CN1035526C - 微晶玻璃防腐泵及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种非金属材料防腐泵及其制造方法，砂浆泵、液下泵、磁力泵接触输送介质的泵体内衬、密封部件、叶轮、轴、内磁钢外套、内磁钢密封盖等件由微晶玻璃制造，材料熔化后压制成型或浇铸或将材料冷却、磨粉填入模型，电炉升温、保温、降温制得。复杂件可以分体制造后粘接，将氧化铅、氧化锌、三氧化二硼及二氧化硅按比例熔化、冷却制粉，取2份，及微晶玻璃粉5份，加水调制成粘接材料。该防腐泵抗酸碱、耐磨、耐冷热冲击。制造方法简单、成本低。
Description
本发明涉及一种用非金属材料制成的防腐泵及其制造方法。
在石油、化工、化纤、食品、医药等行业大量需要防腐泵。现有的防腐泵有以下几种：一是采用不锈钢、铜等贵重金属制造。虽然这些贵重材料有一定抗腐蚀能力，但由于它们的耐腐蚀性能差、寿命短、成本高，其应用受到限制；二是采用非金属材料，如聚四氟乙烯衬里泵、氟塑料合金泵、工程塑料泵等。这些泵有较好的抗腐蚀性能，但它们的耐热性能、耐冷热冲击性能、耐磨性能差，受制作工艺的限制不能达到金属泵的设计要求，效率低而且氟材料昂贵，也不易广泛采用。
本发明的目的是提供一种高强度、耐腐蚀、耐磨、耐冷热冲击、寿命长、制造方法简单、成本低、易于大规模工业生产的防腐蚀泵及其制造方法。
本发明的目的即防腐泵是通过以下措施实现的：由泵体、叶轮、密封部件、泵轴、中间支架、悬架部件组成的防腐泵，由中间支架和悬架部件支承的泵轴安装叶轮后装在泵体工作腔内，泵体工作腔与泵轴之间有密封部件，其特点是泵体内镶衬有泵体内衬、密封部件内镶衬有密封部件内衬，泵体内衬、密封部件内衬及叶轮是由微晶玻璃制成的。防腐泵的另一个方案是磁力防腐泵，特点是：泵轴外侧套装内磁钢总成，电机带动外磁钢总成，内、外磁钢总成之间有密封隔离套，外磁钢内腔与泵体内腔之间有密封部件，密封隔离套内镶衬有隔离套内衬，内磁钢总成外侧镶衬有内磁钢外套，端面封装内磁钢密封盖，泵轴、密封部件、内磁钢外套、内磁钢密封盖、隔离套内衬为微晶玻璃材料制造。
本发明的防腐泵是通过以下方法制造的：该防腐泵中与输送介质接触的泵体内衬、密封部件内衬和叶轮、泵轴、内磁钢外套、内磁钢密封盖、隔离套内衬、密封部件是通过以下方法制造的：
Q)原料配制，其原料按重量计配比为：
碳酸锂 LiCO2 为12％
硝酸银 AgNO3 为0.015％
硝酸钾 KNO3 为3.5％
氢氧化铝 Al(OH)3 为3.0％
氧化铈 CeO2 为0.013％
氧化硅 SiO2 为余量
将上述原料制成粉料搅拌均匀；b)将上述粉料加入坩埚或池窑内，加热到1400-1450℃，经过26小时熔化；c)以300-500公斤的压力将熔化物料在模具内压制成微晶玻璃零件；d)较复杂的零件，如叶轮可分成二个以上零件，分别制造加工后再通过粘接的方法制成，这种粘接材料的制造方法为：将微晶玻璃物料磨成200-300目粉为A料，粘接材料B料的原材料分别按以下重量比配制：
氧化铅 PbO 为20-25％
氧化锌 ZnO 为25-35％
三氧化二硼 B2O3 为15-25％
二氧化硅 SiO2 为20-25％
以上材料搅拌均匀熔化、冷却后经过球磨制成200-300目粉料。将以上A、B料按重量比5∶2搅拌均匀，用水调和成粘稠状液体、涂与粘接件粘接部位粘接后，放入马弗炉内，以2-3℃/分的加热速度升温到540℃，保温16小时，继续升温到850℃，保温2小时，再以1-2℃/分的速度降温到500℃，继续自然降温到300℃出炉。另一个方法是将熔化后的微晶玻璃料浇铸在加热到600-750℃的模型内。第三种方法是将熔化后的微晶玻璃直接冷却并磨成200-300目粉料，填充在模型里，放在电炉内升温到1100-1200℃，保温1-2小时。所说的制造模型的材料采用耐火土与熟右膏按重量比3∶1混合均匀后，适量加水制成。密封隔离套内衬或内磁钢外套可由吹制工艺制造，进行研磨加工后放入马弗炉内作晶化处理，然后将密封隔离套、密封隔离套内衬、内磁钢总成与内磁钢外套用环氧树酯粘接在一起。
