泵密封裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種泵密封裝置。所述裝置(1)包括：泵殼體(10)，其包括用于流體通過的第一管道(15)和第二管道(16)；軸(20)，其包括泵殼體(10)附近的用于流體的第一通路(51)；機械襯墊(70)，其安裝在軸(20)與泵殼體(10)之間，并且包括用于旋轉部分(71)和靜止部分(72)的一起相擦的摩擦元件。裝置(1)包括兩個狀態(tài)：第一關閉狀態(tài)，其中，沒有流體循環(huán)穿過所述裝置(1)；以及第二操作狀態(tài)，其中，流體在流動回路中流動，穿過：第一通路(51)，其用以向回路供應流體，第二通路，其包括在泵殼體(10)與襯墊(70)之間并且與所述摩擦元件(71,72)連通，第二通路接著形成冷卻摩擦元件(71,72)的器件和熱障部(30)，第一管道(15)，其用以向第二通路供應冷卻的流體，第二管道(16)，其用以從第二通路除去熱流體。
【專利說明】泵密封裝置【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及泵密封裝置。更具體地，其涉及用于密封核電站的泵的裝置。其還可涉及化石燃料發(fā)電站，特別是通過燃燒煤、油或天然氣而產生電的發(fā)電站。就核電站而言，其為泵，該泵的功能為將水發(fā)送至位于反應堆的入口之前的加熱器。
【背景技術】
[0002]根據(jù)現(xiàn)有技術，通過布置在泵殼體、機械襯墊和流體集管(如果存在流體集管)中的導出口(tapping)(具有供給某些區(qū)的(多個)入口和(多個)出口的管道被限定為導出口)執(zhí)行熱障部功能和冷卻機械襯墊的摩擦元件的功能。現(xiàn)有技術使維護困難，這是因為必須首先除去管路。此外，在標準構件中具有許多導出口增加成本，特別是由于需要在供應管路上制作孔和焊縫。此外，冷卻水來自兩個不同的回路，即，用于熱障部功能的輔助冷卻回路和用于使用來自泵和外部熱交換器的水來冷卻機械襯墊的摩擦元件的另一個回路。
[0003]就在機械襯墊中和在泵殼體中制作導出口來說，這種裝置使密封裝置維護困難。
[0004]在該情況下，此處提出的問題為，生產前述類型的泵密封裝置，其具有簡單的構型并且便于維護所述裝置和改進裝置的壽命。本發(fā)明還試圖將兩個功能組合到同一個單密封裝置中，其中，僅存在一個冷卻回路，其目的在于冷卻機械襯墊的摩擦元件并且形成熱障部，該熱障部保護機械襯墊免受熱，以便延長裝置的壽命。機械襯墊提供軸的端部處和泵殼體外部的密封。機械襯墊的溫度和在機械襯墊附近流動的水的溫度必須不超過閾值溫度，通常為100°C?，F(xiàn)在，典型地，循環(huán)穿過泵的水處于大約200°C的溫度。記住的是襯墊和特別是靜止面環(huán)和旋轉面環(huán)(機械襯墊的靜止摩擦元件和旋轉摩擦元件限定為靜止面環(huán)和旋轉面環(huán))的機械特性和它們如何布置在密封裝置中，重要的是保護它們免受過多的熱，以便保護它們免受退化。所發(fā)生的 是，通過泵殼體與機械襯墊之間的傳導的熱交換可損害密封件的正確操作，并且特別是可損害靜止面環(huán)與旋轉面環(huán)之間的點處的密封。此外，由一方面的襯墊的旋轉面環(huán)限定的機械襯墊的旋轉部分與由另一方面的襯墊的靜止面環(huán)限定的靜止部分之間的摩擦以熱的形式耗散能量，從而導致溫度升高以及靜止面環(huán)和旋轉面環(huán)的過早磨損。因此，為了延長機械襯墊的壽命，規(guī)定，機械襯墊在其中出現(xiàn)摩擦的位置處(即，在機械襯墊中的該點處和更具體地在其中在旋轉面環(huán)與靜止面環(huán)之間存在相對運動的點處)被冷卻。
[0005]此外，本發(fā)明特別地試圖優(yōu)化密封裝置的維護和延長密封裝置的壽命。本發(fā)明的另一個目的在于減少構成密封裝置的構件的數(shù)量，并且同時降低制造泵密封裝置的成本。

