CN2545393Y - 具有复合层的往复泵组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有复合层的往复泵组件，该组件包括缸筒和柱塞，其复合缸筒是由外层缸筒、内层陶瓷衬套复合或由外层缸筒、内层陶瓷衬套及固结在两者之间的固化膨胀性粘结剂形成的连结层复合而成。其陶瓷衬套增加了缸筒的刚直度及耐温、耐磨和耐腐蚀性，固化膨胀性的连接层使外层缸筒和陶瓷衬套始终处于胀紧状态，有效增加缸筒的抗胀力，提高了耐压性，并且增加了缸筒的刚直度。伞形锥面的括砂套和弹簧补偿的密封套增加了缸筒的防砂性、耐磨性和密封性，软密封套及柱塞过渡层的具有可补偿磨损的硬活塞环可提高缸筒和柱塞结构的密封性能和使用寿命。

Description

具有复合层的往复泵组件

技术领域

本实用新型涉及一种往复泵，尤指其具有复合层的缸筒和柱塞组件。

背景技术

往复泵在现有技术中已被用于各个领域。尤其在建筑、石油、化工、冶金、矿山等行业，其应用更为广泛。但是因这些行业有其行业要求特殊性，因而所用的机械泵筒常处于运动频繁、磨损严重、工作压力高、腐蚀性强以及泵送物料含有硬颗粒等恶劣工况之中。为了满足这些特殊行业的工作需求，提高缸筒及柱塞的技术性能及耐用度，通常的作法是选用优质钢材做坯料，经热处理、淬火、氮化、三元共渗、喷涂、喷焊覆盖层、电镀硬铬以及激光处理等工艺或方法使其性能质量达标。然而，在提高长缸筒刚性强度，尤其在耐腐蚀性能上，无论怎样处理而得的缸筒及柱塞都无法满足需求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有耐温、耐磨耐腐耐压的高硬度复合缸筒及柱塞的往复泵。

本实用新型所用的缸筒和柱塞是由不同材料层叠复合而成。具体是在现有缸筒内紧配合一陶瓷衬套，外层缸筒两端加工有内螺纹或外螺纹，上下接箍与该内螺纹或外螺纹配合项压在陶瓷衬套的两端。为便于加工，所述陶瓷衬套可由多段相接而成。当泵的缸筒较短时采用简单的两层复合缸筒，当泵的缸筒较长时，可采用三层复合缸筒，即在陶瓷衬套与外层套筒之间注入固化膨胀性粘结剂而形成一连结层，注剂通过外层缸筒的两端部和上接箍的外侧开设的一注剂孔注入。上下接箍的外接口形状和尺寸按各种泵型制作。当泵工作介质含砂粒较多时，可将上接箍项端制成伞形锥面，促使砂粒沿锥面滑走，同时在上接箍端部孔内过盈热装一个用增韧陶瓷或硬质合金制作的上括砂套，用伞项的护帽与上接箍紧固，这种防砂结构根据工况和泵的结构需要，可用在缸筒一端或两端。为适应泵结构需要，可将下括砂套用三个圆周方向均布的项丝与外层缸筒紧固，从而防砂、耐磨。当用长柱塞、短缸筒时，可在括砂套下端通过弹簧、压环压着一个用耐磨、耐腐、耐温的软材料制作的密封套，使其紧抱在缸筒中的长柱塞的外圆上，从而提高泵的密封性和泵效，并随磨损自行补偿。根据工况需要可在缸筒两端按相反方向装置两套或数套这种弹簧自动补偿密封结构。陶瓷衬套的厚度至少为1毫米；对于三层式结构，所述外层缸筒和陶瓷衬套间的间隙尺寸(或粘结剂的厚度)至少为0.2毫米。

本实用新型中的柱塞也是由不同材料层叠复合而成。具体是根据泵的工况和结构需要在柱塞体外圆上按照相邻关系滑动套装过渡层，该过渡层包括一个或数个弹簧、压环和用耐磨、耐温的软材料制作的密封套，以及用耐磨金属或增韧陶瓷制作的导向套、活塞环，其中相邻两活塞环的开口互成180°，用固定在柱塞体上的定位销将其定位。而后用设置在活塞环一端或两端的双并紧螺母调整上述诸套装件的轴向位置，从而保证活塞环得到适当的活动间隙，最后两端用柱塞接头与柱塞体紧固。

