JPS5851284A - 流体ポンプ - Google Patents

流体ポンプ

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Publication number
JPS5851284A
JPS5851284A JP56148818A JP14881881A JPS5851284A JP S5851284 A JPS5851284 A JP S5851284A JP 56148818 A JP56148818 A JP 56148818A JP 14881881 A JP14881881 A JP 14881881A JP S5851284 A JPS5851284 A JP S5851284A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
liner
cylinder liner
piston
muddy water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP56148818A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Oishi
康夫 大石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP56148818A priority Critical patent/JPS5851284A/ja
Publication of JPS5851284A publication Critical patent/JPS5851284A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • F04B53/162Adaptations of cylinders
    • F04B53/166Cylinder liners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2251/00Material properties
    • F05C2251/10Hardness

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シリンダ内でのピストン作動によって流体
を吸入しかつ送給する流体ポンプの改良に関するもので
ある。
r& 1′I;ポンプと]7ては、シリンダ内でピスト
ンを往復+i+、l)させるレシプロ型のポンプに始め
、ロータリ観、ダイヤフラム型、ギヤ型等のものがある
これらのうち、レシプロ71gの流体ポンプでは、シリ
ンダブロックに一雌で形成[7たシリンダ内でピストン
を往へ動さする横置のものや、シリンダブロックにシリ
ンダライ犬全裟肴してこのシリンダ内面チに沿ってピス
トン全往復動させるi’A”、!告のものなどがちる。
一方、石油やガス等の天然資源の採掘、地熱の回収等を
t目的とした井戸の掘削に際してけ、陸ヒおよび海−ヒ
を問わず、掘削屑の搬出、掘削工襖の冷却、井戸壁面の
保護、油、ガス、蒸気婚の突噴防市等のために泥水・f
I& 珍ポンプ(マツドポンプ)を使用するのが゛直通
である。また、掘削後の井戸の崩J展を防(ヒするため
にケーシングと井戸りとの間にセメントミルクを圧入し
て固化式せる(・て際しては、セメントミルク、…14
ポンプ(グラウトポンプ)を使用することが多い。
これらのポンプとしては、主にレシプロ型のポンプが使
用され、例えば添付図面に示す概略構造のものが使用さ
れる。すなわち、図において、1はシリンダ本体、2は
シリンダ本体1内にボルト6により1ml定したシリン
ダライナ、4はシリンダライナ2内で図示しないクラン
ク機構等により往復動するピストン、5は圧縮コイルば
ね6によって常時ポンプ本体7の弁座7aに押付けられ
て前記弁座7aと共に吸入弁を、構成する弁体、8は圧
縮コイルばね9によって常時ポンプ本体7の弁座7bに
押付けられて前記弁W7bと共に送給弁を構成する弁体
である。そして、ピストン4が図示右方向に移動すると
