CN101655089A - 能量回收泵陶瓷转子及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能量回收泵陶瓷转子及制备方法，其特征在于：包括有一定壁厚的陶瓷管，在陶瓷管管壁内的同一圆周上环绕圆心放射状均布有多个相同的贯穿的花瓣孔，每个花瓣孔的横截面形状由一个等腰梯形和位于等腰梯形上、下底边的半圆组成，且等腰梯形的下底边临近陶瓷管外缘，比上底边长；制备方法包括原料制备、压制、烧成、加工，其特征在于：将粒度小于1μm的氧化钇稳定氧化锆粉体制备成喷雾造粒粉体，然后均匀装入特制模具中，在压力为50～300MPa的压力下等静压成型并保压10～30分钟，然后脱模制成能量回收泵陶瓷转子坯体，在一定的温度下烧成，经冷加工，制成能量回收泵陶瓷转子。该能量回收泵陶瓷转子强度高，韧性高，使用寿命长，适合工业化大生产。

Description

能量回收泵陶瓷转子及制备方法
技术领域
本发明涉及一种能量回收泵陶瓷转子及制备方法，属于结构陶瓷制备技术领域。
背景技术
能量回收泵陶瓷转子通常是采用注浆、挤出和等静压等传统的生产方法生产，目前生产的能量回收泵陶瓷转子由于工艺技术的限制，生产的能量回收泵陶瓷转子强度低、孔径分布不均匀、过滤效率低且生产成本高，特别是在高温煤气净化方面，在使用过程中容易产生压降大，反吹清洗困难，使用寿命短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷、适应工作温度范围宽、性能优良的能量回收泵陶瓷转子及制备方法。其技术方案为：
一种能量回收泵陶瓷转子，其特征在于：包括有一定壁厚的陶瓷管，在陶瓷管管壁内的同一圆周上环绕圆心放射状均布有多个相同的贯穿的花瓣孔，每个花瓣孔的横截面形状由一个等腰梯形和位于等腰梯形上、下底边的半圆组成，且等腰梯形的下底边临近陶瓷管外缘，比上底边长。
所述的能量回收泵陶瓷转子的制备方法，包括原料制备、压制、烧成、加工，其特征在于：将粒度小于1μm的氧化钇稳定氧化锆粉体制备成喷雾造粒粉体，然后均匀装入特制模具中，在压力为50～300Mpa.的压力下等静压成型并保压10～30分钟，然后脱模制成能量回收泵陶瓷转子坯体，在一定的温度下烧成，经冷加工，制成能量回收泵陶瓷转子。
所述的能量回收泵陶瓷转子的制备方法，氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体的制备工艺中，将粒度小于1μm、氧化钇含量为3～5mol％的氧化钇稳定氧化锆粉体，与聚乙烯醇、蒸馏水以40～60∶0.1～0.5∶59.5～39.9重量比均匀混合制备成陶瓷浆料，然后通过喷雾造粒塔制备成粒度为0.1～0.5mm的氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体。
所述的能量回收泵陶瓷转子的制备方法，压制工艺中，特制模具包括外模管、对应于每个花瓣孔的花瓣模芯管、模芯管和上堵头、下堵头，其中外模管、花瓣模芯管和模芯管的管壁均布通孔，在外模管的内周面衬入橡胶套，花瓣模芯管和模芯管外周面套入橡胶管，上堵头、下堵头相同且分居外模管的两端，套装橡胶管的多个花瓣模芯管和模芯管的两端均对应密封穿出上堵头、下堵头，压制时先将下堵头装入外模管内，再将套装橡胶管的多个花瓣模芯管和模芯管对应密封插入下堵头，然后装入氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体，最后用上堵头压实，放入等静压成型机内，液压油自花瓣模芯管和模芯管管壁上的通孔进入花瓣模芯管与橡胶管、模芯管与和橡胶管之间，将压力通过橡胶管作用于氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体，压制成型，然后脱模制成能量回收泵陶瓷转子坯体。
所述的能量回收泵陶瓷转子的制备方法，能量回收泵陶瓷转子坯体在1450～1650℃×3～6小时烧成，制成能量回收泵陶瓷转子。
本发明与现有技术相比，其优点为：
1、本发明生产能量回收泵陶瓷转子显微结构均匀，强度高，整体可靠性高，过滤效率和精度高、工作温度范围宽、使用温度高等特点；
2、由于本方法采用了酚醛树脂为塑性剂，使得能量回收泵陶瓷转子坯体不需要干燥过程，且坯体强度高，可进行素坯加工，外形尺寸精确。
