高温熔盐泵轴密封装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种高温熔盐泵轴密封装置，包括：沿着一中心轴延伸进入高温熔盐泵的泵罐内的泵主轴；围绕所述泵主轴的至少一部分延伸的屏蔽塞，所述屏蔽塞的远离所述泵罐的上端部与所述泵主轴通过机械密封进行连接，所述屏蔽塞的临近所述泵罐的下端部与所述泵罐连接；所述屏蔽塞与所述泵主轴保持径向间隔开，所述屏蔽塞的内缘与所述泵主轴的轴环面限定一间隙；从屏蔽塞的外缘延伸至所述内缘的吹扫气入口通道与所述间隙相通。本装置实现了高温熔盐泵密封的零泄露，密封件间无摩擦阻力，使用寿命长，防止了泵罐内的熔融氟化盐气体沿着轴环面的泄露，同时防止了润滑油和空气进入泵罐，从而保证了高温熔盐泵的安全可靠的运行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种采用氟化盐作为介质的高温熔盐泵，特别涉及一种高温熔盐泵轴密封装置。
技术介绍
熔盐堆是国际上六个第四代核能系统候选堆型之一，具有中子经济性好、放射性废物少、功率密度高、固有的安全性和防止核扩散等优点。熔盐堆使用高温熔盐作为燃料和冷却剂。熔盐堆的熔盐回路包括燃料盐循环(一回路)和冷却盐循环(二回路)系统，以及发电回路(三回路)。高温熔盐由高温熔盐泵进行驱动，因此高温熔盐泵是回路系统的核心。熔盐堆所采用的高温熔盐泵的结构类型为立式离心机械泵。现有化工熔盐泵结构简单、功能单一，基本都采用硝酸盐作为介质，运行温度在540°C以下；并且由于硝酸盐的自身特性，可以暴露在空气中，因此传统化工熔盐泵对熔盐的密封没有要求。同时，由于硝酸盐较为稳定，即使用于润滑位于中心轴上方的轴承的润滑油沿着轴环面流入泵罐内，也不会发生危险。从理论上来讲，熔盐温度越高，则三回路热交换效率越高。由于氟化盐作为介质时，其运行温度可达550°C至700°C，因而目前趋势是采用氟化盐。氟化盐由于其自身化学特性，在直接接触空气时会产生有毒氟化氢气体，与油接触时会发生爆炸。因此，高温熔盐泵采用氟化盐作为介质时，必须做到泵罐的密封，使罐体内的熔融氟化盐在惰性气体覆盖的环境中循环运行。由于现有技术中并不存在采用氟化盐作介质的高温熔盐泵，而其他盐(例如硝酸盐)作为介质的高温熔盐泵不能做到完全气密封，无法适应本申请的应用环境，因此，急需研制一种能够密封泵轴的高温熔盐泵来满足氟化盐的要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种高温熔盐泵轴密封装置，从而有效防止高温熔盐泵内的熔融氟化盐与空气接触，同时防止轴承润滑油沿轴环面向下流入泵罐。该高温熔盐泵轴密封装置，包括:沿着一中心轴延伸进入高温熔盐泵的泵罐内的泵主轴；围绕所述泵主轴的至少一部分延伸的屏蔽塞，所述屏蔽塞的远离所述泵罐的上端部与所述泵主轴通过机械密封进行连接，所述屏蔽塞的临近所述泵罐的下端部与所述泵罐连接；所述屏蔽塞与所述泵主轴保持径向间隔开，所述屏蔽塞的内缘与所述泵主轴的轴环面限定一间隙；从屏蔽塞的外缘延伸至所述内缘的吹扫气入口通道与所述间隙相通。通过该吹扫气入口通道与间隙相通，工作时只要将惰性气体作为吹扫气体吹入间隙，就可以进行吹扫密封，从而覆盖住泵罐内部的熔融氟化盐，安全可靠。所述屏蔽塞的下端部具有一系列从所述内缘朝向所述泵主轴径向向内延伸的环形迷宫密封齿，从而形成对所述泵主轴的迷宫密封。