一种高温熔盐泵用螺母防松结构及其安装方法与流程

1.本发明属于高温熔盐泵技术领域，具体涉及一种高温熔盐泵用螺母防松结构及其安装方法。


背景技术：

2.随着工业时代的快速发展，解决螺纹连接结构松动问题已成为工作中的重要问题之一。目前常用的防松方法有加弹簧垫圈、止动垫圈、尼龙嵌件螺钉或自攻螺钉胶等等，但在光热发电环境温度280℃～560℃的，且熔盐密度为1.7～2.0t/m3的工况下，长轴熔盐泵需要向下伸入高温熔盐罐内，并有一部分的长轴熔盐泵浸在熔盐中，长轴熔盐泵在该工况下日进夜输24小时不间断工作时，工作中熔盐泵外部熔盐流动所产生的振动、液流的冲击、介质冷热交变以及固定材料的自身高温蠕变等都会对熔盐泵泵体连接处的螺母螺栓结构造成影响，会导致螺母松动。又因为熔盐泵是通过内部螺旋轴将熔盐泵出的，正常运转时转速较大，一旦螺母松动则会加剧对泵体连接处的磨损。另外，熔盐泵的液下深度在20多米难以维修，所以易导致现有的防松方法在高温熔盐泵实际运行工况下难以实现其防松的功能。
3.另一方面，由于熔盐泵泵体连接处的法兰、螺母、螺栓等在温度超过250℃时会产生膨胀，而各金属工件的膨胀系数不同，也会因锁紧结构失效导致法兰松动。一般工况下，对于上述问题的处理方法，一般为冷态工况下进行一次锁紧后，继续在250℃热态工况下进行二次锁紧，以巩固螺母和螺栓的锁紧结构；但在熔盐泵的工况下，熔盐泵液下深度在20多米，且处于高温封闭环境，无法进行二次锁紧因此进行二次锁紧的难度较大。
4.在上述工况下，熔盐泵泵体连接处的螺栓螺母一旦松动，不仅影响泵的安全运行，还会影响罐体的安全，从而导致熔盐泄露，引发事故。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种高温熔盐泵用螺母防松结构及其安装方法，以解决长轴熔盐泵泵体连接处的螺母松动问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高温熔盐泵用螺母防松结构，包括：两个连接件，且各连接件上设置有若干用于对接的固定孔；双头螺栓，穿设在对接后的固定孔内，且外露于固定孔的两个端部设置有外螺纹；防逆转预紧力垫片，套设在双头螺栓的相应外露端部上；爆炸复合螺母，与双头螺栓的相应外露端部螺纹配合，且将防逆转预紧力垫片锁紧在相应连接件上，其中所述爆炸复合螺母包括沿轴线方向通过爆炸复合层叠的软金属层和硬金属层，且硬金属层与防逆转预紧力垫片相抵；所述硬金属层设置有与双头螺栓匹配的螺纹孔；所述软金属层设置有与螺纹孔同轴的咬合孔；所述咬合孔适于被双头螺栓的外螺纹破坏后，与双头螺栓锁死。
7.进一步的，所述防逆转预紧力垫片包括：抵紧部，紧靠在相应连接件；弹性部，由抵紧部向爆炸复合螺母凸起形成，且其中部开设有螺栓孔；其中所述弹性部位于螺栓孔的外
周开设有若干小孔；以及所述硬金属层上朝向弹性部分布有若干用于嵌入相应小孔的凸点。
8.进一步的，所述弹性部呈圆台形，且小径端朝向爆炸复合螺母，大径端与抵紧部连接。
9.进一步的，所述抵紧部由弹性部的大径端向外周延伸形成，且与连接件表面为面接触。
10.进一步的，所述防逆转预紧力垫片还包括：由抵紧部向外延伸的待折弯部；当防逆转预紧力垫片的抵紧部抵紧连接件时，所述待折弯部适于弯折后贴紧连接件的外侧表面。
