本發(fā)明涉及核電行業(yè)，更具體地涉及可供用于使液態(tài)金屬冷卻劑在核電設(shè)施的第一回路中循環(huán)的泵的設(shè)計。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種熔融金屬輸送泵(參見2007年11月10日公開的專利ru68077，ipcf04d7/00、f04d7/06、f04d29/00、f04d29/04)，其包括泵殼和葉輪，該葉輪安裝在軸上，該軸與驅(qū)動裝置連接并且借助于上、下軸承封包在泵殼中，其中下徑向滑動軸承由耐熔融金屬的熱和腐蝕作用的結(jié)構(gòu)陶瓷——更具體地，為自結(jié)合的碳化硅或氮化硅，或基于氧化鋁的氧化物陶瓷——制成。

該現(xiàn)有技術(shù)泵的濕端在熔融金屬的熱和腐蝕作用的條件下具有更長的使用壽命；然而，技術(shù)上很難制造由結(jié)構(gòu)陶瓷制成的下徑向滑動軸承。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種熔融金屬輸送泵(參見1984年10月9日公開的專利us4475866，ipcf01d25/14；f04d7/00；f04d7/06,f04d29/04；f04d29/047)，其包括圓柱形的泵殼、沿泵殼的軸線豎直地定位的驅(qū)動連接軸和連同葉輪一起支承軸的下部的流體靜力平面軸承。該平面軸承包括安裝在軸上的形式為圓柱形離合器的轉(zhuǎn)子部和具有徑向孔的形式為圓柱形襯套的定子部，所述徑向孔用于向軸承的滑動面供給熔融金屬。軸承的轉(zhuǎn)子部和定子部由不銹鋼制成，而它們的滑動面由stellite合金(鈷-鉻-鎢合金)制成。

該現(xiàn)有技術(shù)泵的缺點是在不穩(wěn)定狀態(tài)模式期間泵運轉(zhuǎn)時的配合面有可能裂開。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種熔融金屬輸送泵(參見1997年11月11日公開的專利us5685701、ipcf04d29/04、f04d7/00、f04d7/06)，其包括泵室、具有徑向支承表面的由包含石墨的防火材料制成的驅(qū)動裝置連接軸、和固定在軸端部上的斗輪。軸利用上、下軸承安裝在泵室中。下徑向滑動軸承以具有矩形截面的兩個碳化硅環(huán)的形式制造并且被封裝在泵殼中。泵用于輸送液態(tài)鋅和鋁。

該現(xiàn)有技術(shù)泵的缺點是配合的碳化硅環(huán)的制造的復(fù)雜性。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種熔融金屬輸送泵(參見2008年6月10日公開的專利ru73924，ipcf04d1/00、ipcf04d3/00)，其包括泵殼，在該泵殼中，安裝有葉輪的軸安裝在位于液態(tài)金屬的液面上方的上滾動軸承和位于液態(tài)金屬的液面下方的下平面軸承上。下平面軸承以軸的兩個相繼地安裝的襯套(通過一腔室分開)的形式制成，所述襯套在它們的圓柱形表面上具有彎曲通道，從而形成迷宮式螺桿泵。軸襯套的一個表面的通道的盤繞方向與軸旋轉(zhuǎn)的方向相同，并且另一表面的通道的方向與軸旋轉(zhuǎn)的方向相反。軸襯套利用與軸軸向?qū)R地安裝在泵殼中的兩個相繼地安裝的軸承襯套互相連接。軸承襯套配備有位于它們的內(nèi)圓柱形表面上的彎曲通道，其盤繞方向與軸襯套的相對配合表面上的通道的盤繞方向相反。

