一种大型碳化硅陶瓷叶轮的制作方法

本实用新型涉及碳化硅陶瓷泵技术领域，具体说是一种大型碳化硅陶瓷叶轮。

背景技术：

叶轮是重型渣浆泵的核心部件，采用碳化硅陶瓷作为叶轮的表面接触材料是提升叶轮的耐磨蚀性和耐腐蚀性的重要方法，能够有效提高叶轮的使用寿命。

现有公告号cn208073779u、名称为“一种重型渣浆泵用大型碳化硅陶瓷叶轮”的中国实用新型专利公开了一种重型渣浆泵用大型碳化硅陶瓷叶轮，其包括碳化硅陶瓷和镶设在碳化硅陶瓷内部的金属骨架，所述金属骨架包括前盖板、金属叶片和后盖板，所述金属叶片夹设在前盖板和后盖板之间，所述金属骨架和碳化硅陶瓷之间留有装配间隙，所述装配间隙中填充有树脂粘接剂，但是此技术方案中的碳化硅陶瓷和金属骨架是一体式结构，当需要安装的叶轮尺寸大于1m以上时，如仍然采用传统的浇注工艺形成一体式结构，成型的叶轮应力不均匀，很难达到所需的性能要求。

因此，需要设计一种生产方便、装配简便、密封效果好的拼接式内衬的大型碳化硅陶瓷叶轮。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供了一种安装简单、连接稳定性高度、采用分体式结构的大型碳化硅陶瓷叶轮。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种大型碳化硅陶瓷叶轮，包括碳化硅陶瓷和设置在碳化硅陶瓷内部的金属骨架结构，所述碳化硅陶瓷为分体式结构，所述碳化硅陶瓷包括前盖板陶瓷块、流道轮毂陶瓷块、流道前部陶瓷块、流道后部陶瓷块、后盖板陶瓷块和轮毂陶瓷块，所述金属骨架结构包括前盖板金属骨架和金属骨架，所述前盖板金属骨架设置在前盖板陶瓷块与流道前部陶瓷块之间，所述金属骨架设置在流道后部陶瓷块与后盖板陶瓷块之间，前盖板陶瓷块、前盖板金属骨架、流道前部陶瓷块、流道轮毂陶瓷块、金属骨架、流道后部陶瓷块和后盖板陶瓷块和轮毂陶瓷块依次连接形成一整体结构，所述碳化硅陶瓷和金属骨架之间设置有装配间隙，所述装配间隙中填充有树脂粘接剂。

通过采用上述技术方案，由原有的碳化硅陶瓷一体式结构分体为前盖板陶瓷块、流道轮毂陶瓷、流道前部陶瓷块、流道后部陶瓷块、后盖板陶瓷块和轮毂陶瓷块六个部分，六部分之间通过设置有相应凸凹结构实现固定，再由金属骨架和前盖板金属骨架为各个部件陶瓷提供支撑连接，进一步提高了本叶轮的稳定性，分体式陶瓷结构也便于生产加工难度，铸造的碳化硅陶瓷件的强度高。

作为本实用新型的进一步设置，前盖板金属骨架嵌设在前盖板陶瓷块和流道前部陶瓷块形成的空腔一内，前盖板陶瓷块上设置有通胶孔，所述前盖板金属骨架上设置有若干个注胶孔，所述通胶孔与注胶孔连通，所述的前盖板金属骨架外径长度小于空腔一的外径长度，前盖板金属骨架的轴向长度小于空腔一的轴向长度，前盖板金属骨架四周形成回形注胶通道，所述通胶孔、注胶孔和回形注胶通道连通形成第一注胶通道。

通过采用上述技术方案，方便注胶并且采用这个方式能提高注胶的效率，并且将前盖板金属骨架与前盖板陶瓷块和流道前部陶瓷块充分胶黏，提高胶黏剂将前盖板金属骨架与陶瓷部件胶黏的稳定性。

作为本实用新型的进一步设置，金属骨架设置在流道后部陶瓷块和后盖板陶瓷块形成空腔二中，金属骨架上设置有嵌合凸部，所述流道后部陶瓷块和流道前部陶瓷块分别设置有与嵌合凸部相匹配的嵌合凹槽一和嵌合凹槽二，金属骨架的嵌合凸部贯穿嵌合凹槽一和嵌合凹槽二将流道后部陶瓷块和流道前部陶瓷块连接固定。

