一種適用于核反應(yīng)堆主泵密封的磁性液體與機(jī)械密封組合密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于本發(fā)明屬于機(jī)械工程密封技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于核反應(yīng)堆主栗密封。
【背景技術(shù)】
[0002]核電正在世界范圍內(nèi)迎來(lái)新一輪的高速發(fā)展，在控制溫室氣體排放發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的大趨勢(shì)下，我國(guó)也正在大力推進(jìn)核電建設(shè)，核電已經(jīng)成為國(guó)家發(fā)展規(guī)劃中低碳能源供應(yīng)的重要支柱。核反應(yīng)堆進(jìn)行循環(huán)的冷卻劑常常具有高溫高壓強(qiáng)放射性等特點(diǎn)，必需嚴(yán)格控制冷卻劑的泄漏，其中最關(guān)鍵的是核反應(yīng)堆主栗的密封。機(jī)械密封是一種廣泛應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)密封，具有工作穩(wěn)定、耐壓能力強(qiáng)、適用范圍廣等特點(diǎn)，但是在啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)因?yàn)槎嗣骈g油膜分布不均勻，會(huì)產(chǎn)生少量泄漏。目前核反應(yīng)堆主栗密封主要采用多級(jí)機(jī)械密封減少泄漏量，但仍然會(huì)產(chǎn)生一定量的泄漏，由于泄漏的冷卻劑具有放射性會(huì)對(duì)工作人員身體造成嚴(yán)重傷害，所以需要發(fā)明一種可應(yīng)用于核反應(yīng)堆主栗的零泄漏密封。磁性液體密封是一種新型密封，其具有嚴(yán)密的密封性、不可測(cè)量的泄漏率、長(zhǎng)壽命、可靠性高、沒(méi)有污染等特點(diǎn)；磁性液體密封即使在中斷運(yùn)行時(shí)，也不像彈性密封在停機(jī)期間受增速和弛豫的影響發(fā)生泄漏，磁性液體密封在很多行業(yè)發(fā)揮著重要的不可替代的作用。采用機(jī)械密封和磁性液體密封的組合，可以結(jié)合機(jī)械密封和磁性液體密封的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)核反應(yīng)堆主栗密封的零泄漏。目前磁性液體密封多采用軸向密封結(jié)構(gòu)，端面磁液體性密封由于磁路難以設(shè)計(jì)并且磁性液體磁化強(qiáng)度較低使得密封耐壓能力較差。專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01410022967.X的名為一種用于密封液體的磁性液體密封裝置的專(zhuān)利給出了一種在機(jī)械密封端面上應(yīng)用的磁性液體密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中磁性液體密封采用了類(lèi)似軸向磁性液體密封的密封結(jié)構(gòu)，但是由于端面內(nèi)空間有限，磁鐵的體積比軸向磁流體軸封小得多，并且極靴的寬度很窄使得密封的級(jí)數(shù)很少，磁性液體磁化強(qiáng)度和極靴級(jí)數(shù)直接影響磁性液體密封的耐壓能力，因此這種密封結(jié)構(gòu)只具有很低的密封耐壓能力；本專(zhuān)利提出的結(jié)構(gòu)與其區(qū)別在于，本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種全新的磁性液體密封磁路形式，磁路由靜環(huán)內(nèi)永磁體、極靴、磁性液體和永磁動(dòng)環(huán)構(gòu)成，這種沿軸向分布的磁路只采用一片極靴，增加了密封的級(jí)數(shù)，與磁路接觸的其他結(jié)構(gòu)全部用非導(dǎo)磁材料制作，使得磁路內(nèi)磁場(chǎng)高度集中且均勻性高，可以使磁性液體達(dá)到飽和磁化強(qiáng)度，大大增強(qiáng)了磁性液體密封的耐壓能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:
[0004]解決核反應(yīng)堆主栗密封難以達(dá)到零泄漏問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案:
[0006]—種適用于核反應(yīng)堆主栗密封的磁性液體與機(jī)械密封組合密封裝置，其特征在于:
[0007]該裝置包括驅(qū)動(dòng)環(huán)、螺釘、限位、骨架油封、壓蓋、導(dǎo)流套、密封圈、密封座、彈簧、螺釘、推環(huán)、靜環(huán)密封圈、復(fù)合靜環(huán)、永磁動(dòng)環(huán)、動(dòng)環(huán)密封圈、軸套、環(huán)形永磁體、極靴、磁性液體；
[0008]復(fù)合靜環(huán)端面上開(kāi)一定深度的環(huán)形溝槽，內(nèi)部依次嵌入環(huán)形永磁體、極靴，并在極靴的極齒上注入一定量磁性液體；
[0009]永磁動(dòng)環(huán)與軸套之間用動(dòng)環(huán)密封圈密封，復(fù)合靜環(huán)與密封座之間用靜環(huán)密封圈密封；
[0010]永磁動(dòng)環(huán)與復(fù)合靜環(huán)之間通過(guò)彈簧預(yù)緊力壓緊貼合且永磁動(dòng)環(huán)磁極方向與復(fù)合靜環(huán)內(nèi)嵌入環(huán)形永磁體磁極方向相反；
