CN2910533Y - 螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的一步法注射成型硫化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的一步法注射成型硫化设备，特别是一种中空圆筒状橡胶衬套的制造设备，包括一台螺杆旋转注射成型机、一个可使旋转注射成型机进行多工位平面运动机构、一台或多台硫化装置、定子橡胶衬套模具系统、抽真空系统和热油恒温加热系统；旋转注射成型机安装在多工位平面运动机上，硫化装置安装在支架上，模具系统安装在硫化装置内部，硫化装置上面的管接头分别连接抽真空系统和热油恒温加热系统。该设备整体结构简单、体积小、工作可靠、可实现自动化、效率高、节省能源，可广泛应用于各种中空橡胶衬套的生产。

Description

螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的一步法注射成型硫化设备

技术领域：

本实用新型涉及一种螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的一步法注射成型硫化设备，具体地说是一种中空园筒状橡胶衬套的制造设备。

背景技术：

目前油田普遍使用的螺杆泵(螺杆钻具)定子衬套是用橡胶制成的，衬套的外观为中空圆筒状，外壁与定子钢套紧密结合为一体，内壁成凹凸螺旋状。这种橡胶衬套的工作环境极端恶劣，在油、沙、腐蚀性气体和高温、高压、高速运转的条件下工作，因此，对该衬套有较高的性能要求。定子橡胶衬套长度一般都在4米或更长，直径为98mm-136mm不等或更大。传统的生产方法是：将装配好的螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套模具，经加热处理至一定温度后，由往复式螺杆注射成型装置将通过螺杆、机筒系统的作用得到塑化的橡胶，按额定注射量分次注射到模具中，然后将模具搬运至橡胶硫化罐中，通入蒸汽或电给其加热，按设定的硫化条件进行硫化至规定的时间后，打开硫化罐，将模具和定子置於专用夹具中，随后取出螺旋型内模，完成一个生产周期。由于往复式注射机需要很大的轴向推力，能源消耗很大，而且结构复杂，难以注射成型大型制品，所以较大规格的螺旋泵定子橡胶衬套必须分多次注射，才能达到制品所需的重量要求，而分次注射的制品容易造成质量问题，降低了螺杆泵定子橡胶衬套的使用寿命。另外，还使用一种压力机的压注方法，将胶料压注入模腔，但是这种方法因塑化不均匀，影响产品的质量。重要的是，大型模具来回搬运，模具温度受外界因素影响不能得到精确控制，以致产品质量不能保证。另外，使用这种生产方法和生产设备工人劳动强度大，也不能自动化连续生产。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术需要多次注射、分步操作、模具温度不能精确控制等缺点，提供一种能够精确控制模具温度，一步法完成塑化注射、硫化的设备。该设备可以极大地提高产品质量，延长螺杆泵(螺杆钻具)定子的使用寿命；还可实现多工位自动化连续生产，减轻工人劳动强度，提高工作效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种一步法生产螺旋泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的生产设备，包括一台螺杆旋转注射成型机、一个可使旋转注射成型机进行多工位平面运动机构、一台或多台硫化装置、定子橡胶衬套模具系统、抽真空系统和热油恒温加热系统。

所用旋转注射成型机和喂料技术采用常规设备和技术，由旋转注射成型机螺杆及沿物料传递方向延伸的喂料辊构成，在旋转注射成型机注射物料的环状锥型流道上装有一测压传感器，用以检测物料的注射压力，并在注射压力达到测压传感器的某一设定值时旋转注射机停止运转和停止注射。

