泥浆泵缸套内壁喷熔装置及其方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN03134604.9	申请日：	2003.09.03
公开号：	CN1590577A	公开日：	2005.03.09
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):C23C 4/08申请日:20030903授权公告日:20080102\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效\|\|\|公开
IPC分类号：	C23C4/08	主分类号：	C23C4/08
申请人：	兰州理工大学;
发明人：	苏义祥; 王智平; 路阳; 马历民; 门志慧; 耿向忠; 王廷华; 张国祥; 任虎平; 张殿平; 朱海明; 张富邦; 胡春莲; 申保记; 徐明方; 张绍斌; 陈生圣
地址：	730050甘肃省兰州市兰工坪85号
优先权：
专利代理机构：	兰州振华专利代理有限责任公司	代理人：	董斌
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内容摘要

泥浆泵缸套内壁喷熔装置及其方法，可减少泥浆泵缸套复杂的加工工艺过程和降低废品率，提高缸套的使用寿命，缸套的轴线平行于导轨，缸套安放在行走机构的托轮上，在导轨左端安装有打磨机构和喷涂机构，打磨机构包括砂轮轴、安装在砂轮轴右端的砂轮、变速箱、电机，喷涂机构包括喷枪枪管、粉末罐，枪管左端与粉末罐、氧气管、乙炔管联接；缸套由行走机构带动进行直线运动和旋转运动，砂轮打磨缸套内壁表面，用喷枪向缸套内壁表面喷涂合金粉末，然后再进行打磨，向喷枪中通入氧气和乙炔进行燃烧预热，一边预热一边熔焊，自然冷却，或者将中、高频电磁感应线圈插入缸套内壁的空间中，通电进行熔焊，然后自然冷却。

权利要求书

1：泥浆泵缸套内壁喷熔装置及其方法，包括缸套行走机构、打磨机构和喷涂机构，缸套(1)安装在可在导轨(19)上移动的行走机构上，缸套(1)的轴线 (OO′)平行于导轨(19)，其特征在于缸套(1)安放在行走机构的托轮(21) 上，托轮(21)带动缸套(1)转动，在导轨(19)左端安装有打磨机构和喷涂机构，打磨机构包括砂轮轴(6)、安装在砂轮轴右端的砂轮(4)、变速箱(14)、电机(12)，其中砂轮轴(6)的左端与电机(12)联接；喷涂机构包括喷枪枪管(5)、位于枪管(5)左端的粉末罐(9)，枪管(5)的右端装有枪嘴(3)，枪管(5)左端与粉末罐(9)联接，枪管(5)左端也与氧气管(10)、乙炔管 (11)联接；缸套(1)由行走机构带动，向左移动到砂轮(4)的工作位置，在行走机构驱动下缸套(1)进行沿导轨(19)的直线运动和绕轴线(OO′) 的旋转运动，砂轮(4)在电机(12)驱动打磨缸套(1)内壁表面，然后行走机构驱动缸套(1)移动到喷枪工作位置，将缸套(1)预热至300∽600℃，用喷枪向缸套(1)内壁表面喷涂合金粉末，上粉速度为2∽5g/分，上粉厚度为 1∽3mm，然后再进行打磨，向喷枪中通入氧气和乙炔进行燃烧预热，至800 ℃左右后，一边预热一边熔焊，熔焊温度保持在1000∽1200℃之间，自然冷却，或者将中、高频电磁感应线圈(22)插入缸套(1)内壁的空间中，通电进行熔焊，温度保持在1000∽1300℃之间，熔焊时间控制在1∽5分钟/件之间，然后自然冷却；
2：根据权利要求1所述的泥浆泵缸套内壁喷熔装置及其方法，其特征在于缸套 (1)的材质可以是普通碳钢，喷涂的合金粉末是稀土镍铬合金粉末。

说明书

泥浆泵缸套内壁喷熔装置及其方法
    【技术领域】

    本发明涉及石油钻采机械的加工装置及其方法。

    技术背景

    缸套是泥浆泵的关键零件，直接影响钻井作业，是一次性使用不可回收的工件。目前石油钻采泥浆泵缸套采用双金属整体铸造或者二次镶装成型，再经过表面淬火处理工艺过程达到使用效果，工序复杂。生产周期长。废品率高。由于受传统铸造工艺的限制，在铸造合金材料的逃用上和工件表面热处理工艺等方面的制约，导致缸套的使用寿命缩短，由于缸套使用寿命不长，频繁更换，使钻井作业的成本加大，工期拖长，钻井工人的劳动强度加大，不利于钻井作业。