[0011]密封座、復(fù)合靜環(huán)均采用非導(dǎo)磁合金材料制作；永磁動(dòng)環(huán)和環(huán)形永磁體均采用高磁能積永磁材料制作；永磁動(dòng)環(huán)和環(huán)形永磁體均采用軸向充磁；
[0012]該裝置所用磁性液體應(yīng)選用耐輻射且可以在較高溫度下使用的磁性液體類(lèi)型；
[0013]極靴端面上開(kāi)有矩形截面形狀的極齒，在復(fù)合靜環(huán)(13)與永磁動(dòng)環(huán)(14)端面接觸時(shí)極齒與動(dòng)環(huán)的間隙為0.1mm。
[0014]本發(fā)明所具有的有益效果:
[0015]本發(fā)明采用機(jī)械密封和磁性液體密封的組合，可以結(jié)合機(jī)械密封和磁性液體密封的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)核反應(yīng)堆主栗密封的零泄漏。當(dāng)該組合密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用于核反應(yīng)堆主栗密封時(shí)，在主栗平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)靜環(huán)和動(dòng)環(huán)在彈簧壓力下緊密貼合且潤(rùn)滑膜穩(wěn)定，機(jī)械密封發(fā)揮主要作用，當(dāng)主栗進(jìn)行停車(chē)或啟動(dòng)時(shí)，機(jī)械密封端面的潤(rùn)滑膜發(fā)生破壞，磁性液體在磁路中形成液體密封圈保證放射性介質(zhì)不發(fā)生泄漏。目前磁性液體密封多采用軸向密封結(jié)構(gòu)，端面磁性密封由于磁路難以設(shè)計(jì)并且磁性液體磁化強(qiáng)度較低使得密封耐壓能力較差。專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01410022967.X的名為一種用于密封液體的磁性液體密封裝置的專(zhuān)利給出了一種在機(jī)械密封端面上應(yīng)用的磁性液體密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中磁性液體密封采用了類(lèi)似軸向磁性液體密封的密封結(jié)構(gòu)，但是由于端面內(nèi)空間有限，磁鐵的體積比軸向磁流體軸封小得多，并且極靴的寬度很窄使得密封的級(jí)數(shù)很少，磁性液體磁化強(qiáng)度和極靴級(jí)數(shù)直接影響磁性液體密封的耐壓能力，因此這種密封結(jié)構(gòu)只具有很低的密封耐壓能力；本專(zhuān)利提出的結(jié)構(gòu)與其區(qū)別在于，本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種全新的磁性液體密封磁路形式，磁路由靜環(huán)內(nèi)永磁體、極靴、磁性液體和永磁動(dòng)環(huán)構(gòu)成，這種沿軸向分布的磁路只采用一片極靴，增加了密封的級(jí)數(shù)，與磁路接觸的其他結(jié)構(gòu)全部用非導(dǎo)磁材料制作，使得磁路內(nèi)磁場(chǎng)高度集中且均勻性高，可以使磁性液體達(dá)到完全飽和，大大增強(qiáng)了磁性液體密封的耐壓能力。該裝置可以有效提高磁性液體密封的耐壓能力，彌補(bǔ)了機(jī)械密封的缺點(diǎn)，成功的解決了核反應(yīng)堆主栗的零泄漏密封關(guān)鍵問(wèn)題，該發(fā)明打破了國(guó)外的技術(shù)封鎖，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，增強(qiáng)了我國(guó)抵御國(guó)外技術(shù)封鎖的能力和提高我國(guó)國(guó)防工業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力，市場(chǎng)前景非常廣闊，將會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)該發(fā)明作為機(jī)械密封和磁性液體密封的組合密封對(duì)其他組合式密封設(shè)計(jì)具有重要借鑒意義。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1 一種適用于核反應(yīng)堆主栗密封的磁性液體與機(jī)械密封組合密封裝置裝配圖。
[0017]圖2磁性液體密封部分局部放大圖。
[0018]圖中:動(dòng)環(huán)⑴、螺釘(2)、限位環(huán)(3)、骨架油封⑷、壓蓋(5)、導(dǎo)流套(6)、密封圈(7)、密封座(8)、彈簧(9)、螺釘(10)、推環(huán)(11)、靜環(huán)密封圈(12)、復(fù)合靜環(huán)(13)、永磁動(dòng)環(huán)(14)、動(dòng)環(huán)密封圈(15)、軸套(16)、環(huán)形永磁體(17)、極靴(18)、磁性液體(19);
[0019]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]復(fù)合靜環(huán)(13)端面上開(kāi)一定深度的環(huán)形溝槽，內(nèi)部依次嵌入環(huán)形永磁體(17)、極靴(18)，并在極靴(18)的極齒上注入一定量磁性液體(19);
