泵密封装置制造方法

xiaoxiao2020-7-22  4

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泵密封装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种泵密封装置。所述装置(1)包括:泵壳体(10),其包括用于流体通过的第一管道(15)和第二管道(16);轴(20),其包括泵壳体(10)附近的用于流体的第一通路(51);机械衬垫(70),其安装在轴(20)与泵壳体(10)之间,并且包括用于旋转部分(71)和静止部分(72)的一起相擦的摩擦元件。装置(1)包括两个状态:第一关闭状态,其中,没有流体循环穿过所述装置(1);以及第二操作状态,其中,流体在流动回路中流动,穿过:第一通路(51),其用以向回路供应流体,第二通路,其包括在泵壳体(10)与衬垫(70)之间并且与所述摩擦元件(71,72)连通,第二通路接着形成冷却摩擦元件(71,72)的器件和热障部(30),第一管道(15),其用以向第二通路供应冷却的流体,第二管道(16),其用以从第二通路除去热流体。
【专利说明】泵密封装置【技术领域】
[0001]本发明涉及泵密封装置。更具体地,其涉及用于密封核电站的泵的装置。其还可涉及化石燃料发电站,特别是通过燃烧煤、油或天然气而产生电的发电站。就核电站而言,其为泵,该泵的功能为将水发送至位于反应堆的入口之前的加热器。
【背景技术】
[0002]根据现有技术,通过布置在泵壳体、机械衬垫和流体集管(如果存在流体集管)中的导出口(tapping)(具有供给某些区的(多个)入口和(多个)出口的管道被限定为导出口)执行热障部功能和冷却机械衬垫的摩擦元件的功能。现有技术使维护困难,这是因为必须首先除去管路。此外,在标准构件中具有许多导出口增加成本,特别是由于需要在供应管路上制作孔和焊缝。此外,冷却水来自两个不同的回路,即,用于热障部功能的辅助冷却回路和用于使用来自泵和外部热交换器的水来冷却机械衬垫的摩擦元件的另一个回路。
[0003]就在机械衬垫中和在泵壳体中制作导出口来说,这种装置使密封装置维护困难。
[0004]在该情况下,此处提出的问题为,生产前述类型的泵密封装置,其具有简单的构型并且便于维护所述装置和改进装置的寿命。本发明还试图将两个功能组合到同一个单密封装置中,其中,仅存在一个冷却回路,其目的在于冷却机械衬垫的摩擦元件并且形成热障部,该热障部保护机械衬垫免受热,以便延长装置的寿命。机械衬垫提供轴的端部处和泵壳体外部的密封。机械衬垫的温度和在机械衬垫附近流动的水的温度必须不超过阈值温度,通常为100°C。现在,典型地,循环穿过泵的水处于大约200°C的温度。记住的是衬垫和特别是静止面环和旋转面环(机械衬垫的静止摩擦元件和旋转摩擦元件限定为静止面环和旋转面环)的机械特性和它们如何布置在密封装置中,重要的是保护它们免受过多的热,以便保护它们免受退化。所发生的 是,通过泵壳体与机械衬垫之间的传导的热交换可损害密封件的正确操作,并且特别是可损害静止面环与旋转面环之间的点处的密封。此外,由一方面的衬垫的旋转面环限定的机械衬垫的旋转部分与由另一方面的衬垫的静止面环限定的静止部分之间的摩擦以热的形式耗散能量,从而导致温度升高以及静止面环和旋转面环的过早磨损。因此,为了延长机械衬垫的寿命,规定,机械衬垫在其中出现摩擦的位置处(即,在机械衬垫中的该点处和更具体地在其中在旋转面环与静止面环之间存在相对运动的点处)被冷却。
[0005]此外,本发明特别地试图优化密封装置的维护和延长密封装置的寿命。本发明的另一个目的在于减少构成密封装置的构件的数量,并且同时降低制造泵密封装置的成本。

【发明内容】

[0006]由本发明提出的解决方案为一种用于密封泵的装置,其包括:
泵壳体,其包括用于流体通过的第一管道和第二管道;
轴,其包括泵壳体附近的用于流体的第一通路;
机械衬垫,其安装在轴与泵壳体之间,并且包括用于旋转部分和静止部分的一起相擦的摩擦元件,
所述装置具有两个状态:第一关闭状态,其中,没有流体循环穿过所述装置;以及第二操作状态,其中,流体在流动回路中流动,穿过:
第一通路,其用以向回路供应流体,
第二通路,其包括在泵壳体与衬垫之间并且与所述摩擦元件连通,第二通路接着形成冷却摩擦元件的器件和热障部,
第一管道,其用以向第二通路供应冷却的流体,
第二管道,其用以从第二通路除去热流体。