本实用新型由复合层结构形成缸筒和柱塞，其中陶瓷衬套增加了缸筒的刚直度及耐温、耐磨和耐腐蚀性，采用三层缸筒结构，则固化膨胀性的连结层使外层缸筒和陶瓷衬套始终都处于胀紧状态，有效增加了缸筒的抗胀力，提高了耐压性，并且增加了缸筒的刚直度；伞形锥面的括砂套和弹簧补偿的密封套增加了缸筒的防砂性、耐磨性和密封性，软密封套及柱塞过渡层的具有可补偿磨损的硬活塞环可提高泵筒和柱塞的密封性能和使用寿命。

附图说明

图1a为本实用新型端部具有内螺纹的两层结构的复合缸筒实施例剖面图。

图1b为本实用新型端部具有外螺纹的两层结构的复合缸筒实施例剖面图。

图2a为本实用新型端部具有内螺纹的三层结构的复合缸筒实施例剖面图。

图2b本实用新型端部具有外螺纹的三层结构的复合缸筒实施例剖面图。

图3、图4为本实用新型用于长柱塞泵的防砂耐磨缸筒实施例剖面图。

图5为本实用新型两端用软密封套结构复合柱塞的实施例剖面图。

图5a为图5的a-a剖视图。

图5b为图5的b-b剖视图。

图6为本实用新型两端用硬导向套和可胀活塞环结构复合柱塞的实施例剖面图。

图6a为图6的a-a剖视图。

图6b为图6的b-b剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明如下：

如图所示，本实用新型中的复合缸筒由两层不同材料层叠复合而成。具体是在现有外层缸筒2内过盈热装紧配合一陶瓷衬套3，所述外层缸筒2两端加工有内螺纹21(图1a)或外螺纹22(图1b)，上、下接箍6、1与该内螺纹或外螺纹配合顶压在陶瓷衬套的两端。上、下接箍的外接口形状和尺寸按各种泵型制作。当泵工作介质含砂粒较多时，可将上接箍6顶端制成伞形锥面，促使砂粒沿锥面滑走，同时在上接箍端部孔内过盈热装一个用增韧陶瓷或硬质合金制作的上括砂套11，用伞顶的护帽10固定，这种防砂结构根据工况和泵的结构需要，可用在缸筒一端或两端。为适应泵结构需要，可将下括砂套12用三个圆周方向均布的项丝13与外层缸筒紧固，如图3所示，从而防砂、耐磨。当用长柱塞、短缸筒时，可在括砂套11下端通过弹簧9、压环8压着一个用耐磨、耐腐、耐温的软材料制作的密封套7，由于压环8和密封套7端面斜面而迫使柔软的密封套向中心推挤，使其始终紧抱在缸筒中的长柱塞14的外圆上，从而提高泵的密封性和泵效，并随磨损自行补偿。根据工况需要可在缸筒两端按相反方向装置两套或数套这种弹簧自动补偿密封结构，如图3所示，以延长泵的使用寿命。为便于加工，所述陶瓷衬套3可由多段相接而成。当缸筒较短时采用简单的两层复合缸筒(如图1a、图1b、图3、图4和图5)；当泵的缸筒较长时，为提高缸筒的强度，还可采用三层的复合缸筒(如图2a、图2b和图6)。该三层复合缸筒结构是通过在所述陶瓷衬套3与外层套筒2之间注入固化膨胀性粘结剂而形成一连结层4，而与外层套筒2和陶瓷衬套3共同形成具有三层结构的复合缸筒；所述膨胀性粘结剂可通过开设在外层缸筒2的两端部和上接箍的外侧的一注剂孔5注入外层套筒2和内层陶瓷衬套3的间隙中，待其固化后形成连接层4，并将内外层筒体固结成一体。为了使陶瓷衬套3在外层套筒2中定位准直，可在制做安装时，在陶瓷衬套3中插入一定位芯棒(图未示)，而后一并置入外层缸筒2中，并利用上下接箍6、1的内孔使定位芯棒、陶瓷衬套3以及外层缸筒2都保持同心，待连接层形成后，再抽出定位芯棒。

