JPS58138281A - Pump subject to external pressure - Google Patents
Pump subject to external pressureInfo
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- JPS58138281A JPS58138281A JP57019425A JP1942582A JPS58138281A JP S58138281 A JPS58138281 A JP S58138281A JP 57019425 A JP57019425 A JP 57019425A JP 1942582 A JP1942582 A JP 1942582A JP S58138281 A JPS58138281 A JP S58138281A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/14—Pistons, piston-rods or piston-rod connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0469—Other heavy metals
- F05C2201/0475—Copper or alloys thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水あるいは海水ポンプに応用できる外圧を受け
るポンプに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pump that receives external pressure and is applicable to water or seawater pumps.
水あるいは海水ポンプの従来例の1つを図面に示す。な
お、図面のポンプはクランク式ラジアルピストンポンプ
である。図において(1)はケーシングで、同ケーシン
グ(1)に支承されたクランク軸(4)の回転運動を、
コネクティングロッド(3)、ピン(5)、りoスヘッ
ド(6)を介してピストン(7)に伝え、同ピストン(
7)が往復運動を行ない、同ピストン(7)の先端がパ
ルプブロックαυの弁室(11α)に突出するようにな
っている。One conventional example of a water or seawater pump is shown in the drawing. The pump in the drawing is a crank type radial piston pump. In the figure, (1) is a casing, and the rotational movement of the crankshaft (4) supported by the casing (1) is
It is transmitted to the piston (7) via the connecting rod (3), pin (5), and os head (6), and the piston (
7) performs reciprocating motion, and the tip of the piston (7) projects into the valve chamber (11α) of the pulp block αυ.
さて前記の如くピストン(7)が往復駆動されてまず下
降すると、液体はパルプブロックQl)の吸入口(ll
j)から吸入弁αのを介して弁室(11α)に吸込まれ
る。次いでピストン(力の上昇方向の運動で弁室(11
(L)内に同ピストン(7)の先端が突出することによ
り昇圧されて、吐出弁03)を介し吐出口(llC)か
ら吐出される。Now, as mentioned above, when the piston (7) is reciprocally driven and first descends, the liquid flows into the suction port (ll) of the pulp block Ql.
j) is sucked into the valve chamber (11α) via the suction valve α. Next, the movement of the piston (in the upward direction of force) causes the valve chamber (11
When the tip of the piston (7) protrudes into (L), the pressure is increased and is discharged from the discharge port (llC) via the discharge valve 03).
クランク室(2)内はクランク主軸受(図示しない)、
ユ婢りテイングロツド(3)、ピン(5)、クロスヘッ
ド(6)の各摺動面の潤滑用に潤滑油で充填されており
、シールa引こよりクランク室(2)内の油の外部への
漏洩、あるいは逆に外部の水あるいは海水(以下ポンプ
外周水を云う)のクランク室(2)内への漏洩を防止し
ている。またピストン(7)の外周には、外筒(9)に
嵌合されたシリンダー〇〇)が装着され、ピストン(7
)とシリンダー(1呻との間に微小な隙間を設けて、ク
リアランスシールを構成している。Inside the crank chamber (2) is a crank main bearing (not shown),
It is filled with lubricating oil to lubricate the sliding surfaces of the bearing rod (3), pin (5), and crosshead (6), and the oil in the crank chamber (2) is released from the seal a to the outside. or conversely, leakage of external water or seawater (hereinafter referred to as pump peripheral water) into the crank chamber (2). Further, a cylinder 〇〇) fitted in the outer cylinder (9) is attached to the outer periphery of the piston (7).
) and the cylinder (1) to form a clearance seal.
吐出行程では、弁室(11→内のポンプ外周水がピスト
ン(力とシリンダーα1との微小隙間を通ってポンプ外
周水室αeへ漏洩する。次に吸入行程ではポンプ外周水
がポンプ外周水速通孔a!9、ポンプ外周氷室0Qを通
って弁室(11→内へ流入する。しかしこれらの漏洩量
は、ピストン(7)とシリンダーα物との間の微小隙間
、シリンダー長の調整により許容値以下にすることがで
きる。なお、αηはコンベンセータ、(17α)はバネ
である。In the discharge stroke, the water around the pump in the valve chamber (11 → leaks into the pump outside water chamber αe through the small gap between the piston (force) and the cylinder α1.Next, in the suction stroke, the water around the pump reaches the water velocity at the outside of the pump. It flows into the valve chamber (11→) through the through hole a!9 and the pump outer ice chamber 0Q. However, the amount of leakage is due to the minute gap between the piston (7) and the cylinder α, and the adjustment of the cylinder length. It is possible to make it below the allowable value. Note that αη is a convencator, and (17α) is a spring.
