CN114278586A - 一种离心泵机械密封运转试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心泵机械密封运转试验装置，包括运转试验工装以及运转试验装置主体，其特征在于：所述运转试验工装以及运转试验装置主体通过法兰连接螺栓连接固定；所述运转试验工装包括芯轴、工装腔体、离心泵机械密封、法兰盘、陪衬密封组件、轴套A以及轴套B。本发明所述的离心泵机械密封运转试验装置稳定可靠，功能性强，通过对于陪衬密封的特殊设计，可达到试验工装在高温高压下的稳定运行，在结构上的合理设计使得在对于不同轴径的机械密封试验时也能方便的运用。

Description

一种离心泵机械密封运转试验装置

技术领域

本发明涉及核电前置泵检修技术领域，具体为一种离心泵机械密封运转试验装置。

背景技术

机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的工装。尤其在重要设备上，机械密封的性能决定了设备运行周期的长短。对于离心泵机械密封，其安装应用于核电转重要水泵上，其性能的稳定性与可靠性非常关键。

为避免离心泵机械密封安装于设备后因机械密封的故障导致设备停机大修，从而造成重大损失的影响，因此需对离心泵机械密封进行静态与动态的检测。现有的机械密封运转试验工装结构单一，往往一种工装只适用于某一种特定型号的机械密封，造成使用成本高，更换工装困难，耗费时间周期长的问题。在现有的前置泵试验工装中由于腔体内部压力较高时会对芯轴产生较大的轴向力，从而导致运转试验台芯轴轴承处轴向载荷较大，长时间运转容易造成轴承损耗加剧，导致芯轴出现摆动，这样就容易造成对机械密封试验时结果不准确，产生巨大影响，从而无法评估试验结果。

因此上述反映的技术问题是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种离心泵机械密封运转试验装置。

为实现上述目的，采用如下技术方案：一种离心泵机械密封运转试验装置，包括运转试验工装以及运转试验装置主体，其特征在于：所述运转试验工装以及运转试验装置主体通过法兰连接螺栓连接固定；所述运转试验工装包括芯轴、工装腔体、离心泵机械密封、法兰盘、陪衬密封组件、轴套A以及轴套B。

作为改进，所述工装腔体为环形筒状结构，所述工装腔体端面设置有螺纹孔，所述工装腔体远离螺纹孔端面设置有法兰结构，法兰面上设置若干通孔；所述工装腔体的法兰结构与法兰盘通过螺栓进行紧固，所述工装腔体与法兰盘之间设置有密封圈A；所述工装腔体内侧设置有第一凸台，所述第一凸台通过螺钉A与节流环连接固定；所述工装腔体的外侧表面设置有温度变送器、压力变送器以及吊环；所述工装腔体上设置有多个接口，包括主入水口、排气口、辅助入水口、辅助出水口以及主出水口。

作为改进，所述法兰盘为环状结构，法兰面上设置有与工装腔体法兰面对应的螺纹孔，并且法兰盘上设置有与工装腔体配合的第二凸台。

作为改进，所述陪衬密封组件上设置有弹簧座、弹簧、推环、陪衬密封动环、陪衬密封静环、密封圈B、卡圈、防转销、密封圈C以及密封圈D；所述弹簧座为环状结构，端面并通过螺钉B与法兰盘连接固定，并且另一面设置有用于安装弹簧的孔位；所述推环为环状结构，与陪衬密封动环配合定位，推环的平面一侧与弹簧相接触；所述陪衬密封动环为环状结构，底部与推环接触，侧面与安装于法兰盘上的密封圈B接触；所述的陪衬密封静环为环状结构，与轴套B配合，通过密封圈C与密封圈D进行静密封，通过防转销保持与轴套B周向固定。

作为改进，所述轴套B为筒状结构，外径较小一端与平键A配合固定芯轴的周向；所述轴套B的另一端面上设置有传动销，通过传动销与轴套A连接并保持周向固定；所述轴套B与卡圈配合固定陪衬密封静环的径向。

