CN107829970B - 一种在叶轮表面均匀涂覆减阻材料的方法 - Google Patents

一种在叶轮表面均匀涂覆减阻材料的方法 Download PDF

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Abstract

一种在叶轮表面均匀涂覆减阻材料的方法，该方法包括有形成流道模型、制作流道模芯工序。最后将涂刷过脱模剂的模芯放回叶轮流道内部，依据要涂覆减阻材料的厚度在叶轮上、下盖板、工作面以及工作背面和模芯之间加以定位以预留出缝隙。用涂刷过脱模剂的胶带封闭叶轮出水口，从入水口处倒入减租材料，直至完全填充缝隙。待减阻材料在叶轮流道内表面固化完毕之后抽出硬质模芯，即完成涂覆。本发明通过在流道模型的基础上均匀减小尺寸得到模芯，在涂覆时可保证流道内部各个部位都覆盖上均匀的减阻涂层。同时将减阻材料的预聚体和固化剂提前混合均匀抽真空，再进行涂覆，本发明与喷涂设备相比更能避免涂层中形成气泡或者混合不均匀的问题，增加了减阻涂层的耐磨性，得到更好的粘结效果。

Description

一种在叶轮表面均匀涂覆减阻材料的方法
技术领域
本发明涉及涂覆技术领域，特别涉及一种在叶轮表面均匀涂覆减阻材料的方法。
背景技术
水泵是我国工农业领域最主要的能耗设备之一，据统计水泵的耗电量约占全国总发电量的20％。提高水泵的运行效率,节能降耗势在必行。由于大多数类型的水泵是比较成熟的机械,从设计角度出发提高泵效率非常困难。因此,需要从结构设计之外的角度来提高泵的效率。利用仿生技术在叶轮涂覆聚氨酯、硅橡胶等有机高分子减阻材料就是一种思路[1-2]。目前现有的叶轮涂层技术多限于应用离子镀膜技术达到增加叶轮耐磨性和抗腐蚀的目的[3]，尚没有成熟的涂覆技术能针对于在叶轮表面涂覆有机高分子涂层以达到减租增效目的。
而现有的橡胶、聚氨酯等高分子涂料喷涂设备的主要工作原理是将加热融化的预聚体和固化剂泵至喷枪处混合，在经由高压气泵吹出以达到喷涂目的。
现有的喷涂装备虽然有比较长期的发展，但是具体到针对涂覆叶轮而言具有以下不足之处：
一是由于叶轮内部流道结构复杂，传统喷涂设备的喷枪不易深入到流道内部作业；
二是预聚体和固化剂在喷枪处混合时间短，不能达到充分混合，会影响涂料在叶片上的粘结效果；
三是传统的喷涂设备由高速气流将混合后的涂料吹出，容易形成气泡导致耐磨性降低；
四是传统喷涂设备普遍结构复杂造价昂贵。所以研究设计一种结构简单、操作方便、设计精密能够适用于叶轮的涂覆装置在叶轮表面涂层减阻的实验研究阶段有着重要意义。
发明内容
本发明提供一种在叶轮表面均匀涂覆减阻材料的方法。本发明的目的是克服传统喷涂装置和方法费用昂贵、不适用于涂覆水泵叶轮的缺点。
本发明包括以下步骤：
A、形成流道模型
A1)制作工装：用油泥封堵各个流道入口边，将叶轮水平放置，向入水口中灌入混合过固化剂的环氧树脂，直至完全浸没叶轮入口待其固化得到工装。
A2)取出工装和油泥，将叶轮水平放置并在流道内部均匀涂刷脱模剂，并用涂刷过脱模剂的胶带封闭叶轮出水口；从入水口向流道内部灌入混合过固化剂的硅橡胶，直至完全浸没入水口后，再将涂刷过脱模剂的工装按照与叶轮配合的位置强行压回原位，待硅橡胶完全固化之后，即可得到硅橡胶流道模型。
B、制作流道模芯
B1)制作模具：由于硅橡胶具有柔软、抗拉伸、回弹性好的特点，且在步骤A2)中在流道内部涂刷过脱模剂，故步骤A2)制作的流道模型可以从叶轮内部直接拉出且保持流道形状不发生改变，利用此流道模型制作出硬质模具。
B2)在模具每个部分中，料道的位置涂刷一定厚度(此厚度以最终将要涂覆的减阻材料厚度为准)的油漆层。
B3)依据流道数目制作出相应数量的硬质模芯。
C、将涂刷过脱模剂的模芯放回叶轮流道内部，依据要涂覆减阻材料的厚度在叶轮上、下盖板、工作面以及工作背面和模芯之间加以定位以预留出缝隙。用涂刷过脱模剂的胶带封闭叶轮出水口，从入水口处倒入减阻材料，直至完全填充缝隙。待减阻材料在叶轮流道内表面固化完毕之后抽出硬质模芯，即完成涂覆。
本发明的有益效果：
现有的涂覆手段多用喷涂设备，然而叶轮流道是扭曲的空间且有些叶轮尺寸较小、上下盖板之间没有足够的间距，喷涂设备上的喷枪无法在流道内部灵活运动，会导致流道内部喷涂不均匀甚至有些部分无法喷涂的问题；本发明通过在流道模型的基础上均匀减小尺寸得到模芯，在涂覆时可保证流道内部各个部位都覆盖上均匀的减阻涂层。同时将减阻材料的预聚体和固化剂提前混合均匀抽真空，再进行涂覆，本发明与喷涂设备相比更能避免涂层中形成气泡或者混合不均匀的问题，增加了减阻涂层的耐磨性，得到更好的粘结效果。
附图说明
图1是闭式离心叶轮的结构示意图。
图2是安装在入水口处的工装示意图。
图3是本发明使用的装置组装后的示意图。
具体实施方式
以闭式离心叶轮为例，加以说明。如图1所示，闭式离心叶轮是由上盖板1、叶片2和下盖板3构成；
一种在叶轮表面均匀涂覆减阻材料的方法，该方法包括以下步骤：
A、形成流道模型
A1)制作工装：用油泥封堵闭式离心叶轮内部各个流道入口边，将闭式离心叶轮水平放置，向入水口6中灌入混合过固化剂的环氧树脂，直至完全浸没闭式离心叶轮入水口6待其固化得到工装4，如图2所示。
A2)取出工装和油泥，将闭式离心叶轮水平放置并在流道内部均匀涂刷脱模剂，并用涂刷过脱模剂的胶带封闭叶轮出水口7；从入水口6向流道内部灌入混合过固化剂的硅橡胶，直至完全浸没入水口6后，再将涂刷过脱模剂的工装4按照与叶轮配合的位置强行压回原位，待硅橡胶完全固化之后，即可得到硅橡胶流道模型。
B、制作流道模芯
B1)制作模具：由于硅橡胶具有柔软、抗拉伸、回弹性好的特点，且在步骤A2)中在流道内部涂刷过脱模剂，故先前步骤A2)中制作的流道模型可以从叶轮内部直接拉出且保持流道形状不发生改变，利用此流道模型制作硬质模具。
B2)在模具每个部分中，料道的位置涂刷一定厚度的油漆层，油漆层的厚度以最终将要涂覆的减阻材料厚度为准。
B3)依据流道数目制作出相应数量的硬质模芯。
C、如图3所示，将涂刷过脱模剂的硬质模芯放回叶轮流道内部，依据要涂覆减阻材料的厚度在叶轮上、下盖板、工作面以及工作背面和模芯之间加以定位以预留出缝隙；用涂刷过脱模剂的胶带5封闭叶轮出水口7，从入水口6处倒入减阻材料，直至完全填充缝隙，待减阻材料在叶轮流道内表面固化完毕之后抽出硬质模芯，即完成涂覆。

