CN117716132A - 旋转机械和设置有该旋转机械的主马达泵组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转机械(10)，其包括界定油室(31)的壳体(32)、轴(33)、轴承(22，23，24)、位于旋转部分(360)和壳体(32)的上部部分(320)之间的油封装置(35)，其特征在于，油封装置(35)包括用于在轴(33)的旋转方向(S)上吸入外部空气的至少一个沟槽(52)，沟槽(52)位于旋转部分(360)和/或外壳(32)的上部部分(320)中，旋转部分(360)不与上部部分(320)接触，用于吸入外部空气的沟槽(52)被配置成当轴(33)在方向(S)上旋转时将空气从上游端(521)朝向隔室(31)吸到下游端(522)。

Description

旋转机械和设置有该旋转机械的主马达泵组件

技术领域

本发明涉及一种旋转机械，并且涉及一种设置有该旋转机械的马达泵组件。

本发明的领域总体上涉及需要用油润滑的旋转机械。例如，装配在核电站的主回路中的水循环泵的马达就是这种情况：这些循环泵及其各自的马达将在本文的其余部分中被称为主马达泵组件。应用的领域可以扩展到涡轮机、泵、马达、交流发电机和包括旋转轴的任何机器或机械。

背景技术

一般来说，参考图1和图2，现有技术已知的旋转机械10包括壳体32、位于导向轴承22、23、24上的旋转轴33，壳体32包含一定体积的润滑油310，以润滑导向轴承22、23、24。旋转机械10包括油封装置35，该油封装置位于固接到轴33的旋转部分360和壳体32的上部部分320之间。

在由安装在核电力生产厂的主回路中的马达形成的主马达泵组件的旋转机械10的领域中，密封装置35是已知的，其由具有挡板和迷宫密封的系统35形成，位于旋转部分360和壳体32的上部部分320之间，如图1和图2中所示。

该装置35被称为“密封装置”，因为它提供了限制润滑剂从壳体32泄漏到其外部的功能。

这种对泄漏的限制不会造成完全密封。然而，它是若干参数的函数，包括但不限于：

挡板的长度：挡板越长，对泄漏的限制改善得越多，

设置在挡板和旋转部分之间的齿的数量：齿的数量越大，泄漏限制改善得越多，

旋转部分360和迷宫齿的端部之间的距离：该距离越小，泄漏限制改善得越多，

源于旋转构件(所述旋转构件包括旋转轴33本身，在主马达泵组件的情况下再结合惯性飞轮36的存在)的压力和速度的波动：它们越小，泄漏限制改善得越多，

因此，这种具有带挡板和迷宫的密封装置35的已知旋转机械10所带来的问题之一是，轴33的旋转和壳体中油310的存在导致油在轴33和壳体32之间的密封装置35的水平处泄漏到外部。与马达的运行(特别是轴33的旋转)相关的压力和湍流的变化允许油通过扩散而迁移并在适当的位置穿过密封装置35。具体地，与油接触的轴33的旋转产生油喷溅，该油喷溅经由轴33和壳体32之间的密封装置35逸出，从而形成泄漏路径，如图2中的箭头F所示。因此，载有油的空气沿着图1中所示的箭头M释放到旋转机械10的周围环境中，并且将在位于旋转机械10附近的装备项目和各种表面上生成油污。

参考图1至图5，在某些具有带挡板和迷宫密封的密封装置35的所述已知的旋转机械10中，为了限制装置35的水平处的油泄漏，提供了联接到马达风扇101的用于过滤载有油的空气的装置100。所述过滤装置100旨在确保包含在空气中的油的分离。这些油被重新注入到壳体32中。所述马达风扇101确保壳体32相对于机械的外部压力的减压，从而生成来自机械的外部并穿过密封装置35的空气流，该空气流具有限制从壳体32上升通过密封装置35的油雾39的效果。

这种已知的旋转机械10具有需要马达风扇/抽风机101的缺点，该马达风扇/抽风机必须用电供应才能运行(或被机械地驱动)。一方面，这种类型的马达风扇/抽风机101装配成本高，特别是在核电站中，这是因为要装配大量的部件，比如输电线的机架、电缆以及命令和控制件。另一方面，此类装配生成了额外的维护成本，包括马达风扇/抽风机101的定期维护(轴承的更换、机械维修)。最后，由于马达风扇的高电力消耗，此类装配生成了高运行成本。

此外，主泵马达轴承的动态密封已经经历了若干修改(包括迷宫35的形状、它们的齿的数量的增加、在惯性飞轮36的罩38之下添加翼片)。然而，这些修改不保证低水平的油泄漏。