[0007]这种布置有利地允许较容易地进行维护,并且允许密封装置的寿命延长,而同时减少构成装置的构件的数量和制造这种构件的成本。泵壳体、轴和机械衬垫一起并入冷却摩擦元件的器件和热障部,这因此需要供应流体。本发明提出了使用单个回路来经由第二通路供应用于冷却摩擦元件的器件和热障部两者。循环穿过第二通路的流体中的一些具有冷却与该第二通路相邻的机械衬垫的功能,以便降低摩擦元件的温度,因此允许泵在没有泄漏风险的情况下使用;这接着防止泵送的水与外部环境接触。循环穿过第二通路的流体的另一部分具有形成热障部的功能,以便保护衬垫(特别是其摩擦元件)免受由泵壳体耗散的热和由循环穿过所述泵的热水引起的热。
[0008]流体所沿的流动回路有利地使得可能减少构成装置的构件的数量。更具体地,与流体回路相关的泵壳体、轴和衬垫的所有布置提供了减少数量的构件的益处,而同时提供了保护衬垫及其摩擦元件的优化器件。
[0009]在一个实施例中,第一室在衬垫与泵壳体之间径向地延伸,并且在盖与第四通路之间轴向地延伸。
[0010]在一个实施例中,装置可包括第二室,其包括在一侧的泵壳体与另一侧的衬垫之间,并且可在操作状态下限定第二热障部。
[0011]在另一个实施例中,前述第二室被界定:
径向地由轴和形成在泵壳体中的开孔,
轴向地由衬垫和泵壳体。
[0012]在另一个实施例中,间隙在轴与泵壳体之间纵向地延展,所述间隙周向地延展,并且在操作状态下限定第三热障部。
[0013]在又一个实施例中,泵壳体可包括提供所述第二热障部与所述第三热障部之间的连通的第三通路。
[0014]在本发明的另一个实施例中,第三通路在轴向方向上直接面向静止面环的侧向部分。
[0015]在另一个实施例中,轴与泵壳体之间的第一通路意图使流体从泵朝向间隙循环。
[0016]在一个实施例中,第二通路可包括所述第一室和所述第二室、第四通路、提供第二室与间隙之间的连通的第三通路,以及间隙。
[0017]在又一个实施例中,第二操作状态由轴开始旋转触发。
[0018]在本发明的另一个实施例中,密封装置还包括连接于第一管道和第二管道的流体冷却装置。【专利附图】

【附图说明】
[0019]参考附图经由完全非限制性的指示,其它特征和优点将从下文中给出的描述变得进一步显而易见,在该附图中,图1示出了穿过密封装置的一个实例的截面的一半。
【具体实施方式】
[0020]两个密封装置I设置成防止加压热水离开进入外部大气,而同时不妨碍轴20的旋转。两个密封装置I中的每一个定位在轴20的每个出口处。图1仅描绘一个装置I。
[0021]装置I中的每一个包括:
泵壳体10,其容纳加压热水和能量回收构件;
支承叶轮的旋转轴20,该叶轮的叶片将马达功率给予该热水,所述轴20在每一侧从壳体10显露以依靠在轴承上;其端部中的一个联接于未描绘的驱动系统;轴20的出口由密封装置I密封;
盖40,其将机械衬垫70固定于泵,并且更具体地,固定于泵壳体10的内部;其通过固定器件固定于泵壳体10 ;
机械衬垫70,其包括限定摩擦元件的旋转面环71和静止面环72,其分别构成旋转部分71和静止部分72 ;
旋转面环71,其与轴20 —起旋转,并且与静止面环72表面对表面接触;密封出现在这两个面环之间的界面处;
静止面环72,其保持压靠旋转面环71,可具有仅平移地移动的能力;
旋转面环托架,其保持旋转面环71 ;
非旋转面环托架,其保持静止面环72并且允许面环72以平移移动来移动;
机械衬垫衬套,其连接于轴20 ;该机械衬垫衬套构成与轴20接触的机械衬垫70的壁,同时对其进行保护。
[0022]密封装置I意图定位在旋转轴20与泵壳体10之间。更具体地,装置I在泵壳体10外部布置在轴20的出口处,以便防止在泵壳体10中循环的加压热水从所述壳体10流出。此外,密封装置1、旋转轴20和泵壳体10以如下方式布置在一起以便不妨碍轴20相对于泵壳体10的旋转。轴20绕着轴线20a旋转。
[0023]限定密封器件的机械衬垫70配合于密封装置I。机械衬垫70包括以不透流体的方式连接于泵壳体10的所述静止密封面环72和以不透流体的方式连接于旋转轴20的所述旋转密封面环71。当轴20绕着其轴线20a旋转时,旋转面环71关于环形摩擦表面抵靠静止面环72相擦。静止面环72和旋转面环71均分别具有:径向外表面和径向内表面。径向外表面的至少一部分与限定交换区的第一室120连通。限定交换区的第一室120包括在朝向外部径向地定向的衬垫70的该部分与泵壳体10之间;该第一室120与由静止面环72和旋转面环71形成的摩擦元件相邻。在操作状态下,第一室120容纳用于冷却摩擦元件的流体。当回路处于操作状态时并且当第一室120容纳冷却流体时,则第一热障部31在衬垫70与壳体10之间延展,所述第一热障部由填充有流体的第一室120形成。优选地,第一室120在衬垫70与泵壳体10之间径向地延展,并且在盖40与第四通路14b之间轴向地延展。
