一种钠泵检修密封及其使用方法

摘要

一种钠泵检修密封及其使用方法，包括底座部件、壳体部件及密封压盖；所述密封压盖通过螺栓固定在泵主轴的轴台上作为动环随泵主轴一起旋转，底座部件作为静环安装在钠泵泵体上，壳体部件安装在底座部件上部，底座部件及壳体部件与泵主轴一起形成一个密封腔，密封压盖安装在壳体部件的壳体内并与安装在底座部件的密封支撑座上的密封环一起形成密封摩擦副，以阻隔从泵腔内泄露出来的介质和气体。该密封为锥面窄密封，由密封压盖的圆锥面与静环上的聚四氟乙烯环的棱角边接触进行密封。该密封的优点是接触面很窄，却具有较大的抗压截面，不易产生变形。可减少摩擦热、减少磨损，延长使用寿命的同时还可降低泄漏率。

说明书

技术领域

本发明属于密封技术领域，特别涉及一种用于钠泵更换或维修机械密封时保持泵气腔与外界的密封性并支撑转子的钠泵检修密封及其使用方法。

背景技术

随着科技进步，电力作为重要的动力来源用途越来越广，用量越来越大，常见的热电厂以煤做燃料，煤炭的燃烧会排放大量的污染物质到大气中，对环境造成污染，产生的二氧化碳会加重地球温室效应，随着近几年的大量开采，煤炭作为不可再生资源存量也在不断减少，从长远发展来看必将被其他能源所取代，核电作为一种新型清洁能源越来越得到大众认可并被推广，核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电厂。铀及裂变产物都有强放射性，一旦泄露会对核电站工作人员和核电站周围居民身体健康造成极大伤害，对周围环境造成污染和破坏，因此必须有可靠的防护措施，其对泄漏率的要求远超普通泵类密封。钠作为快中子反应堆热交换剂用来保证反应堆内部的稳定。钠泵作为核电中的关键设备其安全性非常重要。因为钠化学性质非常活泼，遇水和空气都会猛烈反应且最终生成的氢氧化钠具有强腐蚀性，为保证安全，在泵组检修机械密封部件和轴承部件时，需要有一密封性极强的部件在泵组检修机械密封部件和轴承部件时起密封和支撑转子的作用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种钠泵检修密封及其使用方法，该钠泵检修密封在泵正常工作运行时，检修密封处于非工作状态。当钠泵停机更换轴封和轴承部件时，检修密封部件支撑整个转子的重量和保持转子的平衡，检修密封部件下部管道通入气体，波纹管气动组件产生的向上的力推动密封环与转子上的密封压盖接触，达到钠泵内腔体与外界环境隔绝的作用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钠泵检修密封，包括底座部件、壳体部件及密封压盖；所述密封压盖通过螺栓固定在泵主轴的轴台上作为动环随泵主轴一起旋转，底座部件作为静环安装在钠泵泵体上，壳体部件安装在底座部件上部，底座部件及壳体部件与泵主轴一起形成一个密封腔，密封压盖安装在壳体部件的壳体内并与安装在底座部件的密封支撑座上的密封环一起形成密封摩擦副，以阻隔从泵腔内泄露出来的介质和气体。

所述底座部件包括底座、波纹管气动组件、主轴波纹管、螺旋弹簧组件、密封支撑座、密封环和密封压环；所述底座由螺栓固定在泵体上，波纹管气动组件由气动弹簧波纹管、上堵头和下堵头焊接为一体，一组波纹管气动组件的下堵头焊接在底座上，波纹管气动组件下堵头设进气孔且与底座上设置的进气孔相通，底座进气口的进口端与外接气源连接，上堵头通过螺栓与密封支撑座连接，检修密封工作时气体从进气孔进入波纹管气动组件内，波纹管气动组件顶部抬起密封支撑座，安装在密封支撑座上的密封环抬起与密封压盖紧密贴合，实现泵内介质的密封；所述螺旋弹簧组件包括支撑套、弹簧座及弹簧，一组支撑套固定安装在底座上，所述弹簧座和弹簧安装在支撑套内，且弹簧套在弹簧座上，弹簧座穿过密封支撑座顶部的孔由螺母固定在密封支撑座上，密封支撑座抬起时安装在支撑套内的弹簧被弹簧座托起，弹簧压缩产生向下的推力，当检修完毕，波纹管气动组件不再充气时，被压缩的弹簧向下推动密封支撑座下行，一方面防止密封面因胶合而无法脱开，另一方面促使经拉伸后产生拉伸变形的波纹管气动组件上的气动弹簧波纹管和主轴波纹管恢复初始状态，主轴波纹管套在泵主轴上且两者之间设置有间隙，且上下两端分别焊接在底座和密封支撑座上，将底座与密封支撑座连接为一个整体，可保证整个静环无漏点，当维修结束，波纹管气动组件内不再充气时，主轴波纹管在自身弹力作用下与弹簧一起将密封支撑座拉回原位，所述密封环安装在密封支撑座上的凹槽内，密封压环用螺栓螺接在密封支撑座上并压紧密封环。