发明内容

本发明的目的是获得一种旋转机械和设置有该旋转机械的主马达泵组件，其解决了上面提到的问题，并且使得可以经由轴和壳体之间的密封装置强有力地限制甚至消除油泄漏。

为了该目的，本发明的第一主题是一种旋转机械，该旋转机械包括壳体、沿着规定的旋转方向旋转的至少一个旋转轴、至少一个导向轴承，导向轴承安装在壳体中并且旋转轴可旋转地安装在该导向轴承中，

壳体界定隔室，该隔室用于包含一定体积的空气和一定体积的润滑油以润滑轴承，

旋转机械包括：旋转部分，其旋转固定到旋转轴并且横向于旋转轴被壳体的上部部分包围并远离轴承；油封装置，其位于旋转部分和壳体的上部部分之间；以及用于过滤隔室的空气并将空气排放到隔室外部的装置，

其特征在于

油封装置包括在轴的旋转方向上的至少一个外部空气吸入开槽，

开槽位于旋转部分和/或壳体的上部部分中，

旋转部分不与壳体的上部部分接触，

开槽从旋转部分和/或壳体的上部部分的空气吸入上游端延伸到旋转部分和/或壳体的上部部分的空气排出下游端，

空气吸入上游端位于旋转机械与外部的空气连通开口的一侧，并且空气排出下游端与隔室连通，

外部空气吸入开槽被配置成当轴在规定的旋转方向上旋转时将空气从上游端朝向隔室吸入到下游端。

由于本发明，轴在规定方向上的旋转在开槽中产生了空气的逆流，该空气的逆流来自外部，在壳体和旋转部分之间的密封装置中从上游端朝向壳体的油室流到下游端，并克服通过轴的旋转在壳体中生成的油雾从下游端进入到壳体的油室中。这意味着通过轴的旋转在壳体中生成的油雾被限制在壳体的油室内部。在一些情况下，这使得可以节省马达风扇抽气机的使用。本发明使得可以结合独立装置，该独立装置能够在密封装置的水平处启动并使空气流从外部偏离到内部。

根据现有技术，密封装置是已知的，比如接触密封(径向的或轴向的，例如唇形密封)或具有泄漏率低的优点的机械密封。然而，这些已知装置具有以下缺点，使得对于轴在这些密封处的高圆周速度(特别是在核电站的主马达泵组件)，它们不能在这些密封具有足够寿命的情况下来解决上面提到的问题：

对于主泵马达上的应用类型来说，圆周速度(圆周速度＝‘轴半径’x‘旋转的速度’)太高，其中该速度至少为35m/s，并且在实践中，这些已知的接触密封具有大约20m/s的极限(或者对于非常特殊的应用来说甚至高达100m/s)，

这些已知密封的寿命不足以(与由轴-密封件接触生成的摩擦相关的磨损)保证在没有维护的情况下运行超过25年：在直径最小的旋转部分上，已知密封需要在两次发动机维护之间具有劣化不超过25000000km的阻力，这目前在市场上是不存在的(当前限制在大约4000000km)。

相反，本发明使得可以密封装置具有足够寿命(对于轴在该密封装置的水平处的高圆周速度，特别是在核电站的主马达泵组件中)的情况下解决下面提到的问题。

根据本发明的实施例，旋转轴是竖直的，空气吸入上游端是空气吸入上端，并且空气排出下游端是空气排出下端。

根据本发明的实施例，外部空气吸入开槽相对于横向于轴的平面以预定的非零倾斜角倾斜，并且围绕轴的延伸方向延伸，轴能够围绕该延伸方向在规定的旋转方向上旋转。

根据本发明的实施例，相对于横向平面的预定的非零倾斜角大于0°且小于或等于60°。

根据本发明的实施例，相对于横向平面的预定的非零倾斜角大于或等于1°且小于或等于45°。

根据本发明的实施例，开槽在横向于轴的平面中的深度大于0mm且小于或等于30mm。

根据本发明的实施例，开槽沿着轴的延伸方向的长度大于0mm且小于或等于200mm，轴能够围绕该延伸方向在规定的旋转方向上旋转。

根据本发明的实施例，开槽包括沿着轴的延伸方向的大于或等于1且小于或等于150的多个沟槽，轴能够围绕该延伸方向在规定的旋转方向上旋转。

根据本发明的实施例，旋转部分的外径和上部部分的内径之间的径向间隙大于0mm且小于或等于6mm。

根据本发明的实施例，外部空气吸入开槽是在规定的旋转方向上从空气吸入上游端到空气排出下游端的螺纹的形式。

根据本发明的实施例，外部空气吸入开槽是螺旋形的。

根据本发明的实施例，用于过滤隔室的空气并将空气排放到隔室外部的装置包括连接到隔室的空气出口的空气入口、连接到隔室的油入口的过滤油出口、以及通向隔室的外部的过滤空气排出出口。

