CN112432733A - 一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械密封试验装置技术领域，特别是一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，包括底座、电机、主轴和试验轴套，底座上由下至上依次固定有下腔体、上腔体和顶座，主轴的下端转动安装在底座上，上端转动安装在顶座上，电机与主轴传动连接，主轴上套装固定安装有试验轴套，试验轴套上由下至上依次安装有2号密封和3号密封。本发明能够模拟核主泵的实际工况，能准确测试待装机的主泵机械密封性能；传动系统下置、电机侧置，安全性更高，装、拆、操作、检修更加方便、快捷；设置平衡密封，延长轴承的寿命、试验台的检修周期和使用寿命；可以实现1、2、3号密封成套试验，也可实现2、3密封组件单独试验，适用范围更广。

Description

一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置

技术领域

本发明涉及机械密封试验装置技术领域，特别是一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置。

背景技术

在核电站设备中，主泵密封性能尤为重要。主泵的机械密封是主泵的重要部件，其直接关系主泵是否能够正常运行。将机械密封安装在主泵内之前，需要对机械密封进行试运行，验证主泵密封性能是否合格，以防止机械密封安装在主泵内正式运行时出现异常情况，造成非计划停堆。另外，在进行试运行时，要求模拟主泵内的实际工况，以确保试验效果准确，并且性能满足运行要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，包括底座、电机、主轴和试验轴套，所述底座上由下至上依次固定有下腔体、上腔体和顶座，所述主轴的下端转动安装在底座上，上端转动安装在顶座上，所述电机与主轴传动连接，所述主轴上套装固定安装有试验轴套，所述试验轴套上由下至上依次安装有1号密封、2号密封和3号密封，所述1号密封位于下腔体内侧，所述2号密封位于上腔体内侧，所述3号密封位于上腔体和顶座之间；所述顶座的密封壳体侧壁上开设有3号密封注入水法兰接口，与试验系统3号密封注入水管相连；所述顶座的密封壳体侧壁上有2号密封泄漏水法兰接口、3号密封泄漏水法兰接口，2号密封泄漏水法兰接口与试验系统2号密封泄漏水管相连，3号密封泄漏水法兰接口与试验系统3号密封泄漏水管相连；所述上腔体的侧壁上安装有温度传感器，所述温度传感器的感应头位于下腔体内侧；所述上腔体的侧壁上设有1号密封泄漏水接口，与试验系统1号密封泄漏水管相连。

进一步地，所述下腔体的侧壁上开有1号密封水注入孔和1号密封压力传感器安装孔，所述1号密封水注入孔和1号密封压力传感器安装孔相对设置。

进一步地，所述试验轴套的下端安装有陪衬密封动环组件，在底座安装有陪衬密封静环组件，所述主轴与底座之间还设置有陪衬密封泄漏端机械密封，所述底座上还开设有陪衬密封泄漏孔。

进一步地，所述主轴的下端通过下轴承组件安装在底座内，所述主轴的上端通过上轴承组件安装在顶座上。

进一步地，所述底座固定在机座上，所述电机安装在机座上，所述电机通过传动件与主轴传动连接。

进一步地，所述传动件为皮带，所述电机的输出端安装有输出皮带轮，所述主轴的下端安装有输入皮带轮，所述输出皮带轮与输入皮带轮通过皮带传动连接。

进一步地，所述试验轴套的下端抵接在主轴的轴肩上，所述试验轴套的上端通过定位组件固定在主轴上，所述定位组件包括分瓣环、压环、压紧螺钉和弹性垫圈，所述分瓣环卡装在主轴上，所述试验轴套的上端面上开有环状台阶，所述环状台阶与主轴共轴，所述压环安装在环状台阶内，所述压紧螺钉穿过分瓣环并锁入压环内，所述压环与环状台阶之间垫设有弹性垫圈。

