CN203611423U - 一种制造全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴的模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制造全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴的模具，所述模具包括：泵轴金属芯，其为一中空金属芯，在所述中空的金属芯的中间部位具有作为内部进料口的小孔；置于所述中空的金属芯的内腔中的芯棒内杆，分别套在所述芯棒内杆的两端的两个中空圆筒状的定位滑块，所述定位滑块的内侧端分别插入到所述中空的金属芯和所述芯棒内杆二者之间的环形腔的两端，分别连接到每个所述定位滑块的外侧端的两个定位滑块拉臂，所述定位滑块的壁厚等于所述中空的金属芯内腔半径和所述芯棒内杆半径之差，所述芯棒内杆、定位滑块和中空的金属芯的内腔形成注塑内腔；利用所述模具制造的全包覆耐腐蚀磁力泵的泵轴将金属材质的泵轴的强度和刚度与内外层注塑涂层的抗腐蚀效果有效的结合起来，进一步提高了泵轴的使用寿命，有效避免了在实际生产中频繁更换泵轴以及因此造成的经济损失。

Description

一种制造全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴的模具

技术领域

本实用新型涉及一种磁力泵的泵轴技术领域，特别涉及一种制造全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴的模具。 

背景技术

磁力泵由于具有全密封、无泄漏、耐腐蚀等特点，目前应用范围越来越广，尤其在化工领域，经常用以输送化学液体。同时由于长期输送化学液体，对磁力泵接触腐蚀液体的各部件使用寿命带来较大影响，尤其是关键部件的泵轴，在工作时承受强度很大，温度较高，同时又要满足抗腐蚀的要求，通常采用陶瓷泵轴，因机械强度很低，只能是小型磁力泵用，而选用高镍合金钢的泵轴强度能够满足要求，然而由于工作环境恶劣，使用寿命很短，成为磁力泵中各部件的寿命短板，而更换泵轴不但增加直接成本，更重要的是影响了生产进程，通常在每次大修之间要经历几次停机更换泵轴，间接经济损失非常大。 

聚醚醚酮由于具有耐高温、耐化学腐蚀特性，并且具有较高的刚性和韧性，很突出的抗疲劳性，也被引入到磁力泵轴工艺上。如专利号ZL200610140246.4，在金属材质的泵轴外层包覆了聚醚醚酮，然而这种泵轴工艺虽然能提高泵轴寿命，在实际生产中由于泵轴内层金属和化学液体接触，使用寿命还是不理想。针对这个问题，行业内的解决方法也较多，不外乎在泵轴内腔增加一根中空塑料管，紧贴金属材质的泵轴，两端再用塑料塞密封，其中塑料材质首选的是聚四氟乙烯。用聚醚醚酮外层包覆，聚四氟乙烯内层密封的泵轴，确实能较大幅度提高泵轴的使用寿命，但是在承受压力较大和温度变化的工作环境下，聚醚醚酮和聚四氟乙烯的接缝处不可避免渗入腐蚀介质，最终聚四氟乙烯和金属材质内层之间 进入越来越多的腐蚀介质。金属材质的泵轴提供泵轴的强度和刚度，内外层的塑料起到抗腐蚀的作用，怎样能将两者结合是磁力泵行业内迫切需要解决的问题。 

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型将金属材质的泵轴的强度和刚度与内外层注塑涂层的抗腐蚀效果有效的结合起来，提供了一种具有全包覆注塑涂层的磁力泵的泵轴，进一步提高了泵轴的使用寿命，有效避免了在实际生产中频繁更换泵轴以及因此造成的经济损失。 

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴，该全包覆磁力泵泵轴包括中空的金属芯和全包覆所述中空的金属芯的注塑涂层，所述注塑涂层是聚醚醚酮涂层、碳纤维增强聚醚醚酮涂层、矿物增强聚醚醚酮涂层或玻纤增强聚醚醚酮涂层中的一种。 

本实用新型进一步提供了一种用于制造上述全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴的模具，所述模具包括： 

泵轴金属芯，其为一中空金属芯，在所述中空的金属芯的中间部位具有作为内部进料口的小孔； 

置于所述中空的金属芯的内腔中的芯棒内杆，分别套在所述芯棒内杆的两端的两个中空圆筒状的定位滑块，所述定位滑块的内侧端分别插入到所述中空的金属芯和所述芯棒内杆二者之间的环形腔的两端，分别连接到每个所述定位滑块的外侧端的两个定位滑块拉臂，所述定位滑块的壁厚等于所述中空的金属芯内腔半径和所述芯棒内杆半径之差，所述芯棒内杆、定位滑块和中空的金属芯的内腔形成注塑内腔； 

