CN114278607A - 一种大流量上充泵机械密封 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大流量上充泵机械密封，包括补偿环组件、非补偿环组件、弹簧座组件、芯轴、轴套、锁紧组件，所述补偿环组件与非补偿环组件通过补偿环与非补偿环的端面相接触，所述非补偿环组件安装于芯轴上，所述轴套内设有轴套O型圈，所述轴套O型圈安装于轴套上并分别抵住芯轴与轴套；所述机械密封还包括卡圈、防转销、圆柱销。本发明安装便捷，可使大流量上充泵运行可靠，过程安全，平稳，密封效果稳定。
Description
技术领域
本发明涉及核电装备领域的一种机械密封，具体是指一种大流量上充泵机械密封。
背景技术
核电站上充泵在反应堆冷却剂系统(一回路)中起着重要的作用，在百万千瓦级的核电站中一回路的绝对压力高于0.3MPa时，上充泵就必须运行。上充泵需要在反应堆正常运行时为一回路补充含有硼酸的上充水，稳定回路系统压力。并且上充泵需要向3台主泵提供机械密封的冷却水，保证主泵机械密封正常工作，阻止主泵内有放射性的一回路水外泄。在一回路出现如破口等失水事故时，上充泵在高压安注工况运行，将反应堆换料水箱中的高浓度硼酸水注入一回路，以控制反应。
以上对上充泵的介绍，充分反应了上充泵的重要意义和作用，一旦上充泵发生故障导致停机，将带来不可预计的严重后果。因此上充泵机械密封的密封性能与使用寿命对于上充泵的安全可靠起着决定性作用。在现有技术中，上充泵机械密封的结构复杂，装配过程较为困难，安装过程中容易增加人为损坏零部件的概率。在使用过程中补偿环座需要经常浮动以保证摩擦副端面的正常工作，因此补偿环座与弹簧座会因长时间与O形圈的接触摩擦造成损伤，导致此处密封可能出现失效。除此之外，在轴套与芯轴固定所使用的锁紧装置上，现有结构基本都是利用紧定螺钉来进行紧固，但是长此以往会损伤轴的表面，并且存在打滑的潜在危险。因此如何保证机械密封的运行稳定，以及安装便捷减少由于装配造成的损伤成为了关键技术难点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种大流量上充泵机械密封。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种大流量上充泵机械密封：包括补偿环组件、非补偿环组件、弹簧座组件、芯轴、轴套、锁紧组件，所述补偿环组件与非补偿环组件通过补偿环与非补偿环的端面相接触，所述非补偿环组件安装于芯轴上，所述轴套内设有轴套O型圈，所述轴套O型圈安装于轴套上并分别抵住芯轴与轴套；所述机械密封还包括卡圈、防转销、圆柱销。
进一步地，所述非补偿环组件包括轴套、非补偿环O形圈、非补偿环，所述轴套安装于芯轴上并通过圆柱销实现与芯轴保持周向固定，所述非补偿环安装于轴套内并通过防转销保持周向固定，所述非补偿环O形圈安装于轴套槽内且两端分别抵住非补偿环与轴套，所述卡圈安装于轴套卡圈槽内，使所述非补偿环保持轴向定位。
进一步地，所述补偿环组件包括补偿环、补偿环座、补偿环座O型圈、补偿环O形圈，所述补偿环安装于补偿环座上并通过防转销保持周向固定，所述补偿环O形圈安装于补偿环座槽内且两端分别抵住补偿环与补偿环座，所述卡圈安装于补偿环座卡圈槽内，使所述补偿环保持轴向定位。
进一步地，所述弹簧座组件包括弹簧座、多个弹簧、弹簧座O形圈、导向销、压盖、螺栓A、螺栓C、定位块，所述补偿环座O型圈两端分别抵住补偿环座与弹簧座，所述弹簧安装于弹簧座的孔内，所述弹簧两端分别抵住弹簧座与补偿环座，多弹簧的结构使得摩擦副端面压力均匀，更加稳定，保证了良好的运行状态，所述导向销安装于弹簧座上，所述导向销分别卡在补偿环座两端的孔槽内，使得所述补偿环座与弹簧座周向保持固定，轴向可运动，所述压盖安装于弹簧座上，通过所述螺栓C紧固，所述定位块安装于压盖上，通过所述螺栓A固定，所述定位块的远离螺栓A一端嵌入轴套的环形槽内，从而实现集装式的功能，使得装配过程更简单，避免装配过程中可能造成的额外影响，所述弹簧座O形圈安装于弹簧座的槽内。