11.进一步的，所述高温熔盐泵用螺母放松结构还包括一对预拉伸组件，分别设置在双头螺栓外露于固定孔的两个端部，且锁紧于相应的连接件，用于在安装防逆转预紧力垫片前，对双头螺栓进行预拉伸。
12.进一步的，所述预拉伸组件包括：楔形螺母，与双头螺栓螺纹配合，其外周面为楔形面，且小径端朝向连接件；楔形座，其一端抵于连接件上，另一端设置有与楔形螺母的楔形面配合的楔形开口。
13.进一步的，还包括旋紧于爆炸复合螺母外侧的外螺母。
14.本发明还提供了一种高温熔盐泵用螺母防松结构的安装方法，包括：首先，将双头螺栓穿设在两个连接件对接后的固定孔内，且两个端部外露于固定孔；其次，将防逆转预紧力垫片套设在双头螺栓的相应外露端部上；最后，将爆炸复合螺母拧紧在双头螺栓的相应外露端部，以将防逆转预紧力垫片锁紧在相应连接件上。
15.进一步的，在将防逆转预紧力垫片套设在双头螺栓的相应外露端部上之前，先对双头螺栓进行预拉伸。
16.本发明的有益效果是，本发明的高温熔盐泵用螺母防松结构，通过将爆炸复合螺母与双头螺栓的相应外露端部螺纹配合，并将防逆转预紧力垫片锁紧在相应连接件上，通过爆炸复合螺母中摩擦阻力大且黏性强的软金属与配合的螺栓的螺牙一次性锁死，以实现防止熔盐泵泵体连接处螺母松动的作用。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明的一种长轴泵的示意图；
21.图2是图1中a处的放大示意图；
22.图3是本发明的爆炸复合螺母的示意图；
23.图4是本发明的防逆转预紧力垫片的俯视图；
24.图5是图4沿b-b方向的剖面图；
25.图6是本发明的防逆转预紧力垫片弯折后的立体图。
26.图中：
27.连接件1、固定孔11、双头螺栓2、防逆转预紧力垫片3、弹性部31、小孔311、抵紧部32、待折弯部33、爆炸复合螺母4、软金属层41、硬金属层42、凸点421、预拉伸组件5、楔形螺母51、楔形座52。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例
30.如图2和图3所示，本实施例提供了一种高温熔盐泵用螺母防松结构，包括：两个连接件1，且各连接件1上设置有若干用于对接的固定孔11；双头螺栓2，穿设在对接后的固定孔11内，且外露于固定孔11的两个端部设置有外螺纹；防逆转预紧力垫片3，套设在双头螺栓2的相应外露端部上；爆炸复合螺母4，与双头螺栓2的相应外露端部螺纹配合，且将防逆转预紧力垫片3锁紧在相应连接件1上，所述爆炸复合螺母4包括沿轴线方向通过爆炸复合层叠的软金属层41和硬金属层42，且硬金属层42与防逆转预紧力垫片3相抵；所述硬金属层42设置有与双头螺栓2匹配的螺纹孔；所述软金属层41设置有与螺纹孔同轴的咬合孔；所述咬合孔适于被双头螺栓2的外螺纹破坏后，与双头螺栓2锁死。
31.在本实施例中，通过将爆炸复合螺母4与双头螺栓2的相应外露端部螺纹配合，并将防逆转预紧力垫片3锁紧在相应连接件1上，通过爆炸复合螺母4中摩擦阻力大且黏性强的软金属与配合的螺栓的螺牙一次性锁死，以实现防止熔盐泵泵体连接处螺母松动的作用。
32.在本实施方式中，所述连接件1可以但不限于是法兰。