上述芯棒内杆、定位滑块和中空的金属芯组装后放置到动模或定模上，所述模具的定模和动模的合模线上设置有安装所述定位滑块的圆孔，模具的内表面、中空的金属芯外表面和定位滑块形成注塑外腔，所述定模上具有与所述内部进料口对应的注塑浇口，所述定位滑块中的一个的外侧端与连接到压力传感器的检测部的弹簧连接； 

进一步地，所述注塑外腔的半径和所述中空的金属芯的半径之差等于所述定位滑块的壁厚。 

进一步地，所述两个定位滑块的外侧端都各自连接到弹簧，所述弹簧分别连接到一个压力传感器的检测部。 

进一步地，所述安装定位滑块的圆孔的较大部分位于动模上，即所述动模动模大于定模。 

进一步地，所述所述安装定位滑块的圆孔的较大部分位于定模上，即所述定模大于动模。 

进一步地，所述模具进一步包含动模固定架及气缸固定在所述动模固定架上的PLC输出控制气缸，所述动模固定架上具有限位装置。本实用新型还提供的一种全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴的制造方法，具体技术方案包括以下步骤： 

1）组装阶段 

a.提供泵轴金属芯，其为一中空金属芯；在中空的金属芯的中间部位钻出作为内部进料口的小孔； 

b.将一芯棒内杆置于该中空的金属芯的内腔中，然后将两个中空圆筒状的定位滑块分别套在该芯棒内杆的两端，并且该定位滑块的内侧端分别插入到中空的金属芯和芯棒内杆二者之间的环形腔的两端，每个定位滑块的外侧端都分别连接到一个定位滑块拉臂，该定位滑块的壁厚等于中空的金属芯内腔半径和芯棒内杆半径之差，所述芯棒内杆、定位滑块和中空的金属芯的内腔形成注塑内腔； 

c.将上述步骤中组装好芯棒内杆和定位滑块的中空的金属芯放置到模具中，所述模具的定模和动模的合模线上设置有安装定位滑块的圆孔，该圆孔的直径等于所述定位滑块的外径，模具的内腔、中空的金属芯的外表面和定位滑块形成注塑外腔，所述定模上具有与与所述内部进料口对应的注塑浇口，所述定位滑块中的一个的外侧端与连接到压力传感器的检测部的弹簧连接； 

2）注塑第一阶段 

首先，根据注塑机设置的每秒注塑量和总共需要的用料量，计算注塑时间，并且将所述聚醚醚酮、碳纤维增强聚醚醚酮、矿物增强聚醚醚酮或玻纤增强聚醚醚酮中的一种注塑涂层材料颗粒预干燥处理，模具保持在180-240℃； 

然后，将升高料筒温度至360-400℃时开始注塑，通过注塑浇口向注塑外腔和注塑内腔注入注塑涂层材料，等到接近上述注塑时间时，记录下此时压力传感器数值p，并编入程序； 

3)注塑第二阶段 

向外侧拉动定位滑块至压力传感器数值显示数值p₀，然后，注塑过程中每当压力传感器显示所述数值p时即向外侧拉动所述定位滑块至压力传感器数值显示为数值p₀，如此循环操作，直至所述定位滑块达到动模固定架上的限位位置； 

4）注塑第三阶段 

当定位滑块移动到动模固定架上的限位装置时，保压30秒左右，完成注塑，打开模具，取出注塑件，拔出芯棒内杆。 

步骤1）a所述内部进料口的孔径优选为为2-5mm。 

步骤1）b所述的芯棒内杆优选为两段式设计，中间通过凸凹紧密对接，并且外接固定杆，该固定杆通过弹性件连接到动模固定架。进一步地，步骤4）优选为通过从两侧拉动固定杆将芯棒内杆从所述中空的金属芯内腔的两端拉出。进一步地，芯棒内杆两端设有连接拔出装置的内螺纹。 

步骤1）c所述注塑外腔的半径和中空的金属芯的半径之差等于定位滑块的壁厚。 

所述步骤1）c中两个定位滑块的外侧端都各自连接到弹簧，该弹簧分别连接到一个压力传感器的检测部。 

所述步骤3）中所述拉动定位滑块的操作为人工操作。 

所述步骤3）中所述拉动定位滑块的操作为通过注塑机上的PLC输出控制气缸拉动所述定位滑块，进一步地，该气缸可固定在动模固定架上，该动模固定架上具有限位装置。 

附图说明

图1A为根据本实用新型的全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴的制造方法的一实施例生产的全包覆磁力泵泵轴的外观示意图； 

图1B为图1A所示的全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴的剖面图，其中，101所示为聚醚醚酮包覆层。 