附图说明
图1是能量回收泵陶瓷转子实施例的结构示意图；
图2是图1所示实施例的俯视图；
图3是特制模具的结构示意图；
图4是图3所示特制模具的俯视图。
图中：1、陶瓷管 2、花瓣孔 3、造粒粉体 4、外模管 5、花瓣模芯管 6、模芯管 7、上堵头 8、下堵头 9、通孔 10、橡胶套 11、橡胶管
具体实施方式
在图1-4所示的实施例中：能量回收泵陶瓷转子包括有一定壁厚的陶瓷管1，在陶瓷管1管壁内的同一圆周上环绕圆心放射状均布有多个相同的贯穿的花瓣孔2，每个花瓣孔2的横截面形状由一个等腰梯形和位于等腰梯形上、下底边的半圆组成，且等腰梯形的下底边临近陶瓷管1外缘，比上底边长。压制所用的特制模具3包括外模管4、对应于每个花瓣孔2的花瓣模芯管5、模芯管6和上堵头7、下堵头8，其中外模管4的内周面衬入橡胶套10，花瓣模芯管5和模芯管6的管壁均布通孔9，外周面套入橡胶管11，上堵头7、下堵头8相同且分居外模管4的两端，套装橡胶管11的多个花瓣模芯管5和模芯管6的两端均对应密封穿出上堵头7、下堵头8。
实施例1
1、原料制备
将粒度为小于1μm、氧化钇含量为3mol％的氧化钇稳定氧化锆粉体，与聚乙烯醇、蒸馏水以40∶0.5∶59.5的重量比混合均匀制备成陶瓷浆料，然后通过喷雾造粒塔制备成0.1mm的氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体3。
2、压制成型
压制时先将下堵头8装入外模管4内，再将套装橡胶管11的多个花瓣模芯管5和模芯管6对应密封插入下堵头8，然后装入氧化钇稳定氧化锆喷雾，最后用上堵头7压实，放入等静压成型机内，液压油自花瓣模芯管5和模芯管6管壁上的通孔9进入花瓣模芯管5与橡胶管11、模芯管6与和橡胶管11之间，将压力通过橡胶管11作用于氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体3，在50Mpa的压力下成型并保压10分钟，然后脱模制成能量回收泵陶瓷转子坯体。
3、烧成
将能量回收泵陶瓷转子坯体在1650℃×3小时烧制，制成能量回收泵陶瓷转子毛坯。
4、将能量回收泵陶瓷转子毛坯精加工达到要求的精密尺寸。
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。
实施例2
1、原料制备
将粒度为小于0.5μm、氧化钇含量为4.5mol％的氧化钇稳定氧化锆粉体，与聚乙烯醇、蒸馏水以50∶0.3∶49.7的重量比混合均匀制备成陶瓷浆料，然后通过喷雾造粒塔制备成0.2mm的氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体3。
2、压制成型
压制时先将下堵头8装入外模管4内，再将套装橡胶管11的多个花瓣模芯管5和模芯管6对应密封插入下堵头8，然后装入氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体3，最后用上堵头7压实，放入等静压成型机内，液压油自花瓣模芯管5和模芯管6管壁上的通孔9进入花瓣模芯管5与橡胶管11、模芯管6与和橡胶管11之间，将压力通过橡胶管11作用于氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体3，在200Mpa的压力下成型并保压20分钟，然后脱模制成能量回收泵陶瓷转子坯体。
3、烧成
将固化后的能量回收泵陶瓷转子坯体在1550℃×4小时烧制，制成能量回收泵陶瓷转子毛坯。
4、将能量回收泵陶瓷转子毛坯精加工达到要求的精密尺寸。
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。
实施例3
1、能量回收泵陶瓷转子的成型
将粒度为小于0.2μm的5mol％氧化钇稳定氧化锆粉体、聚乙烯醇，蒸馏水以60∶0.1∶39.9的重量比均匀制备成陶瓷浆料，然后通过喷雾造粒塔制备成0.5mm的氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体3，然后装模震实，在300Mpa的压力下成型并保压30分钟，然后脱模制成能量回收泵陶瓷转子坯体。
1、原料制备
