[发明专利]碳分离器及反应堆用轴承

说明书

本发明提供一种碳分离器及反应堆用轴承，属于轴承设备制造领域；本发明的碳分离器包括：碳碳复合材料的主体；该主体整体呈圆柱形结构，具有两个相互倾斜的端面；所述端面上开设有球形凹槽。本发明的轴承包括：外圈、内圈、多个钢球和多个碳分离器。本发明的碳分离器和轴承能够承受反应堆的恶劣工作环境，避免钢球之间部件发生断裂或破碎，消除了现有技术中使用保持架后容易断裂的风险；并且，主体在长期磨损后能够对钢球形成自润滑，进一步延长了使用寿命。

技术领域

本发明涉及轴承制造技术，尤其涉及一种碳分离器及反应堆用轴承，属于轴承部件制造技术领域。

背景技术

轴承是核反应堆控制棒驱动机构的核心部件。由于控制棒承受伽玛辐照、中子辐照，处于高温350℃的去离子水中，还承受较大的联合载荷、倾覆力矩，常规的轴承材料、轴承设计很难满足特种寿命要求。

常规的轴承材料、轴承设计很难满足该使用环境中的寿命要求。所以需要采用耐高温、耐腐蚀、耐辐照的钢材，且要求轴承固体润滑摩擦系数小，其可靠性要求高。

在现有技术中，轴承固定和安装定位钢球一般采用保持架，在机构运行后期，经过长时间恶劣环境的影响，现有轴承的保持架磨损严重、甚至断裂，轴承径向游隙增大，无法满足机构寿命要求。

因此，亟待一种能够满足核反应堆控制棒驱动机构运行环境的钢球分离器和轴承。

发明内容

本发明提供一种新的碳分离器及反应堆用轴承，通过在分离器端面上设置球形凹槽与钢球接触，从而能够实现钢球之间距离的恒定且能够适应恶劣的工作环境，以解决现有技术中钢球的保持架长期运行后易断裂的技术问题。

本发明实施例的碳分离器，包括：碳碳复合材料的主体；该主体整体呈圆柱形结构，具有两个相互倾斜的端面；所述端面上开设有球形凹槽。

如上所述的碳分离器，其中，所述球形凹槽内设置有环形衬垫。

如上所述的碳分离器，其中，所述主体的一侧设置有粉末存储器；该粉末存储器包括多个紧密排列的隔板；相邻两个所述隔板之间填充有润滑粉末。

如上所述的碳分离器，其中，所述粉末存储器的两端分别与两个所述端面相接触，且所述粉末存储器位于两个所述端面相互靠近的一侧。

如上所述的碳分离器，其中，所述主体的截面呈梯形结构。

本发明还提供一种反应堆用轴承，包括：外圈、内圈、多个钢球和多个上述的碳分离器；所述内圈通过多个所述钢球套设在所述外圈内；所述碳分离器设置于多个所述钢球之间，且每个所述钢球通过所述球形凹槽与所述碳分离器相接触。

如上所述的反应堆用轴承，其中，所述球形凹槽的半径大于所述钢球的半径。

如上所述的反应堆用轴承，其中，所述球形凹槽的半径小于所述钢球的半径；所述球形凹槽内设置有环形衬垫，所述球形凹槽通过该环形衬垫与所述钢球相接触。

如上所述的反应堆用轴承，其中，所述外圈为无磁钢套圈，所述钢球为无磁钢球；该无磁钢球上镀有类金刚石薄膜；每两个所述碳分离器之间设置有至少两个钢球。

如上所述的反应堆用轴承，其中，所述外圈具有用于和所述钢球相接触的上沟槽，所述内圈具有用于和所述钢球相接触的下沟槽；所述碳分离器距离所述上沟槽的距离，等于所述碳分离器距离所述上沟槽的距离。

如上所述的反应堆用轴承，其中，所述上沟槽与所述钢球之间具有两个对称的接触点；

所述内圈为组合式结构，包括两个可相互连接的圆环；两个所述圆环相互对接以形成所述下沟槽，每个所述圆环上均具有用于和所述钢球相接触的接触点。