所述泵罐具有出气口 ；所述吹扫气入口通道、所述间隙、所述泵罐和所述出气口共同形成吹扫气向下气路。所述屏蔽塞的上端部具有平行于所述中心轴延伸的环形凸起，所述环形凸起位于所述机械密封的径向内侧。所述屏蔽塞的上端部具有由L形空腔形成的集油槽，所述集油槽由所述环形凸起、所述机械密封、所述屏蔽塞的上侧壁和所述屏蔽塞的外侧壁共同限定。所述屏蔽塞具有贯穿所述外侧壁延伸的排气通道；所述吹扫气入口通道、所述间隙、所述集油槽和所述排气通道共同形成吹扫气向上气路。所述泵主轴具有径向向外延伸的凸缘，所述凸缘具有面对所述上侧壁的端面。所述端面与所述环形凸起轴向间隔开。所述屏蔽塞的上端部具有另一系列从所述内缘朝向所述泵主轴径向向内延伸的环形迷宫密封齿，从而形成对所述泵主轴的另一迷宫密封。通过迷宫密封和/或另一迷宫密封，本技术的高温熔盐泵轴密封装置防止了泵罐内的熔融氟化盐气体沿着轴环面的泄露，同时防止了空气进入泵罐。另外，本技术的高温熔盐泵轴密封装置通过集油槽收集泄漏的润滑油，并通过吹扫气向上气路迫使集油槽内的润滑油及时排出，从而避免了润滑油沿着轴环面进入泵罐内。更进一步的，本技术的高温熔盐泵轴密封装置采用迷宫密封，密封件间无摩擦阻力，使用寿命长。同时，本技术的高温熔盐泵轴密封装置能在泵工作状态下，实现熔盐与空气的隔离，保证高温熔盐泵安全可靠的运行。通过上述技术方案，本申请提供的高温熔盐泵在轴密封方面实现了零泄漏的密封要求，从而提供了一种新型的高温熔盐泵。附图说明图1示出了根据本技术的高温熔盐泵轴密封装置；图2示出了根据本技术的高温熔盐泵轴密封装置的迷宫密封；图3是图2中的圆圈部分的放大视图。其中:I泵主轴 11中心轴 12轴环面 13端面2屏蔽塞 21内缘 22外缘 23迷宫密封231，232，233，234，235 环形迷宫密封齿231a，231b环形迷宫密封齿231的边24环形凸起 25集油槽 26上侧壁27外侧壁 28排气通道3机械密封4 泵罐5吹扫气入口通道6 间隙。具体实施方式以下结合附图，给出本技术的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本技术的高温熔盐泵轴密封装置的功能、特点。如图1所示，本技术的高温熔盐泵轴密封装置包括泵主轴1、屏蔽塞2、机械密封3和泵罐4。泵主轴I沿着中心轴11延伸，该泵主轴I的一个末端伸入高温熔盐泵的泵罐4内部。泵主轴I的周向外表面此后被称为轴环面12。屏蔽塞2围绕着泵主轴I设置。该屏蔽塞2同样围绕着中心轴11延伸，其位于泵主轴I的径向外侧。该屏蔽塞2的周向内缘21与轴环面12始终保持径向间隔开，从而在该内缘21和轴环面12之间限定一间隙6。为了叙述方便，屏蔽塞2被人为地划分为上端部、中部和下端部，应该理解，该划分并没有明确的限定作用，仅指示出其相对的位置关系。其中，下端部用于指示屏蔽塞2的临近泵罐4的部分，而上端部用于指示远离泵罐4的部分。屏蔽塞2的上端部通过机械密封3与泵主轴I连接。本领域的技术人员公知，机械密封是指用于使待密封端面保持贴合并相对滑动从而防止流体泄漏的装置。应该理解，图1中所示出的机械密封3仅是一种示例而非限制，任何其他的合适的机械密封均可用于本技术中。在本技术的一个优选实施例，泵主轴I具有径向向外延伸的凸缘，该凸缘具有相对屏蔽塞2的端面13，屏蔽塞2的上侧壁26与该端面13相对，机械密封3夹置于端面13与上侧壁26之间。屏蔽塞2的下端部与泵罐4连接。应该理解，任何合适的连接方式都可用于本技术中，例如屏蔽塞2和泵罐4可以分别通过凸缘、螺栓等配合连接。