JP6403344B2 - 熱動後退式アクチュエータを備えたポンプシール - Google Patents
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Description
本出願は、2013年8月20日に出願された「Pump Seal With Thermal Retracting Actuator」と題する特許出願第13/970,899号に関連する。
本発明は概して回転軸のシールに関し、詳細には遠心ポンプの熱動シール、さらに詳細には、かかるシールの新型熱動アクチュエータに関する。
本発明は特に、環状部の流体温度が所定値を超えると、スペーサを割りリングの対向端部間から離脱させて、当該割りリングを拘束状態にし、環状部の割りリングに覆われた部分が狭窄または実質的に封止されるようにする改良型アクチュエータを備えたシールを提供する。アクチュエータは、内部をピストンが軸方向に移動可能な軸方向部分、上端部およびピストンの周りを封止する下端部を有するシリンダを備えている。ピストン棒が当該ピストンの下端部から延びて当該シリンダの下部開口部を貫通し、当該ピストン棒の一方の端部が当該スペーサに結合している。当該スペーサが当該割りリングの対向端部間に位置するとき、キャビティが当該ピストンと当該シリンダの上端部との間の当該シリンダの上部内の空間を占める。可融性リンクが当該ピストンと当該キャビティの上端部との間の当該キャビティ内の空間の少なくとも一部を占める。当該可融性リンクは、所定の温度で変形または状態変化して、当該キャビティ内への当該ピストンの移動を可能にするように選択される。 当該ピストンの下端部と当該シリンダの下端部との間には、当該ピストンを当該可融性リンクに対して付勢するばねが配置されている。当該アクチュエータ組立体は、当該可融性リンクが状態変化または変形すると当該ピストンが当該シリンダの上端部の方へ移動し、当該スペーサを当該割りリングの対向端部間から離脱させる構造である。
先行技術の原子炉冷却ポンプ
Claims (15)
- インペラがモータに、当該モータと当該インペラとの間に回転自在に支持された回転軸(34)を介して連結されたポンプ(14)であって、
当該モータと当該インペラとの間の当該回転軸の周りにはシールハウジング(32)が介在し、当該シールハウジング(32)は当該回転軸を取り囲む運転停止シール(170)を有し、当該運転停止シール(170)は当該回転軸の回転が減速するか停止した後、当該回転軸を取り囲む環状部(174)の流体が当該運転停止シールを介して漏洩するのを防止し、当該運転停止シールは、
対向端部を有し、内径が当該環状部(174)の一部を画定し、当該回転軸の回転中は当該内径が当該回転軸から離隔するように当該回転軸(34)を取り囲む拘束自在の割りリング(172)と、
当該回転軸の通常動作時は当該割りリング(172)の当該対向端部間に位置して、当該対向端部間に環状空間を維持し、当該流体の温度が所定温度を超えて上昇すると当該対向端部間から離脱して、当該割りリングが当該環状部(174)の一部を狭窄または実質的に封止する拘束状態になるように動作可能なスペーサ(176)と、
当該流体の温度が当該所定温度を超えて上昇すると当該スペーサ(176)を当該割りリング(172)の当該対向端部間から離脱させ、当該割りリングを拘束状態にして当該環状部(174)の一部を狭窄または実質的に封止できるアクチュエータ(184)とより成り、当該アクチュエータ(184)は、
軸方向部分を有するシリンダ(190)と、
当該シリンダ内で軸方向に移動可能なピストン(186)とを有し、当該ピストンの周りで当該シリンダの上端部(192)と下端部(196)とが密封されており、
当該アクチュエータ(184)はさらに、
当該ピストン(186)の下端部から延びて当該シリンダの下部開口部を貫通し、一方の端部が当該スペーサ(176)に結合されたピストン棒(194)と、
当該スペーサ(176)が当該割りリング(172)の当該対向端部間に位置するとき、当該ピストン(186)と当該シリンダの上端部(192)との間の当該シリンダ(190)の上部内の空間を占めるキャビティと、
当該ピストン(186)と当該キャビティ(192)の当該上端部との間の当該キャビティ内の空間の少なくとも一部を占める可融性リンク(188)であって、所定温度において変形または状態変化することにより当該キャビティ内への当該ピストンの移動を可能にする可融性リンクと、
当該ピストン(186)の下端部と当該シリンダ(196)の当該下端部との間に位置して、当該ピストンを当該可融性リンク(188)に対して付勢するばね(202)とを具備し、当該可融性リンクが状態変化または変形すると当該ピストンは当該シリンダ(192)の当該上端部の方へ移動して、当該スペーサ(176)を当該割りリング(172)の当該対向端部間から離脱させることを特徴とするポンプ(14)。
- 前記ばね(202)が波形ばねである、請求項1のポンプ(14)。
- 前記波形ばね(202)が縦列配置された多数のリーフ(200)を有する、請求項2のポンプ(14)。
- 前記スペーサ(176)が実質的に前記割りリング(172)の前記対向端部間にある時に、前記ばね(202)は実質的に完全圧縮状態にある、請求項1のポンプ(14)。
- 前記シリンダ(190)の前記下方開口部付近であって、前記ピストンが前記キャビティ内へ移動し始める直前の時点で前記ピストン棒が前記シリンダ(190)の前記下部開口部に対向する位置において、前記ピストン棒(194)の直径(198)が細くなっている、請求項1のポンプ(14)。
- 前記可融性リンク(188)が実質的におおよそ華氏280度(138℃)と華氏390度(198℃)の間の融点を有する材料から作られている、請求項1のポンプ(14)。
- 前記ピストン(186)を貫通する流路(210)が設けられている請求項1のポンプ(14)であって、当該流路は、状態変化または変形する前の前記可融性リンクは通過させないが、前記可融性リンク(188)が状態変化または変形して流体になると、前記キャビティから前記ピストンの反対側への当該流体の通過を許容して、前記ピストンが前記キャビティ内へ移動できる空間を提供する大きさであることを特徴とするポンプ(14)。
