[發明專利]一種磁流體密封旋轉軸貫穿裝置

在審

• 申請號: 202010572981.2
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111692336A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 王新宇;周天;王江武;王廣金;陳青;鄭蘭疆
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: F16J15/06
• 分類號: F16J15/06;F16J15/43;F16L5/02;G01M3/26
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 高俊

本發明公開了一種磁流體密封旋轉軸貫穿裝置，包括作為預埋貫穿件的預埋套管，用于實現旋轉軸在預埋套管上可轉動連接的軸承、設置于預埋套管與旋轉軸之間的密封裝置，所述密封裝置包括磁流體密封組件，所述磁流體密封組件包括磁極、設置于磁極外側的靜密封圈以及設置在磁極內側的磁流體，所述磁流體用于實現磁極與旋轉軸之間的軸向密封，所述靜密封圈用于實現磁極外側的軸向密封。本貫穿裝置具有密封可靠性高、維護頻率低的特點。

技術領域

本發明涉及核設施技術領域，特別是涉及一種磁流體密封旋轉軸貫穿裝置。

背景技術

構筑物上，旋轉軸貫穿裝置作為各規格旋轉軸貫穿熱室墻體、手套箱等放射性操作空間壓力邊界的通道，既要滿足相關機械運動要求，保證可靠的密封性能，還要保證在高輻射、高腐蝕等惡劣工況以及地震事故等條件下，仍能維持壓力邊界的完整性，防止放射性物質外泄。

由于熱室是進行高放射性試驗和操作的屏蔽小室，它通過熱室殼體或屏蔽墻體與周圍環境實現隔絕。目前，熱室旋轉軸通常采用機械密封等方式直接貫穿熱室殼體和屏蔽墻體。

進一步優化旋轉軸貫穿裝置的結構設計，以使得其在被使用過程中具備更好的性能，是本領域技術人員研究的重要方向。

發明內容

針對上述提出的進一步優化旋轉軸貫穿裝置的結構設計，以使得其在被使用過程中具備更好的性能，是本領域技術人員研究的重要方向的技術問題，本發明提供了一種磁流體密封旋轉軸貫穿裝置。本貫穿裝置具有密封可靠性高、維護頻率低的特點。

針對上述問題，本發明提供的一種磁流體密封旋轉軸貫穿裝置通過以下技術要點來解決問題：一種磁流體密封旋轉軸貫穿裝置，包括作為預埋貫穿件的預埋套管，用于實現旋轉軸在預埋套管上可轉動連接的軸承、設置于預埋套管與旋轉軸之間的密封裝置，所述密封裝置包括磁流體密封組件，所述磁流體密封組件包括磁極、設置于磁極外側的靜密封圈以及設置在磁極內側的磁流體，所述磁流體用于實現磁極與旋轉軸之間的軸向密封，所述靜密封圈用于實現磁極外側的軸向密封。

現有技術中，針對旋轉軸貫穿熱室屏蔽墻體的方式，存在以下缺點：(1)密封性能不可靠。傳統機械動密封結構在運行過程中易磨損，動密封材料易老化，密封性能在惡劣環境條件下無法長期保證；(2)需定期維護。傳統旋轉軸貫穿裝置由于存在磨損，需定期進行維護或維修，由于熱室內部環境條件特殊，頻次過高的維修給熱室的運行帶來不便和干擾；(3)旋轉軸貫穿處的密封性能無法進行監測和檢測，若熱室不能正常建立負壓的運行狀態，泄漏點排查難度大；(4)輻射防護不完善。傳統旋轉軸密封裝置在設備貫穿孔道、軸的貫穿位置等處輻射防護不完善，熱室外側存在放射性劑量超標的風險。

本方案針對以上問題，提出了一種可解決所述密封性能不可靠和所需維修頻率高問題的貫穿裝置。

本方案如在運用于熱室的具體運用時，所述預埋套管預埋于熱室墻體內，預埋套管的內部空間作為旋轉軸穿過熱室墻體的通道，所述軸承用于實現旋轉軸在預埋套管上的可轉動連接，所述磁流體密封組件作為預埋套管軸向密封組件：具體的，磁流體密封組件可設置為包括位于中部的永磁體以及設置在永磁體兩端的兩個磁極，所述永磁體在兩個磁極間產生磁場，使磁流體填充滿磁極和旋轉軸之間的間隙，從而實現旋轉軸和磁流體密封組件間的動密封；針對所述靜密封圈，如可采用O形圈實現磁流體密封組件外側泄漏通道的密封：磁流體密封組件通過O形圈直接與預埋套管密封或與下述筒體內壁密封，由此，基于磁流體密封組件，不僅可保證貫穿裝置可靠的密封性能；同時由于避免了如磨損、老化等問題引起的密封失效問題，便于實現其在運行過程中少維護甚至實現免維護，達到利于熱室工作連續性、減少故障時間等效果。

更進一步的技術方案為：