[實用新型]一種陶瓷軸承及配置有陶瓷軸承的核電泵

有效

• 申請號: 201420616005.2
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN204213031U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 王曉坤;于麗紅;戴子龍;程劍
• 申請（專利權）人: 上海電氣凱士比核電泵閥有限公司
• 主分類號: F04D29/046
• 分類號: F04D29/046
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術領域

本實用新型涉及一種軸承，特別涉及一種耐高溫、耐熱沖擊、耐雜質介質潤滑的陶瓷軸承，適用于壓水堆核電站核安全2、3級泵領域。本實用新型還涉及一種配置有陶瓷軸承的核電泵。

背景技術

現有核2、3級泵用的介質潤滑導軸承，多采用工程熱塑料或金屬材料噴涂鎳基。其中，工程熱塑料導軸承具有較高的耐高溫耐干磨特性，并且具有較好的耐腐蝕、耐輻照特性，但要求介質純凈無雜質。金屬噴涂鎳基層材料的導軸承具有良好的耐雜質特性、耐輻照特性，但耐高溫和耐干磨特性不理想，容易導致配用軸套的磨損、燒結。

對于耐熱沖擊特性，主要考慮材料的熱膨脹系數、垂直許用應力和結構設計中的配合尺寸，其中工程熱塑料的熱膨脹系數較小、結構設計中的配合尺寸容易控制，但許用應力值較小。對于金屬噴涂鎳基材料許用應力高，但熱膨脹系數大，結構設計中的各工況的介質潤滑和間隙設計很難平衡。

核2、3級泵用介質潤滑導軸承若在實際運行過程中出現磨損后損壞，將導致設備的振動、噪音、軸承溫度升高，不能滿足現行運行要求，并且很難通過更換軸承以外的其他方式進行修復使用。核電廠各設備的設計壽命及更換周期有著嚴格的控制，無法在規定以外的時間進行更換，因此導軸承的異常將直接影響核電站運行的效率和安全性。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種陶瓷軸承，解決原介質潤滑的導軸承設計中無法同時滿足耐干磨、耐熱沖擊和耐雜質的技術要求的問題。本實用新型的目的還在于提供一種配置有陶瓷軸承的核電泵。

為了達到上述目的，本實用新型的一個技術方案是提供一種陶瓷軸承，其中包含：

作為轉動部件的金屬軸套和陶瓷軸套，所述陶瓷軸套環繞于金屬軸套的外側；

作為固定部件的陶瓷外圈和金屬殼體，并且使所述金屬殼體設置于陶瓷外圈的外側，而該陶瓷外圈的內側與所述陶瓷軸套的外側相對應；

其中，所述金屬軸套在其內側設置有若干個空心環狀結構，所述空心環狀結構是在金屬軸套的內側開口并向金屬軸套的外側凹入的形狀。

優選地，若干所述空心環狀結構相互間隔地布置在金屬軸套內側，且與所述陶瓷軸套在金屬軸套軸向所處的位置相對應；

所述陶瓷外圈及金屬殼體的設置位置，與所述陶瓷軸套在金屬軸套軸向所處的位置相對應。

優選地，所述金屬軸套在空心環狀結構處的最小壁厚為2.5mm。

優選地，所述陶瓷軸套或陶瓷外圈的基體材料為碳化硅，并且在所述陶瓷軸套或陶瓷外圈中嵌入有碳素纖維。

優選地，所述碳素纖維沿陶瓷軸套或陶瓷外圈的軸向或圓周方向分別嵌入，或者，所述碳素纖維沿陶瓷軸套或陶瓷外圈的軸向和圓周方向同時嵌入形成網格。

優選地，所述碳素纖維的網格的邊長為1.7mm-3mm。

優選地，所述金屬軸套和金屬殼體由奧氏體不銹鋼制成。

優選地，所述金屬軸套和陶瓷軸套通過過盈配合裝配；

所述陶瓷外圈和金屬殼體通過過盈配合裝配。

本實用新型的另一個技術方案是提供一種核電泵，其中，帶有進口管和出口管的進出水殼體連接于筒體上方；第一機械密封件的下部穿過進出水殼體后布置于筒體內，用以安裝葉輪/導葉；在泵軸的上軸段穿過進出水殼體、葉輪/導葉后與第一機械密封件下部接觸的位置，設置有所述的陶瓷軸承；

所述筒體內的直管連接在第一機械密封件的下方，第二機械密封件連接在該直管下方；所述泵軸的下段穿過第二機械密封件中設置的雙吸葉輪；該泵軸的下段在穿入雙吸葉輪之前和穿過雙吸葉輪之后與該第二機械密封件接觸的位置，也分別設置有所述的陶瓷軸承。

與現有技術相比，本實用新型提供的陶瓷軸承，其優點在于：陶瓷軸套和陶瓷外圈以陶瓷材料制成，可耐極高溫度，因此在短時干磨狀態啟動也不會產生任何燒結現象；金屬軸套的特殊空心環狀結構設計，和陶瓷軸套和陶瓷外圈上碳素纖維網格的嵌入結構，和陶瓷軸承部件的整體結構設計充分考慮熱沖擊工況，陶瓷軸承硬度極高具有良好的耐雜質工況，該陶瓷軸承可以經受熱沖擊試驗及雜質試驗，滿足核電站各種事故工況的苛刻要求。

附圖說明

圖1是本實用新型所述陶瓷軸承的總體結構俯視示意圖；

圖2是本實用新型所述陶瓷軸承的結構剖視示意圖；

圖3是本實用新型中金屬軸套和陶瓷軸套裝配結構的示意圖；

圖4是本實用新型中金屬軸套的結構剖視示意圖；

圖5是本實用新型所述陶瓷軸承的熱沖擊試驗溫升曲線；

圖6是本實用新型所述陶瓷軸承的熱沖擊試驗振動指標記錄圖；