先将旋转注射成型机安装在多工位平面运动机构上，该机构由横向溜板与轴向溜板组成。横向溜板安装在底座上，在溜板与底座之间设置了滚动滑轨，滑轨通过垫铁与底座连接，滑块通过螺栓与溜板底面连接。横向溜板的运动通过链轮与链条的传动实现，链条成直线固定在一侧垫铁的上部，与安装在电机-减速器传动轴上的链轮相啮合，电机-减速器固定在横向溜板上，当电机转动时通过减速器带动链轮旋转，由于链条固定，链轮带动横向溜板沿着链条延伸方向运动，进入预定的注射工位。轴向溜板安装在横向溜板上，在横向溜板与轴向溜板之间安装有滚动滑轨，滚动滑轨用螺栓固定在横向溜板上，滚动滑轨的滑块安装在轴向溜板的底面，用螺栓将轴向溜板固定在滑块上。轴向溜板的运动是通过螺旋副传动来实现的，螺旋副的螺母固定在旋转注射成型机的底座上，底座固定在轴向溜板上，螺杆与轴向运动电机相连，轴向运动电机安装在横向溜板上，当螺旋副的螺杆通过电机-减速器的带动旋转时，螺母便沿着螺杆作轴向运动，带动注射装置的喷嘴与模具的流道口紧密压合。喷咀与模具流道口的压合程度通过装在螺杆后端部的传感器来控制。

本实用新型的硫化装置为园柱形带隔板的夹套，为方便加工将其制成两段，段与段之间用法兰盘连接，每段分别配有支架，硫化装置与支架之间用螺栓连接。每段硫化装置的两端分别设有热油循环进口接头和出口接头。为使模具安装方便，夹套的内管直径略大于定子橡胶衬套模具的外径，硫化装置的夹套中设置了热油流道隔板，用以控制热油的流动方向，以保证整个硫化装置温度稳定、均匀。具有一定的温度的热油由进口接头进入夹套沿隔板设定的流道流动，再由出口接头回到热油循环系统中，由此实现定子橡胶衬套的硫化。为节省能源，硫化装置的外部敷有保温层。

本实用新型的定子橡胶衬套模具系统由外模、内模、左端轴、右端轴、注射流道、保压装置、定位套等组成。外模安装在硫化装置的内孔中，注射流道安装在外模靠近注射成型机的一端，并与外模的内径相配合，左、右端轴分别焊接在内模的两端使之成为一体，内模从硫化装置左端插入外模内孔直至注射流道，内模右端轴进入注射流道的中心孔并与之配合，保证外模与内模的对中性。定位套从内模的左端轴处套入推入硫化装置的内孔并顶紧内模的端部，使内模中心定位，然后将定位套用螺栓固定在硫化装置的法兰盘上。为避免制品产生气泡，设置了抽真空系统，为实现抽真空的目的，在内模的左端轴上开有轴向V形沟槽，这些沟槽均延伸至一环状沟槽，环状沟槽中开一通孔，与抽真空系统相连。为保持整个系统的气密性，在各部件连接的端面均设置了密封装置。为保持整个系统的压力，在物料的流道口处设置了保压装置，在注射压力达到额定压力时，注射装置退出后保压装置确保模具内压力不下降，胶料不回流。

本实用新型完成的螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套一步法注射成型硫化设备，将旋转注射成型机、硫化装置、模具系统、抽真空系统、热油恒温加热系统等组合成一套完整的定子橡胶衬套生产设备，将原来分步生产方式变成了一步法生产方式。同时，该设备具有整体结构简单、紧凑、体积小、工作可靠、易于实现自动化，提高效率，节省能源，设备费用低等优点。该设备生产的螺杆泵定子橡胶衬套致密性好，无外观缺陷，使用寿命得到较大提高。

附图说明：

图1为本实用新型涉及的一步法注射成型硫化设备结构原理示意图。

图2为本实用新型涉及的螺杆旋转注射成型机结构原理示意图。

图3、图4、图5组成本实用新型涉及的平面运动机构结构原理示意图。

图6为本实用新型涉及的模具系统与硫化装置断面结构原理示意图。

具体实施方式：

下面给出本实用新型的优选实施例，对本设备做进一步说明：如图1所示，本设备所采用的旋转注射成型机1为现有常规技术，旋转注射成型机1安装在一个多工位平面运动机构2上，硫化装置3安装在支架4上，模具系统安装在硫化装置3内部，可自由拆卸。硫化装置3上面的管接头可分别连接抽真空系统和热油恒温加热系统。

