液态金属输送用机械泵制造技术

本发明专利技术提供了一种液态金属输送用机械泵，包括内部具有封闭空间的泵体、泵轴、叶轮、壳体、电机及加热装置。泵体设置有彼此间隔开的与封闭空间相通的液态金属流入口、液态金属流出口、惰性气体入口和惰性气体出口；泵轴的第一端从泵体的外部呈配合地穿入泵体并伸至封闭空间；叶轮位于封闭空间内并安装在泵轴的第一端上；壳体沿泵轴的轴向与泵体组装在一起；电机安装于壳体内并用于驱动泵轴；加热装置用于对封闭空间内的液态金属进行加热。本发明专利技术液态金属输送用机械泵借助惰性气体入口、惰性气体出口及加热装置，能避免输送的液态金属被氧化，能提高液态金属流动性，从而提高液态金属输送的稳定性，达到高效、稳定及经济的效果。

Mechanical pump for liquid metal transport

The invention provides a mechanical pump for liquid metal transportation, which comprises a pump body, a pump shaft, an impeller, a shell, an electric motor and a heating device inside the enclosed space. The pump body is provided with a liquid metal is separated from each other and closed space flow entrance, liquid metal flow outlet, inert gas entrance and inert gas outlet; the first end of the pump shaft from the outside of the pump body is in a fit into the pump body and extends to the closed space; the impeller is arranged in the enclosed space and is arranged in the first end of pump shaft; shell along the shaft axial and the pump body are assembled together; the motor is arranged in the casing and used to drive the pump shaft; heating device for liquid metal in the closed space heating. The invention of liquid metal inert gas delivery entrance and inert gas outlet and heating device by using the mechanical pump, can avoid liquid metal transfer by oxidation, can improve the flow of liquid metal, so as to improve the stability of liquid metal transfer, high efficiency, stability and economic effect.

