[發(fā)明專利]機(jī)械組件,特別是泵組件

無效

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• 申請日: 2009-07-13
• 公開（公告）號: CN101956698A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: F·霍夫曼
• 申請（專利權(quán)）人: SICcast礦物鑄件兩合公司
• 主分類號: F04B53/00
• 分類號: F04B53/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 苗征;于輝

本發(fā)明涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)中的機(jī)械組件，特別涉及由金屬部件和混合鑄件(hybrid?casting)組成的泵組件，并且通過至少一個(gè)錨定構(gòu)件將所述混合鑄件固定到所述金屬部件上，所述錨定構(gòu)件形成所述混合鑄件中的支持嵌體(back-cutting)。

此外，本發(fā)明還涉及復(fù)原被損壞的金屬機(jī)械組件，特別是泵組件的方法。

復(fù)合結(jié)構(gòu)中的機(jī)械組件(例如外殼部件或耐磨板)主要用在處理腐蝕物和/或研磨介質(zhì)的離心泵中。

由于它們的化學(xué)和機(jī)械應(yīng)力特別高，這些組件受到嚴(yán)重的磨損和破壞。直到數(shù)年前，一直用高合金不銹鋼制造這些組件。由于用這些材料不可能達(dá)到令人滿意的使用壽命運(yùn)轉(zhuǎn)周期，不久前開始致力于用混合鑄件部分地替代鋼材。

在本申請中混合鑄件理解為帶有骨料(aggregate)的粘合劑的混合物。所述骨料是細(xì)顆粒耐磨和防腐蝕材料，例如碳化硅、剛玉、石英砂、玻璃或這些材料的混合物。塑料材料可用作粘合劑，例如環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂或聚甲基丙烯酸甲酯(PMM)。

在制造復(fù)合組件時(shí)，經(jīng)常將金屬部件用作混合鑄件的鑄造模具。為了確保所述金屬部件和所述混合鑄件之間的強(qiáng)的結(jié)合，所述金屬部件設(shè)置有錨定構(gòu)件，該錨定構(gòu)件形成所述混合鑄件中的支持嵌體。

德國實(shí)用新型專利No.29723409提出將普通的螺栓擰緊到金屬基體上作為錨定構(gòu)件。因此，所述混合鑄件中的支持嵌體由螺栓頭形成。

這個(gè)技術(shù)方案具有這樣的缺點(diǎn)：大量的混合鑄件必須澆鑄，以便完全封閉所述螺栓頭。因此所述混合鑄件占所述復(fù)合組件整體厚度的主要部分。由于所述復(fù)合組件的整體厚度受其建筑空間的限制，因此所述金屬部件只能具有較小的材料厚度。但是，由于金屬部件代表所述復(fù)合組件的承重基礎(chǔ)，所以它的厚度必須盡可能最大，從而提高泵組件所需要的破碎強(qiáng)度。復(fù)合工件中大型的混合鑄件部分經(jīng)常發(fā)生強(qiáng)度問題。

這個(gè)技術(shù)方案的另一個(gè)缺點(diǎn)在于僅在某些點(diǎn)或某些處通過螺栓保持混合鑄件。如果所述混合鑄件需要承受重的負(fù)荷，在所述螺栓和混合鑄件之間的接觸點(diǎn)區(qū)域中就會出現(xiàn)應(yīng)力峰值。這會造成所述混合鑄件的局部弱化，因此由于空穴現(xiàn)象它更會受到較大侵蝕。被分離的陶瓷部件由輸送介質(zhì)帶走，并且它們會破壞下游的設(shè)備組件。

由這些問題看來，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是以這樣一種方式開發(fā)上文所述的那種機(jī)械組件，從而可以避免上面所述的缺點(diǎn)。

這個(gè)任務(wù)通過由多孔板制成的錨定構(gòu)件解決了，所述多孔板利用隔離物與金屬部件表面保持小的間隔，并通過所述隔離物固定到所述金屬部件上。

以這種方式，所述混合鑄件和所述錨定構(gòu)件之間的接觸面與現(xiàn)有技術(shù)相比大大增加了。因此避免了有危害的應(yīng)力峰值。此外，以這種方式，澆注礦物鑄造的量也能減到最小。

由于將平面的錨定構(gòu)件沿著所述金屬部件的表面緊密布置，所述鑄件特別像具有涂層。而且，所述多孔板在整個(gè)鑄件體中具有穩(wěn)定和增強(qiáng)的效果，所以與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種本發(fā)明的機(jī)械組件的混合連接具有顯著的進(jìn)步。在不用超過給定的復(fù)合組件的厚度的情況下，在這種混合連接中的負(fù)載金屬部件的部分也能夠得到實(shí)質(zhì)性的增強(qiáng)。

因此，現(xiàn)在本發(fā)明還有利地將混合鑄造技術(shù)的應(yīng)用范圍延伸到成熟的、現(xiàn)有的骨料中。在發(fā)電站的廢氣脫硫設(shè)備中，還有大量從前設(shè)計(jì)的泵，這些泵由用于輸送侵蝕性石灰乳或石膏懸浮物的均質(zhì)鋼外殼部件組成。由于這些介質(zhì)嚴(yán)重侵蝕鋼材，不得不經(jīng)常更換外殼部件，因此需要儲存大量的備件。

現(xiàn)在本發(fā)明使得可以以較低成本復(fù)原被侵蝕的金屬外殼部件。為此，被損壞的泵組件被磨掉，配備有多孔板并且隨后準(zhǔn)備保護(hù)性的混合鑄件。最初的測試表明以這種方式修復(fù)的外殼部件能夠達(dá)到的使用壽命比它們在全新狀態(tài)時(shí)的使用壽命還要長很多。泵的維護(hù)周期得到延長，并且可以不進(jìn)行備件儲存。例如，以這種方式修復(fù)的耐磨板比全鋼備件成本效率高達(dá)到70％。

由多孔板制成的錨定構(gòu)件的使用決不限于平面狀機(jī)械組件(諸如耐磨板)。它還可以通過使用多塊小的多孔板(例如拼縫板)來覆蓋金屬部件表面，來制造具有更復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的復(fù)合組件。

多孔板和隔離物的固定優(yōu)選通過點(diǎn)焊來實(shí)現(xiàn)。這種連接方法一方面能夠快速進(jìn)行并且成本效率高，同時(shí)另一方面短期點(diǎn)狀熱應(yīng)力不會改變金屬的材料性質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)方案，多孔板的厚度范圍可以在1至2mm之間。這個(gè)板厚已經(jīng)足夠達(dá)到前述效果。此外，這種類型的薄板易于加工。

所述多孔板和泵組件的金屬部件表面之間適當(dāng)?shù)木嚯x應(yīng)當(dāng)大致是相應(yīng)所述多孔板厚度的一倍半或二倍。實(shí)際上已經(jīng)證明，這個(gè)間隔范圍內(nèi)的距離完全足夠填補(bǔ)所述多孔板下面的承重鑄件。