CN214465081U - 高可靠性的主给水泵用机械密封装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高可靠性的主给水泵用机械密封装置，包括泵轴，和泵轴一起旋转的旋转组件，随泵腔体一起静止的静止组件；旋转组件包括：泵效环、轴套、轴套O形圈、非补偿环背部O形圈、非补偿环，静止组件包括：端盖、补偿环、补偿环背部O形圈、推环、弹簧、弹簧蓄能圈，非补偿环和补偿环紧邻的端面之间形成摩擦副作为密封面。本实用新型综合性的考虑了密封整体结构和辅助密封结构关键要素，从而彻底解决了此类汽‑液两相密封的难点，使得密封性能的可靠性和密封运行寿命获得提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及到的是一种机械密封装置，用于压水堆核电站常规岛关键回路的主给水泵用机械密封装置。
背景技术
核电常规岛主给水泵是核电站二回路系统主要设备。主要功能是将一定温度、压力的水送到蒸汽发生器，并利用给水系统调节功能将蒸汽发生器水位维持在给定范围内，它是保证核岛安全运行和汽水品质的重要热工系统中的设备。其关键性不言而喻，所以对于主给水泵用机械密封就显得额外重要。机械密封的性能好坏和寿命长短，直接决定了设备的是否能平稳运行。
现有的机械密封装置均为国外著名机械密封密封公司所垄断。并且使用寿命普遍在 8000-16000小时左右,并且主给水泵在运转时会出现变工况情况，那么原有密封装置极易在变工况条件下发生泄漏或过度磨损，造成密封失效。
由于主给水泵所泵送的介质为温度177℃、压力3.3MPa、转速高达5500r/min、泵送流体为饱和蒸汽水，这样的工况环境中，由于密封端面的发热极易造成端面间发生汽化，使得密封端面形成汽-液两相分布，造成端面干摩擦的工况，使得密封过度磨损，造成泄漏，影响寿命。所以现有的机械密封装置无法满足主给水泵对密封装置运行寿命和密封性能的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的，是针对现有密封装置的不足，而提供一种满足需求的密封装置，此密封装置是既考虑机械密封在稳定工况和变工况条件下的对密封端面变形的影响，同时也考虑了机械密封中辅助密封处对密封端面追随性的影响。这样综合性的考虑了密封整体结构和辅助密封结构的关键要素，从而彻底解决了此类汽-液两相密封的难点，使得密封性能的可靠性和密封运行寿命获得提升。
为实现上述实用新型目的，本实用新型技术方案如下：
一种高可靠性的主给水泵用机械密封装置，包括泵轴18，和泵轴18一起旋转的旋转组件，随泵腔体一起静止的静止组件；
旋转组件包括：泵效环1、轴套3、非补偿环6，轴套3安装在泵轴18上，泵效环1锁紧于轴套3上，非补偿环6安装在轴套3上，非补偿环6远离密封面的背部与轴套3之间设有非补偿环背部O形圈5，在轴套3和泵轴18之间布置轴套O形圈4，锁紧螺母13与泵轴 18固定连接，轴套3与锁紧螺母13之间固定连接；
静止组件包括：锁紧于泵腔体19上的端盖14，补偿环7、推环9、弹簧10、弹簧蓄能圈11一起安装于端盖14上，补偿环7设置在非补偿环6和推环9之间，弹簧10压缩在推环9 和端盖14之间，弹簧蓄能圈11设置在端盖14和推环9之间的凹槽内，补偿环7远离密封面的背部和推环9之间设有补偿环背部O形圈8；
补偿环7的端面材料硬度小于非补偿环6的端面材料硬度，非补偿环6和补偿环7紧邻的端面之间形成摩擦副作为密封面。
作为优选方式，补偿环7为镶装结构，包括最内和最外层的金属层、以及夹持在两金属层之间的石墨层。
作为优选方式，非补偿环6采用整体碳化硅材料。
作为优选方式，锁紧螺母13依靠自身内螺纹与泵轴的外螺纹进行螺纹连接。
作为优选方式，轴套3与锁紧螺母13之间通过顶丝12进行连接和轴向锁紧。
作为优选方式，泵效环1和轴套3为分体结构。
作为优选方式，端盖14和泵腔体19之间设有端盖O形圈15。
作为优选方式，补偿环7和推环9为分体结构。
作为优选方式，泵效环1通过内六角螺钉2锁紧于轴套3上。
作为优选方式，端盖14通过双头螺柱16和六角螺母17锁紧于泵腔体19上。
当泵轴旋转时，锁紧于泵轴上的旋转组件一起旋转，静止组件随泵腔体一起静止，这样就在非补偿环6和补偿环7端面形成了端面摩擦副，构成了机械密封。摩擦副为软对硬材料组合配对。
本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型提出了摩擦副非补偿环6和补偿环7背部设置非补偿环背部O形圈5、补偿环背部O形圈8的压力自平衡结构，由于摩擦副在运行工况下，会因为介质压力和介质温度的影响而发生变形的问题，变形的原因是由于摩擦副形状受到压力所引起的弯矩和温度引起的热膨胀因素所导致，将O形圈5和O形圈8设置于此位置，可有效的降低摩擦副受到压力变形所引起的弯曲偏转程度，同时又可以平衡掉摩擦副所受到的轴向力，这样密封端面的抗变形能力会得到有效提升；
2.本实用新型提出了非补偿环6采用整体碳化硅材料，补偿环7采用内外金属夹持石墨的镶装结构。利用了石墨对碳化硅的良好的摩擦学性能，又因为金属内外圈夹持石墨的结构，提高了石墨的抗压变形和抗温度变形的能力；
3.本实用新型提出了在主给水泵密封的辅助密封上采用弹簧蓄能圈11的结构方式，其优点为随压力变化不会造成的过大的摩擦力，可有效防止金属推环9发生磨损的情况，这样密封补偿能力可以获得有效提高。
附图说明
图1是本实用新型的密封装置剖视图。
图中，1.泵效环，2.内六角螺钉，3.轴套，4.轴套O形圈，5.非补偿环背部O形圈，6.非补偿环，7.补偿环，8.补偿环背部O形圈，9.推环，10.弹簧，11.弹簧蓄能圈，12.顶丝，13.锁紧螺母，14.端盖，15.端盖O形圈，16.双头螺柱，17.六角螺母，18.泵轴，19.泵腔体。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