图2A所示为一准备注塑聚醚醚酮包覆层的泵轴的中空金属芯的立体图，其中，201显示在中空金属芯中部钻出的内部进料口。 

图2B显示图2A所示准备注塑聚醚醚酮包覆层的泵轴的中空金属芯的剖视图。 

图3A显示根据本实用新型的一实施例在注塑第一阶段的泵轴和模具剖视示意图。 

图3B显示如图3A所示的实施例在注塑第一阶段的泵轴和模具的端面示意图。 

图4显示如图3A所示的实施例在注塑第二阶段的泵轴和模具剖视示意图。 

图5显示如图3A所示的实施例在注塑第三阶段的泵轴和模具剖视示意图。 

图6A显示注塑完毕后具有聚醚醚酮包覆层的泵轴的剖视图。 

图6B显示图6A所示泵轴的端面图。 

具体实施方式

为了使本实用新型目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所 描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

图1A所示为根据本实用新型以聚醚醚酮将泵轴金属芯全包覆的一示例性实施例的外观示意图，其外表可根据泵轴形状的需求而改变。图1B为上述实施例的剖示图，黑色部分表示泵轴中空的金属芯，而聚醚醚酮注塑涂层101紧密的贴合在泵轴中空的金属芯的全部表面，将泵轴中空的金属芯完全包覆起来，由于所示聚醚醚酮注塑涂层是一体注塑形成，不存在接缝，杜绝了腐蚀介质的渗入，从而进一步提高了泵轴寿命。 

下面，参照附图对本实用新型提供的一种聚醚醚酮全包覆的泵轴的制造方法进行详细说明。参照图2A、图2B，泵轴具有中空的金属芯，所述金属芯优选地由45号钢铸造。为了实现其内表面和外表面的同步注塑，可以在金属芯的大概中间的部位钻孔，以此作为内部进料口201，该内部进料口的孔径优选为2-5mm，这样大小的孔径既不影响泵轴的强度，注塑时金属芯的内腔流量也能满足注塑的要求。 

接下来，参照图3A，在组装阶段，先将芯棒内杆303插入到泵轴中空的金属芯302中，两者之间形成一个空腔，为了在注塑时保持空腔的稳定，在芯棒内杆303两端分别套上形状为中空圆筒的定位滑块306，定位滑块的壁厚优选地等于所述中空的金属芯内腔半径和所述芯棒内杆半径之差，该定位滑块306的内侧端插入泵轴中空的金属芯302中，该定位滑块同时与芯棒内杆以及中空的金属芯内表面紧密结合，这样泵轴中空的金属芯302的内表面、芯棒内杆303和定位滑块306就形成一个固定的注塑内腔304。将三者的组合体置入由动模308和定模309组成的中空模具中，动模308和定模309的合模线上设置有圆孔，该圆孔的直径等于定位滑块306的外径，每个定位滑块306的外侧端的末端都设置有定位滑块拉臂310，并且连接弹簧，该弹簧的另一端连接压力传感器307的检测部，弹簧和压力传感器307的检测部也可以仅设置在一侧的定位滑块306上。模具、泵轴中空的金属芯外表面和定位滑块306形成注塑外腔305。定模309上具有与内部进料口201配合的注塑浇口301。芯棒内杆303可以外接固定杆311，该固定杆311可通过弹性件（未示出）连接动模固定架315，固定杆311配合弹性件，有助于在注塑时夹紧芯棒内 杆303，并且在注塑完成后，也便于取出芯棒内杆303。优选地，芯棒内杆303可以是两段式设计，其中间可以通过凸凹接口312对接，该凸凹接口312优选地加工精度在IT6以上，并且由于两端施加了夹持力，注塑时聚醚醚酮液体不会渗入对接部位。芯棒内杆的两端可以进一步优选地，具有内螺纹313，以便于在注塑后拔出芯棒内杆303。 

参照图3B所示的模具和定位滑块306组装完成后的端面视图，其中优选地动模308和定模309的合模线上的圆孔其较大部分位于动模308上，即动模308大于定模309，并且上述芯棒内杆、中空金属芯和定位滑块等组件组装固定在动模308上，然后动模308和定模309完成合模。进一步优选地，上述芯棒内杆、中空金属芯表面、模具表面、定位滑块的加工精度都在IT6以上。 

在另一实施例中，定模和动模的合模线上的圆孔的较大部分也可以位于定模上，即在模具中定模部分大于动模部分，这样的话，芯棒内杆、中空金属芯和定位滑块等组件要组装并固定到定模上，然后动模和定模完成合模。 