【發(fā)明內容】

[0006]由本發(fā)明提出的解決方案為一種用于密封泵的裝置，其包括:
泵殼體，其包括用于流體通過的第一管道和第二管道；
軸，其包括泵殼體附近的用于流體的第一通路；
機械襯墊，其安裝在軸與泵殼體之間，并且包括用于旋轉部分和靜止部分的一起相擦的摩擦元件，
所述裝置具有兩個狀態(tài):第一關閉狀態(tài)，其中，沒有流體循環(huán)穿過所述裝置；以及第二操作狀態(tài)，其中，流體在流動回路中流動，穿過:
第一通路，其用以向回路供應流體，
第二通路，其包括在泵殼體與襯墊之間并且與所述摩擦元件連通，第二通路接著形成冷卻摩擦元件的器件和熱障部，
第一管道，其用以向第二通路供應冷卻的流體，
第二管道，其用以從第二通路除去熱流體。
[0007]這種布置有利地允許較容易地進行維護，并且允許密封裝置的壽命延長，而同時減少構成裝置的構件的數(shù)量和制造這種構件的成本。泵殼體、軸和機械襯墊一起并入冷卻摩擦元件的器件和熱障部，這因此需要供應流體。本發(fā)明提出了使用單個回路來經由第二通路供應用于冷卻摩擦元件的器件和熱障部兩者。循環(huán)穿過第二通路的流體中的一些具有冷卻與該第二通路相鄰的機械襯墊的功能，以便降低摩擦元件的溫度，因此允許泵在沒有泄漏風險的情況下使用；這接著防止泵送的水與外部環(huán)境接觸。循環(huán)穿過第二通路的流體的另一部分具有形成熱障部的功能，以便保護襯墊(特別是其摩擦元件)免受由泵殼體耗散的熱和由循環(huán)穿過所述泵的熱水引起的熱。
[0008]流體所沿的流動回路有利地使得可能減少構成裝置的構件的數(shù)量。更具體地，與流體回路相關的泵殼體、軸和襯墊的所有布置提供了減少數(shù)量的構件的益處，而同時提供了保護襯墊及其摩擦元件的優(yōu)化器件。
[0009]在一個實施例中，第一室在襯墊與泵殼體之間徑向地延伸，并且在蓋與第四通路之間軸向地延伸。
[0010]在一個實施例中，裝置可包括第二室，其包括在一側的泵殼體與另一側的襯墊之間，并且可在操作狀態(tài)下限定第二熱障部。
[0011]在另一個實施例中，前述第二室被界定:
徑向地由軸和形成在泵殼體中的開孔，
軸向地由襯墊和泵殼體。
[0012]在另一個實施例中，間隙在軸與泵殼體之間縱向地延展，所述間隙周向地延展，并且在操作狀態(tài)下限定第三熱障部。
[0013]在又一個實施例中，泵殼體可包括提供所述第二熱障部與所述第三熱障部之間的連通的第三通路。
[0014]在本發(fā)明的另一個實施例中，第三通路在軸向方向上直接面向靜止面環(huán)的側向部分。
[0015]在另一個實施例中，軸與泵殼體之間的第一通路意圖使流體從泵朝向間隙循環(huán)。
[0016]在一個實施例中，第二通路可包括所述第一室和所述第二室、第四通路、提供第二室與間隙之間的連通的第三通路，以及間隙。
[0017]在又一個實施例中，第二操作狀態(tài)由軸開始旋轉觸發(fā)。
[0018]在本發(fā)明的另一個實施例中，密封裝置還包括連接于第一管道和第二管道的流體冷卻裝置。【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]參考附圖經由完全非限制性的指示，其它特征和優(yōu)點將從下文中給出的描述變得進一步顯而易見，在該附圖中，圖1示出了穿過密封裝置的一個實例的截面的一半。
【具體實施方式】
[0020]兩個密封裝置I設置成防止加壓熱水離開進入外部大氣，而同時不妨礙軸20的旋轉。兩個密封裝置I中的每一個定位在軸20的每個出口處。圖1僅描繪一個裝置I。
[0021]裝置I中的每一個包括:
泵殼體10，其容納加壓熱水和能量回收構件；
支承葉輪的旋轉軸20，該葉輪的葉片將馬達功率給予該熱水，所述軸20在每一側從殼體10顯露以依靠在軸承上；其端部中的一個聯(lián)接于未描繪的驅動系統(tǒng)；軸20的出口由密封裝置I密封；