根据本发明的另一个实施例，用于过滤隔室的空气的装置包括连接到隔室的空气出口的空气入口、连接到隔室的油入口的过滤油出口、以及连接到用于将空气抽取到隔室外部的马达风扇的空气吸入入口的过滤空气排出出口。

根据本发明的实施例，过滤油出口通过至少一个油导管连接到隔室的油入口，所述油导管包括向下指向的至少一个鹅颈管的。

本发明的第二主题是主马达泵组件，该马达泵组件旨在安装在核电力生产厂的至少一个加压水主回路中，该主马达泵组件包括具有泵水轮的主泵和如上所述的旋转机械，该旋转机械的旋转轴附接到主泵的泵送轮以旋转地驱动它。

本发明的第三主题是如上所述的主马达泵组件，其特征在于，主马达泵组件包括附接到旋转轴的惯性飞轮，旋转部分是固接到惯性飞轮并围绕旋转轴延伸的环形壁。

附图说明

通过阅读以下描述，将更好地理解本发明，以下描述仅通过参考附图的下图的非限制性示例给出。

图1示出了已知旋转机械的示意性竖直剖视图。

图2示出了图1的已知旋转机械的放大的示意性竖直剖视图。

图3示出了核电力生产厂的主回路的示意性透视图，其中组装有根据本发明的实施例的旋转机械。

图4示出了图3的主回路的主马达泵组件的示意性打开透视图，其包括根据本发明的实施例的旋转机械。

图5示出了现有技术的图4的旋转机械的一部分的示意性竖直剖视图。

图6示出了根据本发明的实施例的旋转机械的一部分的示意性竖直剖视图。

图7示出了根据本发明的另一个实施例的旋转机械的一部分的示意性竖直剖视图。

图8示出了根据本发明的实施例的旋转机械的一部分的示意性竖直剖视图。

图9示出了根据图6的本发明的实施例的旋转机械的一部分的放大的示意性竖直剖视图。

图10示出了根据图6的本发明的实施例的旋转机械的一部分的放大的示意性竖直剖视图。

图11示出了根据本发明的另一个实施例的旋转机械的一部分的放大的示意性竖直剖视图。

图12示出了根据本发明的实施例的图4的旋转机械的一部分的示意性竖直剖视图。

图13示出了根据本发明的实施例的旋转机械的空气过滤装置的一部分的示意性竖直剖视图。

具体实施方式

一般来说，在图1至图13中，根据本发明的旋转机械10包括壳体32、在规定的旋转方向S上旋转的至少一个旋转轴33、至少一个导向轴承22、23、24，该导向轴承安装在壳体32中并且旋转轴33可旋转地安装在该导向轴承中。在本发明的实施例中，旋转机械10能够作为马达运行。在本发明的另一个实施例中，旋转机械10可以作为发电机运行。旋转轴33能够在规定的旋转方向S上围绕轴33的延伸方向D旋转。壳体32界定了隔室31，该隔室用于包含一定体积的空气34和一定体积的液体润滑油310以润滑轴承22、23、24。旋转机械10包括旋转固定到旋转轴33的旋转部分360。旋转部分360包围旋转轴33，并且可以围绕轴33的延伸方向D呈环形，例如围绕该方向D呈圆柱形。旋转机械10包括在壳体32中的轴33的通道50。在该通道50中，旋转部分360面向壳体的上部部分320，并且横向于旋转轴33被壳体32的上部部分包围并与轴承22、23、24相距一定距离。壳体32的上部部分320可以围绕轴33的延伸方向D呈环形，并且可以围绕该方向D呈圆柱形。旋转机械10包括位于旋转部分360和壳体32的上部部分320之间的油封装置35以及用于过滤隔室31的空气的装置100，用于过滤隔室的空气的装置用于将空气与油分离。油封装置35位于远离轴承22、23、24的位置。轴33穿过壳体32和油封装置35。根据本发明的实施例，空气过滤装置100被配置成将已经被捕获在该过滤装置100中的油重新注入到所述一定体积的油310中。

在图3、图4、图5和图12中，根据本发明的旋转机械10的使用示例是安装在核电力生产厂的主回路20中的主马达泵组件2。主马达泵组件2包括具有泵水轮280的主泵28和根据本发明的旋转机械10，该旋转机械作为马达运行。旋转轴33附接到主泵28的泵送轮280，使得轴33的旋转驱动泵送轮280的旋转。当然，根据本发明的旋转机械10可以在除了主马达泵组件2之外的其他地方使用。其他使用示例是涡轮轴承、交流发电机、泵和马达的密封。

