一体化渣浆泵及其制造用模具的制作方法

1.本发明涉及渣浆泵技术领域，特别涉及一体化渣浆泵及其制造用模具。


背景技术：

2.渣浆泵由叶轮、蜗壳、泵壳、护板等部件组成，其中泵壳通常由两个金属外壳拼接而成，两块泵壳之间采用螺栓连接后形成封闭的空腔，蜗壳和叶轮位于空腔内，泵壳的密封性较差。在采用渣浆泵输送腐蚀性物料时，密封性差会导致蜗壳中的液体从泵壳内漏出，导致泵壳腐蚀。
3.授权公告号为cn110630510b的中国发明专利公开了一种卧式渣浆泵，包括托架、水平连接于托架上轴承组件、安装于轴承组件上的传动轴、与托架固定连接的泵体、与泵体连接的泵盖，以及位于泵体与泵盖之间且与传动轴连接的叶轮，还包括：位于叶轮与泵盖之间的前护板、位于叶轮与泵体之间的后护板及护套；前护板上设有穿过泵盖的第一可调连接组件；后护板上设有穿过泵体的第二可调连接组件；护套成蜗壳状与泵体的内壁、泵盖的内壁固定连接，护套的两个端面分别与前护板的外围面、后护板的外围面抵接；其中，前护板和后护板具有配合夹紧叶轮的夹紧状态，还具有分别与叶轮的两侧保持间隙的复位状态；叶轮与传动轴螺纹连接。该渣浆泵泵盖由两块外壳通过螺栓固定而成，前护板外围面、后护板的外围面设置有波纹结构，能够形成多层环状密封，避免泄露；前护板、后护板靠近泵体的板面边均设有压紧挡边，保证连接的密封性。该渣浆泵通过设置多种机械结构保证泵体的密封性，结构复杂，组装困难，且使用年限长后密封性难以保证。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一体化渣浆泵及其制造用模具，具有密封性好的效果。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一体化渣浆泵，包括蜗壳和泵壳，所述泵壳一体成型，所述泵壳包括圆筒型主体，所述圆筒型主体一侧直径向轴线方向收缩形成吸入口，所述圆筒型主体另一侧设置有连接口，所述连接口可供蜗壳嵌入泵壳内，所述蜗壳和泵壳之间设置有密封空腔，所述密封空腔内填充有有机无机复合陶瓷层。
7.本发明的进一步设置为：所述蜗壳一侧设置有蜗壳吸入口，所述蜗壳吸入口嵌入泵壳的吸入口内，所述蜗壳靠近泵壳的连接口一侧设置有收缩部。
8.本发明的进一步设置为：所述泵壳的吸入口设置有法兰盘一，所述连接口处设置有法兰盘二。
9.本发明的进一步设置为：所述有机无机复合陶瓷层按质量份计由改性环氧树脂8～10份、偶联剂1～3份、固化剂1～3份、填充料80～100份和添加剂混合而成，所述填充料为碳化硅砂、碳化硅陶瓷破碎砂、氧化铝、刚玉、金刚石、氮化硼、碳化硼、氧化锆中的一种或多种。
10.本发明的进一步设置为：按质量份计，所述改性环氧树脂由8～10份环氧树脂和
0.3～0.5份对苯二丙烯酸反应制得。
11.本发明的进一步设置为：所述改性环氧树脂中还包括0.1～0.2份四丁基氟化铵。
12.一体化渣浆泵制造用模具，其特征在于：包括吸入口盖板和托架侧底板，所述吸入口盖板与吸入口处的法兰盘一通过螺栓固定连接，所述托架侧底板与连接口处的法兰盘二固定连接。
13.本发明的进一步设置为：所述吸入口盖板上设置有嵌入蜗壳吸入口内的凸部，所述托架侧底板上设置有供蜗壳的收缩部嵌入的环形槽，所述蜗壳外壁、泵壳内壁、吸入口盖板和托架侧底板之间形成所述密封空腔。
14.本发明的进一步设置为：所述托架侧底板(5)内壁、蜗壳(1)外壁、和泵壳(2)内壁之间形成环形腔体(7)，有机无机复合陶瓷层填充环形腔体(7)后形成陶瓷密封(8)。
15.本发明的进一步设置为：所述吸入口盖板或托架侧底板上设置有浇注孔。
16.本发明的有益效果是：
17.1.泵壳一体成型，无需采用两块泵壳拼接，密封性能好，在泵壳连接口一端设置陶瓷密封，陶瓷密封与树脂碳化硅层一体成型，可进一步提高泵壳密封性能，蜗壳可从泵壳上的连接口处嵌入泵壳内，然后再采用树脂碳化硅砂层将泵壳与蜗壳之间的缝隙进行填充，将蜗壳和泵壳进行粘连，可得到一体化的渣浆泵。本渣浆泵的蜗壳与前护板一体成型，前护板不用拆卸，免维护。