通过采用上述技术方案，装配时，将金属骨架嵌合贯穿流道后部陶瓷块和流道前部陶瓷块，既可实现金属骨架、流道后部陶瓷块、后盖板陶瓷三部件的固定连接，并且流道后部陶瓷块和流道前部陶瓷块嵌合凹槽一和嵌合凹槽二位置大小相同，提高金属骨架带动流道后部陶瓷块和后盖板陶瓷旋转叶片旋转的同步性，提高旋转稳定性和叶轮的使用寿命。

作为本实用新型的进一步设置，嵌合凹槽一和嵌合凹槽二形成横向容纳腔，所述嵌合凸部沿叶轮径向方向的长度小于横向容纳腔沿叶轮径向方向的长度，嵌合凸部与横向容纳腔之间形成横向注胶通道一，所述横向注胶通道一与第一注胶通道相连通。

通过采用上述技术方案，形成的横向注胶通道一与第一注胶通道连通，胶黏剂在横向注胶通道一、第一注胶通道形成一条胶黏剂通路，胶黏剂通路流经前盖板陶瓷块、前盖板金属骨架、流道前部陶瓷块、流道后部陶瓷块和金属骨架，将其整体胶黏固化，提高各部件之间的粘接稳定性。

作为本实用新型的进一步设置，注胶孔自前盖板金属骨架中心向边缘呈旋风状扩散，嵌合凸部设置为弧形旋风状凸部。

通过采用上述技术方案，注胶孔自前盖板金属骨架中心向边缘呈旋风状扩散，配合前盖板陶瓷块的通胶孔，盖板金属骨架与前盖板陶瓷块之间形成注胶通路，扩大了胶黏连接的接触面积，提高叶轮胶粘的稳定性，并且嵌合的凸部、嵌合凹槽一和嵌合凹槽二均设置为弧形旋风状，弧形旋风的旋转方向与叶轮的转动方向相同，采用这种方式能提高金属骨架与流道轮毂前、后部陶瓷块的连接紧密性，并且随着叶轮转动的方向，嵌合凸凹槽的接触面积大，旋转平稳性高，不易发生惯性碰撞，叶轮旋转的稳定性高。

作为本实用新型的进一步设置，金属骨架的嵌合凸部的末端设置有凸齿，所述嵌合凹槽二与凸齿相应位置设置有阻挡台，所述阻挡台设置为l字形，所述阻挡台长边的一面阻挡嵌合凸部的凸齿，所述金属骨架与流道前部陶瓷块之间沿叶轮轴向方向设置有竖向注胶通道一，阻挡台l型拐角槽与前盖金属骨架连接，所述前盖金属骨架与流道前部陶瓷块叶轮轴向方向设置有竖向注胶通道二，所述竖向注胶通道一、横向注胶通道一和竖向注胶通道二相连通。

通过采用上述技术方案，在金属骨架的嵌合凸部的末端设置有凸齿，嵌合凹槽二与凸齿相应位置设置有阻挡台，阻挡台设置为l字形，阻挡台长边的一面阻挡嵌合凸部的凸齿，使得属骨架与流道前部陶瓷块之间沿叶轮轴向方向形成竖向注胶通道一，阻挡台l型拐角槽与前盖金属骨架连接，使得前盖金属骨架与流道前部陶瓷块叶轮轴向方向设置有竖向注胶通道二，竖向注胶通道一、横向注胶通道一和竖向注胶通道二相连通，最终第一注胶通道、竖向注胶通道二、横向注胶通道一和竖向注胶通道一形成胶黏剂注胶通道将前盖板陶瓷块、前盖板金属骨架、流道前部陶瓷块、流道后部陶瓷块、后盖板陶瓷块和轮毂陶瓷块粘接固定，胶黏剂形成通路，胶黏剂最终固化形成一胶黏层的一体化的结构，各个部件之间的胶黏剂相互作用，提高胶黏的粘接稳定性。

作为本实用新型的进一步设置，金属骨架沿叶轮径向方向的长度小于空腔二沿叶轮径向方向的长度，金属骨架与后盖板陶瓷块之间形成横向注胶通道二，所述横向注胶通道二与竖向注胶通道一相连通。

