CN201896773U - 碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵 - Google Patents

Abstract

碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵，本实用新型涉及化工耐腐蚀泵领域。该装置包括由泵体、叶轮、第一密封平垫、泵盖、第二密封平垫、机械密封(双封)、排液管、密封盖(双封)、前折流盘、前轴承盖、挡圈、第一滚动轴承、轴承螺母、支脚、后折流盘、轴、后轴承盖、轴承架、甩油环、恒位油杯、油分离器、第二滚动轴承、轴套、密封盖(单封)、机械密封(单封)、第一O形密封圈、第二O形密封圈、第一叶轮口环、泵盖口环、第二叶轮口环、泵体口环、叶轮螺母组成。本实用新型密闭性好，无介质泄漏，可满负荷起动，适合用于石油、化工、军工、食品、制药等领域。由于泵轴上装有无油自润滑轴承，所以大大的增加了承载能力和自润滑性能，显著地提高了泵的效率。

Description

碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵

技术领域本实用新型涉及化工耐腐蚀泵领域，具体的讲是涉及一种碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵。

背景技术机械密封泵不适合输送有些化工液体介质，离心密封泵利用离心密封原理，运转时形成只有流体离心密封，而无机械摩擦，极大地提高了密封件的使用寿命。但离心密封泵在很长一段时间内，由于各种原因，化工生产中液体介质在泵管输送中会产生结晶出现颗粒状，由于机械密封或填料密封是靠摩擦来实现密封，而化工液体介质所产生的结晶或颗粒状，对于机械密封式或填料密封式会对泵造成损害，为此机械密封和填料密封并不适用会造成密封不严、渗漏会产生浪费和污染、维修量大、生产成本高。现有技术中输送腐蚀性流体介质的离心泵有许多种，一般常采用钛合金。不锈钢、玻璃钢、氯塑料、超高分子量聚乙烯材料等制成。如中国专利89219239.9公开了一种“耐腐蚀塑料离心系”，它是在现有塑料离心泵结构的基础上加以改进，将叶轮与叶轮轴注塑成一体。在叶轮轮表面涂一层塑料.达到叶轮轴耐腐蚀的目的，该泵耐腐蚀范围窄，不能耐高温和强腐蚀流体介质。中国专利91110983.8公开了“一种耐腐蚀泵及其过流部件的制备方法”，它虽然克服了公知技术中的一些缺点，可以提高泵的耐腐蚀性能和使用寿命。但是因其受所用原料和成形工艺的限制，影响其推广应用，在输送高温和强腐蚀流体介质方面，还不能满足实际需要。现有的玻璃钢泵使用寿命短，耐腐蚀范围窄，输送介质温度限于80℃以下。陶瓷泵虽可输送介质温度高一些，但在使用温度骤然变化时，会发生脆裂而报废，影响使用寿命。

发明内容本实用新型的目的是提供一种操作简单、维修方便、维修费用少、使用寿命长、适应于输送各种高温、强腐蚀性的含结晶颗粒化工介质的一种碳 纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵。

本实用新型的技术方案为：该装置包括由泵体、叶轮、第一密封平垫、泵盖、第二密封平垫、双端面机械密封、排液管、双端面密封盖、前折流盘、前轴承盖、挡圈、第一滚动轴承、轴承螺母、支脚、后折流盘、轴、后轴承盖、轴承架、甩油环、恒位油杯、油分离器、第二滚动轴承、轴套、单端面密封盖、单端面机械密封、第一O形密封圈、第二O形密封圈、第一叶轮口环、泵盖口环、第二叶轮口环、泵体口环、叶轮螺母组成。

其中泵体、泵盖、叶轮、轴套及联动轴采用碳纤维树脂基复合材料制造。

本实用新型耐腐蚀泵的泵体、泵盖、叶轮、轴套、联动轴均采用耐高温、耐腐蚀的碳纤维树脂基复合材料分段制作，且分别各自组装成形。与现有技术相比，其设计更加合理、模具加工容易，成形工艺简便，故制造成本低，可在高温条件下，长期连续输送强腐蚀流体介质。有效地避免了流体介质对部件的腐蚀；第一滚动轴承和第二滚动轴承是由碳纤维复合材料制造的，能达到不加润滑油自润滑的效果。

所述的一种碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵，其泵体、泵盖、叶轮、轴套、联动轴采用热固式模压工艺、拉挤工艺加热固化后成型而成。精加工后再组装方式制造。与传统整体制造方式相比，具有节省大量模具、降低产品重量减少安装吊运成本、耐腐蚀、抗蠕变、内腔一次成型无死角、水力性能好等优点，明显提高泵的使用寿命和工作效率，同时还能大量节省成本。

本实用新型密闭性好，无介质泄漏，可满负荷起动，适合用于石油、化工、军工、食品、制药等领域。由于泵轴上装有无油自润滑轴承，所以大大的增加了承载能力和自润滑性能，显著地提高了泵的效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意简图

具体实施方式

图1所示的一种碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵结构示意简图中，该装置包括由泵体1、叶轮2、第一密封平垫3、泵盖4、第二密封平垫5、双端面机械密封6、排液管7、双端面密封盖8、前折流盘9、前轴承盖10、挡圈11、第一滚动轴承12、轴承螺母13、支脚14、后折流盘15、联动轴16、后轴承盖17、轴承架18、甩油环19、恒位油杯20、油分离器21、第二滚动轴承22、轴套23、单端面密封盖24、单端面机械密封25、第一O形密封圈26、第二O形密封圈27、第一叶轮口环28、泵盖口环29、第二叶轮口环30、泵体口环31、叶轮螺母32相互连接、组合构成本实用新型。