【技术实现步骤摘要】
液态金属输送用机械泵
本专利技术涉及输送泵领域，尤其涉及一种液态金属输送用机械泵。
技术介绍
目前，输送液态金属的泵多数为电磁泵，而电磁泵因漏磁和本体产热，导致电磁泵的能耗很高，运输效率非常低。同时，电磁泵在输送高温(＞300℃)液态金属过程中，电磁线圈有较大的高温损坏风险。再者，电磁泵于液态金属输送过程中，电磁泵的额定扬程和流量较低，电磁泵需要配置复杂的电气系统而造成操作难度较大，电磁泵对被输送液态金属电导率有较高要求，电磁泵的启停过程均非常繁杂而造成操作难度高。其中，对于铅基合金(如铅铋合金)来说，其是第四代铅基反应堆的冷却剂材料，但是，铅基合金具有高密度、腐蚀性及磨蚀性等特点，对循环泵有极高的要求。现有的液态金属电磁泵因效率低及应用经济性差等因素，无法满足此要求。当然，对除了铅基合金外的其它液态金属的输送，尤其是液态重金属的输送，液态金属电磁泵也存在上述的问题。因此，有必要设计一种高效、稳定及经济的液态金属输送用机械泵克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效、稳定、经济的液态金属输送用机械泵。为实现上述目的，本专利技术提供了一种液态金属输送用机械泵，包括：内部具有封闭空间的泵体、泵轴、叶轮、壳体、电机及加热装置；所述泵体设置有彼此间隔开的与所述封闭空间相通的液态金属流入口、液态金属流出口、惰性气体入口和惰性气体出口；所述泵轴的第一端从所述泵体的外部呈配合地穿入所述泵体并伸至所述封闭空间；所述叶轮位于所述封闭空间内并安装在所述泵轴的第一端上；所述壳体沿所述泵轴的轴向与所述泵体组装在一起，所述泵轴的第二端呈配合地穿置于所述壳体上；所述电机安装于所述壳体内并用于驱动所述泵轴去带动所述叶轮在所述封闭空间内转动；所述加热装置用于对所述封闭空间内的液态金属进行加热，所述加热装置呈环绕地安装在所述泵体外部的与所述封闭空间对应的位置处。较佳地，所述液态金属流入口和所述液态金属流出口中的一者沿所述泵轴的轴向设置，所述液态金属流入口和所述液态金属流出口中的另一者沿所述泵轴的径向设置。较佳地，本专利技术的液态金属输送用机械泵还包括位于所述封闭空间内的飞液屏蔽板，所述飞液屏蔽板安装在所述泵体的内壁或所述泵轴上，且所述飞液屏蔽板沿所述泵轴的轴向位于所述叶轮与所述壳体之间。较佳地，所述泵体内壁上的飞液屏蔽板沿所述泵轴的径向伸至所述泵轴并与该泵轴隔开一预设距离；或者所述泵轴上的飞液屏蔽板沿所述泵轴的径向伸至所述泵体的内壁并与该内壁隔开一预设距离。较佳地，本专利技术的液态金属输送用机械泵还包括位于所述封闭空间内的热屏蔽组件，所述热屏蔽组件安装在所述泵体的内壁或所述泵轴上，且所述热屏蔽组件沿所述泵轴的轴向位于所述叶轮与所述壳体之间。较佳地，所述热屏蔽组件包括至少两层的低发射率高热反射率的金属板件及呈不规则地填充所述金属板件上的金属箔片。较佳地，所述金属板件呈盘型结构，所述泵轴穿置于所述金属板件。较佳地，本专利技术的液态金属输送用机械泵还包括位于所述封闭空间内并套设于所述泵轴的上的冷却部件，所述冷却部件沿所述泵轴的轴向位于所述叶轮与壳体之间，所述冷却部件还安装在所述泵体的内壁上并与该内壁相对应的部位围出一冷却空间，所述泵体开设有彼此间隔开的与所述冷却空间相通的冷却入口和冷却出口。较佳地，所述冷却部件沿所述泵轴轴向具有至少两层彼此相隔开的分隔环，所有所述分隔环将所述冷却空间分隔出相应的冷却空间单元。较佳地，本专利技术的液态金属输送用机械泵还包括金属保温层及安装在所述泵体上并对所述泵轴与所述泵体的穿入处进行密封的机械密封，所述金属保温层包围所述加热装置。较佳地，所述壳体与所述泵轴的穿入配合处设置有轴承，所述轴承包括滑动轴承和滚动轴承，所述滑动轴承沿所述泵轴的轴向与所述滚动轴承错开设置。与现有技术相比，借助本专利技术的惰性气体出口及惰性气体入口，实现先将泵体的封闭空间内的空气排净，再往封闭空间内持续注入惰性气体，确保封闭空间内为一个无氧环境，避免输送的液态金属被氧化，从而提高本专利技术的液态金属输送用机械泵的稳定性；同时，借助加热装置，使泵体的封闭空间处于指定温度，从而提高液态金属的流动性，达到高效的效果，还可以在本专利技术的液态金属输送用机械泵运行过程中平衡液态金属的热损，保持系统稳定；另外，借助电机去驱动泵轴及叶轮，相对电磁泵来说，还具有成本低和经济的效果。附图说明图1是本专利技术的液态金属输送用机械泵被其泵轴的轴心线剖切后的内部结构示意图。图2是图1所示的液态金属输送用机械泵A处的放大图。具体实施方式为了详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。请参阅图1及图2，本专利技术的液态金属输送用机械泵100包括内部具有封闭空间15的泵体1、泵轴2、叶轮3、壳体6、电机4及加热装置5。泵体1设置有彼此间隔开的与封闭空间15相通的液态金属流入口11、液态金属流出口12、惰性气体入口13和惰性气体出口14；具体地，在本实施例中，液态金属流入口11沿泵轴2的轴向设置，液态金属流出口12沿泵轴2的径向设置，更利于液态金属输送；当然，在其它实施例中，可将液态金属流入口11沿泵轴2的径向设置，将液态金属流出口12沿泵轴2的轴向设置，故不以此为限。其中，在本专利技术的液态金属输送用机械泵100工作时，将惰性气体入口13与外界稳压器(图中未示)相接，由外界稳压器为惰性气封提供惰性气体，使惰性气体从惰性气体入口13进入，并保持封闭空间15内压力的稳定；而惰性气体出口14在液态金属输送用机械泵100启动前用于排出封闭空间15内空气，在液态金属输送用机械泵100启动后处于关闭状态，从而为泵体1内的液态金属提供惰性环境，避免高温氧化，还起到保持泵体1内压力平衡的作用。如图1所示，泵轴2的第一端从泵体1的外部呈配合地穿入泵体1并伸至封闭空间15，叶轮3位于封闭空间15内并安装在泵轴2的第一端上；举例而言，泵体1、叶轮3及泵轴2采用耐腐蚀材质，例如，材质为不锈钢，不锈钢型号为316、316L、317L或904L，但不以此举例为限。壳体6沿泵轴2的轴向与泵体1组装在一起，泵轴2的第二端呈配合地穿置于壳体6上，由壳体6对泵轴2提供支撑稳固作用。电机4安装于壳体6内并用于驱动泵轴2去带动叶轮3在封闭空间15内转动，实现对液态金属的输送。加热装置5用于对封闭空间15内的液态金属进行加热，加热装置5呈环绕地安装在泵体1外部的与封闭空间15对应的位置处，为封闭空间15提供热量；举例而言，在本实施例中，加热装置5选择为加热丝或加热管，以便于加热装置5环绕在泵体1的外部处，但不以此为限。其中，借助加热装置5，在启动本专利技术的液态金属输送用机械泵100前用于将泵体1的封闭空间15加热至指定温度，提高液态金属的流动性以达到高效的效果，并在液态金属输送用机械泵100运行过程中平衡液态金属的热损，保持系统稳定；同时，在液态金属输送用机械泵100启动前和运行过程中，封闭空间15内的液态金属应淹没叶轮3，使得叶轮3更可靠地将实液态金属由液态金属流入口11输送入封闭空间15，再由液态金属流出口12排出。更具体地，如下：如图1所示，本专利技术的液态金属输送用机械泵100还包含金属保温层20、安装在泵体1上并对泵轴2与泵体1的穿入处进行密封的机械密封10、位于封闭空间15内的飞液屏蔽板7、位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液态金属输送用机械泵，其特征在于，包括：内部具有封闭空间的泵体，所述泵体设置有彼此间隔开的与所述封闭空间相通的液态金属流入口、液态金属流出口、惰性气体入口和惰性气体出口；泵轴，所述泵轴的第一端从所述泵体的外部呈配合地穿入所述泵体并伸至所述封闭空间；叶轮，所述叶轮位于所述封闭空间内并安装在所述泵轴的第一端上；壳体，所述壳体沿所述泵轴的轴向与所述泵体组装在一起，所述泵轴的第二端呈配合地穿置于所述壳体上；电机，安装于所述壳体内并用于驱动所述泵轴去带动所述叶轮在所述封闭空间内转动；以及用于对所述封闭空间内的液态金属进行加热的加热装置，所述加热装置呈环绕地安装在所述泵体外部的与所述封闭空间对应的位置处。

