的厚度h
将大缸套4顶部与小缸套3的凸缘底部距离设为L1即实际回装时，大缸套4顶部与小缸套3的凸缘底部之间的距离，当L1＞0时，即可保证小缸套3对四爪缸套5压实。为减小四爪缸套5存在的微动磨损及便于测量，设定L1＝1mm，此时确定金属垫15的厚度h。
步骤(2.2)、限位四爪缸套5
实际回装时，测量并调整L1大小，直至L1＝1mm，即可保证四爪缸套5不会存在微动，限位四爪缸套5。
步骤(3)、确定调整环7的厚度D，调整弹簧6压缩量
步骤(3.1)、解除弹簧6压缩限制
实际回装时，由于小缸套3与金属垫15的限位，弹簧不会被完全压死，在步骤1.2正常组装大缸的基础上，在第三凹型环113与小缸套3外侧底部之间再额外增加一厚度为d的第四凹型环114，如图2所示，提升小缸套3的高度，避免小缸套3与金属垫15限制弹簧压缩，解除弹簧6压缩限制。
步骤(3.2)、确定弹簧6压死点
压缩小缸套3直至不再下沉，此时的状态即为弹簧压死状态，设定此时的大缸套4顶部与小缸套3的凸缘底部距离为L2，即增加第四凹型环114，解除弹簧6的压缩限制后，大缸套4顶部与小缸套3的凸缘底部之间的距离；测量L2的大小，确定弹簧6压死点。
步骤(3.3)、计算弹簧6压死时大缸套4顶部与小缸套3的凸缘底部距离L，即假设弹簧6被压死时，大缸套4顶部与小缸套3的凸缘底部之间的距离
实际回装时，没有厚度为d的第四凹型环114，因此弹簧压死时，L的高度应为L＝L2-d。
步骤(3.4)、计算实际回装时弹簧6的释放量f
当弹簧压死的状态，测得的大缸套4顶部与小缸套3的凸缘底部距离为L，实际回装时，由于小缸套3与金属垫15的限位，大缸套4顶部与小缸套3的凸缘底部距离为L1，此时，弹簧的释放量f＝L1-L。
步骤(3.5)、计算调整环7的厚度D，调整弹簧压缩量
根据以往检修经验，当预压紧力在弹簧压死状态再释放2mm左右的大小，密封效果最好，因此按照弹簧释放量f为2mm，计算调整环7的厚度D；当f＞2mm时，说明释放量偏大，增加调整环厚度D＝(f-2)mm；同理，当f＜2mm时，减小调整环厚度D＝(2-f)mm；调整环7的厚度D的计算公式为：
D＝L1-(L2-d)-2＝L1-L2+d-2，
当计算结果大于0，为增加调整环厚度D；当计算结果＜0，为减小调整环厚度|D|，
通过增减调整环7厚度D，调整弹簧压缩量。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (10)

1.一种核级柱塞泵密封组件，其特征在于：所述组件包括：小缸螺母(1)、大缸螺母(2)、小缸套(3)、大缸套(4)、小缸组件和大缸组件，小缸螺母(1)位于小缸套(3)的顶端，小缸螺母(1)与小缸套(3)配合连接，小缸组件套设于小缸套(3)内侧且位于小缸螺母(1)内侧底部与小缸套(3)内侧底部之间；小缸套(3)上部外圆周设有凸缘，大缸套(4)套设于小缸套(3)外侧，大缸螺母(2)位于小缸套(3)的凸缘顶部外侧，大缸螺母(2)与大缸套(4)配合连接，大缸组件套设于大缸套(4)内侧且位于小缸套(3)外侧底端与大缸套(4)内侧底部之间。
2.根据权利要求1所述的一种核级柱塞泵密封组件，其特征在于：所述小缸组件包括水封环、双面环、凹型环、凸型环、唇形密封组件和导流环；水封环包括上水封环(91)和下水封环(92)；凹型环包括第一凹型环(111)和第二凹型环(112)；凸型环包括第一凸型环(121)、第二凸型环(122)、第三凸型环(123)和第四凸型环(124)；唇形密封组件包括第一唇形密封组件(131)、第二唇形密封组件(132)、第三唇形密封组件(133)和第四唇形密封组件(134)；导流环为第一导流环(141)；上水封环(91)和下水封环(92)间隔设于小缸套(3)内侧中部，第一唇形密封组件(131)和第二唇形密封组件(132)设于上水封环(91)和下水封环(92)之间，双面环(10)设于第一唇形密封组件(131)和第二唇形密封组件(132)之间，第一凸型环(121)设于上水封环(91)与第一唇形密封组件(131)之间，第二凸型环(122)设于下水封环(92)与第二唇形密封组件(132)之间；第一凹型环(111)设于小缸套(3)内侧顶部，第一导流环(141)设于上水封环(91)的上面，第三凸型环(123)设于第一导流环(141)的上面，第三唇形密封组件(133)设于第一凹型环(111)和第三凸型环(123)之间；第四凸型环(124)设于小缸套(3)内侧底部，第二凹型环(112)设于下水封环(92)的下面，第四唇形密封组件(134)设于第二凹型环(112)和第四凸型环(124)之间。