作为改进，所述轴套A为筒状结构，所述轴套A靠近端面一侧与离心泵机械密封连接，另一侧的端面上与传动销对应连接；所述轴套A的内侧设置有密封圈E。

作为改进，所述离心泵机械密封安装于工装腔体内部，通过螺栓进行连接固定。

作为改进，所述的运转试验装置主体包括轴承箱、柔性联轴器、电机主体以及底座；所述轴承箱以及电机主体设置于底座上方；所述的轴承箱上设置有振动传感器、轴承温度表一、轴承温度表二以及主轴；所述的轴承箱与电机主体通过柔性联轴器连接。

作为改进，所述轴套A与轴套B均安装于芯轴上，通过衬套与圆螺母压紧固定。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1.传统的运转试验装置其电机等部件均安装于水泥浇筑的水泥台上，一经固定便无法移动，本发明相对灵活，可将运转试验装置整体移动至需要的位置。

2.本发明解决了试验工装在运行过程中由于腔体内部的高压，造成芯轴轴向负载过大，从而导致轴承的寿命周期减小，造成芯轴的振动等问题，最终直接影响测试结果的准确性。由于本发明中特殊的陪衬密封设计，使得试验工装在运行过程中腔体内部介质得到有效密封的同时还能起到平衡轴向力的作用，减轻芯轴轴向的负荷；

3.本发明设计结构更为紧凑，结构上趋于模块化设计，轴套的分段式设计使得本试验工装可应用的场合更加多样，在需要测试不同轴径的机械密封时，只需更换头段轴套即可，后段的轴套以及陪衬密封等部件均无需更换，使得过程更加简便，省时省力；

4.本发明中，通过对各个接口的设计以及节流环的设计可实现机械密封与陪衬密封的独立介质循环，在保证机械密封试验工况的条件下也能保证陪衬密封良好的工作环境，使得试验工装运行更加稳定；

5.本发明中，在机械密封摩擦副的端面位置设置了温度变送器与压力变送器，实现对运转试验工装内部工况的动态监测，为试验结果的准确性提供了保证，可以准确地提供需要的试验工况条件；

6.本发明中增加了轴承箱的温度传感器与主轴的振动传感器，实现对运转试验装置的动态监测，为试验结果的准确性提供了保证，避免因试验装置自身的故障从而影响试验的结果。

附图说明

图1是本发明一种离心泵机械密封运转试验装置的结构示意图。

图2是本发明一种离心泵机械密封运转试验装置的运转试验工装的结构示意图一。

图3是本发明一种离心泵机械密封运转试验装置的运转试验工装的结构示意图二。

如图所示：1、法兰连接螺栓，2、芯轴，3、工装腔体，4、离心泵机械密封，5、法兰盘，6、轴套A，7、轴套B，8、密封圈A，9、第一凸台，10、螺钉A，11、节流环，12、温度变送器，13、压力变送器，14、吊环，15、主入水口，16、排气口，17、辅助入水口，18、辅助出水口，19、主出水口，20、第二凸台，21、弹簧座，22、弹簧，23、推环，24、陪衬密封动环，25、陪衬密封静环，26、密封圈B，27、卡圈，28、防转销，29、密封圈C，30、密封圈D，31、螺钉B，32、平键A，33、传动销，34、密封圈E，35、轴承箱，36、柔性联轴器，37、电机主体，38、底座，39、振动传感器，40、轴承温度表一，41、轴承温度表二，42、主轴，43、衬套，44、圆螺母。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合附图1-3，一种离心泵机械密封运转试验装置，包括运转试验工装以及运转试验装置主体，其特征在于：所述运转试验工装以及运转试验装置主体通过法兰连接螺栓1连接固定；所述运转试验工装包括芯轴2、工装腔体3、离心泵机械密封4、法兰盘5、陪衬密封组件、轴套A6以及轴套B7。

