微晶玻璃防腐泵的製作方法
2023-06-01 03:53:36 2
專利名稱：微晶玻璃防腐泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用非金屬材料製成的防腐蝕泵。
在石油、化工、化纖、食品、醫藥等行業大量需要防腐蝕泵。現有的防腐蝕泵有以下幾種一是採用不鏽鋼泵、銅質泵等貴重金屬製成。雖然，這些貴重金屬材料有一定抗腐蝕能力，但由於它們的耐腐蝕性能差、壽命短、成本高，其應用受到限制;二是非金屬材料泵，如聚四氟乙烯襯裡泵，氟塑料合金泵、工程塑料泵等。這些泵有較好的抗腐蝕性能，但它們的耐熱性能、耐冷熱衝擊性能、耐磨性能差，受製作工藝的限制不能達到金屬泵的設計要求，效率低而且氟材料昂貴，也不易廣泛採用。
本發明的目的是提供一種高強度、耐腐蝕、耐磨、耐冷熱衝擊、壽命長、製造方法簡單、成本低、易於大規模工業生產的防腐蝕泵。
本發明是這樣實現的如
圖1所示，普通離心泵或砂漿泵或液下泵的一般結構主要由泵體1、葉輪3、密封部件4、中間支架6、懸架部件7、軸8構成，這些部件由鑄鐵或普通碳鋼製成。在普通離心泵或砂漿泵或液下泵的結構基礎上加有用微晶玻璃製成防腐蝕內襯，如在泵體1內鑲有泵體內襯2，在密封部件4內鑲有密封部件內襯5，並將葉輪3由普通鋼改用微晶玻璃材料。對於普通磁力泵的結構，如圖3所示，一般由泵體11、葉輪13、泵蓋14、密封隔離套15、外磁鋼總成17、內磁鋼總成18、內磁鋼外套19、內磁鋼密封蓋21、泵軸21構成，除磁鋼外，它們都取用普通鑄鐵或普通鋼材製成。本發明在原有結構基礎上在泵體11內鑲有微晶玻璃製成的泵體內襯12，在密封隔離套15內鑲有微晶玻璃製成的密封隔離套內襯16，內磁鋼總成18外套有微晶玻璃製成的內磁鋼外套19，並且將葉輪13、泵蓋14、內磁鋼密封蓋20、泵軸21改用微晶玻璃材料製成。
由於本發明的過流部分全部採用高強度(1800-2500公斤/釐米2)、耐強腐蝕(在15%HCL90℃，24小時損失0.02-0.03毫克/釐米2);在15%Na2CO3·90℃，24小時損失0.1-0.2毫克/釐米2，耐磨(硬度、威氏740-890)(晶核1微米以下)耐冷熱衝擊(耐溫差最高可達396℃)的微晶玻璃材料，所以，防腐蝕性能好。如與1Cr18Ni9Ti不鏽鋼泵相比較，後者不適宜在鹽酸中使用，在硫酸中使用不穩定。在濃度60%、沸騰態硝酸中使用，年腐蝕率0.24毫米。在濃度70%、沸騰態磷酸中使用年腐蝕率0.67毫米。在濃度80%，80%草酸中使用，年腐蝕率3-4毫米，前者與後者相比，價格低廉，前者每噸0.84萬元-1.2萬元。而後者每噸2.3-2.5萬元。
如果微晶玻璃防腐泵與其它非金屬材料防腐泵相比較，聚四氟乙烯泵最高使用溫度150℃，氟塑料合金泵最高使用溫度201℃，普通塑料泵最高使用溫度60℃，本發明最高使用溫度可達300℃以上，表現出顯著的優越性。聚四氟乙烯和氟塑料合金每噸均在11萬以上，是微晶玻璃價格的8-9倍。而且微晶玻璃防腐泵已經有一套比較簡便的成熟的生產工藝。
總之，本發明的優點是具有高強度、耐各種腐蝕、耐磨、耐冷熱衝擊、壽命長、製造方法簡便、成本低、可大規模工業化生產。
圖1為本發明作為離心泵或砂漿泵或液下泵的結構圖;
圖2為葉輪3為焊接件時端面9和葉片10結構圖;
圖3為本發明作為磁力泵的結構圖。
