[發(fā)明專利]多級離心泵摩擦副合金鋼組件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110173054.4
• 申請日: 2011-06-24
• 公開（公告）號: CN102221001A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設計）人: 楊在山
• 申請（專利權）人: 興城市水泵制造有限公司
• 主分類號: F04D29/02
• 分類號: F04D29/02
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 魏勇

技術領域

本發(fā)明的提出是機械領域的水力機械，具體地說是多級離心泵摩擦副合金鋼組件。

背景技術

水泵是旋轉機械，定子不轉，轉子高速旋轉。定子、轉子之間的平均運轉間隙0.5㎜。在本發(fā)明提出以前，用于抽取礦井井下水的高揚程水泵定子和轉子部件采用鑄鐵或鑄鋼材質，由于井下水中混有大量的泥沙，所以在抽送水過程中，泥沙通過定轉子之間的間隙時，對水泵定子和轉子形成運轉間隙的部件，產生咬合磨損作用，致使泵運轉間隙逐步增大，泵內液體回流產生級間泄漏，當泵運轉間隙超過1.5mm時，泵流量顯著下降，直至不能正常工作。一般情況下，抽礦井水的泵只能正常運行3000小時左右，既影響礦井的正常排水，又增加了用戶維修和部件更換成本。

有企業(yè)介紹在制造水泵時采用1Cr13MoS和1Cr13NiMo作為摩擦副組件。但沒有申請專利進行保護。

通過專利文件檢索，輸入關鍵詞1Cr13MoS，但沒有被檢出，說明1Cr13MoS材質在水泵中應用沒有得到專利保護。

發(fā)明內容

為了克服現有水泵定子與轉子容易磨損的缺點，本發(fā)明提出了多級離心泵摩擦副合金鋼組件。該組件的定子密封環(huán)、導葉套、平衡環(huán)使用1Cr13MoS材質制造，轉子葉輪、平衡盤使用40CrMoNi材質制造。通過由耐磨合金鋼材質制造的組件形成摩擦副，解決多級離心泵組件耐磨損的技術問題。

本發(fā)明解決技術問題所采用的方案是：

多級離心泵摩擦副合金鋼組件設有徑向摩擦副和軸向摩擦副，其中：

徑向摩擦副：定子的密封環(huán)內孔與葉輪的吸入口外圓，導葉套內孔與葉輪的后輪轂外圓；

軸向摩擦副：平衡環(huán)與平衡盤端面；

定子的密封環(huán)、導葉套、平衡環(huán)采用1Cr13MoS合金鋼材質制造；

轉子的葉輪、平衡盤采用40CrMoNi合金鋼材質制造。

積極效果，本發(fā)明摩擦副組件不轉動的定子的密封環(huán)、導葉套、平衡環(huán)采用1Cr13MoS合金鋼材質制造，摩擦副組件轉動的轉子的葉輪和平衡盤采用40CrMoNi合金鋼材質制造。利用選定材質的合金鋼材質制造的摩擦副組件制成的水泵具有耐磨損并產生自潤滑作用，因此能夠延長多級離心泵的使用壽命，并降低使用和維修成本。適宜作為水泵摩擦副組件制造中使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明水泵結構圖

圖中，1.泵殼，2.泵軸，3.聯(lián)軸器，4.出水口，5.葉輪，6.導葉套，7.密封環(huán)，8.平衡環(huán)，9.平衡盤。

具體實施方式

據圖所示：

水泵的結構：泵殼1兩端裝有軸承體，通過聯(lián)軸器3及軸承體安裝泵軸2及轉子，轉子上安裝有葉輪5、平衡盤9。泵殼由進水段、中段、導葉、出水段、軸承體組成，每個中段上安裝有密封環(huán)7，每個導葉上安裝有導葉套6，為了平衡軸向力，出水段上安裝有平衡環(huán)8，在泵殼上設有進水口和出水口4。

多級離心泵摩擦副合金鋼組件設有徑向摩擦副和軸向摩擦副，其中：

徑向摩擦副：定子的密封環(huán)7內孔與葉輪5的吸入口外圓，導葉套6內孔與葉輪的后輪轂外圓；

軸向摩擦副：平衡環(huán)8與平衡盤9端面；

定子的密封環(huán)7、導葉套6、平衡環(huán)8采用1Cr13MoS合金鋼材質制造。

轉子的葉輪5、平衡盤9采用40CrMoNi合金鋼材質制造。

效果

經過各煤礦現場運行，對比試驗證明，采用本發(fā)明方案制造的水泵比采用普通鑄鋼材質制造的水泵使用壽命提高了2.7倍，能夠正常運轉8000小時。制造成本雖略有增加，但使用性能有所提高。

特點

水泵中定子的密封環(huán)、導葉套與轉子的葉輪形成徑向摩擦副，定子平衡環(huán)與轉子末端的平衡盤形成軸向摩擦副，將定子密封環(huán)、導葉套、平衡環(huán)的材質由原來的鑄鐵或鑄鋼改為1Cr13MoS，轉子部件采用40CrMoNi組成新的靜、動摩擦副，新摩擦副中含有大量鉻、鉬元素，鉻、鉬元素在水介質中運轉時會產生具有潤滑作用的二硫化鉬，對定、轉子的靜、動部件起到了潤滑，從而降低了摩擦力，提高了耐磨性，延長了水泵的使用壽命。該技術適宜在泥沙泵、高揚程多級離心泵及其它要求耐磨損的水泵制造中應用。

新的摩擦副組件材質中含有鉬和硫，在水介質中運轉時兩摩擦副可生成潤滑劑二硫化鉬，增強材質的潤滑能力。1Cr13MoS材質制造的組件經過熱處理后硬度可達洛氏硬度HRc40，由于硬度較高，更增加了其耐磨性。而40CrMoNi合金鋼的使用不但與1Cr13MoS配合性好，而且取材容易，造價低，克服了1Cr13NiMo造價高、加工難度大的缺點。本發(fā)明在水泵摩擦副組件中采用相對耐摩擦材質合金鋼組合制造，使多級離心泵的使用壽命得到了明顯的提高。