[发明专利]多级离心泵摩擦副合金钢组件

说明书

技术领域

本发明的提出是机械领域的水力机械，具体地说是多级离心泵摩擦副合金钢组件。

背景技术

水泵是旋转机械，定子不转，转子高速旋转。定子、转子之间的平均运转间隙0.5㎜。在本发明提出以前，用于抽取矿井井下水的高扬程水泵定子和转子部件采用铸铁或铸钢材质，由于井下水中混有大量的泥沙，所以在抽送水过程中，泥沙通过定转子之间的间隙时，对水泵定子和转子形成运转间隙的部件，产生咬合磨损作用，致使泵运转间隙逐步增大，泵内液体回流产生级间泄漏，当泵运转间隙超过1.5mm时，泵流量显著下降，直至不能正常工作。一般情况下，抽矿井水的泵只能正常运行3000小时左右，既影响矿井的正常排水，又增加了用户维修和部件更换成本。

有企业介绍在制造水泵时采用1Cr13MoS和1Cr13NiMo作为摩擦副组件。但没有申请专利进行保护。

通过专利文件检索，输入关键词1Cr13MoS，但没有被检出，说明1Cr13MoS材质在水泵中应用没有得到专利保护。

发明内容

为了克服现有水泵定子与转子容易磨损的缺点，本发明提出了多级离心泵摩擦副合金钢组件。该组件的定子密封环、导叶套、平衡环使用1Cr13MoS材质制造，转子叶轮、平衡盘使用40CrMoNi材质制造。通过由耐磨合金钢材质制造的组件形成摩擦副，解决多级离心泵组件耐磨损的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

多级离心泵摩擦副合金钢组件设有径向摩擦副和轴向摩擦副，其中：

径向摩擦副：定子的密封环内孔与叶轮的吸入口外圆，导叶套内孔与叶轮的后轮毂外圆；

轴向摩擦副：平衡环与平衡盘端面；

定子的密封环、导叶套、平衡环采用1Cr13MoS合金钢材质制造；

转子的叶轮、平衡盘采用40CrMoNi合金钢材质制造。

积极效果，本发明摩擦副组件不转动的定子的密封环、导叶套、平衡环采用1Cr13MoS合金钢材质制造，摩擦副组件转动的转子的叶轮和平衡盘采用40CrMoNi合金钢材质制造。利用选定材质的合金钢材质制造的摩擦副组件制成的水泵具有耐磨损并产生自润滑作用，因此能够延长多级离心泵的使用寿命，并降低使用和维修成本。适宜作为水泵摩擦副组件制造中使用。

附图说明

图1为本发明水泵结构图

图中，1.泵壳，2.泵轴，3.联轴器，4.出水口，5.叶轮，6.导叶套，7.密封环，8.平衡环，9.平衡盘。

具体实施方式

据图所示：

水泵的结构：泵壳1两端装有轴承体，通过联轴器3及轴承体安装泵轴2及转子，转子上安装有叶轮5、平衡盘9。泵壳由进水段、中段、导叶、出水段、轴承体组成，每个中段上安装有密封环7，每个导叶上安装有导叶套6，为了平衡轴向力，出水段上安装有平衡环8，在泵壳上设有进水口和出水口4。

多级离心泵摩擦副合金钢组件设有径向摩擦副和轴向摩擦副，其中：

径向摩擦副：定子的密封环7内孔与叶轮5的吸入口外圆，导叶套6内孔与叶轮的后轮毂外圆；

轴向摩擦副：平衡环8与平衡盘9端面；

定子的密封环7、导叶套6、平衡环8采用1Cr13MoS合金钢材质制造。

转子的叶轮5、平衡盘9采用40CrMoNi合金钢材质制造。

效果

经过各煤矿现场运行，对比试验证明，采用本发明方案制造的水泵比采用普通铸钢材质制造的水泵使用寿命提高了2.7倍，能够正常运转8000小时。制造成本虽略有增加，但使用性能有所提高。

特点

水泵中定子的密封环、导叶套与转子的叶轮形成径向摩擦副，定子平衡环与转子末端的平衡盘形成轴向摩擦副，将定子密封环、导叶套、平衡环的材质由原来的铸铁或铸钢改为1Cr13MoS，转子部件采用40CrMoNi组成新的静、动摩擦副，新摩擦副中含有大量铬、钼元素，铬、钼元素在水介质中运转时会产生具有润滑作用的二硫化钼，对定、转子的静、动部件起到了润滑，从而降低了摩擦力，提高了耐磨性，延长了水泵的使用寿命。该技术适宜在泥沙泵、高扬程多级离心泵及其它要求耐磨损的水泵制造中应用。

新的摩擦副组件材质中含有钼和硫，在水介质中运转时两摩擦副可生成润滑剂二硫化钼，增强材质的润滑能力。1Cr13MoS材质制造的组件经过热处理后硬度可达洛氏硬度HRc40，由于硬度较高，更增加了其耐磨性。而40CrMoNi合金钢的使用不但与1Cr13MoS配合性好，而且取材容易，造价低，克服了1Cr13NiMo造价高、加工难度大的缺点。本发明在水泵摩擦副组件中采用相对耐摩擦材质合金钢组合制造，使多级离心泵的使用寿命得到了明显的提高。