CN203847396U

CN203847396U - 一种内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵

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Publication number: CN203847396U
Application number: CN201420264805.2U
Authority: CN
Inventors: 宋景尧; 郭敏; 韩毅; 张景云; 袁宗久; 于晓滨; 高殿志; 邹云祥; 崔韧; 马士季; 刘啸; 董明; 刘振宇; 曹圣东; 范汇超; 路建民
Original assignee: Shenyang First Water Pump Co Ltd
Current assignee: Shenyang First Water Pump Co Ltd
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2024-05-22

Abstract

一种内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵是一种泵壳内衬及叶轮为整体碳化硅陶瓷材料或叶轮内衬金属骨架的陶瓷材料制成，具有耐磨、耐腐蚀特性的离心泵；用于烟气脱硫系统输送浆液或其它强磨蚀、强腐蚀溶液。本实用新型提供一种金属外壳与内衬碳化硅紧密结合为一体，以及叶轮为整体碳化硅材料所构成的既耐磨蚀，又耐腐蚀的离心陶瓷脱硫泵，及其制造工艺。本实用新型包括涡室为螺旋形的泵体，其特征在于：泵体内衬为陶瓷内衬，叶轮螺母具有陶瓷层，以及叶轮整体为陶瓷制成，并且在叶轮的前盖板内设置有前盖板芯骨，在叶轮的后盖板内设置有后盖板芯骨，以及在叶轮的叶片内设置有叶片芯骨。

Description

一种内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵

技术领域

本实用新型涉及一种离心泵，尤其是一种泵壳内衬及叶轮为整体碳化硅陶瓷材料或叶轮内衬金属骨架的陶瓷材料制成，具有耐磨、耐腐蚀特性的离心泵；用于烟气脱硫系统输送浆液或其它强磨蚀、强腐蚀溶液。

背景技术

脱硫泵属于离心式浆料泵，主要用于湿法烟气脱硫装置。湿法脱硫技术是世界上应用最多、最为成熟的技术，脱硫效率可高达95%以上；是我国火电燃煤机组重点应用的脱硫技术。而脱硫泵作为浆液循环泵则是烟气脱硫装置中的关键设备。

湿法烟气脱硫装置中，泵输送的介质为石灰石浆液或石膏浆液，浆液中介质的酸碱度 pH=4.0-9.0，一般呈酸性，Cl含量约为20000ppm，最高达60000ppm，浆液重量浓度为20%-35%，最高达60%，浆液密度为1.1-1.5t/m³浆液平均温度20℃，最高50℃，浆液的粒度为0.03-0.07mm，由于锅炉排放烟汽温度较高(180℃)，相对湿度3%n，含煤和各种腐蚀性成分，如SO₂、NO₂、HCl及盐雾；因此在脱硫过程中，浆液具有酸碱介质交替特性，对设备腐蚀严重，特别是含有大量Cl离子，容易造成点蚀。且介质中含有的固体颗粒，会加速材料的磨损，所以要求脱硫泵过流件的材料既抗磨损，又必须耐腐蚀。

目前，国内外解决烟气脱硫泵的耐蚀、耐磨蚀问题，按照过流部件的材质可分为三大类：（1）以德国KSB公司为代表的全金属脱硫泵；（2）以澳大利亚WARMAN公司为代表的金属+橡胶衬里的脱硫泵；（3）以德国Duechting公司为代表的金属+陶瓷衬里脱硫泵。

（1）全金属脱硫泵：金属材料强度高，刚性和韧性好，种类相对较多。因此，金属泵的应用领域十分广泛。但是，金属材料耐腐蚀性、耐磨性差，难于胜任既耐腐蚀，又耐磨蚀的要求。

（2）金属+橡胶衬里泵的天然橡胶，其弹性大，抗变形能力强，因此可以吸收浆液对其的冲击，对抗Cl离子的腐蚀性也很强。但是，天然橡胶的抗切割性较差，具有易水解的性能；且在高速冲击时，其水解的性能加剧。衬胶在经过浆液的磨损后和泵体内出现真空时，胶体很容易脱落，会导致吸收塔喷淋层的喷嘴堵塞，这种堵塞会降低脱硫效率。