しかしながら図面の水あるいは海水ポンプの場合、ピス
トン(7)、シリンダー(10)は直接水あるいは海水
、即ちポンプ外周水にさらされるため、次のような問題
点があった。即ち、
l)水や海水のようなポンプ外周水は腐蝕作用があり、
特に海水では腐蝕作用が太きい。However, in the case of the water or seawater pump shown in the drawings, the piston (7) and cylinder (10) are directly exposed to water or seawater, that is, the pump's circumferential water, resulting in the following problems. That is, l) The water surrounding the pump, such as water or seawater, has a corrosive effect;
Seawater is particularly corrosive.
2)水や海水のようなポンプ外周水は、油に比べて潤滑
能力がはるかに小さく、ピストン(力及びシリンダー〇
〇の摩耗や焼付きを起こさせ易い。2) Water around the pump, such as water or seawater, has a much lower lubricating ability than oil and is more likely to cause wear and seizure of the piston (power and cylinder).
3)水や海水のようなポンプ外周水中に含まれる夾雑物
、特に砂泥がピストン(7)とシリンダーa1との間に
侵入した場合、大きなアプレシプ摩耗を与える。3) If foreign matter, especially sand and mud, contained in the water surrounding the pump such as water or seawater enters between the piston (7) and the cylinder a1, it will cause large upheaval wear.
このような問題点を考慮して従来もピストン材、シリン
ダー材が選定されている。Conventionally, piston materials and cylinder materials have been selected in consideration of such problems.
従来使用されている材料は、シリンダー材としては銅合
金、酸化アルミナなどのセラミックス焼結晶である。ま
たピストン材にはアルミブロンズなどの銅合金、銅合金
やステンレス鋼に酸化アルミナ、酸化クロムなどのセラ
ミックス溶射材が使用されている。しかしこれらの組合
せでは前記l)、2)、8)の問題点をすべて解決する
ことはできなかった。Conventionally used materials for cylinder materials are copper alloys and fired ceramic crystals such as alumina oxide. The piston materials used include copper alloys such as aluminum bronze, copper alloys, stainless steel, and ceramic sprayed materials such as alumina oxide and chromium oxide. However, these combinations could not solve all of the problems 1), 2), and 8) above.
シリンダー材に耐蝕性のある銅合金を使用した場合は、
同合金は耐焼付き性能はまさるが、ピストン(7)との
接触による摩耗、砂泥による摩耗は大きく、ピストン(
7)とシリンダー(10)との間の隙間は大きくなり、
漏洩量が増大し、ポンプ性能が低下する欠点があった。If corrosion-resistant copper alloy is used for the cylinder material,
Although the same alloy has better anti-seizure performance, the wear due to contact with the piston (7) and wear due to sand and mud is large, and the piston (
7) and the cylinder (10) becomes larger,
This had the disadvantage that the amount of leakage increased and pump performance deteriorated.
また銅合金シリンダーの剛性はヤング率が小さいため、
ポンプ外周水の周囲圧が大きい場合や吐出圧が大きい場
合、ポンプ外周水圧によるシリンダーの変形が大きく、
微小隙間が拡大したり、あるいはシリンダーの背面に水
圧が加わる場合には、微小隙間が益々小さくなり、ピス
トン(力との接触を起こす欠点があった。In addition, the rigidity of the copper alloy cylinder has a small Young's modulus, so
When the ambient pressure of the water around the pump is high or the discharge pressure is high, the cylinder deforms greatly due to the water pressure around the pump.
If the minute gap expands or water pressure is applied to the back of the cylinder, the minute gap becomes smaller and smaller, which has the disadvantage of causing contact with the piston (force).