18.2.渣浆泵制造用模具采用吸入口盖板和托架侧底板将蜗壳和泵壳进行固定，可使蜗壳和泵壳之间形成密闭空腔，从浇注孔内浇注树脂碳化硅砂将密闭空腔填满，树脂碳化硅砂层固化后，即可将泵壳和蜗壳进行粘连。树脂碳化硅砂层除了起到粘接作用外，还可一体成型成密封层，保证泵体良好的防水效果。
19.3.采用改性环氧树脂制备树脂碳化硅砂层，环氧树脂与对苯二丙烯酸发生接枝共聚反应，可在环氧树脂分子链上接枝对苯二丙烯酸链段，增大了树脂的相对分子质量，同时在环氧树脂与对苯二丙烯酸发生接枝共聚反应时，对苯二丙烯酸也会发生自聚反应，生成的对苯二丙烯酸树脂体积较大，提高了环氧树脂粘度，采用该改性树脂混合碳化硅砂的到的树脂碳化硅材料韧性更高，强度更大。
20.4.对苯二丙烯酸上含有两个丙烯酸基团，与环氧树脂进行共聚反应，可使链状的环氧树脂形成三维立体结构，提高了环氧树脂的链缠结，增大了缠结后的强度，增大了环氧树脂的初始粘性和粘性保持率提高；对苯二丙烯酸还在环氧树脂中引入了大量乙烯基团，可增大环氧树脂与金属泵壳之间的结合力，增强泵体的一体性。
21.5.环氧树脂长时间与水接触时,水分子会慢慢渗入扩散到环氧树脂内部，导致环氧树脂出现溶胀、增塑、开裂、脱粘等，使材料力学性能迅速下降，甚至失效，这一定程度限制了环氧树脂在潮湿有水等环境中的应用。氟是元素周期表中电负性最大的元素，极化率低，原子半径仅次于氢，且键长极短，键能大，因此碳链上相邻氟原子排斥力大，使氟原子不在同一平面内，沿碳链作螺旋分布，使氟原子的电子云对碳碳键的屏蔽作用很强，这决定了含氟聚合物具有很高的化学稳定性，使得含氟聚合物具有很低的表面能，显现出优异的耐水性。四丁基氟化铵可与对苯二丙烯酸中未参加反应的羧基反应，还在环氧树脂中引入了氟，含氟的环氧树脂表面能低，吸水率大幅度降低，耐水性好。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是实施例1和实施例2的一体化渣浆泵结构示意图。
24.图2是实施例1和实施例2的一体化渣浆泵制造用模具结构示意图。
25.图中，1、蜗壳；11、蜗壳吸入口；12、收缩部；2、泵壳；21、泵主体；22、吸入口；23、连接口；24、法兰盘一；25、法兰盘二；3、有机无机复合陶瓷层；4、吸入口盖板；5、托架侧底板；6、环形槽；7、环形腔体；8、陶瓷密封。
具体实施方式
26.下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例1
28.一体化渣浆泵，如图1所示，包括蜗壳1和泵壳2，泵壳2包括圆筒形泵主体21，泵主体21一侧直径向轴线方向收缩形成吸入口22，另一侧设置连接口23，连接口23直径与泵主体21直径一样，连接口23的大小可供蜗壳1嵌入泵壳2内，蜗壳1一侧设置有蜗壳吸入口11，蜗壳吸入口11嵌入泵壳1的吸入口22内，蜗壳1和泵壳2之间设置有密封空腔，密封空腔内填充有有机无机复合陶瓷层3，蜗壳1靠近泵壳2的连接口23一侧设置收缩部12。泵壳2的吸入口22处设置有法兰盘一24，泵壳2的连接口23处设置有法兰盘二25，法兰盘一24和法兰盘二25用于安装泵体。
29.如图2所示，一体化渣浆泵制造用模具包括吸入口盖板4和托架侧底板5，吸入口盖板4与吸入口22处的法兰盘一24通过螺栓固定链接，托架侧底板5与连接口23处的法兰盘二25固定连接，袖口盖板上设置有嵌入蜗壳吸入口11内的凸部，托架侧底板5上设置有供蜗壳1的收缩部12嵌入的环形槽6，蜗壳1外壁、泵壳2内壁、吸入口盖板4和托架侧底板5之间形成密封空腔。托架侧底板上设有环形槽6，环形槽6与蜗壳1、泵壳2之间形成环形腔体7，树脂碳化硅砂填充环形腔体7后，形成树脂碳化硅陶瓷密封8。吸入口盖板4上设置有浇注孔，树脂碳化硅砂从浇注孔内注入密封空腔后，固化形成树脂碳化硅层，可将泵壳2和蜗壳1粘接到一起。
30.有机无机复合陶瓷层3按质量份计由改性环氧树脂10份，偶联剂1份、固化剂二乙烯三胺3份、碳化硅砂100份。其中改性环氧树脂由10份环氧树脂、0.3份对苯二丙烯酸和0.1份四丁基氟化铵反应制得。制备方法如下：