33.作为爆炸复合螺母4的一种优选实施方式，所述双头螺栓2的外螺纹的最小直径为d1，最大直径为d2；所述硬金属层42的内螺纹的最小直径为d1，最大直径为d2；所述软金属层41的咬合孔直径可以为d3；其满足d1《d3《d2。所述咬合孔可以是通孔，也可以是锥形孔，其开孔中必须有一段的内径小于双头螺栓2的外螺纹的最小直径为d1，以实现与双头螺栓2锁死。
34.在本实施方式中，硬金属层42不易形变，用于抵紧防逆转预紧力垫片3；软金属层41质软，因此，软金属层41内侧开孔处不设螺纹，且孔径略小于双头螺栓2外螺纹的最小直径，因为软金属的摩擦阻力大且黏性强，所以在爆炸复合螺母4在双头螺栓2上旋紧后，可以利用软金属层41的咬合性让爆炸复合螺母软金属部分与配合的螺栓的螺牙一次性锁死，无需在例如250℃时，进行二次紧固操作。
35.如图4和图5所示，在本实施例中，作为防逆转预紧力垫片3的一种优选实施方式，所述防逆转预紧力垫片3包括：抵紧部32，紧靠在相应连接件1；弹性部31，由抵紧部32向爆
炸复合螺母4凸起形成，且其中部开设有螺栓孔；其中所述弹性部31位于螺栓孔的外周开设有若干小孔311；以及所述硬金属层42上朝向弹性部31分布有若干用于嵌入相应小孔311的凸点421。
36.在本实施方式中，通过将爆炸复合螺母4朝向防逆转预紧力垫片3一侧的硬金属层42上的凸点421，嵌合于防逆转预紧力垫片3的弹性部31上的若干小孔311内卡住，以防止爆炸复合螺母4与防逆转预紧力垫片3相对转动。
37.在本实施例中，所述弹性部31呈圆台形，且小径端朝向爆炸复合螺母4，大径端与抵紧部32连接；且所述抵紧部32由弹性部31的大径端向外周延伸形成，且与连接件1表面为面接触。
38.具体的，所述弹性部31呈圆台形，其圆台面外侧与爆炸复合螺母4的硬金属层42外侧相抵，以形成面接触；且抵紧部32与连接件1表面为面接触，结构稳定，可承受的压力较大。
39.在本实施方式中，弹性部31的圆台形结构可以在金属即使发生蠕变时，依然保有弹性，可以适应熔盐泵的工况，有效发挥高温熔盐泵用螺母防松结构的防松作用。
40.如图6所示，在本实施方式中，所述防逆转预紧力垫片3还包括：由抵紧部32向外延伸的待折弯部33；当防逆转预紧力垫片3的抵紧部32抵紧连接件1时，所述待折弯部33适于弯折后贴紧连接件1的外侧表面。
41.在本实施方式中，爆炸复合螺母4通过凸点421、小孔311的配合与防逆转预紧力垫片3固定后，可将待折弯部33弯折后贴紧连接件1的外侧表面，可以防止防逆转预紧力垫片3的转动，从而进一步限制爆炸复合螺母4的转动。
42.在本实施例中，弹性部31的圆台形结构、抵紧部32与连接件1表面为面接触、弹性部31上的若干小孔311的设置、待折弯部33弯折后的固定作用等设计，可以使防松结构耐高密度的熔盐(熔盐密度为1.7～2.0t/m3)冲击，结构稳定。
43.在一些工况中，金属在温度超过250℃时会产生膨胀，而各金属工件的膨胀系数不同，也会因锁紧结构失效导致法兰松动。例如，双头螺栓(2)的膨胀幅度超过法兰时，虽然螺母与螺栓之间是紧固的，但是法兰之间因双头螺栓(2)的长度变长而出现结合不紧。
44.因此，为了进一步避免上述问题的出现，本高温熔盐泵用螺母防松结构还包括：一对预拉伸组件5，分别设置在双头螺栓2外露于固定孔11的两个端部，且抵紧于相应的连接件1，用于在安装防逆转预紧力垫片3前，对双头螺栓2进行预拉伸。
45.在本实施例中，通过一对预拉伸组件5对双头螺栓2进行预拉伸，可以防止其在温度超过一定值例如250℃时，膨胀超过法兰，导致法兰之间松动。