蓋40，其將機械襯墊70固定于泵，并且更具體地，固定于泵殼體10的內部；其通過固定器件固定于泵殼體10 ；
機械襯墊70，其包括限定摩擦元件的旋轉面環(huán)71和靜止面環(huán)72，其分別構成旋轉部分71和靜止部分72 ；
旋轉面環(huán)71，其與軸20 —起旋轉，并且與靜止面環(huán)72表面對表面接觸；密封出現(xiàn)在這兩個面環(huán)之間的界面處；
靜止面環(huán)72，其保持壓靠旋轉面環(huán)71，可具有僅平移地移動的能力；
旋轉面環(huán)托架，其保持旋轉面環(huán)71 ；
非旋轉面環(huán)托架，其保持靜止面環(huán)72并且允許面環(huán)72以平移移動來移動；
機械襯墊襯套,其連接于軸20 ;該機械襯墊襯套構成與軸20接觸的機械襯墊70的壁，同時對其進行保護。
[0022]密封裝置I意圖定位在旋轉軸20與泵殼體10之間。更具體地，裝置I在泵殼體10外部布置在軸20的出口處，以便防止在泵殼體10中循環(huán)的加壓熱水從所述殼體10流出。此外，密封裝置1、旋轉軸20和泵殼體10以如下方式布置在一起以便不妨礙軸20相對于泵殼體10的旋轉。軸20繞著軸線20a旋轉。
[0023]限定密封器件的機械襯墊70配合于密封裝置I。機械襯墊70包括以不透流體的方式連接于泵殼體10的所述靜止密封面環(huán)72和以不透流體的方式連接于旋轉軸20的所述旋轉密封面環(huán)71。當軸20繞著其軸線20a旋轉時，旋轉面環(huán)71關于環(huán)形摩擦表面抵靠靜止面環(huán)72相擦。靜止面環(huán)72和旋轉面環(huán)71均分別具有:徑向外表面和徑向內表面。徑向外表面的至少一部分與限定交換區(qū)的第一室120連通。限定交換區(qū)的第一室120包括在朝向外部徑向地定向的襯墊70的該部分與泵殼體10之間；該第一室120與由靜止面環(huán)72和旋轉面環(huán)71形成的摩擦元件相鄰。在操作狀態(tài)下，第一室120容納用于冷卻摩擦元件的流體。當回路處于操作狀態(tài)時并且當?shù)谝皇?20容納冷卻流體時，則第一熱障部31在襯墊70與殼體10之間延展,所述第一熱障部由填充有流體的第一室120形成。優(yōu)選地,第一室120在襯墊70與泵殼體10之間徑向地延展，并且在蓋40與第四通路14b之間軸向地延展。
[0024]裝置I可包括用以使靜止面環(huán)72和旋轉面環(huán)71軸向地彼此壓靠的面環(huán)壓器件。這些器件的目的在于保持靜止面環(huán)72與旋轉面環(huán)71之間的接觸。[0025]在本發(fā)明的一個實施例中，蓋40限定罩。根據(jù)該實施例，蓋40布置在泵殼體10與機械襯墊70之間，跨置于泵殼體10和襯墊70。其目的在于將機械襯墊70并入在泵殼體10內并接著使其固定地保持在適當位置。
[0026]在泵殼體10中和在泵殼體10與軸20之間(特別是在襯墊70的區(qū)域中)的管道、通路和導出口的布置具有兩個主要功能:
在泵殼體10與機械襯墊70之間形成熱障部30 ；
冷卻機械襯墊70和更具體地靜止面環(huán)72和旋轉面環(huán)71。
[0027]因此，流體穿過前述管道的循環(huán)基本上針對保護機械襯墊70免受外部傷害(特別是熱的有害影響)以延長其壽命。
[0028]優(yōu)選地，熱障部30由第一熱障部31、第二熱障部32和第三熱障部33構成。
[0029]泵殼體10包括分別與第一管道15和第二管道16連通的第一導出口 12和第二導出口 13。第一導出口 12和第一管道15 —起向熱障部31和摩擦元件71，72供應冷卻的流體，而第二導出口 13和第二管道16 —起除去容納在第三熱障部33中的熱流體。