在制作工艺上，衬胶模压后有较大的收缩，收缩程度的控制是决定成品质量好坏的关键，壳体铸件与衬胶结合面形状与尺寸很难达到相关的精度，这就严重的影响了泵的使用可靠性。

（3）金属+陶瓷衬里脱硫泵：碳化硅陶瓷材料硬度高、耐高温，抗腐蚀性和耐磨损性优越。随着材料制备工艺和复合材料技术的发展，陶瓷材料的脆性大大改善，具有高强、高韧、高硬，耐高温、耐腐蚀、耐磨损高的性能，特别适用于输送有磨损和腐蚀性的流体。

碳化硅陶瓷泵特点有：1、高硬度：一般硬度大于HRA80以上，最高可达到HRA92以上。2、强度高：氧化铝陶瓷的抗压强度大于800 MPa；碳化硅/碳化硼复合陶瓷，其弯曲强度即使在1400℃左右的高温下，仍可达500～600MPa。3、耐磨蚀性能好：是普通碳钢的200倍以上，高铬铸铁的10倍以上，比耐磨橡胶高几倍至几十倍以上。使用寿命可提高五倍以上，性价比可提高3倍以上。

具有代表性的国内外公司及其产品特点介绍：（1）德国KSB公司是全金属脱硫泵的代表，仅脱硫泵的金属材料就有十几种。从2006年以来，其脱硫泵的过流部件也采用内衬碳化硅陶瓷（CeramicpolySic），但叶轮仍采用金属材料，所以，金属材料的叶轮就限制了脱硫泵的使用寿命，其结构图见附图1。

（2）德国Duechting公司是专业生产脱硫系统用泵的公司，在90年代就采用SiCcast热浇注碳化硅陶瓷，并注册了专利。脱硫泵主要应用在欧洲脱硫市场，叶轮采用Siccas陶瓷材料，耐磨蚀，抗腐蚀性能好。然而，德国Duechting泵体结构为径向剖分，导致平面加工的难度增大；而且，平面结合处的密封性能降低，其结构见附图2。

（3）澳大利亚WARMAN公司的脱硫泵为内衬橡胶，受到橡胶固有性能的限制，存在寿命过短，胶体易脱落，胶体颗粒易堵塞喷嘴等。

（4）专利申请号分别为：20121046417.2和201210464114.2的碳化硅内衬离心泵，一种是采取拼装组合的方式制造壳体内腔，叶轮为开式叶轮，金属外壳和陶瓷内衬是分离的。另外一种是在金属外壳和陶瓷内衬之间增加了塑料填充层，以缓解外壳所承受的径向力。由于其采用先加工陶瓷内衬，后将陶瓷内衬嵌入泵体金属外壳的方式，因此这两种结构泵的壳体流道只能做成规则的环形，泵的外形尺寸也不能做太大，导致使用性能范围受限，流量仅在400m³/h以下，同时泵的效率要比正常泵低。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决背景技术所述的碳化硅陶瓷材料在脱硫泵上的应用问题，提供了一种金属外壳与内衬碳化硅紧密结合为一体，以及叶轮为整体碳化硅材料所构成的既耐磨蚀，又耐腐蚀的离心陶瓷脱硫泵，及其制造工艺。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型包括泵体，泵体的涡室为螺旋形，泵体的两侧分别设置有前护板和后护板，轴与后护板之间设置有机械密封部件，轴的一侧具有轴承部件，轴在泵体内一侧与叶轮相连，轴通过键带动叶轮旋转，叶轮螺母将叶轮固定在轴端，其特征在于：泵体内衬为陶瓷内衬，叶轮螺母具有陶瓷层，以及叶轮整体为陶瓷制成，并且在叶轮的前盖板内设置有前盖板芯骨，在叶轮的后盖板内设置有后盖板芯骨，以及在叶轮的叶片内设置有叶片芯骨。