該現(xiàn)有技術(shù)泵的缺點是在表面上具有彎曲通道的軸襯套和軸承襯套的制造的復(fù)雜性，以及在上軸承和下平面軸承的軸線之間錯位的情況下軸襯套和軸承襯套的通道之間的螺旋表面的磨損。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種熔融金屬輸送泵(參見2013年3月21日公開的申請us2013068412，ipcb22d23/00、b22d39/02、f04d3/00)，其大部分基本特征與要求保護(hù)的方案一致并且被看作原型。該現(xiàn)有技術(shù)原型泵包括泵殼和葉輪，該葉輪安裝在軸上，該軸與驅(qū)動裝置連接，并且借助于上、下軸承封裝在泵殼中。下徑向滑動軸承包括定子部和轉(zhuǎn)子部。下徑向滑動軸承的定子部以沿軸的軸線間隔開的兩個襯套的形式制成并且與軸軸向?qū)R地安裝在泵殼中；下徑向滑動軸承的轉(zhuǎn)子部以與定子部的襯套相對地定位的兩個軸安裝襯套的形式制成。下徑向軸承的定子部和轉(zhuǎn)子部的襯套由碳化硅基陶瓷制成。

該現(xiàn)有技術(shù)泵的缺點是碳化硅基陶瓷配合襯套的制造的復(fù)雜性，以及由碳化硅基陶瓷制成的襯套的材料在泵啟動及其以低速運轉(zhuǎn)時裂開的可能性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本方案的目的在于形成一種熔融金屬輸送泵，其具有下徑向軸承的容易制造的設(shè)計并且排除了其裂開的可能性，從而使泵在其運轉(zhuǎn)時的可靠性提高。

在本發(fā)明的使用時實現(xiàn)的技術(shù)效果尤其是排除了下徑向軸承中的裂開的可能性和提高了泵在其運轉(zhuǎn)時的可靠性。

此目的通過所提出的熔融金屬輸送泵的設(shè)計來實現(xiàn)。

所申明的各項技術(shù)效果通過要求保護(hù)的本發(fā)明的以下特征來實現(xiàn)。熔融金屬輸送泵包括泵殼，在該泵殼中，安裝有葉輪的軸安裝在上軸承和下徑向滑動軸承上。下徑向滑動軸承包括轉(zhuǎn)子部和定子部。轉(zhuǎn)子部以安裝在軸上的兩個襯套的形式制成，并且定子部以與軸軸向?qū)R地固定在保持架中的兩個襯套的形式制成。轉(zhuǎn)子部和定子部的襯套利用扁平環(huán)固定。轉(zhuǎn)子部和定子部的襯套具有配合的滑動面并且由碳化硅基陶瓷制成。該泵的新特征是在軸和泵殼的相對表面區(qū)域中，在下徑向滑動軸承下方銑削有形成迷宮式螺桿泵的多頭螺紋對向的螺旋溝槽，以及形式為拼合襯套的轉(zhuǎn)子部和定子部的襯套的制造，所述拼合襯套包括等距地布置在圓周方向上并且對應(yīng)地位于軸的圓柱形溝槽和保持架的圓柱形溝槽中的圓柱形部段，并且在徑向上利用錐形壓緊環(huán)且在軸向上利用彈簧環(huán)固定，從而提供軸向壓緊力。

下徑向滑動軸承的轉(zhuǎn)子部可制成為具有自對齊部段，為此每個部段利用位于該部段的背面上的溝槽中和軸的相對溝槽中的帶狀彈簧彈性地擠壓。

形成在下徑向滑動軸承上方的迷宮式螺桿泵提供了軸承的轉(zhuǎn)子部和定子部的相對表面上的可靠液體摩擦模式，所述軸承的襯套以布置在圓周方向上的圓柱形部段的形式制成，并且排除了由碳化硅基陶瓷制成的襯套的部段的材料裂開的可能性。形式為包括等距地布置在圓周方向上的圓柱形部段的拼合襯套的襯套設(shè)計明顯有利于它們由陶瓷如碳化硅基陶瓷的制造。