在图3中，例如具有加压水反应堆的核电站的主水循环回路20包括一个或更多个主水循环环路11a、11b、11c，该主水循环环路连接到水箱1。在每个主水循环环路11a、11b、11c中定位有主马达泵组件2、水蒸气发生器3，以将水从箱1连续地输送到蒸气发生器3(沿着水循环的方向S1)，然后从蒸气发生器3输送到主马达泵组件2的上游进水导管29(沿着水循环的方向S2)，最后从主马达泵组件2的下游出水导管30(沿着水循环的方向S3)输送到箱1。主环路11a、11b、11c中的一个(例如主环路11a)包括水加压器4，该水加压器用于控制整个主回路20的压力。

包括作为马达运行的旋转机械10的主马达泵组件2的示例在图4中更详细地示出并且从上到下包括：

-惯性飞轮36，其附接到旋转轴33的上部部分，

-上部导向轴承22、23、24，其由上部径向导向轴承22和双止挡件(即轴向止挡下部轴承24和轴向止挡上部轴承23)形成，

-转子-定子组件25，其转子附接到旋转轴33的中间部分，并且其定子附接到壳体32，定子能够旋转地驱动转子和旋转轴33，

-下部径向导向轴承26，

-马达支撑件27，其附接到马达框架32的下部部分，

-主泵28，其由其蜗壳、其泵送轮280、其扩压器、以及其密封装置和其枢转构件组成。

下部轴承26具有其自己的油壳体(不同于上部轴承22、23、24)和其自己的油，并且因此不涉及根据本发明的泄漏问题(区别于上部轴承的泄漏问题)。

根据图1至图13，为了确保旋转机械10(以及在其中使用旋转机械10的情况下的主马达泵组件2)的运行并限制摩擦，旋转机械10的枢转构件22、23、24(比如径向导向轴承22和轴向止挡轴承23、24)由位于壳体32的隔室31中的油310润滑。

在运行中，参考图1至图13，由于轴33的旋转并且由于轴承22、23、24(特别是上部导向轴承22)的运行，生成油雾39，使得位于隔室31中的油310的液位313上方的空气34载有油蒸气和油的细雾39。这种雾39的95％以上的油滴具有在0.15μm和1.0μm之间的尺寸。

这种雾39沿着如图5中所示的路径B循环，所述雾39沿着彼此分离的两个路径扩散，第一个路径沿着内部泄漏路径FI，第二个路径沿着外部泄漏路径F，该外部泄漏路径穿过密封件35并生成载有油的外部全局流M，由于对泄漏F的动态控制，本发明提出限制或消除该外部全局流。

在图1和图2的现有技术中，油壳体32和旋转机械10的旋转部分360之间的动态密封由挡板-迷宫系统35来确保。该密封装置35具有的目的是避免油雾/蒸气39从壳体32的内部转移到壳体32的外部60。

然而，在图1和图2的现有技术中，与旋转机械10的运行(特别是轴33的旋转)相关的压力波动和空气循环允许载有油39的空气34通过扩散而迁移并在适当位置穿过动态密封件35，如图1中示出的箭头M所示。载有油39的空气34沿着箭头M被释放在旋转机械10的周围环境60中，并且经由该油在壳体32的隔室31外部旋转机械10附近的装备物件和不同表面上引起不期望的污染。在图3至图5的主马达泵组件2的情况下，惯性飞轮36的存在加重了这种现象，然后这种载有油39的空气34经由旋转机械10的惯性飞轮36的保护壳体38的通气孔37排出到旋转机械10的外部60。

通过提出一种确保运行中的旋转机械10上的动态密封的设备，本发明旨在借助于制造和实施这些旋转机械10时立即结合这些设备来限制或甚至消除所有这些缺点。本发明旨在通过图6至图12的需要润滑的旋转机械10(例如根据图3至图5的在核电站中使用的水循环泵马达)显著地减少经由油喷溅/油雾释放到大气中的油泄漏M。

根据本发明，如图6至图12中所示，油封装置35包括至少一个开槽52，用于在轴33的旋转方向S上吸入外部空气。根据本发明的实施例，如图7和图8中所示，开槽52位于固接到轴33的旋转部分360中。

根据本发明的另一个实施例，如图6和图8至图12中所示，开槽52位于壳体32的上部部分320中，其包围固接到轴33的旋转部分360。静态部分320中的该开槽52通常很好地适应于现有机械(例如主泵马达)的升级，这是由于减少了对机械进行的修改并且由于不产生任何机械不平衡。