进一步地，所述的陶瓷材料是碳化硅。

要保证陶瓷材料具有高的抗拉、抗弯强度，而且要使陶瓷体和金属形成高强度结合，粘合剂本身也应具有耐腐蚀性。通过实验对比不同的无机和有机结合剂的操作性能和粘结强度。因此更进一步地，所述泵体内衬陶瓷层，以及叶轮螺母的陶瓷层与泵体及叶轮螺母之间使用的结合剂为环氧树脂。

作为本实用新型的一种优选方案，所述泵体内衬陶瓷层，以及叶轮螺母的陶瓷层的厚度为20-35mm。

本实用新型碳化硅衬里脱硫泵的过流部件衬有凝结固化碳化硅材料，浇注的碳化硅陶瓷材料与金属外壳内表面紧密的粘合在一起，构成一定厚度的碳化硅陶瓷层,脱硫泵的结构和工艺保证了浇注后的金属外壳和碳化硅陶瓷衬里融为一体，由碳化硅材料所构成的过流部件可以适应各种复杂工况的要求。

根据脱硫泵规格和性能参数的不同，浇注的厚度也不同，见下表。

脱硫泵型号	流量m³/h	扬程m	出口口径mm	碳化硅陶瓷厚度mm
					ACP-TL250-24	800	24	250	20
ACP-TL300-35	1000	35	300	25
					ACP-TL700-22	8600	22	700	25
ACP-TL800-32	10500	32	800	30

本实用新型陶瓷脱硫泵的轴封采用集装式机械密封，单端面，小弹簧结构。其弹簧不接触浆液，为了避免由于浆液的沉淀和积存卡住弹簧，在叶轮上设置有过流孔，使浆液在轴封处产生流动，防止浆液的沉淀和积存。并在机封压盖上留有冲洗孔，通过工艺水使机械密封的摩擦副始终保持清洁，由此延长和提高机械密封的使用寿命。

叶轮与轴采用键连接的方式，通过键来传递扭矩，轴在脱硫泵的运行中与浆液是不接触的，为保证叶轮在轴上的固定可靠性和密封性，叶轮采用双重固定的方式，先由两个圆螺母固定，然后，再用叶轮螺母固定；避免在脱硫泵的运行中由于泵的振动和冲击造成叶轮的松动。且在叶轮螺母上还设置了两道密封（密封垫及密封圈），保证了浆液不能与轴接触。

轴承部件由轴承托架和轴承体两个主要零件构成，轴承体可以在轴承托架上做轴向移动，用以调节叶轮斜面和前护板斜面间的间隙。轴承采用稀油润滑的方式，大型陶瓷脱硫泵的轴承体内还应装有冷却器，以保证泵运行时轴承产生的温升在正常的范围内。

本实用新型陶瓷脱硫泵的制造工艺如下。

（1）泵体是铸造金属外壳，按照常规加工工艺，完成泵体外壳的机械加工；金属外壳的内在尺寸要达到JB/T6879《离心泵铸件过流部位尺寸公差》的要求。

泵体的内表面为螺旋形涡形体，涡室水力形状及尺寸见附图5-7，为了保证泵的水力性能和效率，陶瓷衬里所采用的工艺模具，能够精确的保证浇注后过流部件的内部尺寸符合JB/T6879《离心泵铸件过流部位尺寸公差》的要求。

在常规金属铸造中，泵体内部结构是靠砂芯来完成的，金属的浇注温度在1000℃以上，钢水的高温使砂芯内的粘结剂碳化，铸件浇注冷却后，砂芯的状态是松散的，通过人工清砂就可以将铸件内的砂子清理干净。