如图2所示，旋转注射成型机1的结构包括一机筒10，一可转动地安装在所叙机筒中的螺杆9，一与机筒前端相连接的机头口模7，螺杆前端装有一锥型螺杆头8，与所述机头口模形成一形状与锥型螺杆头形状相匹配的轴向锥型孔，锥型螺杆头与锥型孔之间形成一环状锥型流道，机头口模前端装有一可与模具的胶料注入口相接的喷咀5，传感器6安装在机头口模处，用于测量、控制注射压力。

如图3、图4、图5所示，多工位平面运动机构主要由底座11、横向溜板12、轴向溜板13、轴向运动电机17、横向运动电机16组成。横向溜板12与底板之间通过两条滚动摩擦副20相连接，滑轨通过垫铁21用螺栓固定在底座11上，滑块固定在横向溜板12底面。横向溜板的运动通过链轮与链条的传动实现，链条22固定在一条垫铁21的侧面，与安装在横向运动电机16主传动轴上的链轮19相啮合，电机16固定在横向溜板12上，当电机16转动时，带动出轴上的链轮19转动，由于链条22被固定，链轮转动时可带动横向溜板及固定在横向溜板上的旋转注射成型机作横向位移，进入预定的注射工位。轴向溜板13与横向溜板12之间同样安装有两条滚动滑轨，滚动滑轨用螺栓固定在横向溜板12上，滑块固定在轴向溜板13底面。轴向溜板的运动是通过螺旋副传动来实现的，螺旋副的螺母15连接在注射装置的底座上，而底座又固定在轴向溜板上，当电机17通过减速器带动螺旋副的螺杆14转动时，带动螺母15作轴向运动，从而实现旋转注射成型机的轴向移动，可将注射机的喷嘴与模具注射流道紧密压合。喷嘴与模具注射流道的压合程度通过安装在螺旋末端部的压力传感器18控制。

如图6所示，该实施例夹套式硫化装置为两段，是一园柱形带有隔板的夹套，段与段之间用法兰盘26连接，夹套的内管29直径略大于模具系统外模31的外经，夹套外管28的外面敷有保温层27。外管与内管之间焊有热油流道隔板29，每段硫化装置两端均焊有热油或热水循环进口接头和出口接头，具有一定温度的热油或热水从进口接头进入夹套按一定方向流动，由出口回到热油循环加热系统中，由此实现对螺杆泵定子的硫化过程。

如图6所示，模具系统由外模32、内模30、左端轴23、右端轴33、注射流道34、保压装置36、定位套25组成，外模32安放在硫化装置内孔中，注射流道34安装在外模的靠近注射成型机端，并与外模32内径相配合，左、右端轴23、33分别焊接在内模30的两端与内模成为一体，内模从硫化装置左端插入硫化装置内孔直至注射流道34，此时内模右端轴进入注射流道的中心孔并与之相互配合，端部用球状螺母35固定，以保证外模32与内模30的对中性。定位套25套入左端轴，从左端推入硫化装置的内孔并顶紧内模30的端部，使内模实现定位，然后将定位套用螺栓固定在硫化装置的法兰盘上，左端轴外部用螺母24固定。为实现抽真空，在左端轴上开有轴向沟槽，这些沟槽均延伸至一环状沟槽，然后，从定位套的法兰盘上设置一通孔用管接头与抽真空系统相连，由此实现模具型腔的抽真空。为了保持整个系统的气密性，在各个连接端面设置了密封装置。为保证旋转注射成型机退出后，模具型腔内保持足够的压力，在注射流道中设置了球状保压装置36。