根据本发明的另一个实施例，如图8中所示，开槽52既位于固接到轴33的旋转部分360中，又位于壳体32的包围固接到轴33的旋转部分360的上部部分320中。

可以在开槽52中设置一个或更多个沟槽。

根据本发明，如图6至图12中所示，固接到轴33的旋转部分360(或转子部分)不接触壳体32的上部(或定子)部分320，开槽52位于固接到轴33的旋转部分360和壳体32的上部部分320之间。因此，油封装置35在壳体32中的轴33的通道50中没有接触。

根据本发明，如图6至图12中所示，开槽52从旋转部分360的空气吸入上游端521和/或壳体32的上部部分320延伸到旋转部分360和/或壳体32的上部部分320的空气排出下游端522。空气吸入上游端521位于旋转机械10的与外部60连通的空气连通开口37、370的一侧。空气注入下游端522与壳体32的隔室31连通。与外部60连通的空气连通开口370位于固接到轴33的旋转部分360和壳体32的上部部分320之间。

根据本发明，当轴33在规定的旋转方向S上旋转时，外部空气吸入开槽52被配置(定向)成将空气从上游端521吸入到下游端522(图6、图7、图8、图9和图11中的箭头AA)，即将空气从空气连通开口37、370朝向隔室31吸入。

因此，本发明改进了图1和图2所示的当前现有技术，如图6至图12中所示，根据本发明的设备可以排放隔室31中的被吸入的空气AA强制带回的油雾39，将油雾39从位于旋转部分360和壳体32的上部部分320之间的空隙移走并将其推向空气过滤装置100，并且根据本发明的设备在轴33沿着规定的旋转方向S旋转期间与自主装置35的并入相结合，以启动并将载有油的空气流39推向空气过滤装置100，这是由于一个(或更多个)部分360和/或320具有一个(或更多个)沟槽52，而不是图1和图2的现有技术的迷宫结构。这允许朝向空气过滤装置100捕获油雾39。这可以通过省去图6至图10和图12中的抽风机风扇101来实现。外部空气吸入开槽52使得可以吸入并加速位于待密封区域(此处为轴承)的外部60的清洁空气，以将其注入到油室31中并形成阻挡油室31中存在的油雾39上升的屏障。因此，本发明使得可以回收更大量的油滴/蒸气39，并将该回收油39的凝液返回到待密封区域(轴承)或油室31中以重新使用它。装置100使得可以对更大量的进入空气进行再处理，以去除其油39，并将清洁空气排出旋转机械10。本发明利用轴33在规定旋转方向S上的旋转来产生吸入的阻挡空气流AA。装置35的密封和吸入空气AA的加速由单个部分52完成，该单个部分顶替并代替了通常用于旋转机械10上的迷宫密封。因此，密封装置35是自主的：不需要为系统提供电力或机械动力(对于独立的机械是有利的，显著降低了装配和维护成本，没有管道，没有输电线)。密封装置35在定子部分320和转子部分360之间没有接触的事实是有利的，因为不存在机械磨损，也不影响轴系的动态行为(振动等)，并且不需要对动态密封装置35进行维护(除了监测过滤器堵塞和更换作为常规消耗品的过滤器之外)。通气系统100的增加使得可以保证轴的通道50的完全密封，同时确保进入流体AA的最小流速。该最小流速是若干参数(转子和定子之间的间隙J、转速、待密封的直径等)的函数。根据本发明的实施例，对于主泵马达28来说，其数量级为一百升/分钟。

在图3、图4、图5和图12的主马达泵组件2的情况下，本发明使得可以解决经由来自形成旋转机械10的主泵马达28的轴承22、23、24的喷溅的油泄漏的问题。在现有技术中，在核电站的部分停机期间，已经在主泵马达(飞轮36的罩孔38、集油盘、空气冷却器、主泵马达支撑件等)及其环境(反应堆建筑的墙壁、隔热层、格栅等)上检测到不期望的油的存在。必须满足的需求是主泵马达的环境无污染，以降低维护和运行的成本(清洁、更换脏部件、废物管理、剂量测定：如果主要的主回路的热绝缘被污染，则由泄漏生成的这些成本可能总计20k€/年/项，最高可达80k€)，为了降低与油迁移到敏感部件(传感器等)上相关的事故的风险并固接设备：降低落在同一水平上的风险，减少与这些泄漏相关的人工操作的时间。本发明所提供的改进使得可以保证将油局限在壳体32和马达的轴承内部，同时考虑到以下(非全部)限制，而不增加任何显著的维护操作，或修改机械的运行行为：具有竖直轴的主泵马达，轴在轴承处的直径约为440mm，轴的标称转速为1485rpm，待密封的流体：温度在10℃至80℃之间呈喷射或蒸气形式的46级矿物油，主泵马达的运行小时数约为8000小时/年(持续运行)，两次常规马达维护之间的持续时间超过25年，马达的环境条件(反应堆建筑的大气)：绝对压力为1±0.2bar，相对湿度为50％，辐射水平为0.5Gy/h，正常环境温度在10℃至45℃之间。

