一种液态金属池式驱动装置密封组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型的液态金属池式驱动装置密封组件，尤其是涉及一种输送高温、高密封要求的液态金属池式驱动装置泵箱密封组件。
【背景技术】
[0002]目前用于液态金属驱动的动力部件主要有机械泵、电磁泵和气举泵。电磁泵无动密封，密封性能高。气举泵采用气体注入，避免了机械过流部件的磨损和腐蚀。但电磁泵和气举泵效率较低，所能提供的流量和压头比较有限，因此一般应用在对泄露、磨损和腐蚀要求较高，对流量和压头要求较低的场合，且运行费用和造价比较高。机械泵可以提供较高的流量和压头，但机械泵因采用动密封，容易产生泄露，若应用在对泄漏较高要求的场合时，须专门设计一套密封装置，其密封装置的设计、制造和运行维护费用较高。
【发明内容】
[0003]本发明涉及的液态金属池式驱动装置密封组件是设计一个池式驱动装置密封组件，把普通立式机械泵通过法兰固定在泵箱上，泵法兰上端部件密闭在一个密封罩内，泵体叶轮和支撑部分浸没在所输送的液态金属内，泵箱内留有一定自由液面，自由液面上部填充微正压惰性保护气体，这样可把密封液态重金属转变为密封微正压保护气体，再把动态密封微正压保护气体转变为静态密封。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种液态金属池式驱动装置密封组件，包括液态金属注入系统、截止阀、泵箱密封组件、排空阀和储藏罐；泵箱密封组件包括泵箱、立式机械泵、密封罩、密封罩端盖、循环冷却水套、冷却水入口、冷却水出口、密封罩连接法兰、泵箱法兰、液态金属入口、排空管、挡流板、泵箱惰性气体入口管、密封罩惰性气体入口管、接线端子。立式机械泵包括轴封组件、泵体、泵入口、泵出口、泵连接法兰。泵箱上面有泵连接法兰，立式机械泵和密封罩安装在泵连接法兰上，立式机械泵位于密封罩内，通过密封罩把立式机械泵的泵连接法兰以上的电机、轴封组件部件密封在密封罩内，把立式机械泵的轴封组件由动密封转变为密封罩上的法兰与泵连接法兰之间的静密封，实现立式机械泵的完全零泄漏。密封罩上端为密封罩端盖，两者靠螺纹和密封垫相连和密封，密封罩端盖上设有接线端子，主要是立式机械泵电源和信号引出线接线端子，接线端子采用火花塞，密封罩圆周方向布置有循环冷却水套，用来冷却密封罩内因电机和轴承产生的热量，保证立式机械泵安全长期稳定运行。
[0005]其中，泵箱密封组件中密封罩为筒式结构，密封罩上端靠密封罩端盖密封，密封罩圆周方向布置有循环冷却水套。
[0006]其中，泵箱密封组件中密封罩端盖上布置有信号引出端子，信号引出端子为火花塞。
[0007]本发明的原理在于:
[0008]一种液态金属池式驱动装置密封组件，包括液态金属注入系统、泵箱、密封罩、立式机械泵、储藏罐。液态金属注入系统连接到泵箱入口，泵箱为开式泵箱，上端为法兰接口，普通立式机械泵通过法兰与泵箱法兰相连接，两个法兰之间设置耐高温O型圈或金属垫进行密封，泵下端泵体部分全部浸泡在所输送的液态金属内，包括叶轮、泵壳、导叶、下端滑动轴承以及部分泵轴，浸泡在液态金属内的滑动轴承利用所输送的液态金属进行冷却和润滑，泵箱内液态金属不完全充满整个泵箱，需要在泵箱法兰至泵箱液面内保留一部分空间，此空间内填充微正压惰性保护气体，一般为氩气，泵轴封设置在泵法兰上端部分，采用普通的易更换的填料密封，利用液态本身的静压力来密封通过叶轮背面向上泄漏的液态金属，泵轴封由密封液态金属转变为密封微正压惰性保护气体，泵连接法兰上端部分全部密闭在一个密封罩内，密封罩通过法兰与泵法兰相连接，两法兰之间采用O型密封圈或金属垫进行密封，密封罩内填充同泵箱内相同的惰性保护气体，其气体压力比泵箱内气体压力稍大，可保证泵箱内保护气体不会通过轴封泄漏到法兰上端，同时把泵的动态密封转变为密封罩的静态密封，保证密封达到零泄漏，密封罩圆周方向布置有环形冷却水套，外接循环冷却水，及时带走密封罩内电机和轴承部件产生的热量，保证液态金属泵稳定可靠运行。
