本发明涉及回转动力泵设备领域，尤其涉及一种耐磨泵体及其制作方法。
背景技术：
在选矿和冶炼等行业，经常要用离心泵输送一些有磨蚀性的固液两相流，这时常选用渣浆泵。常见的耐磨泵常用cr26，cr15mo3等耐磨合金制造，这些材耐磨合金制造的泵在很多工况下难以满足使用要求。采用复合耐磨材料可以获得更好的耐磨性，这些复合耐磨材料主要由耐磨颗粒和结合剂组成，最常见的耐磨颗粒的材质是刚玉、碳化硅、氧化锆、石榴石、氮化硅等组成，结合剂通常是树脂，如酚醛树脂等。这类复合材料制造的耐磨泵过流件寿命在很多使用条件下可以达到cr26的3倍以上，现开始被应用于制造耐磨的泵。中国专利文献cn103233907a公开了本发明人提出的一种耐磨泵，如图17所示，其泵体由泵壳和泵盖二部分组成，泵壳00'由一个整体的金属外壳001’和一个复合耐材制造的整体内衬002'组成，泵盖由盖体1092’和盖骨架1091’组成，这种泵体的结构简单，可靠性高，但其制造工艺难度很大，原因一是模具难以放入金属外壳001'内，原因二是模具在内衬002'成形后难以取出，所以这种结构只能用于制造小型泵，当制造较大的泵时，内衬002’只能采用手工成型，难以控制成本和质量，这使其应用受到很大限制。为解决这一问题，cn107762977a、cn105201914a、cn105402139a、cn205423325u提供了本发明人提出的四种耐磨泵体，其具体结构如图15、图16所示，泵体被垂直于主轴轴线且经过吐出口的a'-a'平面剖分成前泵体和后泵体两部分；前泵体由前外壳101’和前内衬1031’组成，后泵体由后外壳102’和后内衬1032’组成，吸入口111’和前内衬1031’、前外壳101’设置在a'-a'平面的同一侧，后内衬1032’和后外壳102’设置在a'-a'平面的另一侧；前内衬1031’和后内衬1032’的主要材质是复合耐磨材料，复合耐磨材的主要成份是耐磨颗粒和树脂结合剂，前外壳101’和后外壳102’的材质为金属，a'-a'平面设置有密封垫108'，通过紧固第一螺栓107’压紧,以实现a'-a'平面的密封。这种结构较好地解决了泵体制造时模具的装配和模具的拆除问题。但在实践中，发现上述结构的耐磨泵体存在以下缺陷：其一是密封可靠性差，特别是在泵的工作压力较高时，易从密封垫处发生泻漏，其二是由于密封垫只能采用橡胶等柔性材料制造，而这类柔性材料的耐磨性明显低于复合耐磨材料，因此其寿命也大大低于复合耐磨材料，一旦密封垫磨损后未及时处理，还可能导致前外壳101'或后外壳102'等金属部件损坏，这导致密封垫成为一个高故障点。综上所述，现有技术存在工艺、寿命或可靠性方面的问题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种耐磨泵体及其制作方法，有利于泵体的大型化和批量化生产，并可提泵体的可靠性和寿命。为实现上述目的，本发明提供一种耐磨泵体，包括相扣合的泵壳和泵盖，泵壳包括粘接成整体的外壳和内衬，外壳为金属材质，包括前外壳和后外壳，吐出口设置在前外壳和后外壳之间，前外壳上设有进料口,所述内衬为一体式结构或为两个相对布置的密封端面通过粘接剂相互贴合的分体式结构；前外壳和后外壳还由第一螺栓紧固或通过焊接成一体，泵盖包括金属材质的泵盖骨架和盖体，泵盖骨架边缘处设有垂直于泵体主轴轴线的平面，后外壳上设有垂直于泵体主轴轴线的端面，泵盖压紧在后外壳上，泵盖骨架上的平面与后外壳上的端面贴合，盖体与内衬围成一个封闭的环形空间，该封闭环形空间内设有环形密封垫。作为本发明的进一步改进，所述耐磨泵体的内腔由材质均为耐磨复合材料a的盖体和内衬围成，所述耐磨复合材料a的主要成份是耐磨颗粒和树脂，所述耐磨颗粒的主要成份包括碳化硅、刚玉、石榴石、氮化硅、氧化锆中的一种或其任意组合。作为本发明的更进一步改进，所述分体式结构的内衬包括两者密封端面通过所述粘接剂相互贴合的前内衬和后内衬，所述盖体与后内衬之间围成所述封闭环形空间。