【技术特征摘要】
1.一种液态金属输送用机械泵，其特征在于，包括：内部具有封闭空间的泵体，所述泵体设置有彼此间隔开的与所述封闭空间相通的液态金属流入口、液态金属流出口、惰性气体入口和惰性气体出口；泵轴，所述泵轴的第一端从所述泵体的外部呈配合地穿入所述泵体并伸至所述封闭空间；叶轮，所述叶轮位于所述封闭空间内并安装在所述泵轴的第一端上；壳体，所述壳体沿所述泵轴的轴向与所述泵体组装在一起，所述泵轴的第二端呈配合地穿置于所述壳体上；电机，安装于所述壳体内并用于驱动所述泵轴去带动所述叶轮在所述封闭空间内转动；以及用于对所述封闭空间内的液态金属进行加热的加热装置，所述加热装置呈环绕地安装在所述泵体外部的与所述封闭空间对应的位置处。2.根据权利要求1所述的液态金属输送用机械泵，其特征在于，所述液态金属流入口和所述液态金属流出口中的一者沿所述泵轴的轴向设置，所述液态金属流入口和所述液态金属流出口中的另一者沿所述泵轴的径向设置。3.根据权利要求1所述的液态金属输送用机械泵，其特征在于，还包括位于所述封闭空间内的飞液屏蔽板，所述飞液屏蔽板安装在所述泵体的内壁或所述泵轴上，且所述飞液屏蔽板沿所述泵轴的轴向位于所述叶轮与所述壳体之间。4.根据权利要求3所述的液态金属输送用机械泵，其特征在于，所述泵体内壁上的飞液屏蔽板沿所述泵轴的径向伸至所述泵轴并与该泵轴隔开一预设距离；或者所述泵轴上的飞液屏蔽板沿所述泵轴的径向伸至所述泵体的内壁并与该内壁隔开一预设距离。5.根据权利要求1所述的液态金属输送用...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁振辉，梁峻铭，刘欣，张会勇，卢冬华，吴小航，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中广核研究院有限公司龙岗分公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44