[0009]本发明的优点在于:
[0010](I)本发明把机械泵通过法兰固定在泵箱上，机械泵泵体和叶轮部件浸没在主容器液态金属内，机械泵轴封安装在主容器上端，泵体内不需要安装密封部件，同时避免了叶轮产生气蚀现象。
[0011](2)本发明泵箱内液态金属至主容器顶盖预留一部分空间填充微正压惰性保护气体，把轴封密封液态重金属转变为密封微正压惰性保护气体。
[0012](3)本发明机械泵法兰上端部件密封在一个密封罩内，把密封微正压惰性保护气体的动态密封转变为靠密封罩密封的静态密封。
[0013](4)本发明泵箱内排空管出口高度高于储藏罐最高液面高度，液态金属可以依靠重力排空到储藏罐内，主容器组件排空管下端设置一个电动截止阀，在事故工况时可以自动打开阀门，完成液态金属安全排空。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的一种液态金属池式驱动装置密封组件流程图。
[0015]图2是本发明的一种液态金属池式驱动装置密封组件结构图。
[0016]图1-2中:1.液态金属注入系统，2.截止阀，3.泵箱密封组件，4.泵箱，5.立式机械泵，6.密封罩，7.排空阀，8.储藏罐，9.密封罩端盖，10.循环冷却水套，11.冷却水入口，12.冷却水出口，13.轴封组件，14.密封罩连接法兰，15.泵体，16.泵入口，17.泵出口，
18.泵箱法兰，19.液态金属入口，20.排空管，21.挡流板，22泵箱惰性气体入口管，23.密封罩惰性气体入口管，24.液态金属液位面，25.泵连接法兰，26.接线端子。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图以及具体实施例进一步说明本发明。
[0018]如图1?2所示，液态金属注入系统I通过主管道与泵箱密封组件3相连，液态金属通过注入系统I流入到泵箱密封组件3内，泵箱密封组件3内的立式机械泵5的泵体15部分浸没在泵箱4内的液态金属中，液态金属在立式机械泵5的做功驱动下，通过泵出口 16流入到所需要输送的管道或容器中。泵箱下端通过排空管与储藏罐8相连，泵箱密封组件3与储藏罐之间设有排空阀7，排空阀7 —般为电动截止阀，泵箱密封组件3下端排空管出口高度高于储藏罐最高液面高度，在停机或紧急状态时，电动截止阀7打开，液态金属可以依靠重力自然排空到储藏罐8内，完成液态金属安全排空。
[0019]泵箱密封组件3内有泵箱4，立式机械泵5和密封罩6，泵箱4侧面有液态金属入口 19，挡流板21，下面有排空管20，泵箱4为上端开口结构，上端有泵箱法兰18，泵箱法兰18上连接有泵箱惰性气体入口 22。立式机械泵5通过泵连接法兰14安装在泵箱上，并与泵箱法兰18相连接，立式机械泵5的泵体15部分浸泡在泵箱内的液态金属内，泵箱4内液态金属液位面24到泵箱法兰18预留有一定垂直距离，此空间内填充微正压惰性保护气体，通过泵箱惰性气体入口管22流入到泵箱内，立式机械泵5的轴封组件采用填料密封，立式机械泵5在工作时，泵轴封组件13只需要密封泵箱内的微正压惰性气体，把立式机械泵5中密封液态金属转变为密封微正压惰性保护气体。