作为本发明的更进一步改进，包括泵盖座，泵盖设置在泵盖座和后外壳之间，泵盖座将泵盖压紧在后外壳上。作为本发明的更进一步改进，在泵盖座和泵盖之间，设置有用于安放减压盖或机械密封箱的空间，在盖体上设置有朝向泵盖座的环形平面，环形平面的外轮廓呈圆形，所述环形平面的直径大于设置在减压盖或机械密封箱上的密封圈的轴向投影的内径。作为本发明的更进一步改进，所述泵盖骨架包括露出于盖体外的环状骨架和埋设在盖体内的隐没骨架，隐没骨架上设有多个镂空孔，盖体上的所述环形平面位于泵盖骨架上的环状骨架内侧。作为本发明的更进一步改进，在内衬或盖体的过流表面上设置有耐磨片，耐磨片的材质为陶瓷片、硬质合金片或金刚石制品。作为本发明的更进一步改进，盖体包括至少一个环形的耐磨陶瓷板，盖体被粘接剂粘接在泵盖骨架上。为实现上述目的，本发明还提供两种耐磨泵体的制作方法，第一种方法包括以下步骤：1)制造一次性模具；2)将后外壳与一次性模具、第三模具定位器装配好；3)将前外壳装配在后外壳上，将前外壳与后外壳紧固连接；4)将组成复合耐磨材料a的混合料注入一次性模具和前外壳、后外壳之间的第三浇注空间；排出空气；按复合耐磨材料a的硬化条件使混合料硬化并形成一体式结构的内衬；5)拆出第三模具定位器；6)破坏一次性模具，并将一次性模具的碎片清理干净；7)将泵盖骨架放入制造泵盖的模具中，加入复合耐磨材料a的混合料，排出空气，硬化混合料；8)拆除制造泵盖的模具并得到泵盖。第二种耐磨泵体的制作方法，包括以下步骤：1)将前外壳或与前泵壳模具和前泵壳模具定位器装配定位，将组成复合耐磨材料a的混合料注入前泵壳模具和前外壳之间的第一浇注空间；排出空气；按复合耐磨材料a的硬化条件使混合料硬化并形成前泵体；2)将后外壳或与后泵壳模具和后泵壳模具定位器装配定位，将组成复合耐磨材料a的混合料注入后泵壳模具和后外壳之间的第二浇注空间；排出空气；按复合耐磨材料a的硬化条件使混合料硬化，并形成后泵体；3)拆出前泵壳模具和前泵壳模具定位器；4)拆出后泵壳模具和后泵壳模具定位器；5)按粘接剂的配比配制粘接剂，将其调成膏状，将前泵体或后泵体其中一个的密封端面向上水平放置，在该结合面上涂抹所述膏状的粘接剂；6)将前泵体或后泵体中另一个的密封端面向下水平吊装，找正后将其扣合在已放置粘接剂的前内衬或后内衬上，挤出多余的膏状粘接剂；7)硬化粘接剂，等粘接剂完全硬化后，前内衬和后内衬被粘接成一个不可拆分的整体；8)紧固连接前外壳和后外壳；9)将泵盖骨架放入制造泵盖的模具中，加入复合耐磨材料a的混合料，排出空气，硬化混合料；10)拆除制造泵盖的模具并得到泵盖。有益效果与现有技术相比，本发明的耐磨泵体及其制作方法的优点为：1、泵壳包括金属外壳和复合耐磨材料制造的内衬，这种结构不但保证泵壳有较好的机械强度，也可以保证过流面有很好的耐磨性；2、金属外壳由分别制造的前外壳和后外壳组成，前外壳和后外壳的密封端面穿过吐出口的这种结构便于模具的装配及定位，工艺上易于实施；3、内衬为一个不可拆分的整体，或前内衬和后内衬被粘接成一个不可拆分的整体，这两种结构均可以解决cn107762977a、cn105201914a、cn105402139a、cn205423325u存在的柔性密封垫耐压差和耐磨性能差的问题；4、设置泵盖的目的是为叶轮的拆装提供条件，泵盖由泵盖骨架和盖体组成，盖体的材质为复合耐磨材料，这种结构不但能保证泵盖的强度，也能保证其耐磨性；5、泵盖和泵壳之间的密封一般是通过密封垫实现，但密封垫的耐磨性较差，密封垫不能受到流体的直接冲刷，因此，将密封垫设置在盖体与内衬两者边缘侧壁围成的封闭环形空间内，这样可使密封受到保护而获得较长的寿命；显然，密封垫在所述环形空间内被沿主轴方向压缩相比沿径向压缩有利于泵盖的拆装和提高密封可靠性，但必须使密封垫的压缩量在合适的范围，密封垫压缩量太大，不但会导致密封垫损坏，还可能导致内衬或盖体的损坏，密封垫压缩量太小，又会发生渗漏；在后外壳上设置一个垂直泵体主