專利名稱：一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種核主泵電機定子屏蔽套內高壓無隙塑性變形貼附精密裝配用密封結構，主要用于核主泵定子屏蔽套的裝配密封，屬于核電領域。
背景技術：
核電裝備中核主泵是核電站的“心臟”。第三代非能動性核反應堆，采用的是一種帶屏蔽電機的屏蔽泵，貼附于核主泵屏蔽電機定子內表面的定子屏蔽套用于防止輸送的液體介質浸蝕定子鐵芯和定子繞組。核主泵定子屏蔽套為由耐磨蝕的非磁性金屬哈氏合金Hastelloy C-276經過剪切、滾彎、焊接、脹形和矯形等工序加工而成的薄壁圓筒，其厚度小于0.5mm，但長度達到3m,外徑大于560 mm,屬于典型的大長徑比超薄構件。運用內高壓成型原理可實現定子屏蔽套與定子之間的無隙塑性變形貼附，然而需要設計一種可靠的密封方式。內高壓成型工藝廣泛應用于汽車零件成型，這種工藝主要針對小直徑、大壁厚的零件，密封方法較為簡單，而實現大長徑比超薄定子屏蔽套與定子之間內高壓無隙貼附的密封十分困難。按照傳統的密封方式，有兩種方法可實現密封。一種是先將密封環與內支撐組裝，然后依靠外力將定子屏蔽套插到密封環與內支撐環之間，由于屏蔽套很薄很長，容易造成屏蔽套褶皺失效，因而達不到理想的效果。另一種方式是將定子屏蔽套與內支撐組裝好，然后將密封環從端部直接擠入外支撐內壁與定子屏蔽套外壁之間，這樣同樣可能將屏蔽套擠出褶皺而破壞失效。為此課題組發明了一種新型的適合于大長徑比超薄定子屏蔽套內高壓無隙貼附裝配的密封結構，即在兩端采取不同形式的密封結構:下端密封結構和上端密封結構。該密封結構消除了超薄定子屏蔽套在密封過程中容易出現褶皺變形破壞的隱患，降低了對焊接屏蔽套加工精度的要求，可實現屏蔽套軸向補料，控制貼附厚度，結構簡單，實施方便，同時可以實現不同額定壓力下的密封環尺寸的選擇設計，適于薄壁零件內高壓成型密封。
發明內容
本發明的目的是提供一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構，特別是對于大長徑比超薄定子屏蔽套的內高壓無隙貼附裝配的密封。本發明避免了密封過程中因薄壁零件受力而致的褶皺變形破壞，密封結構簡單，安裝方便，而且可以直觀地看出密封效果是否符合要求，可以根據定子屏蔽套的加工情況選擇不同尺寸的密封環，保證了密封的
可靠性。本發明所采用的技術方案是:一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構，由下端密封結構和上端密封結構兩部分組成。所述下端密封結構包括下內支撐導向環、下密封環、下外支撐導向環、壓環、0型密封圈、螺栓、墊圈和墊片，下端蓋通過固定螺栓固定在實驗臺上，將下外支撐導向環放在下端蓋上，下內支撐導向環通過支撐筒安裝在下端蓋上，然后將定子屏蔽套從支撐筒上端套在下內支撐導向環上，將下密封環通過壓環壓入定子屏蔽套外壁與下外支撐導向環內壁形成的間隙內，使厚度大于間隙寬度的下密封環擠入間隙中，形成密封。然后用螺栓將下外支撐導向環、壓環、定子鐵芯模型固定在實驗臺上。所述上端密封結構包括上內支撐導向環、上外支撐導向環、帶有齒的上端蓋、螺栓、墊圈、墊片、上密封環和O型密封圈，在下密封結構安裝完畢后，將上內支撐導向環套入支撐筒上，將上外支撐導向環套入定子屏蔽套外側，然后將上密封環插入定子屏蔽套外壁與上外支撐導向環內壁所形成的間隙內，最后將上端蓋套入支撐筒上，通過擰緊螺栓，使上端蓋上的齒將上密封環壓入間隙中，使其徑向膨脹實現對定子屏蔽套的密封。所述下密封環的材料為聚氨酯，下密封環的厚度要大于定子屏蔽套外壁與下外支撐導向環內壁所形成的間隙，密封環厚度根據定子屏蔽套尺寸加工精度與內壓力大小進行設計。所述上密封環的材料為聚氨酯，上密封環的厚度要小于定子屏蔽套外壁與上外支撐導向環內壁所形成的間隙，但其長度大于定子屏蔽套伸出部分的長度。所述下密封環的截面為楔形，下邊壁厚大小為間隙值，沿軸向方向往上厚度成線性增加。