[0020]立式机械泵5中的泵连接法兰25以上部件全部密封在密封罩6内，密封罩6通过密封罩法兰14与开有螺纹孔的泵连接法兰25连接，密封罩6内通过密封罩惰性气体入口管引入与泵箱内相同的惰性气体，其压力比泵箱内压力稍高，通过密封罩内的惰性气体密封住泵箱内的惰性气体，把立式机械泵5的轴封组件13由动密封转变为密封罩6上的法兰14与泵连接法兰25之间的静密封，实现立式机械泵的完全零泄漏。
[0021]密封罩6上端为密封罩端盖9，两者靠螺纹和密封垫相连和密封，密封罩端盖9上设有接线端子26，主要是立式机械泵5电源和信号引出线接线端子，接线端子26采用火花塞，密封罩6圆周方向布置有循环冷却水套10，用来冷却密封罩内因电机和轴承产生的热量，保证立式机械泵5安全长期稳定运行。
【主权项】
1.一种液态金属池式驱动装置密封组件，其特征在于:包括液态金属注入系统(1)、截止阀(2)、泵箱密封组件(3)、排空阀(7)和储藏罐(8);泵箱密封组件(3)包括泵箱(4)、立式机械泵(5)、密封罩￠)、密封罩端盖(9)、循环冷却水套(10)、冷却水入口(11)、冷却水出口(12)、密封罩连接法兰(14)、泵箱法兰(18)、液态金属入口(19)、排空管(20)、挡流板(21)、泵箱惰性气体入口管(22)、密封罩惰性气体入口管(23)、接线端子(26);立式机械泵(5)包括轴封组件(13)、泵体(15)、泵入口(16)、泵出口(17)、泵连接法兰(25);泵箱(4)上面有泵连接法兰(25)，立式机械泵(5)和密封罩(6)安装在泵连接法兰(25)上，立式机械泵(5)位于密封罩￠)内，通过密封罩(6)把立式机械泵(5)的泵连接法兰(25)以上的电机、轴封组件(13)部件密封在密封罩内，把立式机械泵(5)的轴封组件(13)由动密封转变为密封罩(6)上的法兰(14)与泵连接法兰(25)之间的静密封，实现立式机械泵的完全零泄漏；密封罩(6)上端为密封罩端盖(9)，两者靠螺纹和密封垫相连和密封，密封罩端盖(9)上设有接线端子(26)，为立式机械泵(5)电源和信号引出线接线端子，接线端子(26)采用火花塞，密封罩￠)圆周方向布置有循环冷却水套(10)，用来冷却密封罩内因电机和轴承产生的热量，保证立式机械泵(5)安全长期稳定运行。
2.如权利要求1所述的液态金属池式驱动装置密封组件，其特征在于:泵箱密封组件(3)中密封罩(6)为筒式结构，密封罩(6)上端靠密封罩端盖(9)密封，密封罩圆周方向布置有循环冷却水套(10)。
3.如权利要求1所述的液态金属池式驱动装置密封组件，其特征在于:泵箱密封组件(3)中密封罩端盖(9)上布置有信号引出端子(26)，信号引出端子(26)为火花塞。
【专利摘要】本发明公开了一种液态金属池式驱动装置密封组件，尤其是涉及一种输送高温、高密封要求的液态金属池式驱动装置泵箱密封组件，把普通立式机械泵通过法兰固定在泵箱上，泵法兰上端所有部件被密闭在一个密封罩内，泵体叶轮和支撑部分浸没在所输送的液态金属内，泵箱内留有一定自由液面，自由液面上部填充微正压惰性保护气体，这样可把密封液态重金属转变为密封保护气体，再把轴封处的动态密封保护气体转变为泵连接法兰之间的静态密封，密封罩端盖上设有电源和信号引出线接线端子，接线端子采用火花塞，密封罩圆周方向布置有循环冷却水套，用来冷却密封罩内因电机和轴承产生的热量，保证立式机械泵安全长期稳定运行。
【IPC分类】F04D29-08
【公开号】CN104696266
【申请号】CN201510067565
【发明人】李小龙, 陈刘利, 黄群英, 朱志强, 马旭丹
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月9日