目前，生产的碳化硅衬里脱硫泵的泵体有两种结构形式，一种是径向剖分式的泵体，一种是本实用新型整体式的泵体。剖分式结构的泵体，对浇注碳化硅陶瓷来讲可以使泵体的芯模简单很多，无论是模具结构还是浇注方法都要方便很多。但是，浇注后的加工就很难，泵壳平面的外径很大，而且又是间断切削，一个平面上两种材料，外壳是一般的金属，里衬是碳化硅，使用的刀具不同，很难达到图纸要求的平面度。平面度达不到就存在渗漏的隐患，由于泵体是两体结构，内衬的碳化硅陶瓷与金属外壳的粘合强度也不好，装配是两平面的把合也是有难度的，先期剖分式泵体的制作和试运行暴露出很多问题，种种原因可以得出结论剖分式的泵体存在很多问题。

本实用新型的泵体需要一次精确加工成形，是在铸造、加工好的金属壳体内浇注碳化硅陶瓷；所以，要求装在泵体内的芯模有以下特点：1、芯模的外形尺寸公差和形状位置公差必须控制在±0.3之内。2、芯模与金属外壳必须建立相应的安装基准。3、芯模必须能安装在金属壳体内，浇注成型后还必须能够将芯模从金属壳体内取出。

（2）泵体金属外壳内置泵体芯模。

将泵体的螺旋形涡室分为八个断面（将圆八等分），每相邻两断面之间形成的涡室的体积是均匀增加的，断面的面积依次增大，其中第八断面的面积最大，断面的形状全部呈梯形或全部呈圆形；每一涡室内均设置有若干可径向首尾拼接组合成相应涡室形状的芯盒，所述的芯盒均由左侧部、右侧部，以及中间抽头构成，其中左侧部和左定位板通过螺栓固定在金属外壳的前止口上，右侧部和右定位板通过螺栓固定在金属外壳的后止口上，中间抽头通过螺栓分别与其两侧的左侧部和右侧部连接；在第七涡室与金属外壳的出口之间还设置有倒圆台形的扩展管芯盒，所述的扩展管芯盒通过螺栓固定在金属外壳的出口法兰上，所有芯盒依次首尾拼接构成泵体金属外壳的泵体芯模，泵体芯模与金属外壳之间形成的型腔，即为浇注陶瓷的型腔；装配时，先将右定位板固定在泵体金属外壳上，然后将右侧部各块固定在右定位板上，接着将左定位板固定在泵体金属外壳上，以及将左侧部各块与右侧部各块对应地固定在左定位板上，再将中间抽块装入相应的部位，拧紧固定螺栓，最后装入泵体的扩展管芯盒，与出口法兰固定好，此时泵体芯模的安装结束，泵体芯模的外形尺寸公差和形状位置公差必须控制在±0.3之内。

本实用新型的拼装式泵体芯模，安装固定后可以精确保证型腔的形状及尺寸精度，且浇注后，还可以保证芯盒能从浇注后的碳化硅陶瓷内壳里抽出来，不损伤内壳表面。

具体地，所述的芯盒采用金属芯盒，所述的金属为铝合金。

涡室内芯盒分块的数量并不影响制作泵体的性能，可以根据加工的实际情况，自行选择。

（3）在泵体型腔内浇注陶瓷。

泵体芯模固定后，泵体芯模与金属外壳之间形成了符合水力尺寸要求的型腔，型腔的径向大小即为浇注碳化硅陶瓷的厚度；采用真空浇注的方法（即向型腔的一端浇注碳化硅陶瓷，在型腔的另一端开启真空泵），浇注碳化硅陶瓷材料，然后进行加温固化，温度150-200℃，固化时间在15-20小时，使碳化硅陶瓷紧密地粘合在金属外壳的内表面上；然后，拆卸泵体芯模。

（4）陶瓷叶轮的制作。

制作陶瓷叶轮的叶轮模具包括上模和下模，下模固定在金属轮毂上，金属轮毂的一端与定位芯轴连接，上模固定在定位芯轴上，上模和下模形成的闭合腔内设置有若干形状、大小相同的叶轮芯模，相邻叶轮芯模间形成的空间即为叶片的型腔，叶轮芯模与上模和下模之间分别形成前盖板和后盖板的型腔。