[0021]永磁動(dòng)環(huán)(14)與軸套(16)之間用動(dòng)環(huán)密封圈(15)密封，復(fù)合靜環(huán)(13)與密封座(8)之間用靜環(huán)密封圈(12)密封；
[0022]永磁動(dòng)環(huán)(14)與復(fù)合靜環(huán)(13)之間通過(guò)彈簧(9)預(yù)緊力壓緊貼合且永磁動(dòng)環(huán)
(14)磁極方向與復(fù)合靜環(huán)(13)內(nèi)嵌入環(huán)形永磁體(17)磁極方向相反；
[0023]密封座(8)、復(fù)合靜環(huán)(13)均采用非導(dǎo)磁合金材料制作；永磁動(dòng)環(huán)(14)和環(huán)形永磁體(17)均采用高磁能積永磁材料制作；永磁動(dòng)環(huán)和環(huán)形永磁體均采用軸向充磁；
[0024]磁性液體(19)選用耐輻射且可以在較高溫度下使用的磁性液體類(lèi)型；
[0025]極靴(18)端面上開(kāi)有矩形截面形狀的極齒，在復(fù)合靜環(huán)(13)與永磁動(dòng)環(huán)(14)端面接觸時(shí)極齒與動(dòng)環(huán)的間隙為0.1_。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于核反應(yīng)堆主栗密封的磁性液體與機(jī)械密封組合密封裝置，其特征在于: 該裝置包括驅(qū)動(dòng)環(huán)(1)、螺釘(2)、限位環(huán)(3)、骨架油封(4)、壓蓋(5)、導(dǎo)流套(6)、密封圈(7)、密封座(8)、彈簧(9)、螺釘(10)、推環(huán)(11)、靜環(huán)密封圈(12)、復(fù)合靜環(huán)(13)、永磁動(dòng)環(huán)(14)、動(dòng)環(huán)密封圈(15)、軸套(16)、環(huán)形永磁體(17)、極靴(18)、磁性液體(19); 復(fù)合靜環(huán)(13)端面上開(kāi)一定深度的環(huán)形溝槽，內(nèi)部依次嵌入環(huán)形永磁體(17)、極靴(18)，并在極靴(18)的極齒上注入一定量磁性液體(19)； 永磁動(dòng)環(huán)(14)與軸套(16)之間用動(dòng)環(huán)密封圈(15)密封，復(fù)合靜環(huán)(13)與密封座(8)之間用靜環(huán)密封圈(12)密封； 永磁動(dòng)環(huán)(14)與復(fù)合靜環(huán)(13)之間通過(guò)彈簧(9)預(yù)緊力壓緊貼合且永磁動(dòng)環(huán)(14)磁極方向與復(fù)合靜環(huán)(13)內(nèi)嵌入環(huán)形永磁體(17)磁極方向相反。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于核反應(yīng)堆主栗密封的磁性液體與機(jī)械密封組合裝置，其特征在于:密封座⑶、復(fù)合靜環(huán)(13)均采用非導(dǎo)磁合金材料制作；永磁動(dòng)環(huán)(14)和環(huán)形永磁體(17)均采用高磁能積永磁材料制作；永磁動(dòng)環(huán)和環(huán)形永磁體均采用軸向充磁。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于核反應(yīng)堆主栗密封的磁性液體與機(jī)械密封組合裝置:磁性液體(19)選用耐輻射且可以在較高溫度下使用的磁性液體類(lèi)型。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于核反應(yīng)堆主栗密封的磁性液體與機(jī)械密封組合裝置:極靴(18)端面上開(kāi)有矩形截面形狀的極齒，在復(fù)合靜環(huán)(13)與永磁動(dòng)環(huán)(14)端面接觸時(shí)極齒與動(dòng)環(huán)的間隙為0.1_。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于核反應(yīng)堆主泵密封的磁性液體與機(jī)械密封組合密封裝置，本發(fā)明屬于機(jī)械工程密封技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于核反應(yīng)堆主泵密封。本發(fā)明解決了核反應(yīng)堆主泵密封難以達(dá)到零泄漏的問(wèn)題，通過(guò)將磁性液體密封與機(jī)械密封有機(jī)結(jié)合，提出了一種適用于核反應(yīng)堆主泵密封的磁性液體與機(jī)械密封零泄漏組合密封裝置，該發(fā)明打破了國(guó)外的技術(shù)封鎖，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，增強(qiáng)了我國(guó)抵御國(guó)外技術(shù)封鎖的能力和提高我國(guó)國(guó)防工業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力，市場(chǎng)前景非常廣闊，將會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類(lèi)】F16J15/43, F16J15/34
【公開(kāi)號(hào)】CN105387213
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511020930
【發(fā)明人】李德才, 李振坤, 王智森
【申請(qǐng)人】北京交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日