CN108167203A - 一种高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，包括熔盐储罐装置和泵部件测试装置，所述熔盐储罐装置包括熔盐罐和波纹管膨胀节，所述波纹管膨胀节安装在熔盐罐的开口处，所述波纹管膨胀节下端设有法兰，所述波纹管膨胀节与熔盐罐之间通过法兰相连接，所述熔盐罐的外表面包裹有保温层，所述熔盐罐的上部开设有装置电加热器和热电偶，所述电加热器和热电偶的顶端均留出排气孔，所述熔盐罐的底部通过焊接固定安装有圆形固定装置，熔盐罐的下方设有保温地基，所述熔盐罐通过圆形固定装置固定放置在保温地基的上平面；本发明可模拟滑动轴承、泵轴和叶轮在高温熔盐介质工况下实际运行情况，检验泵部件选材的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温熔盐泵部件测试装置，具体是一种高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置。
背景技术
高温熔盐泵为立式液下泵结构，输送介质温度超过300℃以上的高温熔盐，其滑动轴承、轴和叶轮浸没在熔盐中，在如此高的温度下运行，滑动轴承、轴和叶轮的选择材料是非常重要的。对于首次设计和加工此类型熔盐泵，泵的滑动轴承、轴和叶轮的选择材料如果不正确，会造成在泵在运行过程中严重损坏，甚至影响整个系统的运行，造成重大经济损失。泵的滑动轴承、轴和叶轮的选择材料性能除去要经过理论计算校核之外，还需要进行真实工况模拟，才能确定正确的选材，进行合理的设计。因此，针对上述问题，需要设计一种高温熔盐泵滑动轴承、轴和叶轮材料性能试验装置，检测不同材料组合的性能，选择出满足实际要求的材料组合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，包括熔盐储罐装置和泵部件测试装置，所述熔盐储罐装置包括熔盐罐和波纹管膨胀节，所述波纹管膨胀节安装在熔盐罐的开口处，所述波纹管膨胀节下端设有法兰，所述波纹管膨胀节与熔盐罐之间通过法兰相连接，所述熔盐罐的外表面包裹有保温层，所述熔盐罐的上部开设有装置电加热器和热电偶，所述电加热器和热电偶的顶端均留出排气孔，所述熔盐罐的底部通过焊接固定安装有圆形固定装置，熔盐罐的下方设有保温地基，所述熔盐罐通过圆形固定装置固定放置在保温地基的上平面，所述泵部件测试装置包括电机、第一泵轴、试验泵轴、填料密封、试验滑动轴承、第一滑动轴承、试验叶轮和安装底板，所述电机与第一泵轴的顶端相连接，所述试验泵轴的底端连接有试验叶轮，所述试验滑动轴承和第一滑动轴承均安装在试验泵轴上，所述试验滑动轴承位于第一滑动轴承的下方并且存在一定的间距，所述试验滑动轴承和第一滑动轴承的左右两端均通过螺栓固定在圆柱管上，所述圆柱管的上端均焊接固定在安装底板的底平面上，所述安装底板的上平面通过螺栓安装有填料密封装置，所述第一泵轴的底端和试验泵轴的顶端通过联轴器相连接，所述波纹管膨胀节上端的高颈法兰与安装底板之间夹隔钢结构架并且三者之间通过螺栓固定连接。
作为本发明进一步的方案：所述熔盐储罐装置中熔盐罐的上部设有四个开孔并且安装有电加热器，所述电加热器沿罐体中心呈环形阵列分布，所述电加热器的伸入熔盐罐的内腔并且接近熔盐罐内腔的底端，所述热电偶深入熔盐罐内腔液面的中间位置，所述排气孔在化盐时打开，在试验运行时关闭。
作为本发明进一步的方案：所述所述泵部件测试装置中第一泵轴与试验泵轴的轴端均通过螺钉与联轴器相连接，所述第一泵轴的轴端与试验泵轴的轴端通过第一隔热垫隔开，所述安装底板与填料密封装置之间设有第二隔热垫，所述填料密封装置与联轴器之间设有冷却风扇，所述冷却风扇安装在试验泵轴上。