由于本发明的接触输送介质的部分采用微晶玻璃材料，这种材料具有高强度(1800-2500公斤/厘米2)、耐强腐蚀(在15％HCl 90℃，24小时损失0.02-0.03毫克/厘米2；在15％Na2CO3 90℃，24小时损失0.1-0.2毫克/厘米2)、耐磨(威氏硬度740-890)耐冷热冲击耐温差最高可达396℃。晶核为1微米以下。所以，防腐蚀性能好。如与1Cr18Ni9Ti不锈钢泵相比较，后者不适宜在盐酸中使用，在硫酸中使用也不稳定。在浓度60％、沸腾态硝酸中使用，年腐蚀率0.24毫米。在浓度70％、沸腾态磷酸中使用年腐蚀率0.67毫米。在浓度10％、80℃草酸中使用，年腐蚀率3-4毫米，前者与后者相比，价格低廉，前者每吨0.84-1.2万元。而后者每吨2.3-2.5万元。微晶玻璃防腐泵与其它非金属材料防腐泵相比较，聚四氟乙烯泵最高使用温度150℃，氟塑料合金泵最高使用温度200℃，普通塑料泵最高使用温度60℃，本发明微晶玻璃泵最高使用温度可达300℃以上，体现出显著的优越性，聚四氟乙烯和氟塑料合金每吨均在10万元以上，是微晶玻璃价格的8-9倍。总之，本发明的优点是具有高强度、耐各种腐蚀、耐磨、耐冷热冲击、寿命长、制造方法简便、成本低、可大规模工业化生产。
图1为本发明作为离心泵或砂浆泵或液下泵的结构示意图；
图2为叶轮3为粘接件时端面9和叶片10结构图；
图3为本发明作为磁力泵的结构示意图。
本发明的一个实施例如图1所示的微晶玻璃防腐离心泵或砂浆泵或液下泵的主要部件结构图。泵体1、密封部件4、中间支架6、悬架部件7为普通铸铁制成。泵轴8为45号钢制成。泵体内衬2、叶轮3、密封部件内衬5均由微晶玻璃材料制成。其微晶玻璃材料按重量计配比为：碳酸锂(LiCO3)12％，硝酸银(AgNO3)0.015％，硝酸钾(KNO3)3.5％，氢氧化铝[Al(OH)3]3％，氧化铈(CeO2)0.013％，其余为二氧化硅(SiO2)。制作方法之一是将以上材料制成的粉料搅拌均匀，依次加入高温钳锅或池窑里，在1400-1450℃温度范围内，经过26小时熔化，然后用300-500公斤的压力将以上熔化物料在模具内压制成为微晶玻璃部件。制造以上微晶玻璃部件的第二个方法是将熔化的微晶玻璃料浇铸在加温到600-750℃的模型内而制成。第三种方法是将熔化的微晶玻璃物料冷却，并磨成200-300目的粉料，填充到模型里，放入电炉内升温到1100-1200℃，保温1-2小时即可。叶轮3除按上述方法制作外，还可以如图2所示分为端面9和叶片10粘接而成，其粘接方法是将微晶玻璃物料磨成200-300目的粉，又将按重量比分别为：氧化铅(PbO)20-25％，氧化锌(ZnO)25-35％，三氧化二硼(B2O3)15-25％，二氧化硅(SiO2)20-25％的材料熔化、冷却后球磨成200-300目的粉料。以上二类材料按重量比5∶2搅拌均匀，用水调和成粘稠液体，涂与端面9和叶片10的接触部位，粘合后放入马弗炉内，以2-3℃/分的速度升温到540℃，保温16小时，继续升温到850℃，保温2小时，以1-2℃/分的速度降到500℃，继续自然降温到300℃出炉。用上述方法制成IHV55-50-162-L微晶玻璃防腐离心泵，扬程H30米，流量Q25米3/小时，功率5.5千瓦。制成IHV-ZK50-40-160-L微晶玻璃防腐砂浆泵，其扬程H30米，流量Q20米3/小时，功率5.5千瓦。还制成IHV-YB50-40-160-L微晶玻璃防腐液下泵，其扬程H35米，流量Q15米3/小时，功率5.5千瓦。以上三种微晶玻璃防腐泵，经四个月的试用，在防腐蚀性能和泵性能参数方面均达到了设计要求，有广泛推广应用价值。