[0024]装置I可包括用以使静止面环72和旋转面环71轴向地彼此压靠的面环压器件。这些器件的目的在于保持静止面环72与旋转面环71之间的接触。[0025]在本发明的一个实施例中,盖40限定罩。根据该实施例,盖40布置在泵壳体10与机械衬垫70之间,跨置于泵壳体10和衬垫70。其目的在于将机械衬垫70并入在泵壳体10内并接着使其固定地保持在适当位置。
[0026]在泵壳体10中和在泵壳体10与轴20之间(特别是在衬垫70的区域中)的管道、通路和导出口的布置具有两个主要功能:
在泵壳体10与机械衬垫70之间形成热障部30 ;
冷却机械衬垫70和更具体地静止面环72和旋转面环71。
[0027]因此,流体穿过前述管道的循环基本上针对保护机械衬垫70免受外部伤害(特别是热的有害影响)以延长其寿命。
[0028]优选地,热障部30由第一热障部31、第二热障部32和第三热障部33构成。
[0029]泵壳体10包括分别与第一管道15和第二管道16连通的第一导出口 12和第二导出口 13。第一导出口 12和第一管道15 —起向热障部31和摩擦元件71,72供应冷却的流体,而第二导出口 13和第二管道16 —起除去容纳在第三热障部33中的热流体。
[0030]根据未描绘的实施例,借助于盖40与泵壳体10的适合布置,第一管道15与布置在盖40中的第三管道连通。该第三管道与第一室120连通。以该方式布置,第一管道15和第三管道向第一室120供应流体,并且这使静止面环72和旋转面环71浸入流体中用于冷却的目的。
[0031]第一室120限定衬垫70与壳体10的内壁之间的径向空间。第二室130限定壳体10与衬垫70之间的轴向空间。如图1所示,第二室130由轴20和形成在泵壳体10中的开孔径向地界定;关于所述第二室的第一侧的一部分,其由机械衬垫轴向地界定,并且可能由泵壳体10的壁界定,并且关于所述第二室的第二侧的一部分,由泵壳体10界定。该第二室130在其第一侧包括形成第一室120与第二室130之间的连通的第四通路14b,并且在其第二侧包括形成第二室130与间隙140之间的连通的第三通路14a。
[0032]在操作状态下,容纳在第一室120中的流体因此将在完全或部分地填充由前述第二室限定的第二热障部32之前流入第四通路14b。图1向我们示出热障部31,32在形状上为大致环形的。
[0033]第二热障部32经由布置在泵壳体10中的第三通路14a与第三热障部33连通。第三通路14a在轴向方向上直接面向静止面环72的侧向部分;此外,第三通路14a和静止面环72的侧向部分以第二热障部32分离。
[0034]第三通路14a与沿轴20周向地延展的间隙140连通。如图1所描绘,间隙140在泵壳体10与旋转轴20之间延展。在操作状态下,容纳在第二热障部32中的流体因此将经由第三通路14a朝向间隙140循环,以便确保与第二热障部32的连续性,并且防止热从泵壳体10传递至轴20。当填充有流体时,间隙140限定第三热障部33。
[0035]第二导出口 13布置在泵壳体10中。其在间隙140与泵的外表面之间延展,并且允许热流体除去至由泵壳体10、衬垫70和轴20以及可能的盖40形成的机械组件的外部。优选地,热流体排放至热交换器类型的流体冷却装置。
[0036]在一个实施例中,为了向冷却回路供应流体,使用了旋转轴20与泵壳体10的开孔之间的第一通路51。更具体地,来自泵的流体可流动至间隙140,所述间隙140和所述第一通路彼此连通。在该实施例中,冷却回路经由从泵除去的流体供应。因此,装置I具有两个状态:第一关闭状态,其中,没有流体循环穿过装置I;以及第二操作状态,其中,流体沿着流动回路,穿过:
第一通路51,其用以向回路供应流体,
第二通路,其包括在泵壳体10、衬垫70和轴20之间并且与摩擦元件连通,第二通路接着形成用于冷却摩擦元件的器件和热障部30,
第一导出口 12,其用以向第二通路供应冷却的流体,
第二导出口 13,其用以从第二通路除去热流体。