通过采用上述技术方案，将金属骨架与流道后部陶瓷块、后盖板陶瓷块粘接固定。

作为本实用新型的进一步设置，流道轮毂陶瓷块与金属骨架的中心支撑部沿叶轮的轴向卡接固定，所述流道轮毂陶瓷块与流道后部陶瓷块的凸台部沿沿叶轮的径向卡接固定。

通过采用上述技术方案，流道轮毂陶瓷块通过金属骨架的中心支撑部与流道后部陶瓷块的凸台部卡接，实现流道轮毂陶瓷块轴向和径向固定，设计巧妙，装配方便，稳定性高。

作为本实用新型的进一步设置，金属骨架设置有金属凸缘，轮毂陶瓷块套接在金属凸缘上将后盖板陶瓷块与金属骨架压紧连接。

通过采用上述技术方案，轮毂陶瓷块套接在金属凸缘上将后盖板陶瓷块与金属骨架压紧连接，操作方便，连接紧固性高。

作为本实用新型的进一步设置，流道轮毂陶瓷块与金属骨架之间设置在叶轮轴向方向留间隙，形成竖向注胶通道三，所述注胶通道三与竖向注胶通道一相连通。

通过采用上述技术方案，在结构卡接固定的条件下，采用胶黏剂胶粘固定，进一步提高了流道轮毂陶瓷块的连接紧固性，提高叶轮的旋转稳定性，最终第一注胶通道、竖向注胶通道二、横向注胶通道一、竖向注胶通道一、横向注胶通道二和竖向注胶通道三形成一条完整的注胶通道，将本装置叶轮中的所有部件均粘接固定，胶黏剂最终固化形成一胶黏层的一体化的结构，各个部件之间的胶黏剂相互作用，提高胶黏的粘接稳定性。

本方案的有益效果是：

1、本实用新型的重型渣浆泵用大型碳化硅陶瓷叶轮采用分体式结构，由原有的碳化硅陶瓷一体式结构分体为前盖板陶瓷块、流道轮毂陶瓷、流道前部陶瓷块、流道后部陶瓷块、后盖板陶瓷块和轮毂陶瓷块六个部分，六部分之间通过设置有相应凸凹结构实现固定连接，再由金属骨架和前盖板金属骨架为各个部件陶瓷提供支撑连接，进一步提高了本叶轮的稳定性，分体式陶瓷结构也便于生产加工难度，铸造的碳化硅陶瓷件的强度高。

2、本实用新型的盖板金属骨架上设置有中心向边缘呈旋风状扩散的注胶孔，配合前盖板陶瓷块的通胶孔，盖板金属骨架与前盖板陶瓷块之间形成注胶通路，扩大了胶黏连接的接触面积，提高叶轮胶粘的稳定性。

3、本实用新型的金属骨架上设置有嵌合凸部，流道后部陶瓷块和流道前部陶瓷块分别设置有与嵌合凸部相匹配的嵌合凹槽一和嵌合凹槽二，金属骨架通过嵌合凸部贯穿嵌合凹槽一和嵌合凹槽二将流道后部陶瓷块和流道前部陶瓷块连接固定，并且嵌合的凸部、嵌合凹槽一和嵌合凹槽二均设置为弧形旋风状，弧形旋风的旋转方向与叶轮的转动方向相同，采用这种方式能提高金属骨架与流道轮毂前、后部陶瓷块的连接紧密性，并且随着叶轮转动的方向，嵌合凸凹槽的接触面积大，旋转平稳性高，不易发生惯性碰撞，叶轮旋转的稳定性高。

4、本实用新型的金属骨架外径小于后盖板陶瓷块的外径，因此金属骨架与后盖板陶瓷块之间径向形成横向注胶通道一，而且金属骨架的嵌合凸部外径小于嵌合凹槽外径，因此嵌合凸部与嵌合凹槽之间在叶轮径向方向存在孔隙，形成横向注胶通路二，并且金属骨架的嵌合凸部的末端设置有凸齿，嵌合凹槽二与凸齿相应位置设置有阻挡台，阻挡台设置为l字形，阻挡台长边的一面阻挡嵌合凸部的凸齿，使得属骨架与流道前部陶瓷块之间沿叶轮轴向方向形成竖向注胶通道一，阻挡台l型拐角槽与前盖金属骨架连接，使得前盖金属骨架与流道前部陶瓷块叶轮轴向方向设置有竖向注胶通道二，竖向注胶通道一、横向注胶通道一和竖向注胶通道二相连通，最终第一注胶通道、竖向注胶通道二、横向注胶通道一和竖向注胶通道一形成胶黏剂注胶通道将前盖板陶瓷块、前盖板金属骨架、流道前部陶瓷块、流道后部陶瓷块、后盖板陶瓷块和轮毂陶瓷块粘接固定，胶黏剂形成通路，胶黏剂最终固化形成一胶黏层的一体化的结构，各个部件之间的胶黏剂相互作用，提高胶黏的粘接稳定性，不仅通过金属骨架、盖板金属骨架将六个陶瓷部件连接起来，并且通过注胶连接通路，将叶轮的所有部件胶黏连接起来，协同提高了叶轮的紧固性。

