整體襯塑離心泵蝸殼及成型模具和成型方法

2023-07-28 04:40:51

專利名稱：整體襯塑離心泵蝸殼及成型模具和成型方法
技術領域：
本發明涉及一種整體襯塑離心泵蝸殼及襯塑模具和成型方法，尤其涉及襯裡流動性差的超高分子量聚乙烯和/或在大流量泵整體蝸殼襯塑及襯塑模具和襯塑方法。
為解決離心泵的防腐，使之能適用於輸送腐蝕性介質，一種較好的方法是採用在泵體渦殼內過流部分襯裡一層塑料。中國專利86100758公開了一種在整體離心泵蝸殼內襯塑的耐腐離心泵蝸殼及襯塑模具和襯塑方法，它是在整體泵蝸殼(即具有漸開線或阿基米德蝸線底和連續則壁，腔大口小，且帶泵出口的渦殼)中以模壓成型方式襯裡一層氟塑料，襯裡方式是以被襯裡蝸殼作外模，採用分解組裝的襯模作內模，以加熱單向擠壓方式，使受熱呈熔流態的襯裡氟塑料充實內外模襯塑空間，定型後再將模具分解脫出，從而達到泵整體蝸殼襯塑。然而這種用單向擠壓模在蝸殼中襯塑，對於襯裡一些熔融流動性好的塑料，尚可滿足襯塑要求。但由於離心泵蝸殼內流道(由蝸殼底和兩側壁組成)形狀複雜，加之熔融塑料粘性大流動性差，因此單向擠壓模不僅只適用於襯塑量小的小型泵如流量在100T以下泵整體蝸殼襯塑，而且只能模壓襯裡分子量小，熔融粘度低，流動性相對好，即能以一般熱塑性塑料加工方法成型的塑料例如氟塑料。對於大型泵整體蝸殼，由於襯塑量多，塑料熔融流動性有限，單向模壓易導致襯塑前後密度不一，離模具壓頭遠的襯塑密度低，而且易產生縮孔，降低了防腐性能。氟塑料雖具有較強的耐腐蝕性，但耐磨性不夠，不適宜用於輸送含顆粒的腐蝕性介質；其次，氟塑料價格昂貴，增加了泵製造成本。而既耐腐又耐磨，價格相對便宜，綜合性能更好的超高分子量聚乙烯，由於熔融指數高，流動性更差，加工成型更困難，因此用這種成型模具及方法就很難得到理想、緻密的襯塑層。
單向擠壓模具的另一缺點，是由於塑料流動性相對較差，加壓襯塑擠壓過程中易造成鑄件蝸殼受力不均勻(前泵蓋部分受力大)，這樣鑄件蝸殼容易開裂而報廢。
單向擠壓模具的再一個缺點，是不能襯裡較簿的襯塑層，這樣加大了襯裡塑料的用量，加重了製造成本。
中國專利94242592雖公開了一種襯裡超高分子量聚乙烯的離心泵渦殼及襯塑模具，但襯裡一是將泵渦殼做成可分開的組裝式，兩塊泵體分別襯塑成型後再組合，然後用緊固件夾緊；二是為襯塑容易實現，泵殼採用較為簡單的園形流道渦殼腔。這種形式，不僅泵殼體製造加工費工費時，襯塑腔內壁光滑度差，易造成摩擦阻力的增加而降低泵的效率；而且園形流道渦殼效率相對要低一些。
因此，目前尚沒有一種在具有漸開線或阿基米德蝸線蝸底和連續則壁的蝸殼，即腔大口小的整體蝸殼(以下簡稱蝸殼)中直接模壓襯裡超高分子量聚乙烯的襯塑泵蝸殼，以及能在大型泵(如流量大於100T)整體蝸殼和/或直接在整體蝸殼內襯裡超高分子量聚乙烯的模壓襯塑模具及襯塑方法。
本發明的第一目的是要製造一種用模塑方法襯裡具有一定厚度超高分子量聚乙烯內襯的整體離心泵蝸殼。
本發明的另一目的在於克服上述已有整體離心泵蝸殼單向擠壓襯塑模具的不足，提供一種既適用於整體蝸殼中襯裡熔融指數低、流動性差的塑料如超高分子量聚乙烯，又適用於大型(例如流量大於100T)離心泵蝸殼襯塑的襯塑模具。
本發明的再一目的在於提供一種使用上述模具襯塑成形的方法。