屏蔽塞2的上端部具有平行于中心轴11延伸的环形凸起24，如图1所示，该环形凸起24位于机械密封3的径向内侧。借由该环形凸起24、机械密封3、上侧壁26和屏蔽塞2的外侧壁27，该屏蔽塞2的上端部形成有L形的空腔，该空腔此后被称为集油槽25。从轴承密封系统中泄露出来的润滑油进入该集油槽25后，由于该环形凸起24的作用，润滑油无法越过环形凸起24而进入间隙6中，从而防止润滑油沿着轴环面12进入泵罐4内。该集油槽25具有径向延伸的排气通道28，该排气通道28贯穿该形成集油槽25的外侧壁27，用于泄露油的排放和后处理。在本技术的一个优选实施例中，端面13形成容置环形凸起24的凹槽，该凹槽的底部与该环形凸起24保持轴向间隔开，从而使间隙6与集油槽25保持相通从而形成向上气路。应该理解，端面13上也可以不形成凹槽，附图中所示出的凹凸结合的方式仅使得所形成的结构更为紧凑。屏蔽塞2与泵主轴I之间形成有至少一个迷宫密封。以屏蔽塞2的下端部为例，该屏蔽塞2具有从其内缘21的整个圆周径向向内延伸的一系列的环形迷宫密封齿231，232，233，234，235，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温熔盐泵轴密封装置，包括：沿着一中心轴（11）延伸进入高温熔盐泵的泵罐（4）内的泵主轴（1）；围绕所述泵主轴（1）的至少一部分延伸的屏蔽塞（2），所述屏蔽塞（2）的远离所述泵罐（4）的上端部与所述泵主轴（1）通过机械密封（3）进行连接，所述屏蔽塞（2）的临近所述泵罐（4）的下端部与所述泵罐（4）连接；其特征在于，所述屏蔽塞（2）与所述泵主轴（1）保持径向间隔开，所述屏蔽塞（2）的内缘（21）与所述泵主轴（1）的轴环面（12）限定一间隙（6）；从屏蔽塞（2）的外缘（22）延伸至所述内缘（21）的吹扫气入口通道（5）与所述间隙（6）相通。

【技术特征摘要】
1.一种高温熔盐泵轴密封装置，包括: 沿着一中心轴(11)延伸进入高温熔盐泵的泵罐(4)内的泵主轴(I)； 围绕所述泵主轴(I)的至少一部分延伸的屏蔽塞(2)，所述屏蔽塞(2)的远离所述泵罐(4)的上端部与所述泵主轴(I)通过机械密封(3)进行连接，所述屏蔽塞(2)的临近所述泵罐(4)的下端部与所述泵罐(4)连接； 其特征在于，所述屏蔽塞(2)与所述泵主轴(I)保持径向间隔开，所述屏蔽塞(2)的内缘(21)与所述泵主轴(I)的轴环面(12)限定一间隙(6);从屏蔽塞(2)的外缘(22)延伸至所述内缘(21)的吹扫气入口通道(5)与所述间隙(6)相通。2.根据权利要求1所述的高温熔盐泵轴密封装置，其特征在于，所述屏蔽塞(2)的下端部具有一系列从所述内缘(21)朝向所述泵主轴(I)径向向内延伸的环形迷宫密封齿(231，232，233，234，235)，从而形成对所述泵主轴(I)的迷宫密封(23)。3.根据权利要求1所述的高温熔盐泵轴密封装置，其特征在于，所述泵罐(4)具有出气口 ；所述吹扫气入口通道(5)、所述间隙(6)、所述泵罐(4)和所述出气口共同形成吹扫气向下气路。4.根据权利要求1所述的高温熔盐泵轴密封装置，其特征在于，所述屏蔽塞(2)的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎忠，傅远，谢雷东，唐忠锋，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：