5、本实用新型的金属骨架设置有金属凸缘，轮毂陶瓷块套接在金属凸缘上将后盖板陶瓷块与金属骨架压紧连接，操作方便，连接紧固性高。

6、本实用新型的流道轮毂陶瓷块通过金属骨架的中心支撑部与流道后部陶瓷块的凸台部卡接，实现流道轮毂陶瓷块轴向和径向固定，设计巧妙，装配方便，稳定性高。

7、本实用新型的流道轮毂陶瓷块与金属骨架之间设置在叶轮轴向方向存在间隙，形成竖向注胶通道三，在结构卡接固定的条件下，采用胶黏剂胶粘固定，进一步提高了流道轮毂陶瓷块的连接紧固性，提高叶轮的旋转稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型大型碳化硅陶瓷叶轮正面结构示意图；

图2是本实用新型大型碳化硅陶瓷叶轮反面结构示意图；

图3是本实用新型大型碳化硅陶瓷叶轮的爆炸结构示意图；

图4是本实用新型大型碳化硅陶瓷叶轮半剖结构示意图。

图中，1、碳化硅陶瓷，2、金属骨架结构，3、前盖板陶瓷块，4、流道轮毂陶瓷块，5、流道前部陶瓷块，6、流道后部陶瓷块，7、后盖板陶瓷块，8、轮毂陶瓷块，9、前盖板金属骨架，10、金属骨架，11、空腔一，12、通胶孔，13、注胶孔，14、回形注胶通道，15、第一注胶通道，16、空腔二，17、嵌合凸部，18、嵌合凹槽一，19、嵌合凹槽二，20、横向注胶通道一，21、凸齿，22、阻挡台，23、竖向注胶通道一，24、竖向注胶通道二，25、横向注胶通道二，26、凸台，27、金属凸缘，28、竖向注胶通道三，29、横向容纳腔。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-4，本实用新型提供一种大型碳化硅陶瓷叶轮，包括碳化硅陶瓷1和设置在碳化硅陶瓷1内部的金属骨架结构2，所述碳化硅陶瓷1为分体式结构，所述碳化硅陶瓷1包括前盖板陶瓷块3、流道轮毂陶瓷块4、流道前部陶瓷块5、流道后部陶瓷块6、后盖板陶瓷块7和轮毂陶瓷块8，所述金属骨架结构2包括前盖板金属骨架9和金属骨架10，所述前盖板金属骨架9设置在前盖板陶瓷块3与流道前部陶瓷块5之间，所述金属骨架10设置在流道后部陶瓷块6与后盖板陶瓷块7之间，前盖板陶瓷块3、前盖板金属骨架9、流道前部陶瓷块5、流道轮毂陶瓷块4、金属骨架10、流道后部陶瓷块6和后盖板陶瓷块7和轮毂陶瓷块8依次连接形成一整体结构，所述碳化硅陶瓷1和金属骨架10之间设置有装配间隙，所述装配间隙中填充有树脂粘接剂。

具体的，前盖板金属骨架9嵌设在前盖板陶瓷块5和流道前部陶瓷块5形成的空腔一11内，前盖板陶瓷块3上设置有通胶孔12，所述前盖板金属骨架9上设置有若干个注胶孔13，流道前部陶瓷块5设置有凸起，凸起嵌设在注胶孔13中实现前盖板金属骨架9与流道前部陶瓷块5的固定连接，所述通胶孔12与注胶孔13连通，所述的前盖板金属骨架9外径长度小于空腔一11的外径长度，前盖板金属骨架9的轴向长度小于空腔一11的轴向长度，前盖板金属骨架9四周形成回形注胶通道14，所述通胶孔12、注胶孔13和回形注胶通道14连通形成第一注胶通道15。