本發明所述襯塑離心泵整體蝸殼，包括一個具有漸開線或阿基米德蝸線的扁蝸園形蝸底和連續側壁構成完整蝸道及泵出口的整體金屬蝸殼，其特徵在於所說整體金屬蝸殼內過流部分模壓襯裡有一層超高分子量聚乙烯襯塑層。具體說，在有漸開線或阿基米德蝸線構成的扁蝸園形蝸殼底，蝸底兩側端面分別向中心收縮伸展，限定兩個大小不等且小於蝸殼外形尺寸的孔，形成蝸殼連續側壁，兩端面側壁間構成一連續曲線面即形成泵殼完整蝸道，扁蝸殼側切或斜向伸展出一與泵腔相通的泵出口，所述蝸殼底和蝸殼側壁及泵出口共同限定構成離心泵整體蝸殼，泵整體蝸殼過流部分模塑有一層一定厚度的均勻、緻密的超高分子量聚乙烯襯塑層，與基體緊密結合，構成襯裡超高分子量聚乙烯的離心泵整體蝸殼。
本發明所說蝸殼泵出口，可以是切向堅直，也可以是切向彎曲。蝸殼兩側或一側的側壁有一分別向外傾斜的小角度，以有利於襯塑模具的脫模。
本發明所述具有上述整體蝸殼襯塑模具，主要改進是在蝸殼的另一側(後側)增加一料筒及壓料加壓裝置，從而形成雙向加壓擠壓模具。它包括被襯塑整體金屬蝸殼外模；一個在外模內有一長於蝸殼厚度的柱形芯棒，及圍繞芯棒可分解，組合後外形與所述金屬蝸殼內腔相似，且比蝸殼內腔略小的若干塊蝸瓣芯塊，以及帶蓋板的與泵出口內腔相似且略小的泵出口芯模共同組成的蝸殼襯模；蝸殼前側裝接的前料筒；料筒與芯棒間動配合的壓料滑圈；其特徵在於蝸殼後側裝接有帶進料孔的後模料筒，所說料筒中有動配合的壓料滑圈。
本發明所述可分解組合蝸瓣、泵出口芯模組成的外形構成了蝸殼內腔形狀，與包圍且大於它的整體金屬蝸殼內面共同限定了模塑層的形狀和厚度。蝸瓣芯塊有徑向朝裡抽出的若干塊組成，例如七塊，其中六塊是扇形狀，一塊是帶錐度的條形，蝸瓣塊靠近泵前側端為大頭，靠近泵後側端為小頭(也可以相反)，這種結構有利於裝配和脫模，各塊蝸瓣組合後中間孔正好與芯棒動配合。蝸瓣組合側面可設有起抱籠作用的榫、凹，一種較好的構造是，各塊蝸瓣在泵後側端有一伸長肩，插入料筒裡側伸出的蝸瓣限位環，蝸瓣、料筒圈等定位，還可以是兩者互相配合的環槽和凸起，及與芯柱配合的抱緊裝置，這對襯裡較大蝸殼是有利的。柱形芯棒作用一是為了支撐蝸瓣和脫模，二是與料筒配合組成環形料腔，其斷面可以是各種多面稜形，其中尤以園形為佳。在襯塑較大蝸殼時，為防止蝸瓣過大而向外分離，柱形芯棒上可開設有環槽，各蝸瓣上端有與環槽配合的凸起。蝸殼襯塑料腔，可由料筒及芯棒限定的空間構成，也可以是由內外料圈(筒)所限定空間構成。前、後模料筒(圈)分別有定位螺釘裝卸固定在蝸殼外模的前後側上，並有定位臺階、凸環、凹槽等加以定位。前後料筒及型腔總容積，一般以模具襯塑料腔比，超高分子量聚乙烯為1∶2-2.5；氟塑料以1∶1-1.1。蝸殼兩端的料筒(圈)及動配合的壓料滑圈，將加熱熔融的塑料如超高分子量聚乙烯壓向內外模構成的空間，達到模壓襯塑。所述壓料圈壓頭端可設有脫模裝置，如壓板，脫模孔、螺釘等。泵出口芯模蓋板與出口法蘭裝卸連接，封閉襯塑空間。