所述下內支撐導向環外壁上端、下外支撐導向環內壁上端、上內支撐導向環外壁下端、上外支撐導向環內壁上端處都有倒角。本發明所達到的有益效果是:這種大長徑比超薄定子屏蔽套內高壓無隙貼附裝配用密封結構在屏蔽構件兩端實行不同的密封方式，即上端密封結構與下端密封結構。下端密封結構允許下內支撐導向環外徑略小于定子屏蔽套內徑，通過下密封環受壓變形膨脹消除屏蔽套內壁與下內支撐導向環外壁之間的間隙，使之緊貼于下內支撐導向環外表面，從而避免了普通密封方式可能造成的薄壁定子屏蔽套在安裝時產生褶皺破壞和材料性能的改變，解決了薄壁定子屏蔽套軸向長距離套裝困難的問題，同時也降低了對定子屏蔽套焊接尺寸精度的要求；此外下端密封時內外支撐之間的間隙暴露在外，增加了裝配過程中密封效果觀察的直觀性和密封的可靠性。上端密封結構通過改變上密封環的高度可實現定子屏蔽套軸向補料，避免了屏蔽套的過度減薄，可實現貼附厚度的控制。由于不需改變其他構件尺寸，只需根據定子屏蔽套的加工尺寸和極限內壓力的要求，即可選擇所用密封環的尺寸，節約了生產成本。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進一步說明
圖1為一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構整體示意圖。圖2為下端密封結構A示意圖。圖3為上端密封結構B示意圖。圖4為下密封環軸向截面圖。圖中:1.螺栓，2.墊圈，3.墊片，4.上端蓋，5.上密封環，6.上外支撐導向環，7.上內支撐導向環，8.0型密封圈，9.排氣口，10.定子鐵芯模型，11.定子屏蔽套，12.支撐筒，13.緊定螺栓，14.下端蓋，15.固定螺栓，16.下外支撐導向環，17.下密封環，18.壓環，19.下內支撐導向環，20.排油口，21.注油口。
具體實施例方式以下結合技術方案以核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附裝配研究為實例來詳細敘述本申請。圖1所示即為核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附裝配用密封結構示意圖。由下端密封結構A和上端密封結構B組成。圖2所示為下端密封結構A局部放大圖，由下內支撐導向環19、下密封環17、下外支撐導向環16、壓環18、0型密封圈8、螺栓1、墊圈2和墊片3組成，下端蓋14通過固定螺栓15固定在實驗臺上，將下外支撐導向環16放在下端蓋14上，下內支撐導向環19通過支撐筒12安裝在下端蓋14上，然后將定子屏蔽套11從支撐筒12上端套在下內支撐導向環19上，將下密封環17通過壓環18壓入定子屏蔽套11外壁與下外支撐導向環16內壁形成的間隙內，使厚度大于間隙寬度的下密封環17擠入間隙中，形成密封。用螺栓I將下外支撐導向環16、壓環18、定子鐵芯模型10固定在實驗臺上。此處聚氨酯密封環軸向截面如圖4所示，右邊直邊代表密封環的內表面，即密封后與定子屏蔽套外壁接觸的表面，其尺寸為:下端6mmX上端8mmX高20mm。圖3所示為上端密封結構B局部放大圖，由上內支撐導向環7、上外支撐導向環6、帶有齒的上端蓋4、螺栓1、墊圈2、墊片3、上密封環5、0型密封圈8組成，在下密封結構安裝完畢后，將上內支撐導向環7套入支撐筒12上，將上外支撐導向環6套入定子屏蔽套11外側，然后將上密封環5插入定子屏蔽套11外壁與上外支撐導向環6內壁所形成的間隙內，最后將上端蓋4套入支撐筒12上，通過擰緊螺栓I，使上端蓋4上的齒將上密封環5壓入間隙中，使其徑向膨脹而實現對定子屏蔽套11的密封。此聚氨酯密封環的尺寸為:厚5.5mm X長20mm。根據對螺栓、定子鐵芯、支撐筒等關鍵零件的承壓能力計算，選用GB6170M16xll0-10.9的上下各12個螺栓組將整個定子組件緊固為一個整體，定子屏蔽套的密封方式為兩端固定，實現核主泵電機定子屏蔽套與定子的內高壓無隙塑性變形貼附裝配與密封。
