核电用屏蔽电机测速装置的制作方法

1.本发明涉及一种核电用屏蔽电机测速装置。


背景技术：

2.随着核电技术不断的应用和发展，屏蔽电机已得到广泛使用。测速装置是此产品的关键部件之一,直接决定产品的可靠性,是影响核电厂安全运行的重要因素之一。屏蔽电机腔体内为反应堆一次水，压力通常为13mpa以上，电机壳及端盖能承受高温高压，是压力边界。定子和转子表面由非导磁性的耐腐蚀金属薄板焊接密封，使定子绕组和转子铁芯与反应堆一次水完全隔开，但转子体浸没在一次水中，没有与外部贯通的转动零部件，是一种绝对无泄漏的结构。屏蔽电机采用专用测速发电机,但其转子需要在电机有限的空间内与旋转部件连接，同时该测速机轴心要保证与电机的旋转中心同轴，对安装有较高的要求,现有专用测速发电机可靠性低,难以满足核电系统的安全性要求。
3.电磁式测量装置属于非接触测量方式，是以电磁等技术为基础，其它领域电机上应用较多。这种装置具有结构简单、体积小、安装空间小和测量可靠性高的优点，但此领域电机还未有应用。如何将这种测量装置应用在核用屏蔽电机上，在保证自身零件可靠性的前提下，当旋转轴旋转时，传感器感应出与转速成比例的频率信号，并能保证安装电机后压力边界的完好性，是应用的关键。