叶轮是脱硫泵的关键零件，叶轮的结构设计是按照整体碳化硅陶瓷浇注，浇注后的叶轮要保证叶轮的强度，而且，要保证叶轮在浆液中运行的使用寿命，所以，在制作叶轮浇注模具时，首先，要考虑叶轮的强度，碳化硅材料虽然硬度很高，而且，具有优异的耐磨蚀，耐腐蚀的能力。

因此，为了保证叶轮达到和满足泵的运行要求，作为本实用新型的一种优选方案，在叶轮的前盖板、后盖板，及叶片中加入金属的芯骨（不锈钢），以加强零件的强度，并用金属材料（不锈钢）制作叶轮的轮毂（叶轮轮毂不接触浆液）。这样，就从整体上保证了叶轮的强度。

为保证叶片的位置和尺寸精度，以及考虑叶轮浇注成型后叶轮芯的拆除和清理；作为本实用新型的另一种优选方案，所述的叶轮芯模是由石膏制成。

装配时，首先将下模与金属轮毂固定连接，在金属轮毂上放置定位芯轴，然后放入预先制作好的叶轮芯模，再盖上上模，并用螺栓将上模和下模把合；组装完毕后，从上模上得浇注孔浇注碳化硅材料，然后固化成型，温度150-200℃，固化时间在15-20小时。

（5）前护板和后护板陶瓷层的制作。

首先通过机械加工完成前护板金属外壳的加工，然后，将前护板模具A安装在前护板金属外壳的外侧上方，将前护板模具B（具有浇注孔）安装在前护板金属外壳的上方，将前护板模具C和前护板模具D分别安装在前护板金属外壳内侧的上方和下方，前护板模具E设置在前护板金属外壳的下方（在前护板模具E的下方放置垫块），前护板模具A、B、C、D、E与前护板金属外壳构成型腔，按照上述相同的工艺完成碳化硅陶瓷的浇注。

首先通过机械加工完成后护板金属外壳的加工，然后，将后护板模具A安装在后护板的内侧，后护板模具C安装在后护板的外侧，后护板模具B安装在后护板的上方（具有浇注孔），在后护板的下方放置垫块，后护板模具A、B、C与后护板金属外壳构成型腔，按照上述相同的工艺完成碳化硅陶瓷的浇注。

（6）叶轮螺母陶瓷层的制作。

先通过机械加工完成叶轮螺母的加工，然后，将叶轮螺母模具A、叶轮螺母模具B分别设置在叶轮螺母的上方和下方，叶轮螺母模具C设置在叶轮螺母内侧，与叶轮螺母组装一体，构成叶轮螺母型腔，按照上述相同的工艺完成碳化硅陶瓷的浇注。

与现有技术相比本实用新型的有益效果。

国内的陶瓷泵生产由于受到陶瓷加工技术的限制，目前只有少数厂家仅能生产小流量、低扬程的小型陶瓷泵。而电厂脱硫、污水处理、选矿等所需的大流量（500-18000m3/h）离心陶瓷泵，国内还处于空白，用户需要花费高额费用进口国外产品。因此，开发具有自主知识产权的碳化硅陶瓷衬里泵核心技术，提升我国泵类产品技术实力和市场竞争力，具有重要的现实意义。

本实用新型的脱硫泵最大流量可达到13000 m3/h，而价格仅为同类国外陶瓷脱硫泵的33%-40%。

由于本实用新型碳化硅材料的特性，其耐磨蚀，耐腐蚀性能是金属材料的5倍，是橡胶材料的3倍，因此使用寿命也是相应材料脱硫泵使用寿命的5倍和3倍。

本实用新型使脱硫泵的整个过流部分，包括前护板、泵体、叶轮螺母，后护板都采用了碳化硅陶瓷衬里，叶轮为整体碳化硅陶瓷材料浇注而成。本实用新型的重点解决了脱硫泵过流部件整体浇注碳化硅陶瓷材料的设计和工艺问题，使金属+碳化硅衬里脱硫泵得以在脱硫系统的使用寿命有了很大的提高，适应各种浆液的输送工况，能产生很大的经济和社会效益。

