专利名称：三缸尾矿充填泥浆泵柱塞组合的制作方法
技术领域：
本发明属于流体输送设备技术领域，特别是充填泥浆泵柱塞结构的改进。
背景技术：
20世纪40年代到50年代初，国外开始采用选厂分级尾砂进行水力充填。这种充填工艺中存在着过量的-20 μ m的细泥，其留在采场充填分层的表面，使回采难以进行，且无法形成稳固的能够自立的帮壁。进入20世纪60年代后，美国、加拿大、澳大利亚、德国、 前苏联及我国等国家，研制了充填浆体新的制备、输送设备，加上无轨采矿设备的应用，使胶结充填工艺取得了巨大地进步，使充填采矿的面目为之一新。但由于生产实际中使用的料浆真实质量浓度一般仅为60% 68%，在采场脱水过程中，由于料浆出现离析，从采场渗滤出的废水中难免会带走部分水泥和细粒级物料，增加水泥流失，降低充填体强度，提高采矿成本，污染作业环境，更为严重的是水泥随矿石进入选厂，给选矿带来不良影响。到了 20世纪70年代，不少矿山采取措施将料浆真实质量浓度提高到70 % 78 %以上，这就是高浓度或浓砂浆胶结充填。中国、德国、南非、美国、加拿大、哈萨克斯坦、奥地利等国，采用不同的工艺，先后实现了全尾砂高浓度胶结充填。该种充填法应用最为广泛，到目前为止，在矿山充填中仍占主要地位。膏体充填是最近10多年才发展起来的，是现时采矿工业中一项技术含量高的新技术之一。充填材料是全尾砂或全尾砂与碎石的混合料。该充填料浆无需脱水，减少了井下充填污染及排水费用，充填体强度高且水泥耗量小，可降低充填成本，减小充填作业循环周期，且充填体易于接顶，有利于采场稳定和采矿作业安全，是充填采矿技术发展的方向。全尾矿充填由于可以减轻尾矿外排带来的环境污染和尾矿库安全隐患而成为未来尾矿充填的发展趋势。另一方面，为充分回收地下资源，加大生态环境保护力度，充填采矿法已成为现代地下开采技术的发展方向，其可延长矿山寿命，保证矿山可持续发展。但由于老式的充填工艺基本都是利用人工或高差借重力自流运输等方法将尾矿碎石或搅拌好的充填料浆输送至采空区，具有生产效率低，劳动强度大，渗滤废水和细泥污染井下环境， 尾矿与采空区无法接顶，尾砂利用率低，采矿成本高等缺点。所以研发新的充填采矿工艺及充填料浆输送设备势在必行。NB系列充填泵正是为全尾砂高浓度胶结充填工艺而研发的泥浆泵，可实现尾矿高浓度、远距离连续充填，进一步提高胶结充填体强度，利于采场充填接顶，利于采场地压管理，利于矿藏资源的充分回收，对提高尾矿充填能力有着极其重要的意义。
发明内容
本发明目的是针对NB型充填泥浆泵的工作介质与工况，在高磨蚀、高浓度、高压力的充填料浆输送中，如何提高柱塞与密封填料的使用寿命，降低设备的维修次数、提高设备运转率，从而提高设备的可靠性。三缸尾矿充填泥浆泵柱塞组合，由柱塞和其上的组合密封装置构成，其特征是柱塞采用空心结构并且表面喷涂有硬质合金耐磨层。所述组合密封装置用填料箱安装在柱塞圆周面上，并且填料箱一端用调节螺母封闭；所述组合密封装置由依次套在柱塞上的支撑环、压环、隔环和过油环以及位于所述环形部件之间的组合填料组成。本发明核心部件中柱塞采用空心焊接结构，表面喷涂硬质合金，同时采用二次重熔技术，提高了表面硬度与晶粒细度达到纳米级，大大提高该易损件的耐磨性与耐蚀性，从而延长了使用寿命。同时改进了盘根的设计，采用多材质组合结构密封设计，同时独特设计的过油环，利用外围配套齿轮油泵提供的高压油对柱塞与密封件进行润滑与降温，选用具有耐腐蚀、耐磨损、抗老化、自润滑性能好、磨擦系数小的新材料，使填料的使用寿命更长。本发明使用到NB型充填三缸泥浆泵，通过对高磨蚀、高浓度、高压力的充填料浆输送中，核心部件柱塞采用空心焊接结构，表面喷涂硬质合金，同时采用二次重熔技术，提高了表面硬度与晶粒细度达到纳米级，大大提高该易损件的耐磨性与耐蚀性，同时改进了盘根的设计，采用多材质组合结构密封设计，同时独特设计的过油环，利用外围配套齿轮油泵提供的高压油对柱塞与密封件进行润滑与降温，选用具有耐腐蚀、耐磨损、抗老化、自润滑性能好、磨擦系数小的新材料，使填料的使用寿命更长。提高柱塞与密封填料的使用寿命，从而达到降低设备的维修次数、提高设备运转率，从而提高设备的可靠性。
