专利名称：核主泵用机械密封试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及核主泵用机械密封试验装置，更具体地说，涉及一种模拟核电站反应堆冷 却剂泵轴密封工作条件进行机械密封性能试验的装置。
背景技术：
机械密封是流体旋转机械中不可缺少的零部件，它的质量和性能直接影响并决定着主机
的工作性能。由于机械密封机理涉及到摩擦学、材料学、流体力学、固体力学、传热学、润
滑理论等多个学科，至今尚未形成完整的设计理论，许多数据依靠试验取得。因此，机械密
封的试验技术相当重要。
核主泵用机械密封是用来控制反应堆冷却剂沿泵轴的泄漏，它是主泵的关键部件，与主
泵的安全、可靠运行密切相关。目前，国际上的核主泵机械密封有两大类， 一类是流体静压
式核主泵机械密封；另一类是流体动压式核主泵机械密封。
就核主泵用机械密封试验装置而言，核主泵用机械密封的生产厂家均根据自身密封产品
特点，建立专门的核主泵机械密封试验装置，或为流体静压式核主泵机械密封试验装置，或
为流体动压式核主泵机械密封试验装置。迄今还未见有关既能模拟流体静压式核主泵用机械
密封试验，又能模拟流体动压式核主泵用机械密封试验，同时还能模拟流体动、静压组合式
核主泵用机械密封试验的装置。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种核主泵机械密封试验装置， 使其既能模拟流体静压式核主泵用机械密封试验，又能模拟流体动压式核主泵用机械密封试 验，同时还能模拟流体动、静压组合式核主泵用机械密封试验。
本发明解决技术问题采用如下技术方案
本发明核主泵用机械密封试验装置的结构特点是采用底部传动的立式结构，由电机驱 动，电机轴和主轴之间通过柔性联轴器联接转速转矩传感器；所述主轴由安装在上机架中的 下支承和上支承支撑，主轴向上伸出，主轴的伸出部分套装试验用轴套，用于安装台架密封 和被试核主泵用机械密封，台架密封设置在下密封腔体的底部，被试核主泵用机械密封设置 在上腔体的顶部，试验用轴套为可更换构件；所述下密封腔体中设置导流套，在下密封腔体 的密封液出口处设置长管节流冷却器和背压阀。
本发明核主泵用机械密封试验装置的结构特点也在于在主轴的顶端，配套设置辅助支承。与已有技术相比，本发明有益效果体现在
1、 本发明被试核主泵用机械密封可以为单极或多级，密封的结构形式可以为流体静压 式、流体动压式、或为流体动压和流体静压的组合式结构。
2、 本发明采用底部传动的立式结构，便于被试核主泵用机械密封的安装和拆卸。
4、 本发明的试验用轴套可以更换，以满足不同尺寸的机械密封试验要求。
5、 本发明的密封液出口设置长管节流冷却器，既能通过背压阀形成稳定压差，又能控 制出水流量，同时进行冷却。
6、 本发明主轴顶端配套设置有辅助轴承，可使试验轴系的临界转速更高。
7、 本发明在试验用轴套上同时布置被试核主泵用机械密封和台架密封可以有效地消除 轴向力。
8、 本发明同样适用于类似工况的高参数机械密封的性能试验。
图1为本发明试验装置的结构示意图。
图中标号Al试验装置下端、A2试验装置上端、8主轴、9上机架。 图2为本发明试验装置上端部分结构简图。
图中标号8主轴、9上机架、IO上支承、ll背压阀、12长管节流冷却器、13密封液 出口、 14台架密封、15下密封腔体、16上密封腔体、17泄漏口、 18试验用轴套、19辅助 支承、20锁紧螺母、21键、22被试核主泵用机械密封、23温度传感器接口、 24密封液进 口、 25导流套、26接漏盘。
图3为本发明试验装置下端部分结构简图。
图中标号1电动机、2机座、3定位板、4联轴器、5转速转矩传感器、6下机架、7 下支承、8主轴、9上机架。
以下通过具体实施方式