[0030]根據(jù)未描繪的實施例，借助于蓋40與泵殼體10的適合布置,第一管道15與布置在蓋40中的第三管道連通。該第三管道與第一室120連通。以該方式布置，第一管道15和第三管道向第一室120供應流體，并且這使靜止面環(huán)72和旋轉面環(huán)71浸入流體中用于冷卻的目的。
[0031]第一室120限定襯墊70與殼體10的內壁之間的徑向空間。第二室130限定殼體10與襯墊70之間的軸向空間。如圖1所示，第二室130由軸20和形成在泵殼體10中的開孔徑向地界定；關于所述第二室的第一側的一部分，其由機械襯墊軸向地界定，并且可能由泵殼體10的壁界定，并且關于所述第二室的第二側的一部分，由泵殼體10界定。該第二室130在其第一側包括形成第一室120與第二室130之間的連通的第四通路14b，并且在其第二側包括形成第二室130與間隙140之間的連通的第三通路14a。
[0032]在操作狀態(tài)下，容納在第一室120中的流體因此將在完全或部分地填充由前述第二室限定的第二熱障部32之前流入第四通路14b。圖1向我們示出熱障部31，32在形狀上為大致環(huán)形的。
[0033]第二熱障部32經由布置在泵殼體10中的第三通路14a與第三熱障部33連通。第三通路14a在軸向方向上直接面向靜止面環(huán)72的側向部分；此外，第三通路14a和靜止面環(huán)72的側向部分以第二熱障部32分離。
[0034]第三通路14a與沿軸20周向地延展的間隙140連通。如圖1所描繪，間隙140在泵殼體10與旋轉軸20之間延展。在操作狀態(tài)下，容納在第二熱障部32中的流體因此將經由第三通路14a朝向間隙140循環(huán)，以便確保與第二熱障部32的連續(xù)性，并且防止熱從泵殼體10傳遞至軸20。當填充有流體時，間隙140限定第三熱障部33。
[0035]第二導出口 13布置在泵殼體10中。其在間隙140與泵的外表面之間延展，并且允許熱流體除去至由泵殼體10、襯墊70和軸20以及可能的蓋40形成的機械組件的外部。優(yōu)選地，熱流體排放至熱交換器類型的流體冷卻裝置。
[0036]在一個實施例中，為了向冷卻回路供應流體，使用了旋轉軸20與泵殼體10的開孔之間的第一通路51。更具體地，來自泵的流體可流動至間隙140，所述間隙140和所述第一通路彼此連通。在該實施例中，冷卻回路經由從泵除去的流體供應。因此，裝置I具有兩個狀態(tài):第一關閉狀態(tài)，其中，沒有流體循環(huán)穿過裝置I;以及第二操作狀態(tài)，其中，流體沿著流動回路，穿過:
第一通路51，其用以向回路供應流體，
第二通路，其包括在泵殼體10、襯墊70和軸20之間并且與摩擦元件連通，第二通路接著形成用于冷卻摩擦元件的器件和熱障部30，
第一導出口 12，其用以向第二通路供應冷卻的流體，
第二導出口 13，其用以從第二通路除去熱流體。
[0037]在第一關閉狀態(tài)下，來自泵的水位于所有間隙120，130，140，14a，14b中。在第二操作狀態(tài)下，軸20的旋轉允許供應襯墊70和熱障部31，32，33的回路開始循環(huán)。
[0038]此外，應當強調，來自泵的流體以不需要的方式在軸20與泵殼體10之間在通路51處流動。因此,規(guī)定,通過使該流體流過回路而良好地使用該流體。接著,泵殼體10與軸20之間的泄漏變得有利。
[0039]優(yōu)選地，第二通路包括第一室120、第四通路14b、第二室130、第三通路14a和間隙140。
[0040]在一個實施例中，第二通路可包括(并且該清單不是詳盡的):以流體冷卻摩擦元件并且限定第一熱障部31的第一室120、限定第二熱障部32的第二室130，以及限定第三熱障部33的間隙140。第四通路14b提供第一室120與第二室130之間的連通。第四通路14b提供第一熱障部31與第二熱障部32之間的連通。第三通路14a提供由第二室130限定的第二熱障部32與由間隙140限定的第三熱障部33之間的連通。