作为本发明进一步的方案：所述泵部件测试装置采用的电机为变频电机，通过螺栓与防护罩的支架相连接。所述防护罩的支架焊接固定在安装底板的上平面，所述有联轴器、冷却风扇和填料密封均位于防护罩的内腔。
作为本发明进一步的方案：所述泵部件测试装置中试验滑动轴承包括轴套、衬套和轴承座组成，所述轴套安装在轴承座内，轴承座与轴套之间设置有衬套，所述衬套安装在轴套的外部，所述衬套安装在轴承座内，所述轴承座下端的向内弯折并且挡住衬套的挡圈，所述轴套的两端伸出到衬套的外部，所述试验泵轴的两端伸出到轴套的外部，所述轴套通过紧固螺钉固定在试验泵轴上。
作为本发明再进一步的方案：所述所述泵部件测试装置中试验叶轮与试验泵轴通过螺纹相连接，所述叶轮的中间位置开有平衡孔，所述叶轮后盖板外部凸出的圆环形结构上焊接有圆环形盖板，在圆环形盖板上开有一小孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：设计简单实用，结构新颖，控制简便，操作方便，在试验系统运行过程中，只需通过电加热把熔盐加热到试验温度，然后根据实际需要调节电机的频率，控制泵轴转速的变化，不需要其他操作，即可模拟滑动轴承、泵轴和叶轮在高温熔盐介质工况下实际运行情况，检验泵部件选材的性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中测试装置滑动轴承的结构示意图。
图3为本发明中测试装置叶轮的结构示意图。
图中：1—电机，2—第一泵轴，3—联轴器，4—冷却风扇，5—防护罩，6—试验泵轴，7—钢结构支架，8—热电偶，9—保温层，10—熔盐罐，11—电加热器，12—保温地基，13—地基，14—圆形固定装置，15—液态熔盐，16—试验叶轮，17—试验滑动轴承，18—圆柱管，19—排气孔，20—第一滑动轴承，21—波纹管膨胀节，22—安装底板，23—第一隔热垫片，24—填料密封，25—第二隔热垫片，26—螺钉，27—螺母，28—螺栓，29—键槽，30—轴承座，31—轴衬，32—轴套，33—圆环形盖板，34—螺纹。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，包括熔盐储罐装置和泵部件测试装置，所述熔盐储罐装置包括熔盐罐10和波纹管膨胀节21，所述波纹管膨胀节21安装在熔盐罐10的开口处，所述波纹管膨胀节21下端设有法兰，所述波纹管膨胀节21与熔盐罐1之间通过法兰相连接，熔盐罐10用于放置试验用的液态熔盐15，所述熔盐罐10的外表面包裹有300mm厚度的保温层9，所述熔盐罐10的上部开设有装置电加热器11和热电偶8，所述电加热器11和热电偶8的顶端均留出排气孔19，所述熔盐罐10的底部通过焊接固定安装有圆形固定装置14，熔盐罐10的下方设有保温地基12，所述熔盐罐10通过圆形固定装置14固定放置在保温地基12的上平面，所述泵部件测试装置包括电机1、第一泵轴2、试验泵轴6、填料密封24、试验滑动轴承17、第一滑动轴承20、试验叶轮16和安装底板22，所述电机1与第一泵轴2的顶端相连接，所述试验泵轴6的底端连接有试验叶轮16，所述试验滑动轴承17和第一滑动轴承20均安装在试验泵轴6上，所述试验滑动轴承17位于第一滑动轴承20的下方并且存在一定的间距，所述试验滑动轴承17和第一滑动轴承20的左右两端均通过螺栓固定在圆柱管18上，所述圆柱管18的上端均焊接固定在安装底板22的底平面上，所述安装底板22的上平面通过螺栓安装有填料密封装置24，所述第一泵轴2的底端和试验泵轴6的顶端通过联轴器3相连接，所述波纹管膨胀节21上端的高颈法兰与安装底板22之间夹隔钢结构架7并且三者之间通过螺栓固定连接。