技术实现要素：

4.本发明目的是提供一种核电用屏蔽电机测速装置，易于安装，测量精度好，可靠性高，不需维护保养，成本低。本发明的技术方案为：一种核电用屏蔽电机测速装置，其特征是：测速螺母(5)下半部为螺孔(15),螺孔(15)与轴(7)采用螺纹连接，测速螺母(5)上半部带有第一锁紧用扳手孔(8)，外套(9)内圆比内套(12)外圆小0.05mm，内套(12)与外套(9)长度相同，第一锁紧用扳手孔(8)端平面上带有4个均布孔(13)，每个孔(13)中心位于内套(12)与外套(9)交界面上，磁阻体(10)长度比孔(13)的深度小5mm，磁阻体(10)的外径比孔(13)内径大0.015mm，磁阻体(10)过盈嵌入孔(13)，测速螺母(5)安装在电机轴(7)上，传感器(3)壳体为套管(20)，套管(20)上半部带有第二锁紧用扳手孔(17)，套管(20)外部带有套管螺纹(19)，穿入永磁体(22)的128匝感应线圈(23)位于套管(20)内,永磁体(22)和感应线圈(23)采用高温密封胶(24)密封，传感器(3)的套管(20)采用非导磁不锈钢材质，传感器(3)与测速螺母(5)距离为2mm，传感器(3)安装在电机端盖(1)的螺孔(25)内，端盖平面(26)与传感器法兰端面(18)间安装金属密封垫(4)，信号线(21)接至信号处理器(2)上。
5.测速螺母(5)通过电机轴螺纹(6)安装到电机轴(7)上，传感器(3)与测速螺母(5)距离2mm，电机端盖(1)安装后传感器(3)连接到信号处理器(2)上。
6.测速螺母(5)的外套(9)内径(14)与内套(12)过盈配合，内套(12)下部有与电机轴螺纹(6)连接用的螺孔(15)，使用适当扳手利用第一锁紧用扳手孔(8)紧固测速螺母(5)，测速螺母(5)端平面上带有(4)个均布孔(13)，孔(13)中心位于内套(12)与外套(9)交界面上。
7.本发明工作原理：
8.本发明提供一种核电用屏蔽电机电磁式测速装置，主要由传感器、测速螺母信号处理器等组成。测速螺母由内套、外套和磁阻体组成。外套内圆比内内套外圆小0.05mm,安装采用过盈配合,其结合牢靠，材质均为非导磁不锈钢。内套与外套长度相同，嵌入后两端齐平，在第一锁紧用扳手孔安装孔端平面上带有4个均布孔，孔中心位于内套与外套交界面上，磁阻体的外径比测速螺母孔内径大0.015mm，采用过盈安装配合，磁阻体长度小于孔深5mm，嵌入后与端面齐平，磁阻体为导磁不锈钢材质，起到导磁与定位销的双重作用。测速螺母与电机轴利用其上安装孔旋紧固定，使测速螺母与电机同步运动。传感器套管为非导磁不锈钢材质，位置应保证传感器与测速螺母距离2mm，传感器套管内孔加工有安装孔，套管外部带有螺纹，其强度可承受一次水的设计压力。根据反应堆一次水温度及设计所需磁场强度，选择具有耐高温抗氧化优点的钐钴型永磁体，根据所需磁场强度确定感应线圈匝数为128匝，将永磁体和感应线圈置入套管内，引出信号线后用高温密封胶密封固化，密封面不超过安装孔位置。电机端盖安装后，将传感器放入电机端盖螺孔，端盖平面和传感器法兰端面间加装金属密封垫，利用传感器上安装孔施加额定力矩紧固。电机整体打压至25mpa，保压合格后，将信号线接至信号处理器上。电机运行时，测速螺母与电机轴同时旋转，传感器就会感应出与转速成比例的频率信号。因为传感器是由永久磁铁、线圈组成的，当磁阻体靠近传感器线圈内的磁通量就会发生变化，在线圈两端建立起一个其频率与磁通量成比例变化的诱导电压。磁通量随着频率f＝转速(r/min)
×
4/60(hz)而波动，作为传感器的转速信号被输出出来。
9.本发明的有益效果：
10.1)测速螺母内套与外套采用过盈配合，磁阻体嵌于内套和外套交界面的安装孔，磁阻体既有产生电磁信号功能，又可保证测速螺母高速旋转时结构的可靠性。
11.2)测速螺母上半部带有第一锁紧用扳手孔，套管上半部带有第二锁紧用扳手孔，测速结构易于安装。
12.3)电信号由转子旋转时磁阻体切割传感器内嵌有永久磁铁的线圈产生，与传统测速发电机相比，不需电源，测量范围大，测量精度好，可靠性高，不需维护保养，成本低。
附图说明：
13.图1总体结构图所示
14.图2为端盖结构图
15.图3为测速螺母结构图
16.图4为传感器结构图
具体实施方式：
17.如图1总体结构图所示，一种核电用屏蔽电机测速装置，测速螺母5下半部为螺孔15,螺孔15与轴7采用螺纹连接，测速螺母5上半部带有第一锁紧用扳手孔8，外套9内圆比内套12外圆小0.05mm，内套12与外套9长度相同，第一锁紧用扳手孔8端平面上带有4个均布孔13，每个孔13中心位于内套12与外套9交界面上，磁阻体10长度比孔13的深度小5mm，磁阻体10的外径比孔13内径大0.015mm，磁阻体10过盈嵌入孔13，测速螺母5安装在电机轴7上，传
感器3壳体为套管20，套管20上半部带有第二锁紧用扳手孔17，套管20外部带有套管螺纹19，穿入永磁体22的128匝感应线圈23位于套管20内,永磁体22和感应线圈23采用高温密封胶24密封，传感器3的套管20采用非导磁不锈钢材质，传感器3与测速螺母5距离为2mm，传感器3安装在电机端盖1的螺孔25内，端盖平面26与传感器法兰端面18间安装金属密封垫4，信号线21接至信号处理器2上。
18.如图1所示，在可承受反应堆一次水11压力的传感器3和电机端盖1之间安装金属密封垫4后锁紧密封，将测速螺母5通过电机轴螺纹6安装到电机轴7上，传感器3与测速螺母5距离2mm，电机端盖1安装后，电机整体打压至25mpa，保压合格后，将传感器3连接到信号处理器2上。
19.如图2端盖图所示，端盖1上有用于安装传感器3的螺孔25和放置金属密封垫4的端盖平面26。
20.如图3测速螺母结构图所示，测速螺母5的外套9内径14和内套12过盈配合，内套12下部有与电机轴螺纹6连接用的螺孔15，安装后使用适当扳手利用第一锁紧用扳手孔8紧固，测速螺母5端平面上带有4个均布孔13，孔中心位于内套12与外套9交界面上，磁阻体10的外径比孔13内径大0.015mm，过盈配合。
21.如图4传感器结构图所示，壳体为套管20，套管20上半部带有第二锁紧用扳手孔17，法兰端面18和套管螺纹19用于安装端盖1上，穿入永磁体22的感应线圈23置于套管20底部,引出信号线21后采用高温密封胶24密封。
22.如图1至图4所示，测速螺母5由内套12、外套9和磁阻体10组成，将带有第一锁紧用扳手孔8和螺孔15的非导磁不锈钢材质内套12嵌入同材质外套9内，安装采用过盈配合,外套9内圆比内套12外径14小0.05mm,使其结合牢靠，内套12与外套9长度相同，嵌入后应保证两端齐平，避免二次加工，安装孔端平面上带有4个均布孔13，孔中心位于内套12与外套9交界面上，磁阻体10的外径比孔13内径大0.015mm，过盈配合,长度比孔13的深度小5mm，嵌入后应保证端面齐平，避免二次加工，磁阻体10为导磁不锈钢材质，磁阻体既有产生电磁信号功能，又可保证测速螺母高速旋转时结构的可靠性，将完成组装的测速螺母5套入电机轴7，其上螺孔15与电机轴螺纹6匹配，利用第一锁紧用扳手孔8旋紧固定，使测速螺母5与电机同步运动。传感器3是装置的关键部件，套管20采用非导磁不锈钢材质，与测速螺母的距离2mm，内孔带有第二安装孔17，外部带有套管螺纹19，其强度可承受一次水11的设计压力。根据反应堆一次水温度及设计所需磁场强度，选择耐高温抗氧化优点的钐钴型永磁体22，根据所需磁场强度确感应线圈23匝数为128匝，将穿入永磁体22的感应线圈23置入套管内调整好位置,引出信号线21后用高温密封胶密封24固化，密封面不超过第二安装孔17位置，为保障密封效果，固化时间不低于48小时，电机端盖1安装后，将传感器3安装在电机端盖螺孔25内，端盖平面26和传感器法兰端面18间安装金属密封垫4，利用第二安装孔17施加额定力矩紧固，电机整体打压至25mpa，保压合格后，将信号线21接至信号处理器2上，电机运行时，测速螺母5与电机轴7同时旋转，传感器就会感应出与转速成比例的频率信号。