[发明专利]潜卤泵壳体密封环与叶轮口环配合结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械密封技术，具体是潜卤泵壳体密封环与叶轮口环配合结构及其制造方法。

背景技术

潜水泵在卤水介子中使用存在的问题：一是叶轮腐蚀严重，由于原设计中的壳体密封环材质是ZCuPb15Sn8，叶轮的材质是HT200,从物理性能和电化学分析，密封环与叶轮存在高电位与低电位的问题，易造成低电位材料叶轮的腐蚀，特别是在腐蚀性较强的溶液中运行，腐蚀的速度比中性溶液要高出3-5倍。这两种普通潜水泵部件材料的配合大大缩短了水泵的使用寿命，通常此部件为易损件，正常介子情况下运行超过12000小时就应该更换。如果是在腐蚀溶液中运行3000小时就得更换。水泵的维修给用户的生产带来很大的困难，同时增加了提井和下井的费用。

二是密封环结合面结晶问题，潜水泵原设计的密封环结构在卤水中正常运行时，在叶轮与密封环结合面处存在结晶的问题。而当冬季停工春季重新启动时，很多潜水泵出现启动困难，甚至电机损坏等问题。用户为了解决叶轮与密封环结合面处卤水结晶问题，每年冬季到来之前必须将水泵提井冲洗，由此增加了很大的工作量和经费。

发明内容

本发明的目的是提供一种潜卤泵壳体密封环与叶轮口环配合结构及其制造方法，提高使用寿命、解决泵体滞留水下重启问题。

本发明潜卤泵壳体密封环与叶轮口环配合结构，包括泵体内的叶轮和密封环的配合结构，其特征在于壳体密封环的结构：密封环壁为双层，内、外壁两种材质的厚度相等，外壁为金属铸件HT200、内壁为丁晴橡胶层，密封环外壁与内壁的结合面为相对波纹交错形；叶轮的口环结构：叶轮主体为金属铸件HT200、在止口处镶不锈钢316L口环；壳体密封环的制造方法：将铸件的金属密封环HT200内孔直径车削减掉6mm、并在内表面车削出2*45°三角形槽4～5条槽，将专用硫化模具加温至工艺硫化温度350～380℃、向模具内填料，丁晴橡胶、按照硫化工艺要求进行硫化，硫化层厚度3.5mm，保证硫化表面粗造度及内控的公称尺寸，硫化后内孔公差φ0～0.04mm、与叶轮口环间隙0.3-0.5mm；叶轮口环的制造方法：将铸件叶轮止口处外径车削减掉10mm，按车削减掉的相应尺寸加工不锈钢316L口环，不锈钢316L口环厚度为4～5mm，再用304厌氧胶将口环粘贴在车削后的叶轮止口处，待2小时后，车削、校正与密封环间隙0.3-0.5mm叶轮口环，公差φ0～0.03mm。

本发明的积极效果

潜卤泵存在壳体密封环与叶轮配合面结晶和叶轮腐蚀严重问题，首先解决密封环与叶轮电位差的问题，将原来的密封环铸铜材料改为非金属材料，同时为了保证密封环的强度和机械密封性能，从结构设计和工艺的角度做了改进。将机械密封的密封环结构设计成金属基体为灰铁HT200，提高了耐腐蚀等级，并且密封环内壁为丁晴橡胶。该材料即具有耐腐蚀性还具有耐磨性能，同时解决了与叶轮结合面的电位差问题。叶轮与密封环相对的止口部位也换成不锈钢316L口环，提高耐腐蚀、耐磨损强度。这两方面改变显著消除了叶轮腐蚀的诱因、又提高了密封环的寿命，从而解决了结合面结晶的问题。通过现场运行，叶轮的使用寿命比原来提高3倍以上。彻底解决了卤碱液中冬季滞留后重新启动时电机损坏的问题，同时不必再有每年泵体提井的负担。

附图说明

图1为潜卤泵壳体密封环与叶轮口环配合结构示意图；

图2为叶轮止口处嵌口环部位图；

图3为密封环结构示意图。

具体实施方式

潜卤泵壳体密封环与叶轮口环配合结构，包括泵壳体1内的叶轮和密封环的机械密封结构，见图1，其特征在于密封环的机械密封结构：密封环2壁为双层、内、外壁两种材质的厚度相等，外壁为金属铸件HT200、内壁为丁晴橡胶层I，密封环2外壁与内壁的结合面为相对波纹交错形，见图3；叶轮4的口环结构：见图2，叶轮4主体为金属铸件HT200、在止口处镶不锈钢316L口环3；制造方法：将铸件金属密封环2内孔直径车削掉6mm、并在内表面车削出2*45°三角形槽4～5条槽，将专用硫化模具加温至工艺硫化温度350～380℃、向模具内填料，丁晴橡胶、按照硫化工艺要求进行硫化，硫化丁晴橡胶层I厚度3～3.5mm，保证硫化表面粗造度及内控的公称尺寸，硫化后内孔公差φ0～0.04mm、与叶轮间隙0.3-0.5mm；将铸件叶轮止口处外径车削掉10mm，按车削减掉的相应尺寸加工不锈钢316L口环3，不锈钢316L口环3的厚度4～5mm，与铸件叶轮止口处过盈配合，再用304厌氧胶将不锈钢316L口环3粘贴在车削后的叶轮止口处，过盈配合，待2小时后，车削叶轮外径、校对止口外径与密封环间隙0.3-0.5mm，公差φ0～0.03mm。