所述熔盐储罐装置中熔盐罐10的上部设有四个开孔并且安装有电加热器11，所述电加热器11沿罐体中心呈环形阵列分布，所述电加热器11的伸入熔盐罐10的内腔并且接近熔盐罐10内腔的底端，方便进行化盐和加热熔盐，所述热电偶8深入熔盐罐10内腔液面的中间位置，测量熔盐温度，所述排气孔19在化盐时打开，在试验运行时关闭。
所述所述泵部件测试装置中第一泵轴2与试验泵轴6的轴端均通过螺钉与联轴器3相连接，所述第一泵轴2的轴端与试验泵轴6的轴端通过第一隔热垫23隔开，所述安装底板22与填料密封装置24之间设有第二隔热垫25，所述填料密封装置24与联轴器3之间设有冷却风扇4，所述冷却风扇4安装在试验泵轴6上。
所述泵部件测试装置采用的电机1为变频电机，通过螺栓与防护罩5的支架相连接。所述防护罩5的支架焊接固定在安装底板22的上平面，所述有联轴器3、冷却风扇4和填料密封24均位于防护罩5的内腔，启到了对联轴器3、冷却风扇4和填料密封24的保护作用。
所述泵部件测试装置中试验滑动轴承17包括轴套32、衬套31和轴承座30组成，所述轴套32安装在轴承座30内，轴承座30与轴套32之间设置有衬套31，所述衬套31安装在轴套32的外部，所述衬套31安装在轴承座30内，所述轴承座30下端的向内弯折并且挡住衬套31的挡圈，所述轴套32的两端伸出到衬套31的外部，所述试验泵轴6的两端伸出到轴套32的外部，所述轴套32通过紧固螺钉26固定在试验泵轴6上。
所述所述泵部件测试装置中试验叶轮16与试验泵轴6通过螺纹34相连接，所述叶轮16的中间位置开有平衡孔，所述叶轮16后盖板外部凸出的圆环形结构上焊接有圆环形盖板33进行准密封，在圆环形盖板上开有一小孔。
本发明运行时的具体实施步骤如下：
S1、打开排气孔，加入部分固体熔盐后，用电加热器开始加热熔盐，待熔盐熔融后，持续加入固体熔盐，直至试验所需熔盐全部熔融；
S2、继续加热熔融态的熔盐，直至熔盐温度达到试验所需温度，关闭排气孔；
S3、开始启动变频电机，直至电机转速达到试验要求转速，让试验叶轮、泵轴、滑动轴承在模拟工况下运行；
S4、监测电机转速和熔盐温度，在运行十天后，取出泵部件测试装置，观察各部件磨损、腐蚀等情况，记录参数变化后，继续装入熔盐储罐装置进行试验；
S5、依照步骤S4，多次试验多次记录，直至达到所规定的的试验时间后，验证泵试验部件的材料性能。
本发明设计简单实用，结构新颖，控制简便，操作方便，在试验系统运行过程中，只需通过电加热把熔盐加热到试验温度，然后根据实际需要调节电机的频率，控制泵轴转速的变化，不需要其他操作，即可模拟滑动轴承、泵轴和叶轮在高温熔盐介质工况下实际运行情况，检验泵部件选材的性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，包括熔盐储罐装置和泵部件测试装置，其特征在于，所述熔盐储罐装置包括熔盐罐（10）和波纹管膨胀节（21），所述波纹管膨胀节（21）安装在熔盐罐（10）的开口处，所述波纹管膨胀节（21）下端设有法兰，所述波纹管膨胀节（21）与熔盐罐（1）之间通过法兰相连接，所述熔盐罐（10）的外表面包裹有保温层（9），所述熔盐罐（10）的上部开设有装置电加热器（11）和热电偶（8），所述电加热器（11）和热电偶（8）的顶端均留出排气孔（19），所述熔盐罐（10）的底部通过焊接固定安装有圆形固定装置（14），熔盐罐（10）的下方设有保温地基（12），所述熔盐罐（10）通过圆形固定装置（14）固定放置在保温地基（12）的上平面，所述泵部件测试装置包括电机（1）、第一泵轴（2）