弁体5が弁座7aから離れて吸入弁が開き、泥水やセメ
ントミルク等が吸入される。次にピストン4が図示左方
向に移動すると吸入弁が閉じると共に弁体8が弁座7b
から離れて送給弁が聞き、上記泥水やセメントミルク等
を送り出し、ピストン4の往復動によって連続的に吸入
送給が行なわれる。また、泥水ポンプの場合には、地下
泥水の循環だけでなく、前述した諸口的に応じて泥水の
iig !l優剤として、パライト、ベントナイト、チ
ルナイト等の各種微細鉱物が添加される。そこで、峨下
より)8出された泥水中に含まれる大径粒はフィルター
によって除去されるが、1版創粒は泥水と共にポンプの
シリンダ(シリンダライナ2)内に入り、これがピスト
ン4によって圧送されることになるため、シリンダA−
(面を損場するおそれが非常に大きい。また、セメント
ミルクの)般送においても同様であり、シリンダ壁面の
1耐1廣粍性を考えると極度に過酷な媒体を圧送してい
ることになる。さらに、これらの圧送媒体は洲比重であ
り、このような泥水を地下数千メートルの栄さ壕で圧送
するため、ポンプ能力は数18r’Kf/an 2゜ス
トロークも数6ストローク/分前後の速就で運転される
ため、ヒ記h&細粒の存庄も加わってシリンダ内面の:
摩耗は非常に早く、耐用4帝は極度に短かいという間燻
全有している。
その′ゲめ、シリンダブロック内にシリンダライナ葡装
着し、このシリンダライチ′f適宜交換するようにして
いる。この場合にもシリンダライナに対して種々の耐摩
耗性向上策、例えば浸炭、窒化。
めっき等の表面硬化処理を栴すことが良く行なわれるが
、従来の場合にはとくに泥水やセメント、ミルクなどの
微細粒を含む流体に対する耐醋耗性が十分でなく、耐用
時間は200時間前後であるという欠点を有していた。
この発明は、上述した従来技術の欠点に着目【〜てなさ
れたもので、ピストンが摺動するシリンダ内面の耐摩耗
性を著しく同上させ、流体ポンプの耐用寿命の増大をは
かることができるようにすることを目的としている。
この発明は、シリンダ内でのピストン作動によって流体
を吸入しかつ送給するポンプにおいて、前記ポンプのシ
リンダブロック自体をシリンダ内、壁とする場合にはそ
のシリンダ内面に、またシリンダブロックにシリンダラ
イナを装着する場合には前記シリンダライナの内面に、
耐摩耗性向上物質の物理的々蒸着(PVD)による硬化
膜全単層ないしは複数1−形成したことを特徴としてい
る。
耐摩耗性向上物質としては、Tie Zr e Ht 
vV 、 Nl) 、 Ta等の元素周期表における■
族およびvIAO金(4の窒化物、炭化物、炭窒化物の
単体あるいは混合物等があり、具体的には’rtN* 
Tt2N+Tic I TiC2g ZrN # Hf
N y vCHNbCH’rac 姉があり、さらに、
n、Az、si等の元素周期表におけるIl族および■
族の金属、半金属、半導体の単体あるいは混合物があり
、具体的にはBN 、 BC。
Az2o3t 5t2o、 y 51BN4等があり、
ちらにまた、Cr 、 Mo 、−V等の元素周期表に
おける■族の@属の窒化物、炭化物、炭窒化物の単体あ
るいは混合物があり、4体的にはWC、Cr、C8,c
r23c6゜MOS  #昭2等がある。
このよう々耐摩耗性向上物質を表面に形成するに際して
、シリンダ(ライナー)内面に11喘岐覆することもあ
るが、シリンダ内面をあらかじめ硬化させておくことも
望ましい。例えば、■高災素鋼あるいは低合金鋼全焼入
れ焼もどしE7たのち内tfit高1司波焼入れして耐
摩耗性を付与したもの、■低合金鋼を焼入れ焼もど17
シたのち内iωを硬質クロムめっき処理して耐摩耗性を
付与したもの、■高炭素高クロム鋳鉄等を・焼入れ焼も
どしして耐摩耗性全付与したもの、■遠心鋳造法によっ
て内外層全異種成分にし、内層側に硬化性材料あるいは
耐摩耗性物質を鋳込み、必要に応じて熱処理によって内
面に耐摩耗性全付与したもの、■異種材料の内筒および
外筒を用意し、内筒に耐摩、耗性材料を使用し、外筒に
靭性オ科を使用して両瞳を焼き嵌めまたは冷し嵌めして
組立てることにより内面に耐、9粍性を付与したもの、
