一種具有高強(qiáng)度內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的往復(fù)泵鑄鋼泵體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及往復(fù)栗鑄鋼栗體領(lǐng)域，主要為一種適用于耐高溫、高壓與固體重量濃度高的顆粒介質(zhì)的具有高強(qiáng)度復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的栗體。
【背景技術(shù)】
[0002]往復(fù)栗的工作方式是依靠柱塞或活塞在填料函與栗體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使缸內(nèi)工作容積交替增大和縮小來輸送液體或使之增壓。栗體是往復(fù)栗的重要的受壓工作載體，要承受高壓工況下帶來很大的交變應(yīng)力，高溫介質(zhì)帶來的溫差應(yīng)力，要承受介質(zhì)腐蝕及工作介質(zhì)液態(tài)、固態(tài)與氣態(tài)對(duì)栗運(yùn)行中的影響。目前，根據(jù)栗的不同工況及要求主要分為以下幾種栗體形式:
[0003]1.鑄造栗體
[0004]當(dāng)栗的排出壓力不高，栗體內(nèi)腔流道孔及外形形狀比較復(fù)雜，可采用鑄造的栗體。鑄造栗體又分球墨鑄鐵、鑄鋼等材料栗體。
[0005](1)球墨鑄鐵栗體有較優(yōu)良的澆鑄性能，可澆出包括流道孔的復(fù)雜形狀，但由于受制與球墨鑄鐵材料的強(qiáng)度的制約，同時(shí)往復(fù)栗栗體受高壓及交變應(yīng)力的影響，一般壓力小于或等于8Mpa的情況下使用球墨鑄鐵栗體較合適。
[0006](2)鑄鋼栗體材料強(qiáng)度高，適用于出口壓力取小于16Mpa的工況，鋼對(duì)栗內(nèi)腔流道的澆鑄性能不如球墨鑄鐵，按長期使用經(jīng)驗(yàn)，如鑄鋼栗使用于多20Mpa工作壓力，如無特殊結(jié)構(gòu)及專門材料與熱處理，使用時(shí)間在1-2年間栗體易發(fā)生裂縫等缺陷。
[0007]2.鍛造栗體
[0008]當(dāng)栗排出壓力大于20Mpa，一般采用鍛鋼35、45或35CrMo。如介質(zhì)有一定腐蝕性，可用馬氏體、奧氏體或雙相不銹鋼。從加工制造工藝原因，鍛造栗體的工作內(nèi)腔一般為圓形，因此栗內(nèi)腔閥腔孔、流道孔靠機(jī)加工可完成，而密封函孔與閥腔孔匯交處的相貫線，在工作壓力低時(shí)尚可。工作壓力較高，如>20Mpa時(shí)，交變應(yīng)力大，相貫線處往往是栗體開裂損壞高發(fā)區(qū)。將相貫線的圓角修大修光是減少交變應(yīng)力損壞的一種方法。因?yàn)橄嘭灳€是非圓曲線，不能用機(jī)加工方法修圓，只能靠手工修圓角，因此修圓角費(fèi)工費(fèi)力又做不大。
[0009]鑒于以上對(duì)栗體背景介紹可知，目前，鑄造栗體澆注成型可適用于復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)但不適合高強(qiáng)度；鍛造栗體適合高強(qiáng)度的栗體，但不適合內(nèi)腔復(fù)雜、難以金加工的栗體使用。目前對(duì)于如煤漿進(jìn)料栗等在高溫、高壓、有固體顆粒介質(zhì)下工作的，要求進(jìn)液孔、排液孔軸線與栗體長圓形內(nèi)腔孔軸線不對(duì)稱的復(fù)雜栗體結(jié)構(gòu)，需要更高要求的工裝和更先進(jìn)的工藝、材料等才能完成，成本昂貴、效率低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型是提供一種具有高強(qiáng)度內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的往復(fù)栗鑄鋼栗體，彌補(bǔ)目前鑄造栗體可適用于復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)但不適合高壓的復(fù)雜工況，鍛造栗體適合高壓級(jí)栗體但不適合內(nèi)腔復(fù)雜的栗使用的缺憾，為解決在高溫、高壓、有固體顆粒介質(zhì)下工作的，對(duì)于有長圓形結(jié)構(gòu)內(nèi)腔與進(jìn)液孔及排液孔不同軸心的復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)要求的栗體，只能在更高要求的工裝和更先進(jìn)的工藝、材料等下完成，成本昂貴、效率低的冋題。