46.作为预拉伸组件5的一种优选实施方式，所述预拉伸组件5可以包括：楔形螺母51，其与双头螺栓2螺纹配合，其外周面为楔形面，且小径端朝向连接件1；楔形座52，其一端抵于连接件1上，另一端设置有与楔形螺母51的楔形面配合的楔形开口。
47.在本实施方式中，所述楔形螺母51通过螺纹连接在双头螺栓2上，其与所述楔形座52在楔形螺母51旋紧时于楔形面处形成对抗，通过对抗产生的相互作用力将双头螺栓2向两侧进行预拉伸后安装防逆转预紧力垫片3和爆炸复合螺母4，可以有效避免各金属工件在工况温度超过250℃时，因膨胀系数不同而导致的锁紧结构失效的情况。
48.在本实施方式中，优选的，所述楔形座52与连接件1可以是一体成型的，也可以是
分体设置的。
49.在本实施方式中，所述楔形螺母51将双头螺栓2进行预拉伸后，其大径端的外侧与配合防逆转预紧力垫片3旋紧后的爆炸复合螺母4的凸点421顶端不接触，以防止楔形螺母51将凸点421顶出所述防逆转预紧力垫片3的弹性部31上的小孔311，造成锁紧结构脱节。
50.在本实施例中，还包括旋紧于爆炸复合螺母4外侧的外螺母；采用双螺母固定，可以起到双重固定的作用。
51.优选的，所述外螺母可以是普通螺母，也可以是不含凸点421的爆炸复合螺母4。
52.在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种高温熔盐泵用螺母防松结构的安装方法，包括：首先，将双头螺栓2穿设在两个连接件1对接后的固定孔11内，且两个端部外露于固定孔；其次，将防逆转预紧力垫片3套设在双头螺栓2的相应外露端部上；最后，将爆炸复合螺母4拧紧在双头螺栓2的相应外露端部，以将防逆转预紧力垫片3锁紧在相应连接件1上。
53.在本实施例中，在将防逆转预紧力垫片3套设在双头螺栓2的相应外露端部上之前，先对双头螺栓2进行预拉伸，可以有效防止熔盐温度到250℃以上时因紧固件材料自身膨胀系数不同而导致的松动。
54.综上所述，高温熔盐泵用螺母防松结构及其安装方法通过将爆炸复合螺母4与双头螺栓2的相应外露端部螺纹配合，并将防逆转预紧力垫片3抵紧在相应连接件1上，通过爆炸复合螺母4中摩擦阻力大且黏性强的软金属与配合的螺栓的螺牙一次性锁死，以实现防止熔盐泵泵体连接处螺母松动的作用。通过将爆炸复合螺母4朝向防逆转预紧力垫片3一侧的硬金属层42上的凸点421，嵌合于防逆转预紧力垫片3的弹性部31上的若干小孔311内卡住，以防止爆炸复合螺母4与防逆转预紧力垫片3相对转动；且弹性部31的圆台形结构可以在金属即使发生蠕变时，依然保有弹性，可以适应熔盐泵的工况，有效发挥高温熔盐泵用螺母防松结构的防松作用。对双头螺栓2预拉伸后安装防逆转预紧力垫片3和爆炸复合螺母4，可以有效避免各金属工件在工况温度超过250℃时，因膨胀系数不同而导致的锁紧结构失效的情况。另外，增设外螺母，以形成双螺母固定，可以起到双重固定的作用。采用高温熔盐泵用螺母防松结构及其安装方法连接的泵体或管体，其紧固效果优越，能够有效提高熔盐泵的安全运行，提高熔盐泵的使用寿命，并防止泵内物质的泄露，从而减少因泵内物质泄漏而引发的事故。
55.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。