所述陶瓷衬套3的厚度为5毫米；对于三层式结构，所述外层缸筒2和陶瓷衬套3间的间隙尺寸(或粘结剂的厚度)为0.2毫米。

本实用新型中的柱塞也可由不同材料层叠复合而成。如图5和图6所示，具体是根据泵的工况和结构需要在柱塞体20的外圆上，按照相邻关系滑动套装一个或数个弹簧9′，压环8′和用耐磨、耐温的软材料制作的密封套7′，以及用耐磨金属或增韧陶瓷制作的导向套15、19和活塞环16。当介质中含有硬微粒时，为了防止环槽隙被微粒卡死，不能自由涨缩，而在活塞环前端设置弹簧自动补偿密封机构，被压缩安装的弹簧9′挤压着压环8′和密封套7′，因压环8′和密封套端部的斜面而迫使柔软的密封套向周边涨开，从而紧贴在缸筒内壁实现无间隙密封，并可自动补偿其磨损。导向套15、19分别安装在柱塞体20的两端和中部，以使柱塞在缸筒中能居中而畅稳地作往复运动。相邻两活塞环16的开口互成180°，用定位销17确保定位，这样可防止活塞环开口对直或靠近而加大漏失量，以致降低密封性，如图5a、图5b、图6a和图6b所示。双并紧螺母18位于活塞环16的两端或一端，在柱塞体20外圆相应部位的外螺纹上可作微量调整，确保活塞环在轴向有恰当的活动间隙(既能自如地涨开、合拢又避免过大间隙影响密封)，然后双并紧螺母相对从相反方向旋转而锁定，起到一个既能调整又能固定的台阶的作用。，最后两端用柱塞接头23与柱塞体20紧固。

本实用新型的另一实施例为将陶瓷衬套3制成一整体套管，置入外层缸筒2中，其余结构及制做装配方法与上同，在此不再赘述。

上述实施例中所述的陶瓷衬套3的壁厚可依随缸筒工作压力和孔径的增加而加大，例如可选择设置为5毫米或15毫米；外层缸筒2和陶瓷衬套3间的间隙尺寸还可随缸筒工作压力、孔径、长度的增大而加大，例如可将该间隙尺寸设置为2毫米或5毫米。

上述实施例中外层缸筒2和陶瓷衬套3中所述的过盈热装结构的热装温度应高于缸筒的实际工作温度；其过盈量大小应随缸筒实际工作温度增加而加大。

Claims (9)

1.具有复合层的往复泵组件，包括缸筒和套装在该缸筒中的柱塞，其特征在于所述缸筒包括一外层缸筒(2)和套置在该外层缸筒(2)内的一陶瓷衬套(3)，所述外层缸筒(2)两端加工有内螺纹21或外螺纹22，两上、下接箍6、1顶压在陶瓷衬套(3)的两端与所述内螺纹或外螺纹配合。

2.根据权利要求1所述的具有复合层的往复泵组件，其特征在于所述陶瓷衬套(3)由多段拼接而成。

3.根据权利要求1所述的具有复合层的往复泵组件，其特征在于在所述外层缸筒(2)和陶瓷衬套(3)之间还有一由固化膨胀性粘结剂形成的连结层(4)。

4.根据权利要求3所述的具有复合层的往复泵组件，其特征在于该外层缸筒(2)一端部的螺纹段下方开有一注剂孔(5)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有复合层的往复泵组件，其特征在于所述上接箍(6)上端孔内过盈热装一个用增韧陶瓷或硬质合金制作的伞锥项面的括砂套(11)，其上方有一具有伞锥顶面的护冒(10)与上接箍(6)螺纹配合。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的具有复合层的往复泵组件，其特征在于所述陶瓷衬套(3)的壁厚至少为1毫米；所述外层缸筒(2)和陶瓷衬套(3)间的间隙尺寸至少为0.2毫米。

7.根据权利要求5所述的具有复合层的往复泵组件，其特征在于所述接箍(6)和外层缸筒(2)内，括砂套(11)的下方有弹簧(9)和压环(8)抵压在由耐磨、耐腐、耐温软材料制作的密封套(7)的上方。

8.根据权利要求1所述的具有复合层的往复泵组件，其特征在于所述柱塞由柱塞体(20)和套装在其外圆上的由一个或数个弹簧(9’)，压环(8’)，密封套(7’)、活塞环(16)、导向套(15、19)组成的过渡层构成，所述柱塞体(20)两端加工有内螺纹，分别与两个柱塞接头(23)螺接。

9.根据权利要求8所述的具有复合层的往复泵组件，其特征在于所述活塞环的一端或两端设有双并紧螺母(18)，相邻两活塞环(16)的开口互成180°，由固定在柱塞体(20)上的定位销钉(17)定位。

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