またシリンダー材にアルミナなどのセラミックス焼結晶
を使用した場合、ピストン(7)の耐摩耗性を考慮する
と、ピストン材にもセラミックスを使用する必要がある
。アルミナ、酸化クロムなどのセラミックス焼結晶は曲
げ破壊に弱く、細長いピストン材には適さない。そこで
通常ピストン材は耐蝕性のすぐれた銅合金やステンレス
鋼を母材として強度を確保し、母材にセラミックスを溶
射して使用される。Further, when a fired ceramic crystal such as alumina is used for the cylinder material, it is necessary to use ceramics for the piston material as well, considering the wear resistance of the piston (7). Ceramic fired crystals such as alumina and chromium oxide are susceptible to bending failure and are not suitable for long and slender piston materials. Therefore, piston materials are usually made of copper alloy or stainless steel, which have excellent corrosion resistance, as a base material to ensure strength, and ceramics are sprayed onto the base material.
セラミックス自体は、耐蝕性lこ富んでいるが、溶射し
た場合には溶射セラミックス層と母材との接合面は耐蝕
性が低下し、特に海水などの腐蝕性の激しい液体の場合
は、腐蝕が進行し、はくすなどの欠点をもっている。ま
た一般にセラミックス溶射層は焼結品に比べて表面硬さ
は低下する。従つてセラミックス焼結シリンダーに比べ
てセラミックス溶射ピストンの方が硬度は小さい。この
ためセラミックス焼結シリンダーの表面粗さの突起で、
そのピストン表面が削られ、ピストンが摩耗し易い欠点
があった。Ceramics themselves have high corrosion resistance, but when thermally sprayed, the corrosion resistance of the bonding surface between the thermally sprayed ceramic layer and the base material decreases, and especially in the case of highly corrosive liquids such as seawater, corrosion can occur. It progresses and has drawbacks such as hakusu. Additionally, the surface hardness of a ceramic sprayed layer is generally lower than that of a sintered product. Therefore, the hardness of the ceramic sprayed piston is lower than that of the ceramic sintered cylinder. Therefore, due to the surface roughness of the ceramic sintered cylinder,
The disadvantage was that the piston surface was scraped and the piston was prone to wear.
本発明は前記従来の欠点を解消するために提案されたも
ので、ピストン及びシリンダーをタングステンカーバイ
ドの焼結品か、あるいは銅合金、不銹鋼などの母材にタ
ングステンカーバイドを溶射した溶射層とすることによ
り、ピストン、シリンダーに腐蝕、焼付き、摩耗等の問
題の全くない外圧を受けるポンプを提供せんとするもの
である。The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and the piston and cylinder are made of sintered tungsten carbide or a thermally sprayed layer of tungsten carbide sprayed onto a base material such as copper alloy or stainless steel. The present invention aims to provide a pump whose pistons and cylinders are subjected to external pressure without problems such as corrosion, seizure, and wear.
以下本発明の詳細な説明すると、図面の如くピストン(
7)とシリンダーα0)との間の微小隙間に、水あるい
は海水等の腐蝕性液体°が侵入するようにした外圧を受
けるポンプにおいて、ピストン(7)及びシリンダー(
IOlの材料をタングステンカーバイドの焼結品、ある
いは銅合金や不銹鋼を母材としてタングステンカーバイ
ドを溶射してなる溶射層としてなるものである。The present invention will be described in detail below. As shown in the drawings, the piston (
In a pump that receives external pressure, a corrosive liquid such as water or seawater enters a minute gap between the piston (7) and the cylinder α0).
The material of IOl is a sintered product of tungsten carbide, or a thermally sprayed layer formed by thermally spraying tungsten carbide using a copper alloy or stainless steel as a base material.
タングステンカーバイドの焼結晶は、抗折力180 k
g/in’以上、ビッカース硬度1800I19/mm
’、ヤング率5.4xlO′IIg/−の物性を有して
いる。The sintered crystal of tungsten carbide has a transverse rupture strength of 180 k.
g/in' or more, Vickers hardness 1800I19/mm
', and Young's modulus of 5.4xlO'IIg/-.
水あるいは海水のようなポンプ外周水に対する耐蝕性は
、結合剤(バインダー)の種類によって異なるが、例え
ばニッケルをバインダーとすれば充分な耐蝕性を有する
。Corrosion resistance against pump peripheral water such as water or seawater varies depending on the type of binder, but if nickel is used as the binder, for example, sufficient corrosion resistance is achieved.