所述的一种碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵，其中泵体1、泵盖4、叶轮2、前轴承盖10、后轴承盖17、轴承架18、轴套23及联动轴16、采用碳纤维树脂基复合材料制造。

该碳纤维树脂基复合材料根据使用需要配制。模压固化工艺主要原料为短切碳纤维(含碳量93％-96％)；碳纤维编织布、环氧树脂或乙烯基树脂。在拉挤工艺中采用碳纤维长丝、环氧树脂热固成型。各成分的配比依据所需强度而定。本实施例优选短切碳纤维、碳纤维编织布、环氧树脂或乙烯基树脂的重量比为碳纤维55％：树脂45％(此两种材料根据产品使用条件要求可以在±10-20％％范围内调整)。

所述的一种碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵的泵体1、泵盖4、叶轮2、前轴承盖10、后轴承盖17、轴承架18、轴套23、联动轴16具体的具体制造工艺如下：

a、泵体1、泵盖4、前轴承盖10、后轴承盖17、轴承架18、轴套23的制作如 下。首先准备好复合材料模具，将3-10MM碳纤维短切丝与环氧树脂或乙烯基树脂混配后形成碳纤维混料，碳纤维预浸编织布根据制品尺寸裁减好铺入模具中、将混配后的材料放入制备好的模具中，在混配好的短切碳纤维上层再铺入一层碳纤维预浸布后将模具合模。将模具放入压力机下的加热板中间固定好加压、加热，然后将模具升温至120-240℃后热压成形，加热速率不小于100℃/小时。加热时间视加工部件的壁厚或体积而定。待材料加热至120-240℃左右时恒温至1小时左右，再降温至室温，脱模后进行表面加工形成泵体1、泵盖4、前轴承盖10、后轴承盖17、轴承架18、轴套23的完整部件。

b、叶轮制造工艺是采用碳纤维预浸布整体模压制成碳纤维板材后采用CNC工艺切割加工制成。

由于叶轮是耐腐蚀泵中重要的做功部件，需要长期连续在腐蚀液体中运转，对叶轮做功效能、强度、模量值均有特殊要求。因此其是碳纤维复合材料耐腐蚀泵的最重要部件，制法是采用碳纤维预浸布整体模压方式制造出碳纤维复合材料板材后再通过CNC切割工艺完成，所采取的模压工艺与以上相同。

c、联动轴16是采用热固式环氧树脂基碳纤维复合材料拉挤成型工艺制成。制备方式为采用碳纤维长丝通过在环氧树脂溶液中浸入树脂在送入模具中通过120-240度加热固化连续拉挤工艺完成制备出碳纤维复合材料棒材。根据联动轴的图纸尺寸将制备后的碳纤维棒材在机加工中心采用特殊刀具加工完成。

泵体1组装后形成泵体1内腔加工成渐开线形压出室，因与泵盖4分别加工，故泵体1内腔无死角，达渡圆滑，使进入室内的流体介质在高速旋转的叶轮2片外端面的作用下压出，明显提高泵的工作效率。

将方形体端的中心轴孔露出叶轮2体，然后用粘结剂在孔端封装碳纤维树脂基复合材料制成的密封帽。该种结构明显优于现有技术中的叶轮2与联动轴16成 一体的结构，其原因在于与叶轮2制成一体的联动轴16除更牢固的与叶轮2结合外，还可整体成形后进行机械加工，有利于提高装配精度和使用性能。

外露联动轴16孔端封装密封帽，可确保联动轴16易于安装和增加牢固性。为提高泵体1和泵盖4结合处的密封性能，在其间可装入防腐耐温的密封装置；泵盖4的介质入口管既可制成一体，也可分体制造再粘接成一体。叶轮2的分段组装结合部分经非金属耐高温的物质以螺丝孔、螺丝杆式固定连接，其介质的压力作用下不会出现脱节现象。

本实用新型碳纤维树脂基复合材料耐腐蚀泵与现有耐腐蚀泵相比，其性能的主要优势特点在于由于碳纤维复合材料的比重只有1.55，整体重量只有金属材料的1/5，减少了安装吊运的大量成本，同时由于叶轮和传动轴采用了碳纤维树脂基复合材料，而由于碳纤维的膨胀系数≤0.2(10的负六次方)、抗蠕变性能优越。在运转使用中可以节省大量的能耗。另外碳纤维复合材料耐酸碱性能远远优于金属材料，使用寿命相比金属材料提高了几倍，可以节省大量的金属材料。对节能减排、降低使用成本、保障设备运行具有重要的意义。对比现有耐腐蚀泵的性能如下：

Claims (1)

1.碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵，该装置由泵体、叶轮、第一密封平垫、泵盖、第二密封平垫、双端面机械密封、排液管、双端面密封盖、前折流盘、前轴承盖、挡圈、第一滚动轴承、轴承螺母、支脚、后折流盘、轴、后轴承盖、轴承架、甩油环、恒位油杯、油分离器、第二滚动轴承、轴套、单端面密封盖、单端面机械密封、第一O形密封圈、第二O形密封圈、第一叶轮口环、泵盖口环、第二叶轮口环、泵体口环、叶轮螺母组成；其特征在于：其中泵体、泵盖、叶轮、轴套及联动轴采用碳纤维树脂基复合材料制造，采用模压固化工艺主要原料为短切碳纤维；碳纤维编织布、环氧树脂或乙烯基树脂；在拉挤工艺中采用碳纤维长丝、环氧树脂热固成型。