进一步地，所述试验轴套的上端固定安装有传动环，所述传动环下方固定有密封轴套，所述密封轴套套装于试验轴套的外侧，所述2号密封和所述3号密封安装在密封轴套外侧。

进一步地，所述机座上还安装有调节电机位置的张紧组件。

进一步地，所述张紧组件包括固定块和调节螺钉，所述固定块固定在机座上，所述调节螺钉与固定块螺纹配合连接，且所述调节螺钉的前端面抵接在电机的安装座上。

本发明具有以下优点：

1、能够模拟核主泵的实际工况，能准确测试待装机的主泵机械密封性能，将主泵机械密封在出厂或电站修复主泵机械密封在装泵前，先安装在试验装置进行试运行，以验证其密封性能是否满足要求，为上线运行提供参考和保障，避免机械密封安装在核主泵上运行后发生性能不满足要求，出现非计划停堆造成损失。

2、本发明传动系统下置，驱动装置（电机）侧置，较现有主泵轴封试验台电机、传动装置上置结构方案，本试验台高度大幅降低，安全性更高，装、拆、操作、检修更加方便、快捷。

3、本试验装置设置平衡密封，通过平衡密封的准确设计，可以有效的平衡掉转子（主轴）的轴向力，减少轴承的轴向载荷，延长轴承的寿命、试验台的检修周期和使用寿命。

4、本试验装置可以实现1、2、3号密封成套试验，也可实现2、3密封组件单独试验，而不需要单独建造供2、3密封组件单独试验的试验台，适用范围更广。

附图说明

图1 为本发明试验1号密封、2号密封和3号密封的剖视图；

图2 为本发明试验2号密封和3号密封的剖视图；

图3 为本发明的3号密封的剖视图；

图4 为图2中A处放大结构示意图；

图中：1-机座，2-底座，3-下轴承组件，4-电机，5-主轴，6-传动件，7-试验轴套，8-陪衬密封动环组件，9-陪衬密封泄漏端机械密封，10-下腔体，11-上腔体，12-顶座，13-上轴承组件，14-1号密封，15-2号密封，16-3号密封，17-温度传感器，18-定位组件，19-传动环，20-陪衬密封泄漏孔，21-循环水出口，22-1号密封水注入孔，23-1号密封压力传感器安装孔，24-1号密封泄漏水接口，25-2号密封泄漏水法兰接口，26-3号密封注入水法兰接口，27-3号密封泄漏水法兰接口，28-张紧组件， 37-分瓣环，38-压环，39-压紧螺钉，40-弹性垫圈，41-销钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图2所示，一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，包括底座2、电机4、主轴5和试验轴套7，底座2上由下至上依次固定有下腔体10、上腔体11和顶座12，其中，上腔体11、下腔体10通过多根长杆螺栓锁紧固定在底座2上，顶座12通过多根长杆螺栓锁紧固定在上腔体11上，主轴5的下端转动安装在底座2上，上端转动安装在顶座12上，电机4与主轴5传动连接，主轴5上套装固定安装有试验轴套7，试验轴套7随装在主轴5上，试验轴套7上由下至上依次安装有2号密封15和3号密封16，2号密封15为接触式机械密封，3号密封16为径向端面机械密封，2号密封15位于上腔体11内侧，3号密封16位于顶座12的3号密封腔体内侧；顶座12的密封壳体侧壁上有3号密封注入水法兰接口26，与试验系统3号密封泄漏水管相连，所述顶座12的密封壳体侧壁上的3号密封泄漏水法兰接口27，与试验系统3号密封泄漏水管相连；在本实施例中，如图3所示，3号密封注入水经密封腔内细管引入3号密封16的静环的内部通道至3号密封端面，起到冷却、润滑3号密封16的端面、冲洗3号密封16端面防止结晶，更重要的是3号密封注入水压力高于3号密封腔的压力，从而起到防止3号密封腔内的介质通过3号密封端面向大气泄漏的作用，所述顶座12的密封壳体侧壁上的2号密封泄漏水法兰接口25，与试验系统2号密封泄漏水管相连；上腔体11的侧壁上安装有温度传感器17，温度传感器17的感应头位于下腔体10内侧，可实时监控密封腔体内的温度。