- インペラがモータに、当該モータと当該インペラとの間に回転自在に支持された回転軸(34)を介して連結され、当該モータと当該インペラとの間の当該回転軸の周りに介在するシールハウジング(32)が当該回転軸の軸方向部分を取り囲むポンプ(14)の運転停止シール(170)であって、当該運転停止シールは当該回転軸の回転が減速するか停止した後、当該回転軸を取り囲む環状部(174)の流体が当該運転停止シールを介して漏洩するのを防止し、当該運転停止シールは、
対向端部を有し、内径が当該環状部(174)の一部を画定し、当該回転軸が当該ポンプに取り付けられて回転中は当該内径が当該回転軸から離隔するように当該回転軸(34)を取り囲む拘束自在の割りリング(172)と、
当該回転軸の通常動作時は当該割りリング(172)の当該対向端部間に位置して、当該対向端部間に環状空間を維持し、当該流体の温度が所定温度を超えて上昇すると当該対向端部間から離脱して、当該割りリングが当該環状部(174)の一部を狭窄または実質的に封止する拘束状態になるように動作可能なスペーサ(176)と、
当該流体の温度が当該所定温度を超えて上昇すると当該スペーサ(176)を当該割りリング(172)の当該対向端部間から離脱させ、当該割りリングを拘束状態にして当該環状部(174)の一部を狭窄または実質的に封止できるアクチュエータ(184)とから成り、当該アクチュエータ(184)は、
軸方向部分を有するシリンダ(190)と、
当該シリンダ(190)内で軸方向に移動可能なピストン(186)とを有し、当該ピストンの周りで当該シリンダの上端部(192)と下端部(196)とが密封されており、
当該アクチュエータ(184)はさらに、
当該ピストン(186)の下端部から延びて当該シリンダの下部開口部を貫通し、一方の端部が当該スペーサ(176)に結合されたピストン棒(194)と、
当該スペーサ(176)が当該割りリング(172)の当該対向端部間に位置するとき、当該ピストン(186)と当該シリンダの上端部(192)との間の当該シリンダ(190)の上部内の空間を占めるキャビティと、
当該ピストン(186)と当該キャビティ(192)の当該上端部との間の当該キャビティ内の空間の少なくとも一部を占める可融性リンク(188)であって、所定温度において変形または状態変化することにより当該キャビティ内への当該ピストンの移動を可能にする可融性リンクと、
当該ピストン(186)の下端部と当該シリンダ(196)の当該下端部との間に位置して、当該ピストンを当該可融性リンク(188)に対して付勢するばね(202)とを具備し、当該可融性リンクが状態変化または変形すると当該ピストンは当該シリンダ(192)の当該上端部の方へ移動して、当該スペーサ(176)を当該割りリング(172)の当該対向端部間から離脱させることを特徴とする運転停止シール(170)。
- 前記シリンダ(190)の前記下部開口部付近であって、前記ピストンが前記キャビティ内へ移動し始める直前の時点で前記ピストン棒が前記シリンダ(190)の前記下部開口部に対向する位置において、前記ピストン棒(194)の直径(198)が細くなっている、請求項8の運転停止シール(170)。
- 前記ピストン(186)を貫通する流路(210)が設けられている請求項8の運転停止シールであって、当該流路は、状態変化または変形する前の前記可融性リンクは通過させないが、前記可融性リンク(188)が状態変化または変形して流体になると、前記キャビティから前記ピストンの反対側への当該流体の通過を許容して、前記ピストンが前記キャビティ内へ移動できる空間を提供する大きさであることを特徴とする運転停止シール。
- アクチュエータ(184)であって、
軸方向部分を有するシリンダ(190)と、
当該シリンダ(190)内で軸方向に移動可能なピストン(186)とを有し、当該ピストンの周りで当該シリンダの上端部(192)と下端部(196)とが密封されており、
当該アクチュエータ(184)はさらに、
当該ピストン(186)の下端部から延びて当該シリンダの下部開口部を貫通し、一方の端部が作動される機構(176)に結合されたピストン棒(194)と、
作動される当該機構(176)が非作動状態の時、当該ピストン(186)と当該シリンダの上端部(192)との間の当該シリンダ(190)の上部内の空間を占めるキャビティと、
当該ピストン(186)と当該キャビティ(192)の当該上端部との間の当該キャビティ内の空間の少なくとも一部を占める可融性リンク(188)であって、所定温度において変形または状態変化することにより当該キャビティ内への当該ピストンの移動を可能にする可融性リンクと、
当該ピストン(186)の下端部と当該シリンダ(196)の当該下端部との間に位置して、当該ピストンを当該可融性リンク(188)に対して付勢するばね(202)とを具備し、当該可融性リンクが状態変化または変形すると当該ピストンは当該シリンダ(192)の当該上端部の方へ移動して当該機構(176)を作動させることを特徴とするアクチュエータ(184)。 - 前記ばね(202)が波形ばねである、請求項11のアクチュエータ(184)。
- 前記波形ばね(202)が縦列配置された多数のリーフ(200)を有する、請求項12のアクチュエータ(184)。
- 前記機構(176)が非作動状態の時、前記ばね(202)が実質的に完全圧縮状態にある、請求項11のアクチュエータ(184)。
- 前記シリンダ(190)の前記下部開口部付近であって、前記ピストンが前記キャビティ内へ移動し始める直前の時点で前記ピストン棒が前記シリンダ(190)の前記下部開口部に対向する位置において、前記ピストン棒(194)の直径(198)が細くなっている、請求項11のアクチュエータ(184)。
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