进一步地，所述锁紧组件包括锁紧环A、锁紧环B、螺栓B、锁止垫圈，所述锁紧环B通过螺纹连接的形式装于轴套端部的螺纹部位，所述锁紧环A通过螺纹连接的形式装于芯轴端部的螺纹部位，所述螺栓B经锁紧环A的孔与锁紧环B的螺纹孔连接，同时在所述锁止垫圈的作用下可防止螺栓松动，最终可实现所述芯轴与轴套的固定。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明安装便捷，可使大流量上充泵运行可靠，过程安全，平稳，密封效果稳定。
附图说明
图1是本发明一种大流量上充泵机械密封的结构示意图。
如图所示：1、轴套，2、轴套O型圈，3、非补偿环，4、补偿环，5、补偿环座，6、弹簧座，7、压盖，8、螺栓A，9、定位块，10、螺栓B，11、锁止垫圈，12、锁紧环A，13、圆柱销，14、锁紧环B，15、补偿环座O型圈，16、弹簧座O形圈，17、弹簧，18、补偿环O形圈，19、导向销，20、卡圈，21、防转销，22、非补偿环O形圈，23、芯轴，24、螺栓C。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种大流量上充泵机械密封做进一步的详细说明。
结合附图1，一种大流量上充泵机械密封，包括补偿环组件、非补偿环组件、弹簧座组件、芯轴23、轴套1、锁紧组件，所述补偿环组件与非补偿环组件通过补偿环4与非补偿环3的端面相接触，所述非补偿环组件安装于芯轴23上，所述轴套1内设有轴套O型圈2，所述轴套O型圈2安装于轴套1上并分别抵住芯轴23与轴套1；所述机械密封还包括卡圈20、防转销21、圆柱销13。
所述非补偿环组件包括轴套1、非补偿环O形圈22、非补偿环3，所述轴套1安装于芯轴23上并通过圆柱销13实现与芯轴23保持周向固定，所述非补偿环3安装于轴套1内并通过防转销21保持周向固定，所述非补偿环O形圈22安装于轴套1槽内且两端分别抵住非补偿环3与轴套1，所述卡圈20安装于轴套1卡圈槽内，使所述非补偿环3保持轴向定位。
所述补偿环组件包括补偿环4、补偿环座5、补偿环座O型圈15、补偿环O形圈18，所述补偿环4安装于补偿环座5上并通过防转销21保持周向固定，所述补偿环O形圈18安装于补偿环座5槽内且两端分别抵住补偿环4与补偿环座5，所述卡圈20安装于补偿环座5卡圈槽内，使所述补偿环4保持轴向定位。
所述弹簧座组件包括弹簧座6、多个弹簧17、弹簧座O形圈16、导向销19、压盖7、螺栓A8、螺栓C24、定位块9，所述补偿环座O型圈15两端分别抵住补偿环座5与弹簧座6，所述弹簧17安装于弹簧座6的孔内，所述弹簧17两端分别抵住弹簧座6与补偿环座5，多弹簧的结构使得摩擦副端面压力均匀，更加稳定，保证了良好的运行状态，所述导向销19安装于弹簧座6上，所述导向销19分别卡在补偿环座5两端的孔槽内，使得所述补偿环座5与弹簧座6周向保持固定，轴向可运动，所述压盖7安装于弹簧座6上，通过所述螺栓C24紧固，所述定位块9安装于压盖7上，通过所述螺栓A8固定，所述定位块9的远离螺栓A8一端嵌入轴套1的环形槽内，从而实现集装式的功能，使得装配过程更简单，避免装配过程中可能造成的额外影响，所述弹簧座O形圈16安装于弹簧座6的槽内。
所述锁紧组件包括锁紧环A12、锁紧环B14、螺栓B10、锁止垫圈11，所述锁紧环B14通过螺纹连接的形式装于轴套1端部的螺纹部位，所述锁紧环A12通过螺纹连接的形式装于芯轴23端部的螺纹部位，所述螺栓B10经锁紧环A12的孔与锁紧环B14的螺纹孔连接，同时在所述锁止垫圈11的作用下可防止螺栓松动，最终可实现所述芯轴23与轴套1的固定。
本发明是这样工作的：工作之前，可将补偿环组件与弹簧座组件通过导向销19连接装配，此时可将弹簧17进行部分预压缩。接着将非补偿环组件与弹簧座组件装配，通过定位块9进行固定，此时摩擦副端面相接触，并且弹簧17处于预压缩状态，避免在后续装配过程中损坏摩擦副。采用集装式的结构可简化安装过程，使其变得简单，安全。当整体装配于上充泵后，将定位块9拆除，此时即为可工作状态。
工作时轴套O形圈2、补偿环O形圈18、非补偿环O形圈22、弹簧座O形圈16、补偿环座O形圈15均周向固定，起到静密封的效果。非补偿环组件与芯轴23同时转动，补偿环4周向固定，两环通过端面接触的方式以达到密封效果。在过程中补偿环4在弹簧17的作用下可不断的进行补偿，以达到长期密封的效果。由于上充泵机械密封使用的转速较高，弹簧17静止式的结构可使弹簧17不受离心力影响，更加稳定。
本发明的有益效果：