进一步地，如图1所示，为了模拟主泵密封不同的工况的试验需求，试验轴套7上还可安装1号密封14，1号密封14位于2号密封15的下方，下腔体10的侧壁上开有1号密封水注入孔22，注入水压力由系统（在图中未示出）控制，1号密封压力传感器安装孔23安装压力传感器，用以检测1号密封腔的压力，上腔体11的侧壁上开设有1号密封泄漏水接口24，与试验系统1号密封泄漏水管相连，泄漏压力由系统（在图中未示出）控制，1号密封水注入孔22和1号密封压力传感器安装孔23相对设置。正常运行时，通过1号密封水注入孔22注入高压密封水，经1号密封端面泄漏到2号密封腔。其中大部份经1号泄漏口进入系统（在图中未示出）循环，控制系统通过控制1号泄漏的压力控制2号密封腔压力；其中少部份经2号密封端面泄漏到3号密封腔，与3号密封注入水经3号密封端面泄漏到3号密封腔的泄漏水，汇流形成2号密封泄漏水，经2号密封泄漏水法兰接口25进入系统（在图中未示出）循环，控制系统通过控制2号泄漏的压力，控制3号密封腔压力。

模拟核电站正常运行工况条件，在试验过程中，3号密封注入水压力略高于3号密封腔压力，3号密封注入水中少部份通过3号密封外端面进入3号密封腔与上节所述的2号密封端面泄漏水汇流形成2号密封泄漏水；3号密封注入水中大部份则经3号密封内端面泄漏，形成从3号密封泄漏水，并从3号密封泄漏水法兰接口27排出。由于3号密封注入水压力始终保持略高于3号密封腔压力，因此核电站运行中3号密封泄漏水是干净的，能确保对大气环境没有危害。

进一步地，请继续参照图1和图2，试验轴套7的下端安装有陪衬密封动环组件8，在底座安装有陪衬密封静环组件，主轴5与底座2之间还设置有陪衬密封泄漏端机械密封9。底座2上还开设有陪衬密封泄漏孔20和循环水出口21。循环水出口21的作用在于试验完毕后，介质通过循环水出口21排出。

进一步地，如图1和图2所示，主轴5的下端通过下轴承组件安装在底座2内，主轴5的上端通过上轴承组件13安装在顶座12上。下轴承组件和上轴承组件均为常规的轴承组件，在此不再赘述。

进一步地，如图1和图2所示，底座2固定在机座1上，电机4安装在机座1上，电机4通过传动件6与主轴5传动连接。

在本实施例中，为了节约安装空间，电机4的输出轴与主轴5平行，传动件6为皮带，皮带可选用三角皮带或齿形带等，电机4的输出端安装有输出皮带轮，主轴5的下端安装有输入皮带轮，输出皮带轮与输入皮带轮通过皮带传动连接。电机4侧置，试验台高度大幅降低，安全性更高，装、拆、操作、检修更加方便、快捷。

需要说明的是，电机4也可与主轴5同轴安装，即传动件6可选为联轴器，电机4与主轴5通过联轴器传动连接。

进一步地，如图2和图4所示，本实施例的试验轴套7与主轴5同轴转动，在本实施例中，试验轴套7通过压紧传动的方式固定在主轴5上，具体的，试验轴套7的下端抵接在主轴5的轴肩上，试验轴套7的上端通过定位组件18固定在主轴5上，定位组件18包括分瓣环37、压环38、压紧螺钉39和弹性垫圈40，分瓣环37卡装在主轴5上，试验轴套7的上端面上开有环状台阶，环状台阶与主轴5共轴，压环38安装在环状台阶内，压紧螺钉39穿过分瓣环37并锁入压环38内，压环38与环状台阶之间垫设有弹性垫圈40，在实际安装过程中，分瓣环37为两瓣式结构，可直接卡装在主轴5上，为了防止主轴5与分瓣环37之间周向转动，可在分瓣环37的内壁上设置销钉41，对应的，在主轴5的卡槽内开设销孔，销钉41插入销孔内，从而防止分瓣环37与主轴5发生相对转动。