一方タングステンカーバイトの溶射層は、耐蝕性のすぐ
れた母材を用いれば、アルミナなどのセラミックス溶射
層に比べて耐蝕性はすぐれており、溶射層と母材との接
合面より急速に腐蝕が進行するようなことはない。また
タングステンカーバイドの水中におけるしゆう動性は、
セラミックス材とほぼ同程度であり、メカニカルシール
のしゆう動リングなどに使用されており、劣るものでは
ないO
タングステンカーバイドは以上のような特色を有してい
るので、これを本発明の水あるいは海水ポンプ用ピスト
ン、シリンダー材に用いることによって、次のような効
果が生じる。On the other hand, if a base material with excellent corrosion resistance is used, a tungsten carbide sprayed layer will have superior corrosion resistance compared to a ceramic sprayed layer such as alumina, and will corrode more rapidly than the joint surface between the sprayed layer and the base material. There is no progress. In addition, the shearability of tungsten carbide in water is
Tungsten carbide has the above-mentioned characteristics, and is used in sliding rings of mechanical seals, etc., and is almost as good as ceramic materials. By using it for piston and cylinder materials for seawater pumps, the following effects occur.
l)水あるいは海水(ポンプ外周水)においてさえも、
ピストン、シリンダーの腐蝕の問題はない。l) Even in water or seawater (water around the pump),
There are no problems with corrosion of the piston or cylinder.
2) ピストン、シリンダーともに硬度が大きいため、
ピストン、シリンダーが接触しても摩耗は小さい。また
水や海水(ポンプ外周水)中に含まれる砂泥よりもタン
グステンカーバイドは硬いため、砂泥による摩耗はなく
、ピストン、シリンダー間の摩耗による隙間増大を来し
て、性能が低下するようなことはない。2) Both the piston and cylinder are hard, so
Even if the piston and cylinder come into contact, there is little wear. In addition, since tungsten carbide is harder than the sand and mud contained in water and seawater (water around the pump), there is no wear due to sand and mud, and the gap between the piston and cylinder increases due to wear, which reduces performance. Never.
8)またタングステンカーバイドは抗折力が大きいため
、焼結によるピストンが成立し、ピストン、シリンダー
と同種材料で製作できる。8) Also, since tungsten carbide has a large transverse rupture strength, a piston can be made by sintering, and it can be manufactured from the same material as the piston and cylinder.
同種材料の場合にもピストン、シリンダーの片方のみが
、他方の表面粗さの突起で削られるようなことはなく、
互いに摩耗し合い、良好な順染みが期待できる。Even in the case of the same type of material, only one side of the piston or cylinder will not be scraped by the surface roughness of the other side.
They will wear together and you can expect good staining.
4)タングステンカーバイドはヤング率が鋼に比べて2
倍以上あり、超高圧吐出ポンプの場合でもシリンダーの
変形は小さく、ピストンとの間の微小隙間の確保が容易
であり、吐出圧の低圧から高圧まで(あるいはポンプの
周囲の液圧の低圧から高圧まで)安定したポンプ性能が
得られる。4) Tungsten carbide has a Young's modulus of 2 compared to steel.
Even in the case of ultra-high pressure discharge pumps, the deformation of the cylinder is small, and it is easy to secure a small gap between the cylinder and the piston. ) Stable pump performance can be obtained.
【図面の簡単な説明】
図面は従来の一般的な水あるいは海水ポンプの縦断面図
である。
図の主要部分の説明
?・・・ピストン lO・・・シリンダー特許
出 願人 三菱重工業株式会社[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] The drawing is a longitudinal sectional view of a conventional general water or seawater pump. Explanation of the main parts of the diagram? ...Piston lO...Cylinder patent
Applicant: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Claims (1)
海水等の腐蝕性液体が侵入する外圧を受けるポンプにお
いて、同ピストン及びシリンダーをタングステンカーバ
イドの焼結晶か、あるいは銅合金、不銹鋼などの母材に
タングステンカーバイドを溶射した溶射品としたことを
特徴とする外圧を受けるポンプ。In pumps that are exposed to external pressure, where corrosive liquids such as water or seawater enter the minute gap between the piston and cylinder, the piston and cylinder are made of sintered crystal tungsten carbide, or a base material such as copper alloy or stainless steel. A pump that receives external pressure and is characterized by being a thermally sprayed product coated with tungsten carbide.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57019425A JPS58138281A (en) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Pump subject to external pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57019425A JPS58138281A (en) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Pump subject to external pressure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58138281A true JPS58138281A (en) | 1983-08-17 |
Family
ID=11998913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57019425A Pending JPS58138281A (en) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Pump subject to external pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58138281A (en) |
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-
1982
- 1982-02-09 JP JP57019425A patent/JPS58138281A/en active Pending
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