本发明的另一个实施例如图3为微晶玻璃防腐磁力泵的主要部件结构图，其泵体1为铸铁制成，密封隔离套15为30#钢制成。外磁钢总成17为铸钢和磁钢制成。内磁钢总成18为45#钢和磁钢制成。泵体内衬2、叶轮3、密封部件4、密封隔离套内衬16、内磁钢外套19、内磁钢密封盖20、泵轴8均由微晶玻璃材料制成。密封隔离套内衬16和内磁外套19因壁薄由吹制成型方法制成，进行研磨加工后，放入马费炉内作晶化处理，然后将密封隔离套15与密封隔离套内衬16，内磁钢总成18与内磁钢外套19用环氧树脂粘接在一起。泵体内衬2、叶轮3、密封部件4、内磁钢密封盖20、泵轴8的制造方法与第一个实施例中泵体内衬、叶轮、密封部件内衬的制造方法相同。
用这种方法制成IHV50-32-160-CQ微晶玻璃磁力泵，其扬程H32米，流量Q15米3/小时，电机功率5.5千瓦，经四个月试用，在防腐蚀性能和泵性能参数各项指标，均达到了设计要求，有广泛的推广价值。
Claims (7)
1、一种微晶玻璃防腐泵，由泵体(1)、叶轮(3)、密封部件(4)、泵轴(8)、中间支架(6)、悬架部件(7)组成，由中间支架和悬架部件支承的泵轴安装叶轮后装在泵体工作腔内，泵体工作腔与泵轴之间安装密封部件，其特征在于泵体内镶衬有泵体内衬(2)，密封部件(4)内镶衬有密封部件内衬(5)，泵体内衬(2)、密封部件内衬(5)及叶轮(3)由微晶玻璃材料制成。
2、根据权利要求1所述的防腐泵，其特征在于泵轴(8)外侧套装内磁钢总成(18)，电机带动外磁钢总成(17)，内、外磁钢总成之间有密封隔离套(15)，外磁钢内腔与泵体内腔之间有密封部件(4)，密封隔离套(15)内镶衬有隔离套内衬(16)，内磁钢总成(18)外侧镶衬有内磁钢外套(19)，端面封装内磁钢密封盖(20)，泵轴(8)、密封部件(4)、内磁钢外套(19)、内磁钢密封盖(20)、隔离套内衬(16)为微晶玻璃材料制造。
3、权利要求1所述的微晶玻璃防腐泵的制造方法，其特征在于该防腐泵中与输送介质接触的泵体内衬(2)、密封部件内衬(5)、叶轮(3)、泵轴(8)、内磁钢外套(19)、内磁钢密封盖(20)、隔离套内衬(16)、密封部件(4)是通过以下方法制造的：
a)原料配制，其原料按重量计其配比为：
碳酸锂 LiCO2 为12％
硝酸银 AgNO3 为0.015％
硝酸钾 KNO3 为3.5％
氢氧化铝 AL(OH)3 为3.0％
氧化铈 CeO2 为0.013％
氧化硅 SiO2 为余量
将上述原料制成粉料搅拌均匀；
b)将上述搅拌后的粉料加入高温坩埚或池窑内，加热到1400--1450℃，经过26小时熔化；
c)将熔化物料以300-500公斤的压力在模具内压制成微晶玻璃零件；
d)粘接，对于较复杂的零件，如叶轮(3)可分成二个以上零件端面(9)和叶片(10)分别制造加工后再通过粘接的方法制成，其粘接材料的制造方法为：将微晶玻璃物料磨成200-300目粉为A料，粘接材料B料的原材料按以下重量比配制：
氧化铅 PbO 20-25％
氧化锌 ZnO 25-35％
三氧化二硼 B2O3 15-25％
二氧化硅 SiO2 20-25％
以上材料搅拌均匀熔化、冷却后经过球磨制成200-300目粉料，将以上A、B料按重量比5∶2搅拌均匀，用水调和成粘稠状液体、涂与粘接件粘接部位粘接后，放入马弗炉内，以2-3℃/分的加热速度升温到540℃，保温16小时，继续升温到850℃，保温2小时，再以1-2℃/分的速度降温到500℃继续自然降温到300℃出炉。
4、根据权利要求3所述的防腐泵制造方法，其特征在于将熔化后的微晶玻璃料浇铸在加热到600-750℃的模型内。
5、根据权利要求3所述的防腐泵制造方法，其特征在于熔化后的微晶玻璃直接冷却并磨成200-300目粉料，填充在模型里，放在电炉内升温到1100-1200℃，保温1-2小时。
6、根据权利要求4或5所述的防腐泵制造方法，其特征在于制造模型的材料采用耐火土与熟石膏按重量比3∶1混合均匀后，适量加水制成。
7、根据权利要求3所述的防腐泵制造方法，其特征在于密封隔离套内衬(16)、内磁钢外套(19)可由吹制工艺制造，进行研磨加工后放入马弗炉内作晶化处理，然后将密封隔离套(15)与密封隔离套内衬(16)、内磁钢总成(18)与内磁钢外套(19)用环氧树酯粘接在一起。
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