将粒度为小于0.2μm、氧化钇含量为5mol％的氧化钇稳定氧化锆粉体，与聚乙烯醇、蒸馏水以60∶0.1∶39.9的重量比混合均匀制备成陶瓷浆料，然后通过喷雾造粒塔制备成0.5mm的氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体3。
2、压制成型
压制时先将下堵头8装入外模管4内，再将套装橡胶管11的多个花瓣模芯管5和模芯管6对应密封插入下堵头8，然后装入氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体3，最后用上堵头7压实，放入等静压成型机内，液压油自花瓣模芯管5和模芯管6管壁上的通孔9进入花瓣模芯管5与橡胶管11、模芯管6与和橡胶管11之间，将压力通过橡胶管11作用于氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体3，在300Mpa的压力下成型并保压30分钟，然后脱模制成能量回收泵陶瓷转子坯体。
3、烧成
将能量回收泵陶瓷转子坯体在1450℃×6小时烧制，制成能量回收泵陶瓷转子毛坯。
4、将能量回收泵陶瓷转子毛坯精加工达到要求的精密尺寸。
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。

Claims (5)

1、一种能量回收泵陶瓷转子，其特征在于：包括有一定壁厚的陶瓷管(1)，在陶瓷管(1)管壁内的同一圆周上环绕圆心放射状均布有多个相同的贯穿的花瓣孔(2)，每个花瓣孔(2)的横截面形状由一个等腰梯形和位于等腰梯形上、下底边的半圆组成，且等腰梯形的下底边临近陶瓷管(1)外缘，比上底边长。
2、如权利要求1所述的能量回收泵陶瓷转子的制备方法，包括原料制备、压制、烧成、加工，其特征在于：将粒度小于1μm的氧化钇稳定氧化锆粉体制备成喷雾造粒粉体(3)，然后均匀装入特制模具中，在压力为50～300Mpa.的压力下等静压成型并保压10～30分钟，然后脱模制成能量回收泵陶瓷转子坯体，在一定的温度下烧成，经冷加工，制成能量回收泵陶瓷转子。
3、根据权利要求2所述的能量回收泵陶瓷转子的制备方法，其特征在于：氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体(3)的制备工艺中，将粒度小于1μm、氧化钇含量为3～5mol％的氧化钇稳定氧化锆粉体，与聚乙烯醇、蒸馏水以40～60∶0.1～0.5∶59.5～39.9重量比均匀混合制备成陶瓷浆料，然后通过喷雾造粒塔制备成粒度为0.1～0.5mm的氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体(3)。
4、根据权利要求2所述的能量回收泵陶瓷转子的制备方法，其特征在于：压制工艺中，特制模具(3)包括外模管(4)、对应于每个花瓣孔(2)的花瓣模芯管(5)、模芯管(6)和上堵头(7)、下堵头(8)，其中外模管(4)、花瓣模芯管(5)和模芯管(6)的管壁均布通孔(9)，在外模管(4)的内周面衬入橡胶套(10)，花瓣模芯管(5)和模芯管(6)外周面套入橡胶管(11)，上堵头(7)、下堵头(8)相同且分居外模管(4)的两端，套装橡胶管(11)的多个花瓣模芯管(5)和模芯管(6)的两端均对应密封穿出上堵头(7)、下堵头(8)，压制时先将下堵头(8)装入外模管(4)内，再将套装橡胶管(11)的多个花瓣模芯管(5)和模芯管(6)对应密封插入下堵头(8)，然后装入氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体(3)，最后用上堵头(7)压实，放入等静压成型机内，液压油自花瓣模芯管(5)和模芯管(6)管壁上的通孔(9)进入花瓣模芯管(5)与橡胶管(11)、模芯管(6)与和橡胶管(11)之间，将压力通过橡胶管(11)作用于氧化钇稳定氧化锆喷雾造粒粉体(3)，压制成型，然后脱模制成能量回收泵陶瓷转子坯体。
5、根据权利要求2所述的能量回收泵陶瓷转子的制备方法，其特征在于：能量回收泵陶瓷转子坯体在1450～1650℃×3～6小时烧成，制成能量回收泵陶瓷转子。
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