进一步地，如图1和图2所示，试验轴套7的上端固定安装有传动环19，传动环19与试验轴套7通过螺钉固定，传动环19下方固定有密封轴套，密封轴套为主泵内实际安装的轴套，密封轴套套装于试验轴套7的外侧，2号密封15和3号密封16安装在密封轴套外侧。在装配试验时，可不用拆装试验轴套7，只需将传动环19从试验轴套7上拆卸下来，即可将密封轴套整体拆出。

进一步地，机座1上还安装有调节电机4位置的张紧组件28，张紧组件28包括固定块和调节螺钉，固定块固定在机座1上，调节螺钉与固定块螺纹配合连接，且调节螺钉的前端面抵接在电机4的安装座上。根据皮带的张紧情况，通过张紧组件28调节电机4的安装位置，具体的，松开电机4的地脚螺栓，拧动调节螺钉，推动电机4移动，当移动至合适位置后，再锁紧电机4的地脚螺栓。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：包括底座、电机、主轴和试验轴套，所述底座上由下至上依次固定有下腔体、上腔体和顶座，所述主轴的下端转动安装在底座上，上端转动安装在顶座上，所述电机与主轴传动连接，所述主轴上套装固定安装有试验轴套，所述试验轴套上由下至上依次安装有1号密封、2号密封和3号密封，所述1号密封位于下腔体内侧，所述2号密封位于上腔体内侧，所述3号密封位于上腔体和顶座之间；

所述顶座的密封壳体侧壁上的3号密封注入水法兰接口，与试验系统3号密封注入水管相连；

所述顶座的密封壳体侧壁上的3号密封泄漏水法兰接口，与试验系统3号密封泄漏水管相连；

所述顶座的密封壳体侧壁上的2号密封泄漏水法兰接口，与试验系统2号密封泄漏水管相连；

所述上腔体的侧壁上安装有温度传感器，所述温度传感器的感应头位于下腔体内侧；

所述上腔体的侧壁上设有1号密封泄漏水接口，与试验系统1号密封泄漏水管相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：所述下腔体的侧壁上开有1号密封水注入孔和1号密封压力传感器安装孔，所述1号密封水注入孔和1号密封压力传感器安装孔相对设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：所述试验轴套的下端安装有陪衬密封动环组件，在底座安装有陪衬密封静环组件，所述主轴与底座之间还设置有陪衬密封泄漏端机械密封，所述底座上还开设有陪衬密封泄漏孔。

4.根据权利要求3所述的一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：所述主轴的下端通过下轴承组件安装在底座内，所述主轴的上端通过上轴承组件安装在顶座上。

5.根据权利要求4所述的一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：所述底座固定在机座上，所述电机安装在机座上，所述电机通过传动件与主轴传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：所述传动件为皮带，所述电机的输出端安装有输出皮带轮，所述主轴的下端安装有输入皮带轮，所述输出皮带轮与输入皮带轮通过皮带传动连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：所述试验轴套的下端抵接在主轴的轴肩上，所述试验轴套的上端通过定位组件固定在主轴上，所述定位组件包括分瓣环、压环、压紧螺钉和弹性垫圈，所述分瓣环卡装在主轴上，所述试验轴套的上端面上开有环状台阶，所述环状台阶与主轴共轴，所述压环安装在环状台阶内，所述压紧螺钉穿过分瓣环并锁入压环内，所述压环与环状台阶之间垫设有弹性垫圈。

8.根据权利要求1或2所述的一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：所述试验轴套的上端固定安装有传动环，所述传动环下方固定有密封轴套，所述密封轴套套装于试验轴套的外侧，所述2号密封和所述3号密封安装在密封轴套外侧。

9.根据权利要求6所述的一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：所述机座上还安装有调节电机位置的张紧组件。

10.根据权利要求9所述的一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置，其特征在于：所述张紧组件包括固定块和调节螺钉，所述固定块固定在机座上，所述调节螺钉与固定块螺纹配合连接，且所述调节螺钉的前端面抵接在电机的安装座上。

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