31.取10份环氧树脂用正丁醇溶解，加入到装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中,再加入占环氧树脂质量分数为0.5％的过氧化苯甲酰作为引发剂，氮气保护下，将体系温度升到90～100℃，缓慢滴加0.3份对苯二丙烯酸于体系中。恒温反应4h后，向体系内加入0.1份四丁基氟化铵，继续恒温反应2h，将体系冷却，得到改性环氧树脂。
32.将改性环氧树脂与偶联剂、二乙烯三胺固化剂和碳化硅砂混合后填充到泵壳2与蜗壳1之间的密闭空腔内，形成树脂碳化硅层(有机无机复合陶瓷层)。
33.本技术填充料优选为碳化硅砂，碳化硅硬度大，耐磨性能好。出于降低成本考虑填充料也可替为碳化硅陶瓷破碎砂(碳化硅陶瓷制品废料回收利用)、氧化铝、刚玉。出于进一步提升性能，可在无机填料中加入碳化硼、氮化硼、金刚石、氧化锆等粉体。
34.本技术中结合剂优选为环氧树脂，采用酚醛树脂、聚酯树脂等其他树脂、玻璃钢、水泥等也可作为结合剂结合无机填料形成有机无机复合陶瓷层。
35.实施例2
36.实施例2与实施例1区别在于，树脂碳化硅砂层按质量份计由改性环氧树脂8份，偶联剂3份、固化剂二乙烯三胺1份、碳化硅砂100份。其中改性环氧树脂由8份环氧树脂、0.5份对苯二丙烯酸和0.2份四丁基氟化铵反应制得。制备方法如下：
37.取8份环氧树脂用正丁醇溶解，加入到装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中，再加入占环氧树脂质量分数为0.5％的过氧化苯甲酰作为引发剂，氮气保护下，将体系温度升到90～100℃，缓慢滴加0.5份对苯二丙烯酸于体系中。恒温反应4h后，向体系内加入0.1份四丁基氟化铵，继续恒温反应2h，将体系冷却，得到改性环氧树脂。
38.将改性环氧树脂与偶联剂、二乙烯三胺固化剂和碳化硅砂混合后填充到泵壳2与蜗壳1之间的密闭空腔内，形成树脂碳化硅层。
39.对比例1
40.对比例1与实施例2的区别在于，改性环氧树脂中未添加四丁基氟化铵。
41.对比例2
42.对比例2与实施例2的区别在于，采用未改性的环氧树脂制备树脂碳化硅层。
43.按照实施例1、实施例2、对比例1和对比例2中的方法制备树脂碳化硅材料，并将树脂碳化硅材料注入放置有25mm*200mm的矩形金属片的模具中，固化后，树脂与金属片之间粘连，放置24h后，采用万能材料试验机上进行t型剥离强度测试试验，拉伸速率为100mm/min，待试样完全剥离时停止实验，记录最大载荷和平均负载。
44.按照实施例1、实施例2、对比例1和对比例2中的方法制备树脂碳化硅砂样条，样条直径为20mm，长度为150mm，将该样条放入万能材料测试机的夹具中进行拉伸强度和断裂伸长率测定，万能测试机的拉伸速度为100mm/min。待试样断裂时停止实验，记录最大负荷和位移。
45.在室温下将树脂碳化硅样条浸泡在蒸馏水中，在浸泡30d后，取出样条，用吸水纸除去树脂样条表面的水，然后测试每个树脂样条的质量，计算吸水率，再分别测试不同样条的拉伸强度。
46.试验数据见下表1：
[0047][0048]
从表1中可以看出，实施例1和实施例2中的树脂碳化硅材料与金属材料粘接力度大，剥离强度高，拉伸强度均在35mpa以上，对比例2中的环氧树脂相对于实施例2未采用对对苯二丙烯酸改性，其剥离强度和拉伸强度大幅度降低，说明对苯二丙烯酸一方面可提高环氧树脂的强度，另一方面还可提高环氧树脂的粘接性能；实施例1和实施例2中树脂碳化硅材料的吸水率较低，浸泡30d后拉伸强度变化率小，对比例1中在环氧树脂中添加了对对苯二丙烯酸，未添加四丁基氟化铵，制得的树脂碳化硅材料的剥离强度和拉伸强度变化不大，30d吸水率和浸泡30d后拉伸强度大幅度降低，说明只采用对苯二丙烯酸进行改性得到的树脂碳化硅材料耐水性较差；对比例2中，采用未改性的环氧树脂制备树脂碳化硅材料，30d吸水率和浸泡30d后拉伸强度相对于实施例2大幅度降低，30d吸水率和浸泡30d后拉伸强度降低率相对于对比例1略低，说明对苯二丙烯酸可降低环氧树脂的耐水性，但是对苯二丙烯酸与四丁基氟化铵协同作用可得到耐水性良好、粘接强度高、韧性好的树脂碳化硅材料。