など全使用し、そのイ愛、前記シリンダ内面に耐摩耗性
向−E・物質を被覆することによって、より優れた特性
のシリンダ(ライナ)とすることができる。
シリンダ内面に・耐1蟹耗性向−ヒ′吻質を被覆するに
際しては物理的な蒸着法によることが良い。この物理的
な蒸着法には、真空蒸着、・イオンブレーティング、ス
パッタリングがあり、これによって金属および非優属を
問わず、シリンダ内面に対する密着力の高い硬化膜を均
一に貼成することができる。すなわち、l物理的な蒸着
法によれば、処理温度を比較的低温(常温〜500℃)
にして硬化膜全形成させることができるたν)、−ト記
したようにシリンダ内面を熱処理やめつき等によってあ
らかじめ表向硬化しておいたときでもそれらの軟化を防
ぐことができ、また硬化膜の硬さもHv1500〜22
00と非常に高く耐摩耗性に優れ念ものが得られ5、基
地との密層性が鎮めて良好であると共に、膜厚が薄いた
めに強靭性を有する膜が形成され、特に泥水やセメント
ミルク等の細粒物を含む流体を吸入送給するポンプのシ
リンダ内面の耐摩耗性改善に著しく寄与する。
一ト記硬化膜は必らずしも単層に限らず、痕数1−形成
することももちろん可能であり、複数層形成する場合に
各々の材質、特性を適宜変えることも可能である。
実施例 1 縮合金鋼によって筒トドを作成I−たのちこの筒体に対
して焼入れ焼もどしを施し、さらに内面に高周波焼入れ
を殉して内向の硬さがHv = 500〜550となる
ようにした。次にこの筒体會成空蒸油装置i+’こ取付
け、X空度5 X l O’ Torr (7)条件、
−,9、−− で蒸発源としてTiCを用いて真空蒸着を行ない、筒体
の内面に膜厚10 Pmの硬化膜全形成したシリンダラ
イナを作成した。
次に、図に示す流体ポンプのシリンダ本体1に上記シリ
ンダライナ2を取付け、ストローク数15 OSPMの
条1牛で油井−’rAtA MIJ用泥水の連続循環全
行なったところ、シリンダライナ2の耐用寿命は約20
00時間であった。
実施例 2 低合金鋼によって筒体を作成したのちこの筒体に対して
焼入れ焼もどしを施し、さらに内面に硬1mクロムめっ
き処理を施した。次にこの筒体を真空蒸着装置に取付け
、真空度5 X 10  ’ Torrの条件で蒸発源
としてTtc を用いて真空蒸着を行ない、筒体の内面
に膜厚lOμmの硬化膜を形成したシリンダライナを作
成した。次いで、実姉例1と同様に試験したところ、そ
の耐用寿命は約2000時間であった。
実施例 3 高炭素間クロム鋳鉄によって筒体を作成したのちこの筒
体に焼入れ焼もとし7を廁した。次いでこの筒体をスパ
ッタリング装置に取付け、真空度5 X 10−3To
rr 、印加’fliFE5KVノ条件テターゲット条
件上ターゲツト材いてスパッタリングラ行ない、筒体の
内面に膜厚l pmの硬化IlQを形成17たシリンダ
ライナを作成した。次いで実施例1と同様に試験したと
ころ、その耐用寿命は約3000時間であった。
実施例 4 遠心鋳造法により中炭素嘲′を素材として筒体の外11
11部分を形成したあと引続いて高炭素高クロム鋳鉄を
素材として筒体の内(1111部分を形成し、この筒体
に熱処理を施した。次いで、この筒体をイオンブレーテ
ィング装置dに取付け、に空IJ5X10 ’’l’o
rr 、印加電圧−4KVの条件で蒸発源としてBN 
e用いてイオンブレーティングを行ない、筒体の内面に
膜厚1μmの硬化膜を形成したシリンダライナを作成し
た。次いで実姉例1と同様に試験したところ、その耐用
寿命は約3000時間であった。
実施例 5 低合金鋼によって外筒を作成したのちこの外筒に対して
焼入れ焼もどしヲ殉し、また、高合金鋼によって前記外
筒に嵌合される内筒を作成したのちこの内筒に対して焼
入れ焼もどしヲ崩し、両筒全冷しばめして筒体を作成し
た。次にこの面体を真空蒸着装置1に取付け、真空に5
 X 10  ’ Torrの条件で蒸発源としてTi
Cを用いて真空蒸着を行ない、筒体の内面に膜厚10μ
mの硬化膜を形成したシリンダライナーと作成した。次
