[发明专利]一种大流量高扬程引黄离心水泵耐磨口环及其制备方法

说明书

本发明公开一种大流量高扬程引黄离心水泵耐磨口环及其制备方法，根据水泵原口环尺寸，对原水泵口环进行改造，优选抗磨蚀性能优异的聚氨酯材料，内嵌钢板网增加结构的整体刚度和粘接强度，加工出钢塑复合聚氨酯外口环；采用硬质合金厚膜被覆技术，制造出水泵碳化钨内口环。水泵内外口环配合使用，与普通碳钢口环相比，其耐磨性和使用寿命提高5倍以上，有效防止液体大量地从高压区流向低压区，保障水泵在高效率区内长期运行，提高上水量，降低用电量，从而实现水泵节能增效的目的。

技术领域

本发明涉及大流量高扬程引黄离心水泵领域，具体涉及一种大流量高扬程引黄离心水泵耐磨口环及其制备方法。

背景技术

我国西北干旱少雨地区虽有黄河穿过，但水低地高，人畜生存和农业生产常年受到严重的缺水威胁。为解决粮食生产缺水问题，修建了大量大中型灌排泵站，并从黄河中抽水进行农田灌溉和农业用水，为灌区群众脱贫致富、农业经济发展、生态环境的改善以及促进社会发展做出了巨大的贡献。

水泵长期遭受黄河泥沙磨蚀，导致泵壳、叶轮和口环等水泵过流部件磨蚀严重，造成泵站普遍存在运行效率低和能耗高等问题。大量实践经验证明：大流量高扬程扬黄水泵的口环间泄漏损失，是引起水泵容积率下降的主要因素，也是引起水泵效率下降的根本因素。黄河泥沙中成分比较坚硬，制造水泵的金属硬度远小于沙粒硬度，在扬程较高的前提下，泥沙磨损伴生汽蚀，汽蚀又加剧磨损，从而引发严重的磨蚀问题，高速含沙水流对口环的磨蚀，和该环与叶轮进口处及泵壳相互摩擦，导致金属表面保护层被冲刷掉，使水泵效率下降严重。试验观测数据表明：新安装的口环，运行4000h～5000h后，叶轮口缘单边平均磨损量超过2mm，口环磨蚀深度超过3mm，甚至出现穿孔情况，导致整个泵站系统引水效率下降，增加了用电量；一旦损坏到漏水量太大时，无法有效上水时就要更换，大大增加了泵站的维修养护成本，而且影响泵站供水效益和社会效益的发挥。

因此，必须解决水泵口环的磨蚀问题，提高水泵上水量，降低用电量，实现水泵节能增效的目标。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种大流量高扬程引黄离心水泵耐磨口环及其制备方法，与普通碳钢口环相比，其耐磨性和使用寿命至少能提高5倍，有效防止液体大量地从高压区流向低压区，保证水泵在高效率区内长期运行，实现水泵节能增效的目的。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

一种大流量高扬程引黄离心水泵耐磨口环，在原水泵口环内开有槽口，槽口内设有水泵外口环，水泵外口环内设有与其配合的水泵内口环：

水泵外口环包括钢板网和弹性体，钢板网与原水泵口环焊接并嵌入在弹性体一侧表面，该表面与原水泵口环内壁接触；

水泵内口环为碳化钨材质，表面覆有镍基硬质合金层；

水泵外口环和水泵内口环的中心线与叶轮中心线保持一致，水泵外口环内表面和水泵内口环外表面相配合。

进一步的，所述水泵外口环为钢塑复合聚氨酯水泵外口环。

进一步的，所述弹性体为高抗磨蚀聚氨酯弹性体。

进一步的，所述槽口呈L型。

进一步的，所述槽口在靠近叶轮一侧设有焊接坡口。

本发明还公开了一种大流量高扬程引黄离心水泵耐磨口环的制备方法，包括如下步骤：

水泵内口环制备：采用硬质合金厚膜被覆技术，制备叶轮口缘碳化钨钢圈内口环涂层，具体为，选择以镍基为基础的硬质合金，加入硼和硅后，使用热喷涂设备将耐磨金属粉末涂布于工件表面，完成涂层的初步成形，之后将涂层加热至1000-1050℃，使涂层与基材之间形成高强度冶金结合，确保涂层后续机械加工及长期运转使用下不发生脱落；