Claims (2)

1.一种在叶轮表面均匀涂覆减阻材料的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
A、形成流道模型
A1)制作工装：用油泥封堵各个流道入口边，将叶轮水平放置，向入水口中灌入混合过固化剂的环氧树脂，直至完全浸没叶轮入口待其固化得到工装；
A2)取出工装和油泥，将叶轮水平放置并在流道内部均匀涂刷脱模剂，并用涂刷过脱模剂的胶带封闭叶轮出水口；从入水口向流道内部灌入混合过固化剂的硅橡胶，直至完全浸没入水口后，再将涂刷过脱模剂的工装按照与叶轮配合的位置强行压回原位，待硅橡胶完全固化之后，即可得到硅橡胶流道模型；
B、制作流道模芯
B1)制作模具：由于硅橡胶具有柔软、抗拉伸、回弹性好的特点，且在步骤A2)中在流道内部涂刷过脱模剂，故步骤A2)制作的流道模型可以从叶轮内部直接拉出且保持流道形状不发生改变，利用此流道模型制作出硬质模具；
B2)在模具每个部分中，料道的位置涂刷油漆层；
B3)依据流道数目制作出相应数量的硬质模芯；
C、将涂刷过脱模剂的模芯放回叶轮流道内部，依据要涂覆减阻材料的厚度在叶轮上、下盖板、工作面以及工作背面和模芯之间加以定位以预留出缝隙；用涂刷过脱模剂的胶带封闭叶轮出水口，从入水口处倒入减阻材料，直至完全填充缝隙；待减阻材料在叶轮流道内表面固化完毕之后抽出硬质模芯，即完成涂覆。
2.根据权利要求1所述的一种在叶轮表面均匀涂覆减阻材料的方法，其特征在于：所述步骤B2)中，油漆层的厚度以最终将要涂覆的减阻材料厚度为准。
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