，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施例方式
参见图l、图2和图3，本实施例采用底部传动的立式结构，可用电机l直联驱动，或 者用带传动方式进行驱动，通过变频器实现无极调速，用柔性联轴器4连接转速转矩传感器 5和主轴8。主轴8由安装在上机架9上的下支承7和上支承10支撑，并在主轴8顶端配套 设置辅助支承19。在主轴8的试验端上设有可变直径的试验用轴套18，试验用轴套18与主 轴8通过键21连接传动，并在主轴8的上端用锁紧螺母20压紧，并进行轴向定位。
试验机架采用分段式的圆台型结构，由上机架9和下机架6组成，下机架6固定安置在机座2上，上机架9为双支点机架，用于安放下支承7和上支承10。
密封腔体由上密封腔体16和下密封腔体15组成，在下密封腔体15上分别设置有密封 液进口 24、密封液出口 13、温度传感器接口 23;在上密封腔体16上分别设置有泄漏口 17 和导流套25;在密封腔体的下部设有接漏盘26，密封液出口 13设置长管节流冷却器12和 背压阀ll。
下密封腔体15内装有与被试核主泵用机械密封22配做的密封台架密封14,以消除轴 向力。
密封腔体安装的被试核主泵用机械密封可为单极或多级密封，其结构型式可为流体静 压式、流体动压式，或为流体动压和流体静压的组合式。
本发明试验装置的主要参数设计压力19.5MPa;温度0 80。C;转速(M500r/min。 试验时，通过下密封腔体15的密封液进口24注入高压水， 一部分水经由被试核主泵用 机械密封22和台架密封14泄漏，另一部分水由密封液出口 13流出，经长管节流冷却器12 节流和背压阀11调节后形成稳定压差，并控制出水流量，冷却后流至水箱。通过配置的密 封试验系统，确保能进行流体静压式或流体动压式，或流体动、静压组合式核主泵用机械密 封的模拟试验。
权利要求
1、核主泵用机械密封试验装置，其特征是采用底部传动的立式结构，由电机(1)驱动，电机轴和主轴(8)之间通过柔性联轴器(4)联接转速转矩传感器(5)；所述主轴(8)由安装在上机架(9)中的下支承(7)和上支承(10)支撑，主轴(8)向上伸出，主轴(8)的伸出部分套装试验用轴套(18)，用于安装台架密封(14)和被试核主泵用机械密封(22)，台架密封(14)设置在下密封腔体(15)的底部，被试核主泵用机械密封(22)设置在上腔体(16)的顶部，试验用轴套(18)为可更换构件；所述下密封腔体(15)中设置导流套(25)，在下密封腔体(15)的密封液出口处设置长管节流冷却器(12)和背压阀(11)。
2、 根据权利要求1所述的核主泵用机械密封试验装置，其特征是在所述主轴(8)的顶端，配套设置辅助支承(19)。
全文摘要
核主泵用机械密封试验装置，其特征是采用底部传动的立式结构，由电机驱动，电机轴和主轴之间通过柔性联轴器联接转速转矩传感器；主轴由安装在上机架中的下支承和上支承支撑，主轴向上伸出，主轴的伸出部分套装试验用轴套，用于安装台架密封和被试核主泵用机械密封，台架密封设置在下密封腔体的底部，被试核主泵用机械密封设置在上腔体的顶部，试验用轴套为可更换构件；下密封腔体中设置导流套，在下密封腔体的密封液出口处设置长管节流冷却器和背压阀；在所述主轴的顶端，配套设置辅助支承。本发明既能模拟核主泵用流体静压式机械密封试验，又能模拟核主泵用流体动压式机械密封试验，同时还能模拟核主泵用流体静、动压组合式机械密封试验。
文档编号F04B51/00GK101649833SQ20091014487
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者丁思云, 吴兆山, 姚黎明, 香 李, 鲲 李, 杨博峰, 沈宗沼, 蔡粤华, 郑国运, 陈学东 申请人:合肥通用机械研究院