在注塑开始前，先根据注塑机设置的每秒注塑量和总共需要的用料量，计算注塑时间，并且将所述聚醚醚酮、碳纤维增强聚醚醚酮、矿物增强聚醚醚酮或玻纤增强聚醚醚酮中的一种注塑涂层材料颗粒预干燥处理，模具保持在180-240℃，在注塑开始时，首先将料筒温度升高至360-400℃，然后开始注塑，如图3A所示的注塑第一阶段，通过注塑浇口301向注塑外腔305和注塑内腔304注入所述注塑涂层材料液体（如图中黑色图形所示，箭头表示注塑时注塑涂层材料液体流动的方向），等到接近所述注塑时间时，记录下此时压力传感器307的数值p，并编入程序。 

下面，参照图4，在注塑涂层材料液体完全充满注塑外腔305和注塑内腔304时，此时压力传感器307正好显示数值p，此时可以拉动定位滑块306向外侧滑动，直到压力传感器307显示数值p₀时即停止。当压力传感器307显示数值再次达到p时再次拉动定位滑块306，如此重复，直 至定位滑块306达到限位位置，该限位位置由定位滑块306的长度决定，用于确定定位滑块306的内侧端的末端与模具内侧表面齐平（如图5所示），即注塑涂层材料液体/注塑涂层材料已经完全包覆中空的金属芯302。此时，进入注塑第三阶段。拉动定位滑块306的操作可以由人工操作拉动定位滑块拉臂310，优选地也可以用注塑机上的PLC输出控制气缸连接到滑块拉臂310来拉动定位滑块306，该气缸可固定在动模固定架315上，并且安装有限位装置。 

参照图5，在注塑第三阶段定位滑块306达到限位位置时，保压30秒左右，完成注塑。然后，可依次打开模具，将芯棒内杆303抽出，若芯棒内杆303为一段式设计，可以将其由一端抽出，或为两段式设计，则可以将其由两端抽出。 

参照图6A，可见完成注塑后的泵轴中空的金属芯的内表面和外表面已经为聚醚醚酮注塑涂层完全包覆，图6B显示其端面图。 

下面以包覆碳纤维增强聚醚醚酮为例进一步解释本实用新型的注塑步骤： 

在将泵轴中空的金属芯和各注塑部件组装好之后或在组装泵轴中空的金属芯和各注塑部件的同时，将碳纤维增强聚醚醚酮颗粒在140-160℃下干燥2小时以上，模具温度保持在210℃左右，当料筒温度升至380℃时开始注塑。由于碳纤维增强聚醚醚酮的熔点为334℃左右，所以碳纤维增强聚醚醚酮以液体状态进入注塑浇口，碳纤维增强聚醚醚酮液体通过内部进料口，同时在注塑外腔和注塑内腔扩散，当接近预计的注塑时间时，压力传感器显示压力数值p=75Pa，此时同时在两端向外拉动定位滑块，至压力传感器显示压力数值p₀=70Pa，拉动滑块期间注塑并不间断，当压力再次达到数值p=75Pa时，再次拉动定位滑块，如此循环操作，直至定位滑块到达限位位置。在保压25秒后即可完成注塑。然后，打开模具，取出注塑件，利用芯棒内杆端部的内螺纹拔出芯棒内杆。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行 修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围当中。 

Claims (6)

1.一种制造全包覆耐腐蚀磁力泵泵轴的模具，其特征在于，包括： 

泵轴金属芯，其为一中空金属芯，在所述中空的金属芯的中间部位具有作为内部进料口的小孔； 

置于所述中空的金属芯的内腔中的芯棒内杆，分别套在所述芯棒内杆的两端的两个中空圆筒状的定位滑块，所述定位滑块的内侧端分别插入到所述中空的金属芯和所述芯棒内杆二者之间的环形腔的两端，分别连接到每个所述定位滑块的外侧端的两个定位滑块拉臂，所述定位滑块的壁厚等于所述中空的金属芯内腔半径和所述芯棒内杆半径之差，所述芯棒内杆、定位滑块和中空的金属芯的内腔形成注塑内腔； 

上述芯棒内杆、定位滑块和中空的金属芯组装后放置到动模或定模上，所述模具的定模和动模的合模线上设置有安装所述定位滑块的圆孔，模具的内表面、中空的金属芯外表面和定位滑块形成注塑外腔，所述定模上具有与所述内部进料口对应的注塑浇口，所述定位滑块中的一个的外侧端与连接到压力传感器的检测部的弹簧连接。 

2.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述注塑外腔的半径和所述中空的金属芯的半径之差等于所述定位滑块的壁厚。 

3.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述两个定位滑块的外侧端都各自连接到弹簧，所述弹簧分别连接到一个压力传感器的检测部。 

4.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述安装定位滑块的圆孔的较大部分位于动模上，即所述动模大于定模。 

5.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述安装定位滑块的圆孔的较大部分位于定模上，即所述定模大于动模。 

6.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述模具进一步包含动模固定架以及气缸固定在所述动模固定架上的PLC输出控制气缸，所述动模固定架上具有限位装置。 

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