所述壳体部件包括壳体和支撑部件，所述壳体安装在底座部件上部，支撑部件安装在壳体上部，当泵停机更换轴封和轴承部件时，支撑部件插入泵主轴轴台支撑整个转子的重量和保持转子的平衡。

所述支撑部件包括法兰、螺母、螺杆、支撑部件波纹管和支撑块；所述支撑块安装在螺杆前端，当泵停机更换轴封和轴承部件时，支撑块插入泵主轴轴台支撑整个转子的重量和保持转子的平衡，所述螺母套装在螺杆尾部，所述法兰由螺栓安装在壳体上并将螺母套在其内部，更换轴承前旋转螺母，因螺母被法兰和壳体包裹，除旋转外无法轴向移动，螺母内螺纹推动螺杆沿轴向前后移动，并带动前端支撑块前进及后退；所述螺杆外径焊接有支撑部件波纹管，支撑部件波纹管阻挡腔体内介质和气体溢出。

所述密封压盖与密封环接触面为圆锥面，密封环截面为矩形。

一种钠泵检修密封的使用方法，包括以下步骤：

泵正常工作运行时，检修密封处于非工作状态，支撑部件中的支撑块缩至壳体内，波纹管气动组件不充气，密封支撑座下沉，密封环与密封压盖脱开，主轴波纹管、弹簧、气动弹簧波纹管均处于初始状态；当泵停机更换轴封和轴承部件时，旋转支撑部件中的螺母，螺杆在螺母内螺纹推力作用下推动支撑块移动，支撑块卡在主轴轴台上架住泵主轴，检修密封下部管道充入气体，波纹管气动组件在内部高压气体作用下产生向上的力克服螺旋弹簧组件中的弹簧因压缩产生的阻力推动密封环与泵主轴上的密封压盖下锥面贴合，达到泵内腔体与外界环境隔绝的作用，阻止泵内介质泄漏到外界，检修密封支撑整个转子的重量和保持转子的平衡；检修结束后，波纹管气动组件内部不再充气，密封支撑座在重力作用下回落，密封环与密封压盖脱开，弹簧回弹，拉动密封支撑座回落，防止了主轴波纹管及气动弹簧波纹管因受力变形无法恢复原高度，进而造成动静环无法正常脱开。

本发明的有益效果：

(1)该密封为锥面窄密封，由密封压盖的圆锥面与静环上的聚四氟乙烯环的棱角边接触进行密封。该密封的优点是接触面很窄，却具有较大的抗压截面，不易产生变形。可减少摩擦热、减少磨损，延长使用寿命的同时还可降低泄漏率。

(2)采用波纹管气动组件作为升降机构，推举力更大，可通过充气量来控制推力大小，操作更加稳定可靠。

(3)锥面棱角边接触，可防止杂质堆积在密封面上导致摩擦副闭合不严。

(4)气动弹簧波纹管与螺旋弹簧分别控制密封环起落，维修时密封环在气动弹簧作用下抬起，维修结束后在弹簧弹力作用下密封环落下，防止了波纹管气动弹簧和主轴波纹管因拉伸造成伸长而无法恢复原位，又能防止摩擦副胶合无法脱开，从而造成密封失效。

(5)本密封采用焊接波纹管与锥面窄密封相结合的结构，与普通机械密封相比密封性更好，可做到安全无泄露，泄漏率低于1×10

(6)本密封不仅起到停机密封的作用，还可在更换轴承时起到支撑转子的作用，一物两用，节约成本的同时还无需单独储存维修轴承用工装，简化维修程序，节省维修辅助工时。

附图说明

图1本发明钠泵检修密封结构示意图；

1-底座部件，11-底座，121-气动弹簧波纹管，122-上堵头，123-下堵头，13-主轴波纹管，141-支撑套，142-弹簧座，143-弹簧，15-密封支撑座，16-密封环，17-密封压环，2-壳体部件，21-壳体，22-支撑部件，221-支撑块，222-螺杆，223-螺母，224-法兰，225-支撑部件波纹管，3-密封压盖，4-泵主轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种钠泵检修密封，包括底座部件1、壳体部件2及密封压盖3；所述密封压盖3通过螺栓固定在泵主轴4的轴台上作为动环随泵主轴4一起旋转，底座部件1作为静环安装在钠泵泵体上，壳体部件2安装在底座部件1上部，底座部件1及壳体部件2与泵主轴4一起形成一个密封腔，密封压盖3安装在壳体部件2的壳体21内并与安装在底座部件1的密封支撑座15上的密封环16一起形成密封摩擦副，以阻隔从泵腔内泄露出来的介质和气体。