、试验泵轴（6）、填料密封（24）、试验滑动轴承（17）、第一滑动轴承（20）、试验叶轮（16）和安装底板（22），所述电机（1）与第一泵轴（2）的顶端相连接，所述试验泵轴（6）的底端连接有试验叶轮（16），所述试验滑动轴承（17）和第一滑动轴承（20）均安装在试验泵轴（6）上，所述试验滑动轴承（17）位于第一滑动轴承（20）的下方并且存在一定的间距，所述试验滑动轴承（17）和第一滑动轴承（20）的左右两端均通过螺栓固定在圆柱管（18）上，所述圆柱管（18）的上端均焊接固定在安装底板（22）的底平面上，所述安装底板（22）的上平面通过螺栓安装有填料密封装置（24），所述第一泵轴（2）的底端和试验泵轴（6）的顶端通过联轴器（3）相连接，所述波纹管膨胀节（21）上端的高颈法兰与安装底板（22）之间夹隔钢结构架（7）并且三者之间通过螺栓固定连接。
2.根据权利要求1所述的高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，其特征在于，所述熔盐储罐装置中熔盐罐（10）的上部设有四个开孔并且安装有电加热器（11），所述电加热器（11）沿罐体中心呈环形阵列分布，所述电加热器（11）的伸入熔盐罐（10）的内腔并且接近熔盐罐（10）内腔的底端，所述热电偶（8）深入熔盐罐（10）内腔液面的中间位置，所述排气孔（19）在化盐时打开，在试验运行时关闭。
3.根据权利要求1所述的高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，其特征在于，所述所述泵部件测试装置中第一泵轴（2）与试验泵轴（6）的轴端均通过螺钉与联轴器（3）相连接，所述第一泵轴（2）的轴端与试验泵轴（6）的轴端通过第一隔热垫（23）隔开，所述安装底板（22）与填料密封装置（24）之间设有第二隔热垫（25），所述填料密封装置（24）与联轴器（3）之间设有冷却风扇（4），所述冷却风扇（4）安装在试验泵轴（6）上。
4.根据权利要求1所述的高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，其特征在于，所述泵部件测试装置采用的电机（1）为变频电机，通过螺栓与防护罩（5）的支架相连接，所述防护罩（5）的支架焊接固定在安装底板（22）的上平面，所述有联轴器（3）、冷却风扇（4）和填料密封（24）均位于防护罩（5）的内腔。
5.根据权利要求1所述的高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，其特征在于，所述泵部件测试装置中试验滑动轴承（17）包括轴套（32）、衬套（31）和轴承座（30）组成，所述轴套（32）安装在轴承座（30）内，轴承座（30）与轴套（32）之间设置有衬套（31），所述衬套（31）安装在轴套（32）的外部，所述衬套（31）安装在轴承座（30）内，所述轴承座（30）下端的向内弯折并且挡住衬套（31）的挡圈，所述轴套（32）的两端伸出到衬套（31）的外部，所述试验泵轴（6）的两端伸出到轴套（32）的外部，所述轴套（32）通过紧固螺钉（26）固定在试验泵轴（6）上。
6.根据权利要求1所述的高温熔盐泵的滑动轴承、轴和叶轮材料性能测试装置，其特征在于，所述所述泵部件测试装置中试验叶轮（16）与试验泵轴（6）通过螺纹（34）相连接，所述叶轮（16）的中间位置开有平衡孔，所述叶轮（16）后盖板外部凸出的圆环形结构上焊接有圆环形盖板（33），在圆环形盖板上开有一小孔。
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