いで実施例1と同様に試j倹したところ、その耐用寿宿
は約2000時間であった。
比較例 1 実施例4と同様にして中炭素鋼および高炭素ζ1クロム
鋳鉄を用いて遠心鋳造法により筒体を作成し、筒体の内
面に初晶黒鉛を集合させたのち、この筒体に熱処理を施
してシリンダライナを作成した。次いで実施例1と同様
に試験したところ、その耐用寿畠は約210時間であっ
た。
比較例 2 実施例5と同様にして内外筒を作成L 、これらを冷し
ぼめ[7てシリンダライナを作成したのち、実施例1と
同様に試1倹したところ、そのrD+’r用−にす命は
約2501寺間であった。
上記各実施例および比較例に示すように、この発明によ
るものではシリンダ内面の1耐用寿命が約2000〜3
000時間と茗るしく延長しており、従来のものに比べ
て約10倍も寿命全員くすることができた。また、シリ
ンダライナを用いず、シリンダ本体に一体でシリンダラ
イナしたものに対しても適用した結果、従来の場合に比
較して者しく・耐用寿命全延醍させることができた。
E状上着、明してきたように、この発明((よれ(−f
1必要に応じあらかじめlモ@硬化され、ちるいし1酎
)17粍件材料によって形成されたシリンダ内面に、耐
摩耗性物質の物理的な蒸着による硬化模會彰代したから
、シリン夛内面に対する密;t!強度のすぐれた硬化膜
によってシリンダ内面の耐暖耗性を著しく向ヒさせるこ
とができると同時に、薄い硬化膜であっても良好な特性
を示すことから従来の浸炭や窒化あるいは硬質めっきの
ように硬化層の剥離のおそれもなく、シリンダ内面の寿
命延長によってシリンダ(ライナ)の交換]碩明分少な
くすることができ、流体吸入・流体送・拾の中断回数の
著しい低下および補修作業時間の大幅な短縮化を実現す
ることができるという非常にすぐれた効果分有する。
【図面の簡単な説明】
添付図はこの発明が適用されうる流体ポンプの一構造例
を示す1つi面説明図である。 1・・・シリンダ本体、2・・・シリンダライナ。 特許出願人  大同特殊鋼株式会社 代理人升理士   小  塩     四。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (])  シリンダ内でのピストン作動によって流体を
    吸入しかつ送給するポンプの前記シリンダ内面に、1酎
    摩耗性向上物質の物理的な蒸着による硬化膜を形成した
    ことを特徴とする流体ポンプ。 (2)  シリンダ内面が熱処理によってあらかじめ硬
    化されたものである特許請求の範囲第(1)項記載の流
    体ポンプ。 (3)  シリンダ内面が硬質めっきによってあらかじ
    め硬化されたものでちる特許請求の範囲第(1)項また
    は第(2)項記載の流体ポンプ。 (4)  シリンダ内面が耐摩耗性材料によってあらか
    じめ形成されたものである特許請求の範囲第(1)項記
    載の流体ポンプ。
JP56148818A 1981-09-22 1981-09-22 流体ポンプ Pending JPS5851284A (ja)

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JP56148818A JPS5851284A (ja) 1981-09-22 1981-09-22 流体ポンプ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60192883A (ja) * 1984-03-15 1985-10-01 Nichiriyoo:Kk 液体圧送装置
JPS6235851A (ja) * 1985-08-09 1987-02-16 Canon Inc インクジェット記録装置
FR2963953A1 (fr) * 2010-08-19 2012-02-24 Bosch Gmbh Robert Pompe a piston et procede de realisation d'une telle pompe

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