附图说明

图1是德国KSB公司的金属+碳化硅衬里脱硫泵的结构图。它的结构特点是前护板、泵壳、后护板都是内衬碳化硅陶瓷材料，但是，叶轮是金属材料的；在使用过程中，金属材料叶轮的使用寿命要比陶瓷材料低。

图2是德国Duechting公司的金属+碳化硅衬里脱硫泵的结构图。它的结构特点是前护板、泵体、后护板、叶轮、叶轮螺母都是内衬碳化硅陶瓷材料，叶轮是整体碳化硅材料，但是，其泵体结构为径向剖分。虽然，泵体分为两部分，使内衬陶瓷的浇注过程简单了，但是，平面加工的难度增大了，而且，平面结合处的密封性能降低，使泵产生渗漏的可能性增大了。

图3是本实用新型陶瓷脱硫泵的结构示意图。

其中，1为前护板、2为泵体、3为叶轮、4为叶轮螺母、5为后护板、6为机械密封部件、7为轴承部件、8为轴、9为陶瓷层、10为过流孔、11为冲洗孔。

图4是图3的侧向视图。

图5是本实用新型的脱硫泵泵体水力尺寸图。

图6是图5脱硫泵泵体水力尺寸图的平面图。

其中，12为第一断面、13为第八断面、14为涡室。

图7是第九断面的结构示意图。

其中，15为第九断面，第九断面位于第八断面和泵体出口之间。

图8是本实用新型泵体金属壳体的结构示意图。

图9是本实用新型泵体芯模的结构示意图。

其中，16为泵体芯模。

图10是图9的爆炸视图。

图11是本实用新型泵体芯模的装配图。

其中，17为右定位板、18为后止口、19为右侧部、20为型腔（泵体）、21为左侧部、22为前止口、23为左定位板、24为中间抽头。

图12是图11的A-A剖视图。

其中，25为扩展管芯盒、26为出口法兰、27为芯盒。

图13是本实用新型叶轮模具的结构示意图。

其中，28为下模、29为上模、30为定位芯轴、31为叶轮芯模、32为前盖板芯骨、33为后盖板芯骨、34为金属轮毂。

图14是图13是B-B剖视图。

其中，35为叶轮芯骨、36为叶片。

图15是本实用新型的前护板模具结构图。

其中，37为前护板模具A、38为前护板模具B、39为前护板模具C、40为前护板模具D、41为前护板模具E。

图16是本实用新型的后护板模具结构图。

其中，42为后护板模具A、43为后护板模具B、44为后护板模具C。

图17是本实用新型的叶轮螺母模具结构图。

其中，45为叶轮螺母模具A、46为叶轮螺母模具B、47为叶轮螺母模具C。

图18是图3的局部放大图。

其中，48为圆螺母、49为密封垫、50为密封圈。

图19是本实用新型ACP-TL700-22型号脱硫泵的检验报告测试结果性能曲线图。

具体实施方式

实施例：陶瓷脱硫泵（ACP-TL700-22）具体制作工艺过程。

（1）确定吸入口径和排出口径：吸入口径=800mm、排出口径=700mm，确定转速为595r/min，泵的比转速=330.4。确定结构形式为单级、单吸蜗壳型的结构形式。

（2）根据性能和参数确定叶轮的几何尺寸：进口直径D₀=Φ690、出口宽度b₂=220、外径D2=Φ865、叶片包角ψ=115°。叶片数量为5片，根据计算参数绘制叶轮水力图和加工图。