    【发明内容】

    本发明的目的是减少泥浆泵缸套复杂的加工工艺过程和降低废品率，提高缸套的使用寿命。

    本发明是泥浆泵缸套内壁喷熔装置及其方法，包括缸套行走机构、打磨机构和喷涂机构，缸套(1)安装在可在导轨(19)上移动的行走机构上，缸套(1)的轴线(OO′)平行于导轨(17)，缸套(1)安放在行走机构的托轮(21)上，托轮(21)带动缸套(1)转动，在导轨(17)左端安装有打磨机构和喷涂机构，打磨机构包括砂轮轴(6)、安装在砂轮轴右端的砂轮(4)、变速箱(14)、电机(12)，其中砂轮轴(6)的左端与电机(12)联接；喷涂机构包括喷枪枪管(5)、位于枪管(5)左端的粉末罐(9)，枪管(5)的右端装有枪嘴(3)，枪管(5)左端与粉末罐(9)联接，枪管(5)左端也与氧气管(10)、乙炔管(11)联接；缸套(1)由行走机构带动，向左移动到砂轮(4)的工作位置，在行走机构驱动下缸套(1)进行沿导轨(19)的直线运动和绕轴线(OO′)的旋转运动，砂轮(4)在电机(12)驱动打磨缸套(1)内壁表面，然后行走机构驱动缸套(1)移动到喷枪工作位置，将缸套(1)预热至300∽600℃，用喷枪向缸套(1)内壁表面喷涂合金粉末，上粉速度为2∽5g/分，上粉厚度为1∽3mm，然后再进行打磨，向喷枪中通入氧气和乙炔进行燃烧预热，至800℃左右后，一边预热一边熔焊，熔焊温度保持在1000∽1200℃之间，自然冷却，或者将中、高频电磁感应线圈(22)插入缸套(1)内壁的空间中，通电进行熔焊，温度保持在1000∽1300℃之间，熔焊时间控制在1∽5分钟/件之间，然后自然冷却。中、高频电磁感应线圈(22)是安装现有技术中的中、高频电磁感应设备上地标准部件。在缸套(1)的材质可以是普通碳钢。喷涂的合金粉末是稀土镍铬合金粉末。

    本发明的有益效果为：用普通钢管代替缸套外套，将稀土镍铬合金粉末喷涂于钢管内壁，然后采用熔焊方式完成缸套耐磨层的加工。选用稀土镍铬合金粉末材料喷焊的泥浆泵缸套，结合强度高，耐磨性能好，机械加工过程中不掉块，无裂纹，不需要热处理，直接铸态应用，缸套的使用寿命超过1000小时。阀体、阀座等工件和原加工工艺比较使用寿命提高了3倍。

    【附图说明】

    图1是本发明喷熔装置的示意图。

    具体实现方式

    如图1所示，本发明的泥浆泵缸套内壁喷熔装置包括缸套行走机构、打磨机构和喷涂机构，缸套(1)安装在可在导轨(19)上移动的行走机构上，缸套(1)的轴线(OO′)平行于导轨(19)，缸套(1)安放在行走机构的托轮(21)上，托轮(21)安装在由滚轮(20)支撑的平台上(图中未标号)，行走机构通过滚轮(20)可在导轨(19)上移动，托轮(21)带动缸套(1)转动，导轨(19)安装在支架(18)上。在导轨(19)下面安装有传动机构(17)，通过水平传动连杆(16)带动行走机构移动，通过垂直传动连杆(图中未标号)带动托轮(21)转动。

    在导轨(19)左端安装有打磨机构和喷涂机构，打磨机构包括砂轮轴(6)、安装在砂轮轴右端的砂轮(4)、变速箱(14)、电机(12)，其中砂轮轴(6)的左端与电机(12)联接，砂轮轴(6)安装在轴承(8)上，变速箱(14)安装在支架(15)上，(13)为滚轴。喷涂机构包括喷枪枪管(5)、位于枪管(5)左端的粉末罐(9)，枪管(5)的右端装有枪嘴(3)，枪管(5)左端与粉末罐(9)联接，枪管(5)左端也与氧气管(10)、乙炔管(11)联接。

    如图1所示，缸套(1)由行走机构带动，向左移动到砂轮(4)的工作位置，在行走机构驱动下缸套(1)进行沿导轨(19)的直线运动和绕轴线(OO′)的旋转运动，砂轮(4)在电机(12)驱动打磨缸套(1)内壁表面，然后行走机构驱动缸套(1)移动到喷枪工作位置，将缸套(1)预热至300∽600℃，用喷枪向缸套(1)内壁表面喷涂合金粉末，上粉速度为2∽5g/分，上粉厚度为1∽3mm，然后再进行打磨，向喷枪中通入氧气和乙炔进行燃烧预热，至800℃左右后，一边预热一边熔焊，熔焊温度保持在1000∽1200℃之间，(时间?)，自然冷却，或者将中、高频电磁感应线圈(22)插入缸套(1)内壁的空间中，通电进行熔焊，温度保持在1000∽1300℃之间，熔焊时间控制在1∽5分钟/件之间，然后自然冷却。缸套(1)的材质可以是普通碳钢。喷涂的合金粉末是稀土镍铬合金粉末。