[0037]在第一关闭状态下,来自泵的水位于所有间隙120,130,140,14a,14b中。在第二操作状态下,轴20的旋转允许供应衬垫70和热障部31,32,33的回路开始循环。
[0038]此外,应当强调,来自泵的流体以不需要的方式在轴20与泵壳体10之间在通路51处流动。因此,规定,通过使该流体流过回路而良好地使用该流体。接着,泵壳体10与轴20之间的泄漏变得有利。
[0039]优选地,第二通路包括第一室120、第四通路14b、第二室130、第三通路14a和间隙140。
[0040]在一个实施例中,第二通路可包括(并且该清单不是详尽的):以流体冷却摩擦元件并且限定第一热障部31的第一室120、限定第二热障部32的第二室130,以及限定第三热障部33的间隙140。第四通路14b提供第一室120与第二室130之间的连通。第四通路14b提供第一热障部31与第二热障部32之间的连通。第三通路14a提供由第二室130限定的第二热障部32与由间隙140限定的第三热障部33之间的连通。
【权利要求】
1.一种用于密封发电站泵的装置(1),所述装置(I)包括: 泵壳体(10),其包括用于流体通过的第一管道(15)和第二管道(16); 轴(20),其包括所述泵壳体(10)附近的用于所述流体的第一通路(51); 机械衬垫(70),其安装在所述轴(20)与所述泵壳体(10)之间,并且包括用于旋转部分(71)和静止部分(72)的一起相擦的摩擦元件, 所述装置(I)具有两个状态:第一关闭状态,其中,没有流体循环穿过所述装置(I);以及第二操作状态,其中,所述流体在流动回路中流动,穿过: 所述第一通路(51),其用以向所述回路供应流体, 第二通路,其包括在所述泵壳体(10)与所述衬垫(70)之间并且与所述摩擦元件(71,72)连通,所述第二通路接着形成冷却所述摩擦元件(71,72)的器件和热障部(30),所述第一管道(15),其用以向所述第二通路供应冷却的流体, 所述第二管道(16),其用以从所述第二通路除去热流体。
2.根据权利要求1所述的装置(I),其特征在于,第一室(120)在所述衬垫(70)与所述泵壳体(10)之间径向地延伸,并且在盖(40)与第四通路(14b)之间轴向地延伸。
3.根据前述权利要求中的一项所述的装置(I),其特征在于,包括在一侧的所述泵壳体(10)与另一侧的所述衬垫(70)之间的第二室(130)在操作状态下限定第二热障部(32)。
4.根据权利要求3所述的装置(I),其特征在于,所述第二室被界定: 径向地由所述轴(20)和形成在所述泵壳体(10)中的开孔, 轴向地由所述衬垫(70)和所述泵壳体(10)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的装置(1),其特征在于,间隙(140)在所述轴(20)与所述泵壳体(10)之间纵向地延展,所述间隙(140)周向地延展,并且在所述操作状态下限定第三热障部(33)。
6.根据权利要求4和5所述的装置(I),其特征在于,所述泵壳体(10)包括所述泵壳体(10)的开孔的底部(11)处的第三通路(14),所述第三通路(14)提供所述第二热障部(32)与所述第三热障部(33)之间的连通。
7.根据权利要求6所述的装置(I),其特征在于,所述第三通路(14)在轴向方向上直接面向静止面环(72)的侧向部分。
8.根据前述权利要求中的一项所述的装置(I),其特征在于,所述轴(20)与所述泵壳体之间的第一通路(51)意图使所述流体从所述泵朝向所述间隙(140)循环。
9.根据权利要求1、2、3和5所述的装置(I),其特征在于,所述第二通路包括所述第一室(120)和所述第二室(130)、所述第四通路(14b)、提供所述第二室(130)与所述间隙(140)之间的连通的第三通路(14a),以及间隙(140)。
10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述密封装置还包括连接于第一管道(15)和第二管道(16)的流体冷却装置。
【文档编号】F04D29/08GK103470526SQ201310222946
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2012年6月6日
【发明者】N.内博特, G.贝考亚尔恩 申请人:阿尔斯通技术有限公司

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