[发明专利]一种磁流体密封旋转轴贯穿装置

说明书

本发明公开了一种磁流体密封旋转轴贯穿装置，包括作为预埋贯穿件的预埋套管，用于实现旋转轴在预埋套管上可转动连接的轴承、设置于预埋套管与旋转轴之间的密封装置，所述密封装置包括磁流体密封组件，所述磁流体密封组件包括磁极、设置于磁极外侧的静密封圈以及设置在磁极内侧的磁流体，所述磁流体用于实现磁极与旋转轴之间的轴向密封，所述静密封圈用于实现磁极外侧的轴向密封。本贯穿装置具有密封可靠性高、维护频率低的特点。

技术领域

本发明涉及核设施技术领域，特别是涉及一种磁流体密封旋转轴贯穿装置。

背景技术

构筑物上，旋转轴贯穿装置作为各规格旋转轴贯穿热室墙体、手套箱等放射性操作空间压力边界的通道，既要满足相关机械运动要求，保证可靠的密封性能，还要保证在高辐射、高腐蚀等恶劣工况以及地震事故等条件下，仍能维持压力边界的完整性，防止放射性物质外泄。

由于热室是进行高放射性试验和操作的屏蔽小室，它通过热室壳体或屏蔽墙体与周围环境实现隔绝。目前，热室旋转轴通常采用机械密封等方式直接贯穿热室壳体和屏蔽墙体。

进一步优化旋转轴贯穿装置的结构设计，以使得其在被使用过程中具备更好的性能，是本领域技术人员研究的重要方向。

发明内容

针对上述提出的进一步优化旋转轴贯穿装置的结构设计，以使得其在被使用过程中具备更好的性能，是本领域技术人员研究的重要方向的技术问题，本发明提供了一种磁流体密封旋转轴贯穿装置。本贯穿装置具有密封可靠性高、维护频率低的特点。

针对上述问题，本发明提供的一种磁流体密封旋转轴贯穿装置通过以下技术要点来解决问题：一种磁流体密封旋转轴贯穿装置，包括作为预埋贯穿件的预埋套管，用于实现旋转轴在预埋套管上可转动连接的轴承、设置于预埋套管与旋转轴之间的密封装置，所述密封装置包括磁流体密封组件，所述磁流体密封组件包括磁极、设置于磁极外侧的静密封圈以及设置在磁极内侧的磁流体，所述磁流体用于实现磁极与旋转轴之间的轴向密封，所述静密封圈用于实现磁极外侧的轴向密封。

现有技术中，针对旋转轴贯穿热室屏蔽墙体的方式，存在以下缺点：(1)密封性能不可靠。传统机械动密封结构在运行过程中易磨损，动密封材料易老化，密封性能在恶劣环境条件下无法长期保证；(2)需定期维护。传统旋转轴贯穿装置由于存在磨损，需定期进行维护或维修，由于热室内部环境条件特殊，频次过高的维修给热室的运行带来不便和干扰；(3)旋转轴贯穿处的密封性能无法进行监测和检测，若热室不能正常建立负压的运行状态，泄漏点排查难度大；(4)辐射防护不完善。传统旋转轴密封装置在设备贯穿孔道、轴的贯穿位置等处辐射防护不完善，热室外侧存在放射性剂量超标的风险。

本方案针对以上问题，提出了一种可解决所述密封性能不可靠和所需维修频率高问题的贯穿装置。

本方案如在运用于热室的具体运用时，所述预埋套管预埋于热室墙体内，预埋套管的内部空间作为旋转轴穿过热室墙体的通道，所述轴承用于实现旋转轴在预埋套管上的可转动连接，所述磁流体密封组件作为预埋套管轴向密封组件：具体的，磁流体密封组件可设置为包括位于中部的永磁体以及设置在永磁体两端的两个磁极，所述永磁体在两个磁极间产生磁场，使磁流体填充满磁极和旋转轴之间的间隙，从而实现旋转轴和磁流体密封组件间的动密封；针对所述静密封圈，如可采用O形圈实现磁流体密封组件外侧泄漏通道的密封：磁流体密封组件通过O形圈直接与预埋套管密封或与下述筒体内壁密封，由此，基于磁流体密封组件，不仅可保证贯穿装置可靠的密封性能；同时由于避免了如磨损、老化等问题引起的密封失效问题，便于实现其在运行过程中少维护甚至实现免维护，达到利于热室工作连续性、减少故障时间等效果。

更进一步的技术方案为：