[发明专利]液态金属输送用机械泵

说明书

技术领域

本发明涉及输送泵领域，尤其涉及一种液态金属输送用机械泵。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，借助本发明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，从而提高本发明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，还可以在本发明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。