本發明所述在整體蝸殼內襯裡塑料層的方法，包括以下步驟襯塑金屬蝸殼的後側裝接後模(下模)料筒，被襯塑金屬蝸殼內組裝蝸殼襯模，蝸殼前側裝接前模(上模)料筒；再將需要量的襯裡塑料加入型腔及模具料室，合上兩側壓圈，適當加壓使塑料壓實；加熱蝸殼使模具中塑料熔融，對壓圈加壓使熔融塑料充實蝸殼型腔，保壓冷卻脫模。加熱前的預壓，使襯裡塑料壓實，有利於塑料傳熱及受熱均勻。為不使塑料因過份受熱而傷害性能，一般認為加熱應低於塑料分解溫度為好，如超高分子量聚乙烯的加熱溫度以200-260℃(料腔溫度)為好，加壓壓力以每平方釐米60-100公斤為佳；四氟乙烯塑料的加熱溫度以250-300℃為好，加壓壓力以每平方釐米25-50公斤為佳。為方便脫模，模具使用前可塗履一層脫模劑。
本發明整體蝸殼襯裡性能更好的超高分子量聚乙烯，較整體襯氟塑料蝸殼，不僅既耐腐蝕且又耐磨，尤其適合輸送含顆粒介質的腐蝕性液體，擴大了離心泵的使用範圍，又降低了耐腐泵的製造成本；較分體渦殼襯裡超高分子量聚乙烯，具有襯裡連續，流道光滑，泵效率高，可達70％，且連續殼體整體襯裡，不僅腐蝕液體不易通過接縫滲漏腐蝕殼體，而且襯裡不易脫落，具有足夠的強度和鋼度。
本發明整體蝸殼雙向模壓襯塑模具，較已有單向擠壓模具有襯塑緻密度好，質量高，不僅可以襯裡流動性差的塑料如超高分子量聚乙烯，而且可以襯裡如100T以上大流量泵整體蝸殼，及襯裡較薄襯塑層。兩側雙向加壓，泵蝸殼受力均勻，蝸殼不至因受力不均而損壞開裂，克服了已有技術的多方面不足。
以下結合二個非限定性實施例的描述，進一步說明發明特徵及優點，但實施例所給出的附圖不作為本發明保護範圍的限定。


圖1是本發明實施例1模壓狀態軸向剖視結構圖。
圖2是本發明一種(帶彎曲泵出口)整體蝸殼襯塑及模具截面剖視結構圖。
圖3是本發明實施例2模壓狀態軸向剖視結構圖。
實施例1參見圖1圖2，整體金屬蝸殼1有漸開線或阿基米德蝸線形成的扁蝸園形蝸底9和連續側壁10構成完整蝸道及泵出口組成。並以此作蝸殼襯塑外模，在蝸殼後側接裝下模，下模由定位凸肩6和固定螺釘定位固定。為模具加工方便及便於裝拆模，下模可做成一側為平面另一側帶凸環的託當底模14和環形外圈7組合而成，外圈與託擋底模間由定位肩11定位，凸環與外圈7空間構成下模料筒，託擋底模料室位置相間開有一圈進料孔13，料筒間有滑動配合的下模壓圈8。為便於脫模，託擋底模中央可開有一脫模孔15。託擋底模朝向泵腔則有一芯瓣模塊定位環18。下模料筒裝接後，在蝸殼內組裝蝸殼襯模，蝸殼襯模有圓柱形芯棒5和圍繞芯棒可分解組合的蝸瓣塊19及泵出口芯模2組成，其中蝸瓣塊有七塊組成。芯棒5上有一圈燕尾槽20，蝸瓣塊上端有與之配合的凸起，下端有伸長肩21插入芯瓣模塊定位環18定位。最後裝接上模，上模有外料圈3、芯棒5、壓圈12組成，並有定位肩4和固定螺釘17固定。為方便脫模，裝模前可先在各芯模表面塗覆一層脫模劑如有機矽油或矽橡膠脫模劑。模具組裝後，加入襯裡塑料，加熱模壓。
以流量為440T蝸殼為例，將平均分子量450-550的超高分子量聚乙烯粉末以型腔2.3倍加料，合上兩側壓圈，加壓80-100T，使襯裡塑料粉末壓實，這樣有利於模具內塑料粉末的傳熱，不至因加熱過低，中間夾生，加熱過高，損害塑料性能。後將蝸殼放入加熱爐內加熱至如230-250℃(料腔溫度)使塑料熔融可流動，對兩側壓圈加壓如180-200T使料圈到位，保壓冷卻脫模，即得到有襯裡層16的整體襯塑蝸殼。為提高襯塑後塑料層質量，對蝸殼加熱可在升溫至200℃左右後保溫一時間如30分鐘，再繼續升溫至250℃，這樣有利於模具內塑料均勻受熱並全部熔融，加壓也可以是多次逐步進行，這樣有利於塑料均勻充滿型腔，冷卻以自然冷卻較好，這些對提高襯裡質量都是有益的。