所述工装腔体3为环形筒状结构，所述工装腔体3端面设置有螺纹孔，所述工装腔体3远离螺纹孔端面设置有法兰结构，法兰面上设置若干通孔；所述工装腔体3的法兰结构与法兰盘5通过螺栓进行紧固，所述工装腔体3与法兰盘5之间设置有密封圈A8；所述工装腔体3内侧设置有第一凸台9，所述第一凸台9通过螺钉A10与节流环11连接固定；所述工装腔体3的外侧表面设置有温度变送器12、压力变送器13以及吊环14；所述工装腔体3上设置有多个接口，包括主入水口15、排气口16、辅助入水口17、辅助出水口18以及主出水口19。主入水口15、主出水口19主要用于对离心泵机械密封4进行介质的循环与加压；辅助入水口17、辅助出水口18主要用于对陪衬密封的介质循环与加压；排气口16主要用于试验前对腔体内部进行排空气，避免空气过多影响试验结果。

所述法兰盘5为环状结构，法兰面上设置有与工装腔体3法兰面对应的螺纹孔，并且法兰盘5上设置有与工装腔体3配合的第二凸台20，实现定位的作用，保证同轴度。法兰盘5的底部加工有若干螺纹孔，螺纹孔与陪衬密封组件对应。

所述陪衬密封组件上设置有弹簧座21、弹簧22、推环23、陪衬密封动环24、陪衬密封静环25、密封圈B26、卡圈27、防转销28、密封圈C29以及密封圈D30；所述弹簧座21为环状结构，端面并通过螺钉B31与法兰盘5连接固定，并且另一面设置有用于安装弹簧22的孔位；所述推环23为环状结构，与陪衬密封动环24配合定位，推环23的平面一侧与弹簧22相接触；所述陪衬密封动环24为环状结构，底部与推环23接触，侧面与安装于法兰盘5上的密封圈B26接触，在密封的同时可以浮动，保证摩擦副端面的弹簧22压力持续稳定，并且可以不断的进行补偿；所述的陪衬密封静环25为环状结构，其内部加工有台阶和销钉槽，与轴套B7配合，通过密封圈C29与密封圈D30进行静密封，通过防转销28保持与轴套B7周向固定。

所述轴套B7为筒状结构，外径较小一端加工有键槽，与平键A32配合固定芯轴2的周向；所述轴套B7的另一端面上设置有传动销33，通过传动销33与轴套A6连接并保持周向固定；所述轴套B7与卡圈27配合固定陪衬密封静环25的径向。轴套B7上加工有多处密封圈槽，用于安装密封圈C29、密封圈D30、密封圈E34。轴套B7上加工有卡圈27槽，用于安装卡圈27，使得陪衬密封静环258的径向定位。

所述轴套A6为筒状结构，内部有设计空腔结构便于减轻重量，减少对于芯轴2的负荷，保证试验过程中工装的可靠性，所述轴套A6靠近端面一侧与离心泵机械密封4连接，另一侧的端面上与传动销33对应连接；所述轴套A6的内侧设置有密封圈E34。

所述离心泵机械密封4安装于工装腔体3内部，通过螺栓进行连接固定。

所述的运转试验装置主体包括轴承箱35、柔性联轴器36、电机主体37以及底座38；所述轴承箱35以及电机主体37设置于底座38上方；所述的轴承箱35上设置有振动传感器39、轴承温度表一40、轴承温度表二41以及主轴42；所述的轴承箱35与电机主体37通过柔性联轴器36连接。

所述轴套A6与轴套B7均安装于芯轴2上，通过衬套43与圆螺母44压紧固定。

本发明在具体实施时：先将离心泵机械密封4装入工装腔体3中，并用螺栓固定。然后将工装与机械密封整体安装于轴承箱35端面上，通过主轴42进行动力传递。当启动试验装置后，电机主体37带动主轴42与机械密封做旋转运动，可模拟离心泵机械密封4的实际工况，最终测得需要的试验数据

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种离心泵机械密封运转试验装置，包括运转试验工装以及运转试验装置主体，其特征在于：所述运转试验工装以及运转试验装置主体通过法兰连接螺栓(1)连接固定；所述运转试验工装包括芯轴(2)、工装腔体(3)、前置泵机械密封(4)、法兰盘(5)、陪衬密封组件、轴套A(6)以及轴套B(7)。