轴轴线的端面，在泵盖骨架的对应位置设置一个平面，将泵盖用螺栓压紧在该端面上，这样加工时只需控制所述环形空间的尺寸，就很能控制密封垫的压缩量，从而实现可靠的密封，防止内衬或盖体被压坏；6、泵盖座可以实现两个功能，其一是将泵盖压紧在后外壳上，以实现密封，其二是将泵体和轴承部件连接起来；7、当采用副叶轮密封或机械密封时，减压盖或机械密封箱需要在其和泵盖的接合面上设置密封圈，为防止密封圈发生泻漏，在泵盖上需要设置一个和密封圈接触并压紧密封圈的密封平面，将密封平面设置在骨架上从工艺上是最简单的，成本也最低，但金属材质的骨架的耐磨和耐腐性差，这样易导致金属骨架发生磨损而损坏；若将密封平面简单的设置在复合耐磨材质a的盖体上，会因为盖体的强度不足而造成损坏；将密封平面设置在耐磨复合材料a上，并使密封平面的外轮廓为圆，并使该圆的外径大于密封圈的轴向投影的内径，同时在密封圈的轴向投影位置设置隐没骨架，该隐没骨架和泵盖骨架制作成一个整体，并被泵盖体的复合耐磨材料包覆，这样泵盖骨架和隐没骨架就接触不到流体，同时泵盖体还可以承受施加在密封圈上的较强压力，从而保证泵盖的可靠性和寿命；8、隐没骨架上设有多个镂空孔，可以进一步提高泵盖的强度，防止盖体损坏；9、由于复合耐磨材料a对介质中大颗料的抵抗力较差，为提高泵体对大颗粒冲击磨损的抵抗能力，可以在前内衬或盖体的过流表面设置耐磨片，耐磨片可采用陶瓷片、硬质合金片或金刚石制品等抗冲击性和耐磨性均较好的材质。通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例1的剖视图；图2为图1在b处的局部放大图；图3为图1在c处的局部放大图；图4为本发明实施例1中泵盖的剖视图；图5为本发明实施例1中泵盖骨架的立体图；图6为本发明实施例1中前外壳和前内衬加工好后的立体图；图7为本发明实施例1中加工前内衬的示意图；图8为本发明实施例1中加工后内衬的示意图；图9是本发明实施例1中将内前衬和后内衬用粘接剂粘接到一起的工艺示意图；图10是本发明实施例2的剖视图；图11是本发明实施例2前外壳的立体图；图12是本发明实施例2加工内衬的工艺示意图；图13是本发明实施例3的剖视图；图14是本发明实施例4泵盖的剖视图；图15是cn107762977a公开的一种耐磨泵体剖视图；图16是图15在b’处的局部放大图；图17是cn103233907a公开的一种耐磨泵体的示意图。具体实施方式现在参考附图描述本发明的实施例。实施例1本发明的具体实施方式如图1至图9所示，一种耐磨泵体，包括泵壳和泵盖，泵壳包括金属外壳和复合耐磨材料a制造的内衬103，金属外壳包括分别制造的前外壳101和后外壳102。前外壳101和后外壳102两者相对的密封端面位于图1中的结合面a-a上。前外壳101和后外壳102的结合面a-a穿过吐出口110。内衬103由前内衬1031和后内衬1032组成，前内衬1031和后内衬1032两者相对的密封端面位于图1中的结合面a-a上。前内衬1031和后内衬1032在a-a结合面被粘接剂104粘接成一个不可拆分的整体，前外壳101由和后外壳102由第一螺栓107紧固或通过焊接成一体；泵盖109由金属材质的泵盖骨架1091和盖体1092组成，盖体1092的材质为复合耐磨材料，111为进料口。前泵体包括前外壳101和前内衬1031，后泵体包括后外壳102和后内衬1032。本实施例中耐磨复合材料a的主要成份是85％碳化硅颗粒(重量)和15％酚醛树脂(重量)。泵盖骨架1091边缘处朝向后外壳102的一侧设有垂直于泵体主轴轴线的平面1098，后外壳102上朝向泵盖骨架1091的一侧设有垂直于泵体主轴轴线的端面1021，泵盖109通过通过第三螺栓116压紧在后外壳102上，泵盖骨架1091上的平面1098与后外壳102上的端面1021贴合。平面1098和端面1021均呈环状。盖体1092与内衬103的边缘连接处设有由两者侧壁围成的封闭环形空间，该封闭环形空间内设有环形密封垫117。