本發明的一個實施例如圖1所示的微晶玻璃防腐蝕離心泵或砂漿泵或液下泵的主要部件結構圖、泵體1、密封部件4、中間支架6、懸架部件7用普通鑄鐵製成。軸8用15號鋼製成。泵體內襯2、葉輪3、密封部件內襯5均由微晶玻璃材料製成。其微晶玻璃材料按重量計配比為二氧化矽(SiO2)81.5%，碳酸鋰(LiCO3)12%，硝酸銀(AgNO3)0.015%，硝酸鉀(KNO3)3.5%，氫氧化鋁[AL(OH)3]3%，氧化鈰(CeO2)0.013%。製作方法之一是將以上材料製成的粉料攪拌均勻，依次加入高溫坩鍋或池窯裡，在1400-1450℃的溫度內，經26小時熔化，然後用300-500公斤的壓力將以上熔化物料在模具內壓製成為微晶玻璃部件。製造以上微晶玻璃部件的第二個方法是將熔化的微晶玻璃料澆注在加溫到600-750℃的模型內而製成，澆注時的模具材料採用耐火土與熟石膏按重量比3∶1混合均勻適當加水製成。製造以上微晶玻璃部件的第三種方法是將熔化的微晶玻璃物料冷卻，並磨成200-300目的粉料，填充到模型裡，放入電爐內升溫到1100-1200℃，保溫1-2小時即可。這種模型材料仍採用耐火土與熟石膏按重量比3∶1混合均勻後適當加水製成。
葉輪3除按上述方法製作外，還可以如圖2所示分為端面9和葉片10粘接而成，其粘接方法是將微晶玻璃物料磨成200-300目的粉，又將按重量比為氧化鉛(SbO)20-26%、氧化鋅(ZnO)25-35%、三氧化二硼(B2O3)15-25%，二氧化矽(SiO2)20-25%的材料熔化、冷卻後球磨成200-300目的粉料。以上二類材料按重量比為5∶2，攪拌均勻，用水調和成粘稠液體，塗與端面9和葉片10的接觸部位，放入馬弗爐內以2-3℃/分的速率升溫到540℃，保溫16小時，繼續升溫到850℃，保溫2小時，以1-2℃的速度降到500℃，繼續自然降溫到300℃出爐。
用上述方法製成1HV55-50-162-L微晶玻璃防腐蝕離心泵，揚程H30米，流量Q25米3/小時，功率5.5千瓦。製成1HV-ZK50-40-161-L微晶玻璃防腐蝕砂漿泵，其揚程H30米，流量Q20米3/小時，功率5.5千瓦。還制製成1HV-YB50-40-160-L微晶玻璃防腐液下泵，其揚程H35米，流量Q15米，功率5.5千瓦。以上三種微晶玻璃防腐蝕泵，經四個月的試用，在防腐蝕性能和泵性能參數方面均達到了設計要求，有廣泛推廣應用價值。
本發明的另一個實施例如圖3所示微晶玻璃防腐磁力泵的主要部件結構圖，其泵體11用鑄鐵製成，密封隔離套15用30＃鋼製成。外磁鋼總成17用鑄鋼和磁鋼製成。內磁鋼芯成18用45＃鋼和磁鋼製成。泵體內襯12、葉輪13、泵蓋14、密封隔離套內襯16、內磁鋼外套19、內磁鋼密封蓋20、泵軸21均由微晶玻璃材料製成。密封隔離套內襯16和內磁外套19因壁薄由吹製成型方法製成，進行研磨後，放入馬弗爐內晶化處理，然後將密封隔離套15與密封隔離套內襯16、內磁鋼總成18與內磁鋼外套19用環氧樹脂粘接在一起。泵體內襯12、葉輪13、泵蓋14、內磁鋼密封蓋20、泵軸21的製造方法與第一個實施例中泵體內襯2、葉輪3、密封部件內襯5的製造方法相同。
用這種方法製成1HV50-32-160-CQ微晶玻璃磁力泵，其揚程H32米，流量Q15米3/小時，電機功率5.5千瓦，經四個月試用，在防腐蝕性能和泵性能參數各項指標，均達到了設計要求，有廣泛的推廣價值。
權利要求