图1为本发明结构示意图。图2为本发明中过油环结构图。
具体实施例方式图1-2给出了本发明具体实施方式
。三缸尾矿充填泥浆泵柱塞组合，由柱塞1和其上的组合密封装置构成，其特征是柱塞1采用空心结构并且表面喷涂有硬质合金耐磨层。 所述组合密封装置用填料箱2安装在柱塞1圆周面上，并且填料箱2 —端用调节螺母11封闭；所述组合密封装置由依次套在柱塞1上的支撑环3、压环4、隔环6和过油环8以及位于所述环形部件之间的组合填料组成。所述组合填料包括第一 V形密封圈5、第二 V形密封圈 7，且第一 V形密封圈5装在压环4和隔环6之间以及隔环6与第二 V形密封圈7之间。过油环8 —端为V型槽，一端为平面，且中部制有过油孔；在过油环8外径上制有放置0形密封圈10的外环形槽，在其内径上制有放置Tk形密封圈9的内环形槽。图1中3号件为特殊钢质零件，主要给密封填料起支撑与骨架作用，确保填料在高压运行中具有足够的刚度，同时与8号件也给柱塞起到导向作用，保证柱塞往复运动的轨迹稳定、准确。4号件采用特殊非金属件，起到第一道密封作用。5、6、7号件采用特殊组合排列结构形式，选用具有耐腐蚀、耐磨损、抗老化、自润滑性能好、磨擦系数小的新材料，对柱塞往复运动时密封起到了第二次密封，达到最终的使用要求。8号件是独特设计的过油环， 它利用外围配套齿轮油泵提供的高压油对柱塞与密封件进行润滑与降温，使柱塞与填料的使用寿命更长。密封采用组合结构，由支撑换、隔环、压环、组合填料等部分组成，选用具有耐腐蚀、耐磨损、抗老化、自润滑性能好、磨擦系数小的新材料，对柱塞往复运动时密封起到密封，达到最终的使用要求。独特设计的过油环，它利用外围配套齿轮油泵提供的高压油对柱塞与密封件进行润滑与降温，，使柱塞与填料的使用寿命更长。 通过以上设计，使柱塞与填料使用寿命在高浓度、高磨蚀充填介质输送时使用寿命达到国标规定两倍以上。使用本发明柱塞的NB型充填泥浆泵主要技术参
a.额定功率400HP
b.最大排出流量Q = 80m 3/h
C.最高排出压力P = 12MPa
d.输送介质水、充填料浆
e.输送介质最高重量浓度75%
f.首次大修期彡5年
g·易损件寿命彡1000小时。
权利要求
1.三缸尾矿充填泥浆泵柱塞组合，由柱塞(1)和其上的组合密封装置构成，其特征是柱塞(1)采用空心结构并且表面喷涂有硬质合金耐磨层。
2.根据权利要求1所述的三缸尾矿充填泥浆泵柱塞组合，其特征是所述组合密封装置用填料箱( 安装在柱塞(1)圆周面上，并且填料箱( 一端用调节螺母(11)封闭；所述组合密封装置由依次套在柱塞(1)上的支撑环(3)、压环、隔环(6)和过油环(8)以及位于所述环形部件之间的组合填料组成。
3.根据权利要求2所述的三缸尾矿充填泥浆泵柱塞组合，其特征是所述组合填料包括第一 V形密封圈(5)、第二 V形密封圈(7)，且第一 V形密封圈( 装在压环(4)和隔环(6) 之间以及隔环(6)与第二 V形密封圈(7)之间。
4.根据权利要求2或3所述的三缸尾矿充填泥浆泵柱塞组合，其特征是过油环(8)— 端为V型槽，一端为平面，且中部制有过油孔；在过油环(8)外径上制有放置0形密封圈 (10)的外环形槽，在其内径上制有放置^(形密封圈(9)的内环形槽。
全文摘要
本发明三缸尾矿充填泥浆泵柱塞组合，由柱塞和其上的组合密封装置构成，其特征是柱塞采用空心结构并且表面喷涂有硬质合金耐磨层。本发明核心部件中柱塞采用空心焊接结构，表面喷涂硬质合金，同时采用二次重熔技术，提高了表面硬度与晶粒细度达到纳米级，大大提高该易损件的耐磨性与耐蚀性，从而延长了使用寿命。同时改进了盘根的设计，采用多材质组合结构密封设计，同时独特设计的过油环，利用外围配套齿轮油泵提供的高压油对柱塞与密封件进行润滑与降温，选用具有耐腐蚀、耐磨损、抗老化、自润滑性能好、磨擦系数小的新材料，使填料的使用寿命更长。
文档编号F04B53/14GK102345598SQ20111030679
公开日2012年2月8日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者侯磊, 唐春玲, 王雨团, 郑宏乾, 郭高建 申请人:宝鸡航天动力泵业有限公司