（3）确定螺旋形涡室的设计：基圆直径D₃=Φ918，涡室入口宽度 b₃=320。

涡室端面面积的确定：涡室端面面积的大小，由涡室的液流速度决定涡室中的液流速度：V₃=3.0m/s，由计算得：F₈=287512mm²。

由此得出：F₇= 7/8F₈，F₆ = 6/8F₈，F₅ = 5/8F₈，F₄ =4/8F₈，F₃ = 3/8F₈，F₂ = 2/8F₈，F₁ = 1/8F₈。

扩散管尺寸的确定：第八断面到出口的尺寸为690，绘制第九断面、第十断面的尺寸，扩散角为7°。

由以上数据绘制ACP-TL-800-22泵体的涡室水力尺寸图（陶瓷内衬尺寸）。

（4）根据涡室的水力尺寸图绘制泵体金属外壳的外形图。

（5）设计金属外壳碳化硅内衬泵体芯模的尺寸及结构：由涡室水力图和碳化硅陶瓷的厚度确定内衬泵体芯模的尺寸，由碳化硅陶瓷层的厚度为25mm，按金属外壳内腔的尺寸设计泵体芯模的结构及尺寸。将过流断面分成20块，扩散管分成2块，将20块中的每块都分为3层，右侧部、中间抽头、左侧部，以金属外壳φ930H7止口为定位基准，用24-M30作为紧固螺栓，设计右定位板、左定位板。在金属外壳的止口平面上留有左右定位板的定位销孔，各左右侧部在定位板上的位置从第一断面开始排号，依次排到20，每层、每块间都设有定位基准和紧固螺栓，设计好每一块芯盒的断面及外形尺寸，做出三维图，在立式加工中心上加工成型，加工好的每一块和每一层的断面芯模，用人工研磨的方式先将芯盒固定在定位板上，检查各接口的精度，有误差的进行修整。直至合格为止。

（6）前护板、后护板的设计：

进口尺寸为Φ800，泵体止口为Φ930H7，叶轮进口尺寸为Φ690；设计前护板的图纸，同样根据轴承托架法兰尺寸和轴封的尺寸设计后护板的图纸。

（7）泵体芯模的组装在前面已有叙述（省略）。

（8）叶轮模具的设计。

1、根据叶轮的水力尺寸图，设计叶片芯模，碳化硅叶轮的浇注与金属叶轮的浇注不同，要把叶片间的空间做成芯盒，芯盒与芯盒间的空间就是要浇注陶瓷的叶片，根据叶片工作面与叶片背面的几何尺寸，绘制出三维的芯盒的图形，利用加工中心在铝合金的坯料上加工出来。

2、叶轮芯模采用石膏材料制作，石膏材料成型的过程比较容易，精度也容易控制，更主要的是碳化硅浇注后，石膏可以从陶瓷叶轮中拆除。

3、叶轮模具设计成上模和下模，上下模的分型面在叶轮出口中心处，外壳的内表面留有拔模斜度，利于成型后的脱模。前盖板、后盖板的型腔在上模和下模内形成。

4、根据叶轮前盖板、后盖板、叶片的几何形状设计内置芯骨的形状及尺寸，叶轮传动扭矩的轮毂用金属材料制作（不锈钢），而叶轮在运行过程中主要受力的叶片是靠后盖板带动的。所以，将后盖板的芯骨与叶轮的轮毂设计成一体，这样就进一步加强了叶轮的强度。

5、内置芯骨的厚度为主体件（前盖板、后盖板、叶片）厚度的1/4,这样既保证了碳化硅陶瓷层的厚度，也加强了叶轮局部的强度，叶轮的芯骨在模具组装时采用焊接的方式固定，焊接过程中，要保证芯骨的形状位置公差。