根据本发明的实施例，如图1至图12中所示，旋转轴33是竖直的，并且能够围绕轴33的延伸方向D在规定的旋转方向S上旋转，该延伸方向是竖直方向Z。

在本文的其余部分中，将参考具有旋转轴33的旋转机械10，该旋转轴沿着竖直轴线D、Z示出，即沿着相对于水平平面成90度的角度示出，然而本发明的范围涉及任何类型的旋转机械，无论旋转轴线D的空间定向如何，其还可以相对于所述水平平面在0度和90度之间。

根据本发明的实施例，如图5至图12中所示，空气吸入上游端521是空气吸入上端521。空气排出下游端522是空气排出下端522。

根据本发明的实施例，如图5至图12中所示，外部空气吸入开槽52从空气吸入上游端521到空气排出下游端522是连续的。

根据本发明的实施例，如图5至图12中所示，外部空气吸入开槽52相对于横向(法向)平面PT 33和方向D以预定的非零角度α倾斜，并且围绕轴33的延伸方向D延伸，轴33能够围绕该延伸方向在规定的旋转方向S上旋转。例如，在轴33的方向D是竖直的情况下，平面PT是水平的。根据本发明的实施例，如图5至图12中所示，相对于横向平面PT的预定角度α在0°和60°之间，特别是在1°和45°之间，例如在1°和25°之间。沿着方向D一个接一个地连接的开槽52的沟槽的数量、它们在横向平面PT中的深度P、它们的形状、它们与延伸方向D的法线的角度α、密封装置35沿着延伸方向D的长度L以及旋转部分360的外径和上部部分320的内径之间的径向间隙J(在横向平面PT的方向上，从方向D开始)是待密封区域50的几何形状和机械的功能参数(振动水平、轴承处的间隙等)的函数。根据本发明的实施例，在主泵马达28上，沟槽的数量在1和150之间，沟槽52的深度P在0mm和30mm之间，沟槽相对于延伸方向D的法线的角度α在0°和60°之间，密封装置35沿着延伸方向D的长度L在0mm和200mm之间，并且旋转部分360的外径和上部部分320的内径之间的径向间隙J在0mm和6mm之间。

根据本发明的实施例，如图5至图12中所示，外部空气吸入开槽52是在规定的旋转方向S上从空气吸入上游端521到空气排出下游端522的螺纹的形式。这可以是预定角度α、沟槽数量(在这种情况下，每个沟槽是围绕方向D转一圈的螺纹，并且沟槽沿着方向D彼此连接)、深度P、长度L和间隙J的一种特定实施方式。

根据本发明的实施例，如图5至图12中所示，外部空气吸入开槽52是螺旋形的。这可以是预定角度α、沟槽数量(在这种情况下，每个沟槽是围绕方向D转一圈的螺纹，并且沟槽沿着方向D彼此连接)、深度P、长度L和间隙J的一种特定实施方式。

根据本发明的实施例，如图6、图7、图8、图12和图13中所示，用于过滤隔室31的空气并将空气排放到隔室31的外部60的装置100包括空气入口112，该空气入口将隔室31的空气出口312连接到过滤器104，例如联合(coalescing)。过滤器104过滤到达空气入口112的载有油的空气34，以分离油39和空气，并将由此回收的油39输送到其过滤油出口110，然后通过将隔室31的油入口311连接到该过滤油出口110的油导管114输送到隔室31。过滤器104将已过滤的空气120输送到其过滤空气排出出口102，其通向隔室31的外部60。因此，空气过滤装置100使得油310隔室31通气，以过滤油室31中的空气34，将空气34与其油滴/蒸气39分离，使去除了油39的空气120重回到壳体32的外部60，并且将从空气34提取的油凝液39经由出口110和入口311返回到隔室31的一定体积的液体油310。载有油39和来自油310隔室31的颗粒的空气34穿过过滤器104的过滤介质150。油滴和蒸气39被过滤介质150从空气中分离出来。一旦分离，油滴39聚集成较大的油珠，并在重力作用下沿着箭头G在过滤器104中下降。该油凝液39经由回油系统110、311返回到油310隔室31，其特征在于，防止位于待密封的壳体32中的载有颗粒的空气34绕过过滤系统100的一个或多个过滤器104。例如，油入口311位于隔室31中的一定体积的液体油310的油位313上方；因此，油凝液39经由该入口311的返回在该油位313上方完成，以便减少可能的泄漏点。离开一个或多个过滤元件150的空气120中的油39被净化，并且被排放到旋转机械10的周围环境60中。配备通气装置100的过滤器104的数量是若干参数的函数，特别包括密封装置35的性能、位于隔室31中的空气34的颗粒和油39的污染水平、预计的维护间隔、过滤器104的特性(负载损失、油分离效率等)。