本实施例提供一种高可靠性的主给水泵用机械密封装置，包括泵轴18，和泵轴18一起旋转的旋转组件，随泵腔体一起静止的静止组件；
旋转组件包括：泵效环1、轴套3、非补偿环6，轴套3安装在泵轴18上，泵效环1通过内六角螺钉2锁紧于轴套3上。泵效环1和轴套3为分体结构，非补偿环6安装在轴套3上，非补偿环6远离密封面的背部与轴套3之间设有非补偿环背部O形圈5，在轴套3和泵轴18 之间布置轴套O形圈4，起到与轴之间的密封作用，锁紧螺母13依靠自身内螺纹与泵轴18 的外螺纹进行螺纹连接。轴套3与锁紧螺母13之间通过顶丝12进行连接和轴向锁紧。
静止组件包括：通过双头螺柱16和六角螺母17锁紧于泵腔体19上的端盖14，补偿环7、推环9、弹簧10、弹簧蓄能圈11一起安装于端盖14上，补偿环7设置在非补偿环6和推环9之间，弹簧10压缩在推环9和端盖14之间，弹簧蓄能圈11设置在端盖14和推环9之间的凹槽内，补偿环7远离密封面的背部和推环9之间设有补偿环背部O形圈8；端盖14和泵腔体19之间设有端盖O形圈15。补偿环7和推环9为分体结构。
补偿环7的端面材料硬度小于非补偿环6的端面材料硬度，非补偿环6和补偿环7紧邻的端面之间形成摩擦副作为密封面。补偿环7为镶装结构，包括最内和最外层的金属层、以及夹持在两金属层之间的石墨层。非补偿环6采用整体碳化硅材料。
当泵轴旋转时，锁紧于泵轴上的旋转组件一起旋转，静止组件随泵腔体一起静止，这样就在非补偿环6和补偿环7端面形成了端面摩擦副，构成了机械密封。摩擦副为软对硬材料组合配对。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：包括泵轴(18)，和泵轴(18)一起旋转的旋转组件，随泵腔体一起静止的静止组件；
旋转组件包括：泵效环(1)、轴套(3)、非补偿环(6)，轴套(3)安装在泵轴(18)上，泵效环(1)锁紧于轴套(3)上，非补偿环(6)安装在轴套(3)上，非补偿环(6)远离密封面的背部与轴套(3)之间设有非补偿环背部O形圈(5)，在轴套(3)和泵轴(18)之间布置轴套O形圈(4)，锁紧螺母(13)与泵轴(18)固定连接，轴套(3)与锁紧螺母(13)之间固定连接；
静止组件包括：锁紧于泵腔体(19)上的端盖(14)，补偿环(7)、推环(9)、弹簧(10)、弹簧蓄能圈(11)一起安装于端盖(14)上，补偿环(7)设置在非补偿环(6)和推环(9)之间，弹簧(10)压缩在推环(9)和端盖(14)之间，弹簧蓄能圈(11)设置在端盖(14)和推环(9)之间的凹槽内，补偿环(7)远离密封面的背部和推环(9)之间设有补偿环背部O形圈(8)；
补偿环(7)的端面材料硬度小于非补偿环(6)的端面材料硬度，非补偿环(6)和补偿环(7)紧邻的端面之间形成摩擦副作为密封面。
2.根据权利要求1所述的高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：补偿环(7)为镶装结构，包括最内和最外层的金属层以及夹持在两金属层之间的石墨层。
3.根据权利要求1所述的高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：非补偿环(6)采用整体碳化硅材料。
4.根据权利要求1所述的高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：锁紧螺母(13)依靠自身内螺纹与泵轴的外螺纹进行螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：轴套(3)与锁紧螺母(13)之间通过顶丝(12)进行连接和轴向锁紧。
6.根据权利要求1所述的高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：泵效环(1)和轴套(3)为分体结构。
7.根据权利要求1所述的高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：端盖(14)和泵腔体(19)之间设有端盖O形圈(15)。
8.根据权利要求1所述的高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：补偿环(7)和推环(9)为分体结构。
9.根据权利要求1所述的高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：泵效环(1)通过内六角螺钉(2)锁紧于轴套(3)上。
10.根据权利要求1所述的高可靠性的主给水泵用机械密封装置，其特征在于：端盖(14)通过双头螺柱(16)和六角螺母(17)锁紧于泵腔体(19)上。
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| CN202023278291.0U CN214465081U (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 高可靠性的主给水泵用机械密封装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN114278607A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-05 | 成都龙源科能机械设备有限公司 | 一种大流量上充泵机械密封 |
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