1.一種由在泵軸8上套有葉輪3的轉動部件裝在泵體1、密封部件4共同構成的內腔中並使泵軸8穿過密封部件4的中心孔、通過中間支架6和懸架部件7所構成的防腐泵，其特徵在於泵體1內鑲有泵體內襯2、在密封部件4內鑲有密封部件內襯5，泵體內襯2、葉輪3和密封部件內襯5由微晶玻璃製成。
2.根據權利要求1所述的防腐泵，其特徵在於泵體內襯2、葉輪3、密封部件內襯5的材料配比(按重量計)為二氧化矽(SiO2)81.5%，碳酸鋰(LiCO3)12%，硝酸銀(AgNO3)0.015%，硝酸鉀(KNO3)3.5%，氫氧化鋁[AL(OH)3]3%，氧化鈰(CeO2)0.013%製成的粉料攪拌均勻，依次加入高溫坩鍋或池窯裡，在1400-1450℃的溫度內，經26小時熔化，然後用300-500公斤的壓力將以上熔化物料在模具內壓製成為微晶玻璃部件。
3.根據權利要求1所述的防腐泵，其特徵在於泵體內襯2、葉輪3和密封部件內襯5的成型方法是將熔化的微晶玻璃料澆注在加溫到600-751℃的模型內，模型材料採用耐火土與熟石膏按重量比3∶1混合均勻適當加水製成。
4.根據權利要求1所述的防腐泵，其特徵在於泵體內襯2、葉輪3和密封部件內襯5的成型方法是將熔化的微晶玻璃物料直接冷卻並磨成200-300目的粉料，填充到模型裡，放入電爐內升溫到1100-1200℃，保溫1-2小時即可，其模型材料採用耐火土與熟石膏按重量比3∶1混合均勻後適當加水製成。
5.根據權利要求1所述的防腐泵，其特徵在於葉輪3的端面9、葉片10的粘接方法是將微晶玻璃物料磨成200-300目的粉，又將按重量比為氧化鉛(SbO)20-26%、氧化鋅(ZnO)25-35%、三氧化二硼(B2O3)15-25%，二氧化矽(SiO2)20-25%的材料熔化、冷卻後球磨成200-300目的粉料，以上二類材料按重量比為5∶2，攪拌均勻，用水調和成粘稠液體，塗與端面9和葉片10的接觸部位，放入馬弗爐內以2-3℃/分的速率升溫到540℃，保溫16小時，繼續升溫到850℃，保溫2小時，以1-2℃的速度降到500℃，繼續自然降溫到300℃出爐。
6.一種由泵體11、葉輪13、泵蓋14、密封隔離套15、外磁鋼總成17、內磁鋼總成18、內磁鋼密封蓋20、泵軸21組成的防腐泵，其特徵在於泵體11內鑲有泵體內襯12，密封隔離套15內鑲有密封隔離套內襯16，內磁鋼總成18外套有內磁鋼外套19，泵體內襯12、葉輪13、泵蓋14、密封隔離套內襯16、內磁鋼外套19、內磁鋼密封蓋20、泵軸21由微晶玻璃製成。
7.根據權利要求5所述的防腐泵，其特徵在於密封隔離套內襯11、內磁鋼外套19由吹製成型工藝製成，進行研磨後放入馬弗爐內晶化處理，然後將密封隔離套15、密封隔離套內襯16、內磁鋼總成11與內磁鋼外套19用氧樹脂粘接在一起。
全文摘要
本發明是一種非金屬材料防腐蝕泵，其主要結構是將防腐的離心泵、砂漿泵、液下泵、磁力泵的過流部件，如泵體內襯、密封部件、葉輪、軸、泵蓋、內磁鋼外套、內磁鋼密封蓋等部件採用高強度微晶玻璃材料製成，這些防腐蝕泵，具有很高的抗酸、鹼等性能，耐磨性能，並且冷熱衝擊性能好，製造方法簡單，成本低，便於實現大規模生產。
文檔編號C03C10/12GK1058636SQ9110852
公開日1992年2月12日 申請日期1991年8月31日 優先權日1991年8月31日
發明者及同寅 申請人:及同寅