2.根据权利要求1所述的一种离心泵机械密封运转试验装置，其特征在于：所述工装腔体(3)为环形筒状结构，所述工装腔体(3)端面设置有螺纹孔，所述工装腔体(3)远离螺纹孔端面设置有法兰结构，法兰面上设置若干通孔；所述工装腔体(3)的法兰结构与法兰盘(5)通过螺栓进行紧固，所述工装腔体(3)与法兰盘(5)之间设置有密封圈A(8)；所述工装腔体(3)内侧设置有第一凸台(9)，所述第一凸台(9)通过螺钉A(10)与节流环(11)连接固定；所述工装腔体(3)的外侧表面设置有温度变送器(12)、压力变送器(13)以及吊环(14)；所述工装腔体(3)上设置有多个接口，包括主入水口(15)、排气口(16)、辅助入水口(17)、辅助出水口(18)以及主出水口(19)。

3.根据权利要求2所述的一种离心泵机械密封运转试验装置，其特征在于：所述法兰盘(5)为环状结构，法兰面上设置有与工装腔体(3)法兰面对应的螺纹孔，并且法兰盘(5)上设置有与工装腔体(3)配合的第二凸台(20)。

4.根据权利要求3所述的一种离心泵机械密封运转试验装置，其特征在于：所述陪衬密封组件上设置有弹簧座(21)、弹簧(22)、推环(23)、陪衬密封动环(24)、陪衬密封静环(25)、密封圈B(26)、卡圈(27)、防转销(28)、密封圈C(29)以及密封圈D(30)；所述弹簧座(21)为环状结构，端面并通过螺钉B(31)与法兰盘(5)连接固定，并且另一面设置有用于安装弹簧(22)的孔位；所述推环(23)为环状结构，与陪衬密封动环(24)配合定位，推环(23)的平面一侧与弹簧(22)相接触；所述陪衬密封动环(24)为环状结构，底部与推环(23)接触，侧面与安装于法兰盘(5)上的密封圈B(26)接触；所述的陪衬密封静环(25)为环状结构，与轴套B(7)配合，通过密封圈C(29)与密封圈D(30)进行静密封，通过防转销(28)保持与轴套B(7)周向固定。

5.根据权利要求4所述的一种离心泵机械密封运转试验装置，其特征在于：所述轴套B(7)为筒状结构，外径较小一端与平键A(32)配合固定芯轴(2)的周向；所述轴套B(7)的另一端面上设置有传动销(33)，通过传动销(33)与轴套A(6)连接并保持周向固定；所述轴套B(7)与卡圈(27)配合固定陪衬密封静环(25)的径向。

6.根据权利要求5所述的一种离心泵机械密封运转试验装置，其特征在于：所述轴套A(6)为筒状结构，所述轴套A(6)靠近端面一侧与前置泵机械密封(4)连接，另一侧的端面上与传动销(33)对应连接；所述轴套A(6)的内侧设置有密封圈E(34)。

7.根据权利要求6所述的一种离心泵机械密封运转试验装置，其特征在于：所述前置泵机械密封(4)安装于工装腔体(3)内部，通过螺栓进行连接固定。

8.根据权利要求1所述的一种离心泵机械密封运转试验装置，其特征在于：所述的运转试验装置主体包括轴承箱(35)、柔性联轴器(36)、电机主体(37)以及底座(38)；所述轴承箱(35)以及电机主体(37)设置于底座(38)上方；所述的轴承箱(35)上设置有振动传感器(39)、轴承温度表一(40)、轴承温度表二(41)以及主轴(42)；所述的轴承箱(35)与电机主体(37)通过柔性联轴器(36)连接。

9.根据权利要求1所述的一种离心泵机械密封运转试验装置，其特征在于：所述轴套A(6)与轴套B(7)均安装于芯轴(2)上，通过衬套(43)与圆螺母(44)压紧固定。

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