【權利要求】
1.一種用于密封發(fā)電站泵的裝置(1)，所述裝置(I)包括: 泵殼體(10)，其包括用于流體通過的第一管道(15)和第二管道(16)； 軸(20)，其包括所述泵殼體(10)附近的用于所述流體的第一通路(51)； 機械襯墊(70)，其安裝在所述軸(20)與所述泵殼體(10)之間，并且包括用于旋轉部分(71)和靜止部分(72)的一起相擦的摩擦元件， 所述裝置(I)具有兩個狀態(tài):第一關閉狀態(tài)，其中，沒有流體循環(huán)穿過所述裝置(I);以及第二操作狀態(tài)，其中，所述流體在流動回路中流動，穿過: 所述第一通路(51)，其用以向所述回路供應流體， 第二通路，其包括在所述泵殼體(10)與所述襯墊(70)之間并且與所述摩擦元件(71，72)連通，所述第二通路接著形成冷卻所述摩擦元件(71，72)的器件和熱障部(30)，所述第一管道(15)，其用以向所述第二通路供應冷卻的流體， 所述第二管道(16)，其用以從所述第二通路除去熱流體。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置(I)，其特征在于，第一室(120)在所述襯墊(70)與所述泵殼體(10)之間徑向地延伸，并且在蓋(40)與第四通路(14b)之間軸向地延伸。
3.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的裝置(I)，其特征在于，包括在一側的所述泵殼體(10)與另一側的所述襯墊(70)之間的第二室(130)在操作狀態(tài)下限定第二熱障部(32)。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置(I)，其特征在于，所述第二室被界定: 徑向地由所述軸(20)和形成在所述泵殼體(10)中的開孔， 軸向地由所述襯墊(70)和所述泵殼體(10)。
5.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的裝置(1)，其特征在于，間隙(140)在所述軸(20)與所述泵殼體(10)之間縱向地延展，所述間隙(140)周向地延展，并且在所述操作狀態(tài)下限定第三熱障部(33)。
6.根據(jù)權利要求4和5所述的裝置(I)，其特征在于，所述泵殼體(10)包括所述泵殼體(10)的開孔的底部(11)處的第三通路(14)，所述第三通路(14)提供所述第二熱障部(32)與所述第三熱障部(33)之間的連通。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置(I)，其特征在于，所述第三通路(14)在軸向方向上直接面向靜止面環(huán)(72)的側向部分。
8.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的裝置(I)，其特征在于，所述軸(20)與所述泵殼體之間的第一通路(51)意圖使所述流體從所述泵朝向所述間隙(140)循環(huán)。
9.根據(jù)權利要求1、2、3和5所述的裝置(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)與所述間隙(140)之間的連通的第三通路(14a)，以及間隙(140)。
10.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述密封裝置還包括連接于第一管道(15)和第二管道(16)的流體冷卻裝置。
【文檔編號】F04D29/08GK103470526SQ201310222946
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權日:2012年6月6日
【發(fā)明者】N.內博特, G.貝考亞爾恩 申請人:阿爾斯通技術有限公司