根据本发明的实施例，如图11中所示，用于过滤隔室31的空气并将空气排放到隔室31的外部60的装置100包括空气入口112，该空气入口将隔室31的空气出口312连接到过滤器104，例如联合。过滤器104过滤到达空气入口113的载有油的空气，以分离油和空气，并将由此回收的油输送到其过滤油出口110，然后通过将隔室31的油入口311连接到该过滤油出口110的油导管114输送到隔室31。过滤器104将已过滤的空气输送到抽气马达风扇101，过滤器104的第一过滤空气排出出口102连接到抽气马达风扇101的空气吸入入口103，该抽气马达风扇包括第二空气排出出口105，该第二空气排出出口通向隔室31的外部60。当然，该实施例可以与开槽52的不同实施例相结合。

一般来说，在图6至图13的实施例中，这种创新对目前最有效的技术进行了改进，因为对于等同的负载损失，本发明的动态密封系统35在油泄漏率方面比常规使用的迷宫密封装置更有效。因此，这能够使得可以降低马达风扇101的功率，并且因此降低装配和运行成本，或者对于相同的马达风扇101功率的设计，改善轴33的油泄漏率。在密封装置35可以启动并产生具有足够压力和流速特性的空气流的情况下，马达风扇101的实施将是无用的，或者甚至在装配中是不必要的。

因此，例如，在苛刻的条件(轴出口处的污染水平非常低)或特定的情况(例如降低装配和运行成本(例如降低功率甚至不存在马达风扇101))下，可以找到这种类型的配置。根据本发明的密封装置35可以装配在轴33的圆周速度较高的任何地方和油泄漏不利的地方。

根据本发明的实施例，如图13中所示，过滤油出口110通过包括向下定向的至少一个鹅颈管1120(或虹吸管1120)的至少一个油导管114连接到油310隔室31的油入口311。因此，鹅颈管1120或虹吸管1120具有在导管114中填充油的下部部分1121(或底部1121)，这防止了将空气输送到隔室31的入口311。该鹅颈管1120可以是例如U形形状或其他形状。由于在鹅颈管1120或虹吸管1120的底部1121中存在油，所以鹅颈管1120或虹吸管1120保证了对油室31中包含的空气34的阻挡。

根据本发明的实施例，如图12中所示，旋转部分360是固接到惯性飞轮36并围绕旋转轴33延伸的环形壁。惯性飞轮36横向地突出超过轴33的延伸方向D。旋转部分360可以由环形部分形成，该环形部分可以采取附接在惯性飞轮36下方的环的形式。壳体32的上部部分320位于惯性飞轮36下方一定距离处。根据本发明的密封装置35位于惯性飞轮36下方一定距离处。

当然，上面描述的实施例、特征、可能性和示例可以彼此组合或者彼此独立地选择。

Claims (16)

1.一种旋转机械(10)，其包括壳体(32)、沿着规定的旋转方向(S)旋转的至少一个旋转轴(33)、至少一个导向轴承(22，23，24)，导向轴承安装在壳体(32)中并且旋转轴(33)能够旋转地安装在导向轴承中，

壳体(32)界定隔室(31)，隔室用于包含一定体积的空气(34)和一定体积的润滑油(310)以润滑轴承(22，23，24)，

旋转机械(10)包括：旋转部分(360)，其旋转固定至旋转轴(33)并且横向于旋转轴(33)被壳体(32)的上部部分(320)包围并远离轴承(22，23，24)；油封装置(35)，其位于旋转部分(360)和壳体(32)的上部部分(320)之间；以及用于过滤隔室(31)的空气并将空气排放到隔室(31)的外部(60)的装置(100)，