附圖說明

本發(fā)明的熔融金屬輸送泵在附圖中被說明性地描述，其中：

圖1示出在縱切面中示出熔融金屬輸送泵的示意性總圖；

圖2在橫切面中示出下徑向滑動軸承組件(圖1所示的組件i)；

圖3示出下徑向滑動軸承組件的a-a橫切面；

圖4示出下徑向滑動軸承的定子部的軸測圖；

圖5示出與軸組裝的下徑向滑動軸承的轉(zhuǎn)子部的軸測圖。

具體實施方式

熔融金屬輸送泵(參見圖1)用于確保液態(tài)金屬冷卻劑(例如，低共熔合金)在核反應(yīng)堆設(shè)施的第一回路中的循環(huán)并且包括泵殼1，在該泵殼1中，軸4(該軸4具有安裝在軸4上的軸流式葉輪5)布置在上徑向支承軸承2的水潤滑劑上和下徑向滑動軸承3的液態(tài)金屬冷卻介質(zhì)中；軸流式葉輪5固定在軸4上。入口導(dǎo)流葉片6在葉輪5上方位于泵殼1中。在葉輪5下方存在出口導(dǎo)流葉片7，該出口導(dǎo)流葉片7具有用于穩(wěn)定離開泵的液態(tài)金屬冷卻劑的擋板8。在下徑向滑動軸承3下方，存在液態(tài)金屬冷卻劑，形成有在軸4和泵殼1的相對表面區(qū)域中銑削而成的多頭螺紋相反地定向的螺旋溝槽。該液態(tài)金屬冷卻劑經(jīng)通道10流到迷宮式螺桿泵9。以下構(gòu)件沿軸4增高地位于泵殼1中：熱屏障11、熱保護(hù)單元12、軸4的冷卻器13和磁性液體密封件14。軸的上端例如借助于聯(lián)接扭力套筒(圖中未示出)與驅(qū)動裝置連接。該驅(qū)動裝置的形式例如可以是氣密的防火電動機(jī)。下徑向滑動軸承3具有轉(zhuǎn)子部15(參見圖2)和定子部16(參見圖4)。轉(zhuǎn)子部15以安裝在軸4上的兩個拼合襯套17的形式制成，并且定子部16以與軸4軸向?qū)R地固定在保持架19中的兩個拼合襯套18的形式制成。轉(zhuǎn)子部15的拼合襯套17(參見圖5)包括圓柱形部段20，所述圓柱形部段等距地布置在圓周方向上(參見圖3中的7個部段20)，位于軸4的圓柱形溝槽21中(參見圖2)，并且在徑向上利用錐形壓緊環(huán)22固定，在軸向上利用彈簧環(huán)23固定，從而提供軸向壓緊力。在轉(zhuǎn)子部15的拼合襯套17之間，存在用于固定具有部段20的襯套17的扁平環(huán)24。轉(zhuǎn)子部15的部段20可以以自對齊部段的形式制成。在本實施例中，每個部段20可以利用位于部段20的背面的溝槽26中和軸4的相對溝槽27中的帶狀彈簧25彈性地擠壓。這種設(shè)計允許補(bǔ)償由鋼和陶瓷制成的部件的熱膨脹差。定子部16的拼合襯套18(參見圖4)以拼合襯套的形式制成并且包括圓柱形部段28，所述圓柱形部段28等距地布置在圓周方向上(參見圖3中的11個部段28)，位于保持架19的圓柱形溝槽29中，并且在徑向上利用錐形壓緊環(huán)30固定，而在軸向上利用被上襯套32擠壓的彈簧環(huán)31固定。在定子部16的拼合襯套18之間存在扁平環(huán)33，所述扁平環(huán)33具有用于固定部段28并在泵啟動時提供部段28的潤滑的貫通徑向槽34。轉(zhuǎn)子部15和定子部16的拼合襯套17、18的部段20、28具有配合的滑動面并且由碳化硅基陶瓷制成。

本發(fā)明的熔融金屬輸送泵操作如下。在其充填以液態(tài)金屬冷卻劑之前，應(yīng)當(dāng)將反應(yīng)堆整裝單元加溫。然后，將反應(yīng)堆整裝單元的第一回路充填以液態(tài)金屬冷卻劑并使其排出。將溫度為15-40℃的化學(xué)地脫礦的水供給到冷卻器13和上徑向支承軸承2，此后接通軸4。通過葉輪5的動作，液態(tài)金屬冷卻劑流到入口導(dǎo)流葉片6并且然后借助于葉輪5供給到具有擋板8的出口導(dǎo)流葉片7。同時，利用迷宮式螺桿泵9將來自通道10的液態(tài)金屬冷卻劑泵送到下徑向滑動軸承3的端部，從而提供軸承3的轉(zhuǎn)子部15和定子部16的拼合襯套17、18的部段20、28的相對表面上的可靠液體摩擦模式以及軸承的無裂開操作。