使用本实用新型制作定子橡胶衬套的工艺步骤如下：将螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的内模焊接好和定子钢套，分别装入夹套式硫化装置内，先用热油循环温控装置将模具加热至设定的温度，然后将旋转注射成型机移动至硫化装置的同一轴线上，使旋转注射成型机的注射喷嘴与定子橡胶衬套模具的流道口压合至设定压力后，由旋转注射成型机将塑化好的橡胶通过注射机喷嘴及定子橡胶衬套模具的流道口连续注入定子橡胶衬套模具的型腔中，在注射成型的过程中同时启动抽真空系统对模具型腔内部进行抽真空。在注射的过程中，通过安装在旋转注射机机头前端环状锥型流道处的压力传感器检测模具型腔中的压力，模具型腔内的压力达到设定的压力后，旋转注射成型机停止注射并沿轴向退出，安装在流道口处的保压装置同时封闭模具的流道口，使模具型腔内的物料不外溢，模具内保持足够的压力。然后由热油循环温控装置自动升温至硫化温度，并进行恒温硫化至规定时间，开启硫化装置，取出螺旋型芯轴并取出硫化好的定子橡胶衬套，至此，定子橡胶衬套一个生产周期结束。在夹套式硫化装置进行恒温硫化的同时，注射机可运动至下一个工位硫化装置进行注射，如此周而复始，完成一个个工作循环。

以上结合具体实施例对本实用新型作了详细说明，但本领域的技术人员应当理解，改变本实用新型的内模或外模的形状，可制成不同形状的制品，像螺旋型、环型、柱型、方形，椭圆形等。

Claims (4)

1、一种螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的一步法注射成型硫化设备，其特征在于包括一台螺杆旋转注射成型机、一个可使旋转注射成型机进行多工位平面运动机构、一台或多台硫化装置、定子橡胶衬套模具系统、抽真空系统和热油恒温加热系统；旋转注射成型机安装在多工位平面运动机构上，硫化装置安装在支架上，模具系统安装在硫化装置内部，硫化装置上面的管接头分别连接抽真空系统和热油恒温加热系统。

2、根据权利要求1所述的螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的一步法注射成型硫化设备，其特征在于平面运动机构由横向溜板与轴向溜板组成，横向溜板安装在底座上，溜板与底板之间设置了滚动滑轨，滑轨通过垫铁与底座连接，滑块通过螺栓与溜板底面连接，链条成直线固定在一侧垫铁上部与安装在电机一减速器传动轴上的链轮啮合，电机-减速器固定在横向溜板上；轴向溜板安装在横向溜板上；滚动滑轨用螺栓固定在横向溜板上，其滑块安装在轴向溜板的底面，用螺栓将轴向溜板固定在滑块上，轴向溜板螺旋副的螺母固定在旋转注射成型机的底座上，底座固定在轴向溜板上，螺杆与轴向运动电机相连，轴向运动电机安装在横向溜板上。

3、根据权利要求1所述的螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的一步法注射成型硫化设备，其特征在于硫化装置为圆柱形带隔板的夹套，段与段之间用法兰盘连接，硫化装置两端分别设有热油循环进口接头和出口接头，夹套中设置了热油流道隔板，硫化装置外部敷有保温层。

4、根据权利要求1所述的螺杆泵(螺杆钻具)定子橡胶衬套的一步法注射成型硫化设备，其特征在于定子橡胶衬套模具系统由外模、内模、左端轴、右端轴、注射流道、保压装置、定位套组成；外模安装在硫化装置的内孔中，注射流道安装在外模靠近注射成型机的一端，与外模的内径相配合，左、右端轴分别焊接在内模的两端使之成为一体，内模从硫化装置左端插入外模内孔直至注射流道，内模右端轴进入注射流道的中心孔并与之配合，定位套从内模的左端轴处套入推入硫化装置的内孔并顶紧内模的端部，定位套用螺栓固定在硫化装置的法兰盘上；在内模的左端轴上开有轴向V形沟槽，沟槽均延伸至一环状沟槽，环状沟槽中开一通孔，与抽真空系统相连；在物料的流道口处设置了保压装置。

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