其特征在于

所述油封装置(35)包括在所述轴(33)的旋转方向(S)上的至少一个外部空气吸入开槽(52)，

所述开槽(52)位于所述旋转部分(360)和/或所述壳体(32)的上部部分(320)中，

所述旋转部分(360)不与所述壳体(32)的上部部分(320)接触，

所述开槽(52)从所述旋转部分(360)和/或所述壳体(32)的上部部分(320)的空气吸入上游端(521)延伸到所述旋转部分(360)和/或所述壳体(32)的上部部分(320)的空气排出下游端(522)，

所述空气吸入上游端(521)位于所述旋转机械与所述外部(60)的空气连通开口(37，370)的一侧，并且所述空气排出下游端(522)与所述隔室(31)连通，

所述外部空气吸入开槽(52)被配置成当所述轴在所述规定的旋转方向(S)上旋转时将空气从上游端(521)朝向所述隔室(31)吸入到下游端(522)。

2.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，所述旋转轴(33)是竖直的，所述空气吸入上游端(521)是空气吸入上端(521)，并且所述空气排出下游端(522)是空气排出下端(522)。

3.根据前述权利中的任一项所述的旋转机械，其特征在于，所述外部空气吸入开槽(52)相对于横向于所述轴(33)的平面(PT)以预定的非零倾斜角(α)倾斜，并且围绕所述轴(33)的延伸方向(D)延伸，所述轴(33)能够围绕所述延伸方向在所述规定的旋转方向(S)上旋转。

4.根据权利要求3所述的旋转机械，其特征在于，相对于横向平面(PT)的预定的非零倾斜角(α)大于0°且小于或等于60°。

5.根据权利要求3所述的旋转机械，其特征在于，相对于横向平面(PT)的预定的非零倾斜角(α)大于或等于1°且小于或等于45°。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转机械，其特征在于，所述开槽(52)在横向于所述轴(33)的平面(PT)中的深度(P)大于0mm且小于或等于30mm。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转机械，其特征在于，所述开槽(52)沿着所述轴(33)的延伸方向(D)的长度(L)大于0mm且小于或等于200mm，所述轴(33)能够围绕所述延伸方向在所述规定的旋转方向(S)上旋转。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转机械，其特征在于，所述开槽(52)包括沿着所述轴(33)的延伸方向(D)的大于或等于1且小于或等于150的多个沟槽，所述轴(33)能够围绕所述延伸方向在所述规定的旋转方向(S)上旋转。

9.根据前述权利要求中的任一项中所述的旋转机械，其特征在于，所述旋转部分(360)的外径和所述上部部分(320)的内径之间的径向间隙(J)大于0mm且小于或等于6mm。

10.根据前述权利要求中的任一项中所述的旋转机械，其特征在于，所述外部空气吸入开槽(52)是在所述规定的旋转方向(S)上从所述空气吸入上游端(521)到所述空气排出下游端(522)的螺纹的形式。

11.根据前述权利要求中的任一项中所述的旋转机械，其特征在于，所述外部空气吸入开槽(52)是螺旋形的。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的旋转机械，其特征在于，用于过滤所述隔室(31)的空气并将空气排放到所述隔室(31)的外部(60)的装置(100)包括连接到所述隔室(31)的空气出口(312)的空气入口(112)、连接到所述隔室(31)的油入口(311)的过滤油出口(110)、以及通向所述隔室(31)的外部(60)的过滤空气排出出口(102)。

13.根据权利要求1至11中的任一项所述的旋转机械，其特征在于，用于过滤所述隔室(31)的空气的装置(100)包括连接到所述隔室(31)的空气出口(312)的空气入口(112)、连接到所述隔室(31)的油入口(311)的过滤油出口(110)、以及连接到用于将空气抽取到所述隔室(31)的外部(60)的马达风扇(101)的空气吸入入口(103)的过滤空气排出出口(102)。

14.根据权利要求12或13所述的旋转机械，其特征在于，所述过滤油出口(110)通过至少一个油导管(112)连接到所述隔室(31)的油入口(311)，所述油导管包括向下指向的至少一个鹅颈管(1120)。

15.一种主马达泵组件(2)，其旨在安装在核电力生产厂的至少一个加压水主回路中，该主马达泵组件(2)包括具有泵水轮(280)的主泵(28)以及根据前述权利要求中的任一项所述的旋转机械(10)，该旋转机械的旋转轴(33)附接到主泵(28)的泵送轮(280)以旋转地驱动它。

16.根据权利要求15所述的主马达泵组件(2)，其特征在于，所述主马达泵组件(2)包括附接到所述旋转轴(33)的惯性飞轮(36)，所述旋转部分(360)是固接到所述惯性飞轮(36)并围绕所述旋转轴(33)延伸的环形壁。