實施例2如實施例1，參見圖3，加長芯棒長度，以替代下模料筒內圈，這樣下模由帶進料孔的環形託擋底板22、芯棒5和外圈7組成。
發明所述離心泵蝸殼的泵出口，還可以是切向堅直。
特別說明申請文件中所說渦殼是泛指離心泵殼體的統稱，蝸殼則專指具有漸開線或阿基米德蝸線蝸底和連續則壁構成完整流道，即腔大口小的離心泵渦殼。
為描述方便，本發明所說下模、後模；及上模、前模為同義語。
權利要求
1.一種整體襯塑離心泵蝸殼，包括一個具有漸開線或阿基米德蝸線的扁蝸園形蝸底和連續側壁構成完整蝸道及帶泵出口的整體金屬蝸殼，其特徵在於所說整體金屬蝸殼內過流部分模壓襯裡有一層超高分子量聚乙烯襯塑層。
2.根據權利要求1所述整體襯塑離心泵蝸殼，其特徵在於所說超高分子聚乙烯的分子量為450-550萬。
3.根據權利要求1所述整體襯塑離心泵蝸殼，其特徵在於所說襯塑層厚度為10-15mm。
4.根據權利要求1、2或3所述整體襯塑離心泵蝸殼，其特徵在於所說泵出口為切向彎折型。
5.一種離心泵整體蝸殼襯塑模具，包括被襯塑整體金屬蝸殼外模；一個在外模內有一長於蝸殼厚度的柱形芯棒，圍繞芯棒可分解，組合後外形與所述金屬蝸殼內腔相似，且比蝸殼內腔略小的若干塊蝸瓣芯塊，以及帶蓋板的與泵出口內腔相似且略小的泵出口芯模共同組成的蝸殼襯模；蝸殼前側裝接的前料筒；料筒與芯棒間動配合的壓料滑圈；其特徵在於蝸殼後側裝接有帶進料孔的後模料筒，所說料筒中也有動配合的壓料滑圈。
6.根據權利要求5所述離心泵整體蝸殼襯塑模具，其特徵在於所說柱形芯棒為園柱形，中部有一環形抱緊蝸殼芯模的燕尾槽。
7.根據權利要求6所述離心泵整體蝸殼襯塑模具，其特徵在於所說各塊蝸瓣芯塊一端有與燕尾槽配合的凸起，另一端為定位伸長肩。
8.根據權利要求5所述離心泵整體蝸殼襯塑模具，其特徵在於所說後模料筒有帶凸環的託當底模和環形外圈組合而成.他們依靠定位凸臺同心定位。
9.根據權利要求8所述離心泵整體蝸殼襯塑模具，其特徵在於所說後模料筒裡側有一向內伸出的蝸瓣限位凸環。
10.根據權利要求5所述離心泵整體蝸殼襯塑模具，其特徵在於所說下模上有芯棒頂推孔。
11.一種離心泵整體蝸殼內襯塑料層的方法，包括以下步驟襯塑金屬蝸殼的後側裝接後模料筒，被襯塑金屬蝸殼內組裝蝸殼襯模，蝸殼前側裝接前模料筒；再將需要量的襯裡塑料加入型腔及模具料室，合上兩側壓圈，適當加壓使塑料壓實；加熱蝸殼使模具中塑料熔融，對壓圈加壓使熔融塑料充實蝸殼型腔，保壓冷卻脫模。
全文摘要
本發明涉及一種離心泵整體蝸殼襯裡超高分子量聚乙烯和在大流量泵蝸殼直接襯塑及改進的襯塑模具和襯塑方法。其特徵是通過雙向擠壓模具在具有漸開線或阿基米德蝸線蝸底和連續側壁即腔大口小的整體蝸殼中直接模壓襯裡超高分子量聚乙烯,或在大型泵(如流量大於100T)整體蝸殼中直接模壓襯塑以及襯塑方法。
文檔編號F04D7/02GK1182667SQ9611717
公開日1998年5月27日 申請日期1996年11月15日 優先權日1996年11月15日
發明者周汀華, 華雲虎, 沈慶忠 申請人:宜興市東方泵閥設備廠