1.上充泵机械密封设计为集装式，其优势在于在安装过程中方便，快捷，并且装配位置准确，同时避免装配过程中磕碰到摩擦副表面；
2.上充泵机械密封设计为多弹簧、平衡型、弹簧静止式结构。由于高压安注泵机械密封使用的转速较高，弹簧静止式的结构可使弹簧不受离心力影响，并且减少旋转过程中介质对其产生冲刷的影响。这种结构使得摩擦副端面始终处于良好的状态。
3.上充泵机械密封导向销采取带台阶的螺纹销形式，安装简单方便，可在安装过程中起到预压缩弹簧的作用，同时还能起到周向固定非补偿环座的作用。
4.上充泵机械密封的非补偿环座与弹簧座指定位置喷涂有硬质合金涂层，喷涂后该处的耐磨性得到了巨大的提升，解决了因O形圈造成磨损导致密封失效的问题。
5.上充泵机械密封独特的锁紧设计，可实现传递的扭矩更大的同时不会损伤轴套表面，实现了锁紧环完全锁紧。改进了通常用紧定螺钉紧定轴套锁不紧且容易造成打滑的现象，导致机械密封失效的风险。
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 (5)
1.一种大流量上充泵机械密封，包括补偿环组件、非补偿环组件、弹簧座组件、芯轴(23)、轴套(1)、锁紧组件，其特征在于：所述补偿环组件与非补偿环组件通过补偿环(4)与非补偿环(3)的端面相接触，所述非补偿环组件安装于芯轴(23)上，所述轴套(1)内设有轴套O型圈(2)，所述轴套O型圈(2)安装于轴套(1)上并分别抵住芯轴(23)与轴套(1)；
所述机械密封还包括卡圈(20)、防转销(21)、圆柱销(13)。
2.根据权利要求1所述的一种大流量上充泵机械密封，其特征在于：所述非补偿环组件包括轴套(1)、非补偿环O形圈(22)、非补偿环(3)，所述轴套(1)安装于芯轴(23)上并通过圆柱销(13)实现与芯轴(23)保持周向固定，所述非补偿环(3)安装于轴套(1)内并通过防转销(21)保持周向固定，所述非补偿环O形圈(22)安装于轴套(1)槽内且两端分别抵住非补偿环(3)与轴套(1)，所述卡圈(20)安装于轴套(1)卡圈槽内，使所述非补偿环(3)保持轴向定位。
3.根据权利要求1所述的一种大流量上充泵机械密封，其特征在于：所述补偿环组件包括补偿环(4)、补偿环座(5)、补偿环座O型圈(15)、补偿环O形圈(18)，所述补偿环(4)安装于补偿环座(5)上并通过防转销(21)保持周向固定，所述补偿环O形圈(18)安装于补偿环座(5)槽内且两端分别抵住补偿环(4)与补偿环座(5)，所述卡圈(20)安装于补偿环座(5)卡圈槽内，使所述补偿环(4)保持轴向定位。
4.根据权利要求3所述的一种大流量上充泵机械密封，其特征在于：所述弹簧座组件包括弹簧座(6)、多个弹簧(17)、弹簧座O形圈(16)、导向销(19)、压盖(7)、螺栓A(8)、螺栓C(24)、定位块(9)，所述补偿环座O型圈(15)两端分别抵住补偿环座(5)与弹簧座(6)，所述弹簧(17)安装于弹簧座(6)的孔内，所述弹簧(17)两端分别抵住弹簧座(6)与补偿环座(5)，多弹簧的结构使得摩擦副端面压力均匀，更加稳定，保证了良好的运行状态，所述导向销(19)安装于弹簧座(6)上，所述导向销(19)分别卡在补偿环座(5)两端的孔槽内，使得所述补偿环座(5)与弹簧座(6)周向保持固定，轴向可运动，所述压盖(7)安装于弹簧座(6)上，通过所述螺栓C(24)紧固，所述定位块(9)安装于压盖(7)上，通过所述螺栓A(8)固定，所述定位块(9)的远离螺栓A(8)一端嵌入轴套(1)的环形槽内，从而实现集装式的功能，使得装配过程更简单，避免装配过程中可能造成的额外影响，所述弹簧座O形圈(16)安装于弹簧座(6)的槽内。
5.根据权利要求1所述的一种大流量上充泵机械密封，其特征在于：所述锁紧组件包括锁紧环A(12)、锁紧环B(14)、螺栓B(10)、锁止垫圈(11)，所述锁紧环B(14)通过螺纹连接的形式装于轴套(1)端部的螺纹部位，所述锁紧环A(12)通过螺纹连接的形式装于芯轴(23)端部的螺纹部位，所述螺栓B(10)经锁紧环A(12)的孔与锁紧环B(14)的螺纹孔连接，同时在所述锁止垫圈(11)的作用下可防止螺栓松动，最终可实现所述芯轴(23)与轴套(1)的固定。
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