權利要求
1.一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構，由上端密封結構和下端密封結構兩部分組成，其特征在于:所述下端密封結構包括下內支撐導向環(19)、下密封環(17)、下外支撐導向環(16)、壓環(18)、O型密封圈(8)、螺栓(I)和墊圈(2)，下端蓋(14)通過固定螺栓(15)固定在實驗臺上，將下外支撐導向環(16)放在下端蓋(14)上，下內支撐導向環(19)通過支撐筒(12)安裝在下端蓋(14)上，然后將定子屏蔽套(11)從支撐筒(12)上端套在下內支撐導向環(19)上，將下密封環(17)通過壓環(18)壓入定子屏蔽套(11)外壁與下外支撐導向環(16)內壁形成的間隙內，使厚度大于間隙寬度的下密封環(17)擠入間隙中，形成密封，用螺栓(I)將下外支撐導向環(16)、壓環(18)、定子鐵芯模型(10)固定在實驗臺上；所述上端密封結構包括上內支撐導向環(7)、上外支撐導向環(6)、帶有齒的上端蓋(4)、螺栓(I)、墊圈(2)、墊片(3)、上密封環(5)和O型密封圈(8)，在下密封結構安裝完畢后，將上內支撐導向環(7)套入支撐筒(12)上，將上外支撐導向環(6)套入定子屏蔽套(11)外側，然后將上密封環(5)插入定子屏蔽套(11)外壁與上外支撐導向環(6)內壁所形成的間隙內，最后將上端蓋(4)套入支撐筒(12)上，通過擰緊螺栓(1)，使上端蓋(4)上的齒將上密封環(5 )壓入間隙中，使其徑向膨脹實現密封。
2.根據權利要求1所述的一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構，其特征在于:所述下密封環(17)的材料為聚氨酯，下密封環(17)的厚度要大于定子屏蔽套(11)外壁與下外支撐導向環(16)內壁所形成的間隙。
3.根據權利要求1所述的一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構，其特征在于:所述上密封環(5)的材料為聚氨酯，上密封環(5)的厚度要略小于定子屏蔽套(11)外壁與上外支撐導向環(6)內壁所形成的間隙，但其高度大于定子屏蔽套(11)伸出部分的長度。
4.根據權利要求2所述的一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構，其特征在于:所述下密封環(17)截面為楔形，下端壁厚大小為間隙值，沿軸線方向往上厚度成線性增加。
5.根據權利要求1、2或3所述的一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構，其特征在于:所述下內支撐導向環(19)外壁上端、下外支撐導向環(16)內壁上端、上內支撐導向環(7)外壁下端、上外支撐導向環(6)內壁上端處都有倒角。
全文摘要
一種核主泵定子屏蔽套內高壓無隙貼附用密封結構，主要用于核主泵電機定子屏蔽套內高壓無隙塑性變形貼附裝配的密封，屬于核電領域。定子屏蔽套內高壓無隙貼附裝配用密封結構包括上端密封結構與下端密封結構。下端密封結構為固定密封端，下內支撐導向環外徑稍小于定子屏蔽套內徑，下密封環厚度大于屏蔽套外壁與下外支撐導向環內壁之間的間隙，壓環將下密封環壓入此間隙，依靠下密封環受壓變形膨脹消除屏蔽套內壁與下內支撐導向環外壁之間的間隙，使之緊貼于下內支撐導向環外表面。本發明降低了對焊接屏蔽套尺寸精度的要求；可實現屏蔽套軸向補料,控制貼附厚度；裝配過程中可觀察密封情況，結構簡單，實施方便，密封可靠。
文檔編號H02K5/00GK103095023SQ20131001422
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月16日 優先權日2013年1月16日
發明者蔣瑋, 劉華漢, 許梟 申請人:大連理工大學