所述底座部件1包括底座11、波纹管气动组件、主轴波纹管13、螺旋弹簧组件、密封支撑座15、密封环16和密封压环17；所述底座11由螺栓固定在泵体上，波纹管气动组件由气动弹簧波纹管121、上堵头122和下堵头123焊接为一体，一组波纹管气动组件的下堵头123焊接在底座11上，波纹管气动组件下堵头123设进气孔且与底座11上设置的进气孔相通，底座11进气口的进口端与外接气源连接，上堵头122通过螺栓与密封支撑座15连接，检修密封工作时气体从进气孔进入波纹管气动组件内，波纹管气动组件顶部抬起密封支撑座15，安装在密封支撑座15上的密封环16抬起与密封压盖3紧密贴合，实现泵内介质的密封；所述螺旋弹簧组件包括支撑套141、弹簧座142及弹簧143，一组支撑套141固定安装在底座11上，所述弹簧座142和弹簧143安装在支撑套141内，且弹簧143套在弹簧座142上，弹簧座142穿过密封支撑座15顶部的孔由螺母固定在密封支撑座15上，密封支撑座15抬起时安装在支撑套141内的弹簧143被弹簧座142托起，弹簧143压缩产生向下的推力，当检修完毕，波纹管气动组件不再充气时，被压缩的弹簧143向下推动密封支撑座15下行，一方面防止密封面因胶合而无法脱开，另一方面促使经拉伸后产生拉伸变形的波纹管气动组件上的气动弹簧波纹管121和主轴波纹管13恢复初始状态，主轴波纹管13套在泵主轴4上且两者之间设置有间隙，且上下两端分别焊接在底座11和密封支撑座15上，将底座11与密封支撑座15连接为一个整体，可保证整个静环无漏点，当维修结束，波纹管气动组件内不再充气时，主轴波纹管13在自身弹力作用下与弹簧143一起将密封支撑座15拉回原位，所述密封环16安装在密封支撑座15上的凹槽内，密封压环17用螺栓螺接在密封支撑座15上并压紧密封环16。

所述壳体部件2包括壳体21和支撑部件22，所述壳体21安装在底座部件1上部，支撑部件22安装在壳体21上部，当泵停机更换轴封和轴承部件时，支撑部件22插入泵主轴4轴台支撑整个转子的重量和保持转子的平衡。

所述支撑部件22包括法兰224、螺母223、螺杆222、支撑部件波纹管225和支撑块221；所述支撑块221安装在螺杆222前端，当泵停机更换轴封和轴承部件时，支撑块221插入泵主轴4轴台支撑整个转子的重量和保持转子的平衡，所述螺母223套装在螺杆222尾部，所述法兰224由螺栓安装在壳体21上并将螺母223套在其内部，更换轴承前旋转螺母223，因螺母223被法兰224和壳体21包裹，除旋转外无法轴向移动，螺母223内螺纹推动螺杆222沿轴向前后移动，并带动前端支撑块221前进及后退；所述螺杆222外径焊接有支撑部件波纹管225，支撑部件波纹管225阻挡腔体内介质和气体溢出。

所述密封压盖3与密封环16接触面为圆锥面，密封环16截面为矩形。

一种钠泵检修密封的使用方法，包括以下步骤：

泵正常工作运行时，检修密封处于非工作状态，支撑部件22中的支撑块221缩至壳体21内，波纹管气动组件不充气，密封支撑座15下沉，密封环16与密封压盖3脱开，主轴波纹管13、弹簧143、气动弹簧波纹管121均处于初始状态；当泵停机更换轴封和轴承部件时，旋转支撑部件22中的螺母223，螺杆222在螺母223内螺纹推力作用下推动支撑块221移动，支撑块221卡在主轴轴台上架住泵主轴4，检修密封下部管道充入气体，波纹管气动组件在内部高压气体作用下产生向上的力克服螺旋弹簧组件中的弹簧143因压缩产生的阻力推动密封环16与泵主轴4上的密封压盖3下锥面贴合，达到泵内腔体与外界环境隔绝的作用，阻止泵内介质泄漏到外界，检修密封支撑整个转子的重量和保持转子的平衡；检修结束后，波纹管气动组件内部不再充气，密封支撑座15在重力作用下回落，密封环16与密封压盖3脱开，弹簧143回弹，拉动密封支撑座15回落，防止了主轴波纹管13及气动弹簧波纹管121因受力变形无法恢复原高度，进而造成动静环无法正常脱开。