[发明专利]机械组件,特别是泵组件

说明书

本发明涉及复合结构中的机械组件，特别涉及由金属部件和混合铸件(hybrid casting)组成的泵组件，并且通过至少一个锚定构件将所述混合铸件固定到所述金属部件上，所述锚定构件形成所述混合铸件中的支持嵌体(back-cutting)。

此外，本发明还涉及复原被损坏的金属机械组件，特别是泵组件的方法。

复合结构中的机械组件(例如外壳部件或耐磨板)主要用在处理腐蚀物和/或研磨介质的离心泵中。

由于它们的化学和机械应力特别高，这些组件受到严重的磨损和破坏。直到数年前，一直用高合金不锈钢制造这些组件。由于用这些材料不可能达到令人满意的使用寿命运转周期，不久前开始致力于用混合铸件部分地替代钢材。

在本申请中混合铸件理解为带有骨料(aggregate)的粘合剂的混合物。所述骨料是细颗粒耐磨和防腐蚀材料，例如碳化硅、刚玉、石英砂、玻璃或这些材料的混合物。塑料材料可用作粘合剂，例如环氧树脂、乙烯基酯树脂或聚甲基丙烯酸甲酯(PMM)。

在制造复合组件时，经常将金属部件用作混合铸件的铸造模具。为了确保所述金属部件和所述混合铸件之间的强的结合，所述金属部件设置有锚定构件，该锚定构件形成所述混合铸件中的支持嵌体。

德国实用新型专利No.29723409提出将普通的螺栓拧紧到金属基体上作为锚定构件。因此，所述混合铸件中的支持嵌体由螺栓头形成。

这个技术方案具有这样的缺点：大量的混合铸件必须浇铸，以便完全封闭所述螺栓头。因此所述混合铸件占所述复合组件整体厚度的主要部分。由于所述复合组件的整体厚度受其建筑空间的限制，因此所述金属部件只能具有较小的材料厚度。但是，由于金属部件代表所述复合组件的承重基础，所以它的厚度必须尽可能最大，从而提高泵组件所需要的破碎强度。复合工件中大型的混合铸件部分经常发生强度问题。

这个技术方案的另一个缺点在于仅在某些点或某些处通过螺栓保持混合铸件。如果所述混合铸件需要承受重的负荷，在所述螺栓和混合铸件之间的接触点区域中就会出现应力峰值。这会造成所述混合铸件的局部弱化，因此由于空穴现象它更会受到较大侵蚀。被分离的陶瓷部件由输送介质带走，并且它们会破坏下游的设备组件。

由这些问题看来，本发明要解决的技术问题是以这样一种方式开发上文所述的那种机械组件，从而可以避免上面所述的缺点。

这个任务通过由多孔板制成的锚定构件解决了，所述多孔板利用隔离物与金属部件表面保持小的间隔，并通过所述隔离物固定到所述金属部件上。

以这种方式，所述混合铸件和所述锚定构件之间的接触面与现有技术相比大大增加了。因此避免了有危害的应力峰值。此外，以这种方式，浇注矿物铸造的量也能减到最小。

由于将平面的锚定构件沿着所述金属部件的表面紧密布置，所述铸件特别像具有涂层。而且，所述多孔板在整个铸件体中具有稳定和增强的效果，所以与现有技术相比，这种本发明的机械组件的混合连接具有显著的进步。在不用超过给定的复合组件的厚度的情况下，在这种混合连接中的负载金属部件的部分也能够得到实质性的增强。

因此，现在本发明还有利地将混合铸造技术的应用范围延伸到成熟的、现有的骨料中。在发电站的废气脱硫设备中，还有大量从前设计的泵，这些泵由用于输送侵蚀性石灰乳或石膏悬浮物的均质钢外壳部件组成。由于这些介质严重侵蚀钢材，不得不经常更换外壳部件，因此需要储存大量的备件。

现在本发明使得可以以较低成本复原被侵蚀的金属外壳部件。为此，被损坏的泵组件被磨掉，配备有多孔板并且随后准备保护性的混合铸件。最初的测试表明以这种方式修复的外壳部件能够达到的使用寿命比它们在全新状态时的使用寿命还要长很多。泵的维护周期得到延长，并且可以不进行备件储存。例如，以这种方式修复的耐磨板比全钢备件成本效率高达到70％。

由多孔板制成的锚定构件的使用决不限于平面状机械组件(诸如耐磨板)。它还可以通过使用多块小的多孔板(例如拼缝板)来覆盖金属部件表面，来制造具有更复杂几何结构的复合组件。

多孔板和隔离物的固定优选通过点焊来实现。这种连接方法一方面能够快速进行并且成本效率高，同时另一方面短期点状热应力不会改变金属的材料性质。

根据本发明的另一个改进方案，多孔板的厚度范围可以在1至2mm之间。这个板厚已经足够达到前述效果。此外，这种类型的薄板易于加工。

所述多孔板和泵组件的金属部件表面之间适当的距离应当大致是相应所述多孔板厚度的一倍半或二倍。实际上已经证明，这个间隔范围内的距离完全足够填补所述多孔板下面的承重铸件。