6、叶轮模具的组装：将带有后盖板的金属轮毂装在下模上，轮毂外径与下模中的定位孔直径为φ230h7,叶片芯模的定位芯轴固定在叶轮轮毂上，然后，将叶片芯模均布在定位芯轴的周围，使芯模形成的叶片厚度，及前、后盖板厚度均匀符图，在放置芯模时，每放一个芯模，就焊接一个叶片芯骨，叶片芯骨的位置必须在叶片的中间，芯模放置后，将上模与下模和箱，定位芯轴的上端与上模中的定位孔配合，叶轮模具的组装完成，浇注碳化硅陶瓷。

《检验报告》（编号：JW-13006-1）。

委托单位：沈阳第一水泵有限责任公司；样品名称：陶瓷衬里泵；样品规格：ACP-TL700-22；检验单位：国家工业泵质量监督检验中心。

检验依据：GB/T3216-2005,JB/T8097-1999,JB/T8098-1999。

测量结果评定如下。

序号	检验项目	保证值	检验值	容差	评定
						1	性能（流量）	8600.0 m³/h	8600.0 m³/h	±8.0%	符合
2	性能（扬程）	21.300 m	21.720 m	±5.0%	符合
						3	泵效率	86.00%	83.720%	-5.0%	符合
4	汽蚀余量(NPSHR)	7.8000 m	7.7800 m	+0.47 m	符合
						5	振动	≤4.5 mm/s	4.3 mm/s	-	符合
6	噪声	≤95.1 dB	94.6 dB	-	符合
						7	泄漏量	- ml/min	- ml/min	-	符合

测试结果性能曲线见图19。保证点性能参数测试结果：流量：8600.0m³/h,扬程：21.720m，转速：595.00r/min,输入功率：608.19kW，泵效率：83.720%，NPSHR：7.7800m。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵，包括泵体（2），泵体（2）的涡室（14）为螺旋形，泵体（2）的两侧分别设置有前护板（1）和后护板（5），轴（8）与后护板（5）之间设置有机械密封部件（6），轴（8）的一侧具有轴承部件（7），轴（8）在泵体（2）内一侧与叶轮（3）相连，轴（8）通过键带动叶轮（3）旋转，叶轮螺母（4）将叶轮（3）固定在轴（8）端，

其特征在于：泵体（2）内衬为陶瓷内衬，叶轮螺母（4）具有陶瓷层（9），以及叶轮（3）整体为陶瓷制成，并且在叶轮（3）的前盖板内设置有前盖板芯骨（32），在叶轮（3）的后盖板内设置有后盖板芯骨（33），以及在叶轮（3）的叶片（36）内设置有叶片芯骨（35）。

2.如权利要求1所述的内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵，其特征在于：所述的陶瓷材料是碳化硅。

3.如权利要求2所述的内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵，其特征在于：所述泵体（2）内衬陶瓷层（9），以及叶轮螺母（4）的陶瓷层（9）与泵体（2）及叶轮螺母（4）之间使用的结合剂为环氧树脂。

4.如权利要求3所述的内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵，其特征在于：所述泵体（2）内衬陶瓷层（9），以及叶轮螺母（4）的陶瓷层（9）的厚度为20-35mm。

5.如权利要求1所述的内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵，其特征在于：泵体（2）的轴封采用集装式机械密封，单端面，小弹簧结构；并在叶轮（3）上设置有过流孔（10），以及在机封压盖上还留有冲洗孔（11）。

6.如权利要求1所述的内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵，其特征在于：叶轮（3）与轴采用键连接的方式，通过键来传递扭矩；叶轮（3）采用双重固定的方式，先由两个圆螺母（48）固定，然后，再用叶轮螺母（4）固定；且在叶轮螺母（48）上还设置了两道密封：密封垫49及密封圈50。

7.如权利要求1所述的脱硫泵，其特征在于：轴承部件由轴承托架和轴承体两个主要零件构成，轴承体可以在轴承托架上做轴向移动；且轴承采用稀油润滑的方式，若大型陶瓷脱硫泵的轴承体内还应装有冷却器。

8.如权利要求1所述的内衬碳化硅陶瓷的脱硫泵，其特征在于：所述内置芯骨的厚度为主体件厚度的1/4。