环形密封垫117的外尺寸不大于泵盖骨架1091上的环状平面1098的内轮廓。如图1、图3所示，在本实施例中，在泵盖109和后外壳102之间，设置有安放密封圈或环形密封垫117的封闭环形空间，包围该封闭环形空间的表面的材质为耐磨复合材料a，如图3所示，所述环形空间的内径为a，外径为b，其中a为盖体1092上设置的轴的直径，b为后内衬1032上设置的孔的内径，所述封闭环形空间的内表面即为a所示的轴表面，所述封闭环形空间的外表面，即为b所示的孔表面，如图3，显然，封闭环形空的内表面和一个端面设置在盖体1092上，封闭环形空间的外表面和另一个端面设置在后内衬1032上，这种结构易于泵盖109的装配和拆除，也可以保证密封效果，同时保护密封圈或环形密封垫117使之不易被磨损。如图1、图4、图5所示的实施例1中，泵盖座119材质为铸铁，泵盖109设置在泵盖座119和后外壳102之间，泵盖座119通过第三螺栓116和后外壳102连接，并将泵盖109压紧在后外壳102上，泵盖座119可以通过螺栓被固定在轴承体上。当泵设置有减压盖或机械密封箱112时，需要在泵盖109上设置压紧密封圈115的平面1094，平面1094的外轮廓为圆形，设置在盖体1092的复合耐磨材料a上,其直径大于密封圈115的轴向投影的内径，在密封圈115的轴向投影位置设置有隐没骨架1093，该隐没骨架1093和泵盖骨架1091通过焊接制作成一个整体，隐没骨架1093被盖体1092的复合耐磨材料包覆，这样泵盖109就可以承受施加在密封圈115上的压力，同时骨架1091也不会被流体磨损或腐蚀。如图1、图4、图5所示的实施例1中，泵盖骨架1092采用焊接结构，并形成若干镂空孔1096，在泵盖骨架1092上设置有若干螺纹孔1095，通过第二螺栓113将泵盖109压紧在减压盖或机械密封箱112上，从而实现后面二者之间的密封。如图1、图4、图5所示的实施例1中，泵盖109上设置有垂直于主轴轴线的平面1098，泵盖109被第二螺栓116压紧在后外壳102上，平面1098和后外壳102上设置的垂直于主轴轴线的平面1021扣合，这样设置泵盖109不但可以将密封圈117以合适的力压紧，同时可以将减压盖或机械密封箱112上的密封圈115以合适的压缩量压紧，这种结构可以同时实现上述两处密封的可靠性。在图7、图8所示的前泵壳、后泵壳制造工艺示意图中，前泵壳模具122和后泵壳模具124可采用金属模具，前泵壳模具定位器125和后泵壳模具定位器126也采用金属材质，这样模具可以有很长的寿命。模具装配好后，就会形成一个第一浇注空间114或第二浇注空间120，将组成复合耐磨材料a的混合料混合均匀，从箭头方向注入第一浇注空间114或第二浇注空间120中，按复合耐磨材料a的硬化条件硬化复合耐磨材料即形成内衬1031或后内衬1032，在硬化的过程中，前外壳101和前内衬1031被复合耐磨材料a中的粘接剂粘接成为一个不可拆分的整体，后外壳102和内衬1032被复合耐磨材料a中的树脂粘接成另一个不可拆分的整体。在图9中，将前泵壳的a-a平面水平向上，在a-a结合面上涂抹粘接剂104，粘接剂为聚酰胺树脂，当a—a接合面之间的间隙较大时，为加强耐磨性，可在粘接剂104中加入80％(重量)100目的碳化硅颗粒，也可以加入刚玉、石榴石、氮化硅等颗粒替代。泵盖109的形状简单，可按常规方法进行制造，因编幅原因，不再详述。实施例2本发明的具体实施方式如图10至图12所示，泵壳包括金属外壳和一个整体结构的复合耐磨材料a制造的内衬103，金属外壳包括分别制造的前外壳101和后外壳102，前外壳101和后外壳102的结合面a-a穿过吐出口110；内衬103、前外壳101和后外壳102被粘接成一个不可拆分的整体，前外壳101和后外壳102由第一螺栓107紧固或通过焊接成一体；泵盖109由金属材质的泵盖骨架1091和盖体1092组成，盖体1092的材质为复合耐磨材料，111为进料口。