3.根据权利要求2所述的一种核级柱塞泵密封组件，其特征在于：所述大缸组件包括四爪缸套(5)、弹簧(6)、调整环(7)、凹型环、凸型环、唇形密封组件、导流环和金属垫(15)；凹型环为第三凹型环(113)；凸型环为第五凸型环(125)；唇形密封组件为第五唇形密封组件(135)；导流环为第二导流环(142)；四爪缸套(5)设于大缸套(4)内侧中部，第三凹型环(113)和第五凸型环(125)间隔设于四爪缸套(5)内侧中部，第五唇形密封组件(135)设于第三凹型环(113)和第五凸型环(125)之间，金属垫(15)设于四爪缸套(5)的上面，调整环(7)设于大缸套(4)内侧底部，第二导流环(142)设于第五凸型环(125)的下面，弹簧(6)设于第二导流环(142)和调整环(7)之间。
4.一种根据权利要求3所述的一种核级柱塞泵密封组件的安装调整方法，其特征在于：所述方法包括：
步骤(1)、组装核级柱塞泵密封组件；
步骤(2)、确定金属垫(15)的厚度h、限位四爪缸套(5)；
步骤(3)、确定调整环(7)的厚度D，调整弹簧(6)压缩量。
5.根据权利要求4所述的一种核级柱塞泵密封组件的安装调整方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括：
步骤(1.1)、组装小缸；
步骤(1.2)、组装大缸。
6.根据权利要求5所述的一种核级柱塞泵密封组件的安装调整方法，其特征在于：所述步骤(1.1)具体为小缸套(3)内侧底部套设小缸组件，将小缸螺母(1)套设于小缸套(3)的顶端，小缸螺母(1)与小缸套(3)配合连接，拧紧小缸螺母(1)，完成小缸组装。
7.根据权利要求5所述的一种核级柱塞泵密封组件的安装调整方法，其特征在于：所述步骤(1.2)具体为大缸套(4)内侧套设大缸组件，将大缸套(4)套设于小缸套(3)外部，使大缸组件中的金属垫(15)的上表面与小缸套(3)外侧底端顶紧，将大缸螺母(2)套设于小缸套(3)的凸缘顶部，大缸螺母(2)与大缸套(4)配合连接，拧紧大缸螺母(2)，完成大缸组装。
8.根据权利要求4所述的一种核级柱塞泵密封组件的安装调整方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括：
步骤(3.1)、解除弹簧(6)压缩限制；
步骤(3.2)、确定弹簧(6)压死点；
步骤(3.3)、计算弹簧压死时大缸套顶部与小缸套的凸缘底部距离L；
步骤(3.4)、计算实际回装时弹簧(6)的释放量f；
步骤(3.5)、计算调整环(7)的厚度D，调整弹簧压缩量。
9.根据权利要求8所述的一种核级柱塞泵密封组件的安装调整方法，其特征在于：所述步骤(3.1)中通过在第三凹型环(113)与小缸套(3)外侧底部之间额外增加厚度为d的第四凹型环(114)，解除弹簧(6)压缩限制。
10.根据权利要求8所述的一种核级柱塞泵密封组件的安装调整方法，其特征在于：所述步骤(3.5)中调整环(7)的厚度D的计算公式为：
D＝L1-(L2-d)-2＝L1-L2+d-2，
其中，L1为实际回装时，大缸套(4)顶部与小缸套(3)的凸缘底部之间的距离；L2为增加第四凹型环(114)，解除弹簧(6)的压缩限制后，大缸套(4)顶部与小缸套(3)的凸缘底部之间的距离，d为步骤(3.1)中额外增加的第四凹型环(114)的厚度。
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