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種具有高強(qiáng)度內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的往復(fù)栗鑄鋼栗體，包括栗體外殼和栗體內(nèi)腔，栗體內(nèi)腔包括進(jìn)液孔、60°錐形孔、工作內(nèi)腔、排液孔和填料函孔。工作內(nèi)腔兩端分別貫通連接進(jìn)液孔和排液孔，工作內(nèi)腔靠近排液孔端側(cè)面貫通連接填料函孔，工作內(nèi)腔靠近填料函孔兩相鄰壁厚最薄面各設(shè)置橫向加強(qiáng)筋，工作內(nèi)腔壁厚最薄的兩面各設(shè)置豎向加強(qiáng)筋，工作內(nèi)腔與錐形孔相交處的非圓曲線設(shè)置大圓角連接，工作內(nèi)腔與排液孔進(jìn)口端面相交處設(shè)置大圓角連接，工作內(nèi)腔與填料函孔相交處的非圓相貫線設(shè)置大圓角，栗體外殼填料函側(cè)面的上側(cè)與下側(cè)分別設(shè)置蒸汽孔，連通成蒸汽保溫回路，蒸汽孔設(shè)置在距外殼約48mm處設(shè)置Φ 16蒸汽孔形回路，上口進(jìn)蒸汽，下接管出水形成蒸汽保溫回路，減少栗體的熱應(yīng)力。
[0012]進(jìn)一步的，工作內(nèi)腔為橫截面由二條圓弧線及二條直線與加強(qiáng)筋圓弧連線組成的長圓形腔。
[0013]進(jìn)一步的，進(jìn)液孔出口處與60°錐形孔的小口連接，60°錐形孔的大口與工作內(nèi)腔相連。
[0014]進(jìn)一步的，橫向加強(qiáng)筋設(shè)置在所述工作內(nèi)腔壁厚最薄的二面上，靠近所述填料函孔下邊緣，分別與所述工作內(nèi)腔橫截面的圓弧線及直線連接。
[0015]進(jìn)一步的，豎向加強(qiáng)筋上端與橫向加強(qiáng)筋匯交，下端與60°錐孔匯交，整體構(gòu)成T型加強(qiáng)筋。
[0016]進(jìn)一步的，工作內(nèi)腔與排液孔下端平面相交處的非圓曲線設(shè)置的大圓角為R50mm，工作內(nèi)腔與填料函孔相交處的非圓相貫線設(shè)置的大圓角為R20mm。
[0017]進(jìn)一步的，T型加強(qiáng)筋與所述工作內(nèi)腔的交接處設(shè)置大圓角過渡，T型加強(qiáng)筋的厚度與圍成工作內(nèi)腔的栗體外殼壁厚最薄面的厚度和，與圍成工作內(nèi)腔的栗體外殼壁厚最厚的面等厚。
[0018]進(jìn)一步的，T型加強(qiáng)筋內(nèi)接處大圓角為R40mm，T型加強(qiáng)筋的厚度為20mm。
[0019]進(jìn)一步的，二條T型加強(qiáng)筋體積占為工作內(nèi)腔流道體積的百分比小于或等于6%。
[0020]針對(duì)介質(zhì)中含有腐蝕介質(zhì)，如硫化氫等，栗體所用材料為馬氏體不銹鋼。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0022]本實(shí)用新型通過T型加強(qiáng)筋和過渡大圓角等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以利用較簡單的鑄造工藝、材料和較少的成本制造出適合在高溫、高壓、有固體顆粒介質(zhì)的條件下工作的，有長圓形結(jié)構(gòu)內(nèi)腔對(duì)進(jìn)液孔與排液孔不同軸心等的復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的栗體。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例。
[0024]圖1為本實(shí)用新型一種具有高強(qiáng)度內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的往復(fù)栗鑄鋼栗體的主剖面圖；
[0025]圖2為圖1中A-A剖面示意圖；
[0026]圖3為圖1中B-B剖面示意圖；
[0027]圖4為圖1中C-C剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0029]煤制油高壓煤漿栗進(jìn)料栗的栗體，需要滿足油煤漿工作介質(zhì)、高溫(max290°C )、高壓(20.1Mpa)、顆粒介質(zhì)(固體重量濃度50% )、工作介質(zhì)存在液體、固體、氣體三種形態(tài)的工作條件；而栗體的內(nèi)腔形狀也比較復(fù)雜:流道孔呈長圓形，進(jìn)液孔、排液孔的孔徑較小，靠機(jī)加工很困難，采用鑄鋼件對(duì)內(nèi)腔長圓形孔及相貫線澆鑄成型比較方便，而作為鑄鋼件的栗體，在高溫高壓高顆粒濃度的工況下，栗體的使用壽命受到制約。
[0030]針對(duì)上述問題，提