图12所示的工艺示图中，一次性模具121可采用石膏或树脂砂制造，将其用胶水固定在第三模具定位器118上，再依次装配后外壳102和前外壳101，将前外壳101和后外壳102用螺栓紧固在一起(如果后外壳102、前外壳101采用铸钢材质，也可以将二者焊接成一个整体)，沿箭头方向向一次性模具121和前外壳101、后外壳102之间的第三浇注空间130注入复合耐磨材料a的混合料，排出空气，等复合耐磨材料a硬化后，即形成一个整体的内衬103，复合耐磨材料a中的树脂在硬化过程中，将内衬103、前外壳101、后外壳102粘接成为一个不可拆分的整体。本实施例中复合耐磨材料a的主要成份是83％刚玉颗粒(重量)和17％乙烯基树脂(重量)。实施例3在图13所示的实施例3中，在内衬103的过流表面设置有耐磨片1033，耐磨片可采用碳化硅等材质的陶瓷片，当然也可采用钨钴、钛钴等硬质合金或金刚石等材质的制品，这样当介质中含有大颗粒时，泵体可以获得较长的寿命。耐磨片1033可以按如下工艺设置：1)将一次性模具表面涂一层粘接剂，将耐磨片1033粘牢在一次性模具上。2)将后外壳102、模具定位器、粘接了耐磨片1033的一次性模具依次装配固定；3)将前外壳101和后外壳102用螺栓固定在一起或焊接为一个整体；4)向一次性模具和前外壳101、后外壳102之间的空隙中注入组成耐磨材料a的混合料，排出空气。5)硬化混合料，待硬化完成后，耐磨片1033即和后内衬1032、前泵壳101、后泵壳102粘接成为一个不可拆分的整体。6)拆除模具定位器；7)破坏一次性模具；清理干净一次性模具的碎片。本实施例3中，一次性模具的材质为树脂沙。实施例4如图14所示，与实施例1的不同之处在于，盖体1092由一个环形的耐磨陶瓷板1034构成，盖体1092被粘接剂粘接在泵盖骨架1091上。本实施例中的环形耐磨陶瓷板1034的材质为碳化硅，也可采用氧化铝、氮化硅、氧化锆等；本实施例可以设置减压盖或机械密封箱112，在减压盖或机械密封箱112上设置的密封圈115的轴向投影落在盖体1092和泵盖骨架1091的接合部位，即密封圈115的轴向投影的外沿落在泵盖骨架1091上，密封圈115的轴向投影的内沿落在盖体1092上，这样可以使密封圈115施加的压力大部分由泵盖骨架1091承受，防止环形耐磨陶瓷板1034被设置在减压盖或机械密封箱112上的密封圈115压坏。此外，盖体1092也可以由至少两个环形的耐磨陶瓷板1034沿其中心线叠加构成，相邻两个环形的耐磨陶瓷板1034相互粘结，各环形的耐磨陶瓷板1034厚度可以相同，也可以不同。为验证本发明的实际效果，我们将我公司生产的wt100-390耐磨泵泵体装配后进行对比密封效果试验，参与对比试验的3台同型号泵，其中泵1采用的cn107762977a公开技术生产的耐磨泵体，设置有密封垫108；泵2为采用本发明实施例1技术生产的耐磨泵体，内衬为分别制造后被粘合在一起，泵3为采用本发明实施例2技术生的耐磨泵体，采用整体制造的内衬，前外壳和后外壳通过螺栓连接坚固，对3台泵注水试压，分别记录其a-a结合面处开始出现渗漏时的压力及原因，具体情况如下：序号开始渗漏压力(mpa)渗漏原因泵11.32密封垫破坏泵23.15泵体开裂泵33.43泵体开裂从上表可以看出，采用本发明技术的耐磨泵体的泵2、泵3的耐压能力明显高于采用现有技术的泵1。为对比两种技术制造产品的寿命，在某选矿厂的同一泵位将上述3台泵进行对比试验，记录泵体的寿命及泵体损坏原因，统计记录如下表：序号泵体寿命(h)泵体损坏原因泵1682密封垫损坏泵22656泵体磨穿泵33122泵体磨穿从上表可以看出，本发明较好的解决了现有技术寿命短的问题。综上所述，本发明较现有技术，不但工艺上易于实施，且很好地解决了现有技术可靠性差，寿命短的问题。以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。当前第1页12