具体的，金属骨架10设置在流道后部陶瓷块6和后盖板陶瓷块7形成空腔二16中，金属骨架10上设置有嵌合凸部17，所述流道后部陶瓷块6和流道前部陶瓷块5分别设置有与嵌合凸部17相匹配的嵌合凹槽一18和嵌合凹槽二19，金属骨架10的嵌合凸部17贯穿嵌合凹槽一18和嵌合凹槽二19将流道后部陶瓷块6和流道前部陶瓷块5连接固定，注胶孔13自前盖板金属骨架9中心向边缘呈旋风状扩散，嵌合凸部17设置为弧形旋风状凸部。

具体的，嵌合凹槽一18和嵌合凹槽二19形成横向容纳腔29，所述嵌合凸部17沿叶轮径向方向的长度小于横向容纳腔29沿叶轮径向方向的长度，嵌合凸部17与横向容纳腔29之间形成横向注胶通道一20，所述横向注胶通道一20与第一注胶通道15相连通。

具体的，金属骨架10的嵌合凸部17的末端设置有凸齿21，所述嵌合凹槽二19与凸齿21相应位置设置有阻挡台22，所述阻挡台22设置为l字形，所述阻挡台22长边的一面阻挡嵌合凸部17的凸齿21，所述金属骨架10与流道前部陶瓷块5之间沿叶轮轴向方向设置有竖向注胶通道一23，阻挡台22l型拐角槽与前盖金属骨架10连接，所述前盖金属骨架10与流道前部陶瓷块5叶轮轴向方向设置有竖向注胶通道二24，所述竖向注胶通道一23、横向注胶通道一20和竖向注胶通道二24相连通。

具体的，金属骨架10沿叶轮径向方向的长度小于空腔二16沿叶轮径向方向的长度，金属骨架10与后盖板陶瓷块7之间形成横向注胶通道二25，所述横向注胶通道二25与竖向注胶通道一23相连通。

具体的，流道轮毂陶瓷块4与金属骨架10的中心支撑部沿叶轮的轴向卡接固定，所述流道轮毂陶瓷块4与流道后部陶瓷块6的凸台26部沿沿叶轮的径向卡接固定。

具体的，金属骨架10设置有金属凸缘27，轮毂陶瓷块8套接在金属凸缘27上将后盖板陶瓷块7与金属骨架10压紧连接。

具体的，流道轮毂陶瓷块4与金属骨架10之间设置在叶轮轴向方向留间隙，形成竖向注胶通道三28，所述注胶通道三与竖向注胶通道一23相连通。

工作原理：本由原有的碳化硅陶瓷1一体式结构分体为前盖板陶瓷块3、流道轮毂陶瓷、流道前部陶瓷块5、流道后部陶瓷块6、后盖板陶瓷块7和轮毂陶瓷块8六个部分，六部分之间通过设置有相应凸凹结构实现固定，再由金属骨架10和前盖板金属骨架9为各个部件陶瓷提供支撑连接，在金属骨架10的嵌合凸部17的末端设置有凸齿21，嵌合凹槽二19与凸齿21相应位置设置有阻挡台22，阻挡台22设置为l字形，阻挡台22长边的一面阻挡嵌合凸部17的凸齿21，使得属骨架与流道前部陶瓷块5之间沿叶轮轴向方向形成竖向注胶通道一23，阻挡台22l型拐角槽与前盖金属骨架10连接，使得前盖金属骨架10与流道前部陶瓷块5叶轮轴向方向设置有竖向注胶通道二24，竖向注胶通道一23、横向注胶通道一20和竖向注胶通道二24相连通，最终第一注胶通道15、竖向注胶通道二24、横向注胶通道一20、竖向注胶通道一23、横向注胶通道二25和竖向注胶通道三28形成一条完整的注胶通道，流经前盖板陶瓷块3、前盖板金属骨架9、流道前部陶瓷块5、流道轮毂陶瓷块4、金属骨架10、流道后部陶瓷块6和后盖板陶瓷块7和轮毂陶瓷块8，将本装置叶轮中的所有部件均粘接固定，胶黏剂最终固化形成一胶黏层的一体化的结构，各个部件之间的胶黏剂相互作用，提高胶黏的粘接稳定性。

安装原理：安装时，将在胶黏通道中注入树脂胶黏剂，然后由前盖板陶瓷块3、前盖板金属骨架9、流道前部陶瓷块5、流道轮毂陶瓷块4进行胶黏拼接，然后金属骨架10嵌合凸部17嵌入嵌合凹槽一18和嵌合凹槽二19形成的横向容纳腔29中实现叶轮前端部分的固定，然后将流道后部陶瓷块6和后盖板陶瓷块7卡接安装，最后将轮毂陶瓷块8套接胶黏压紧在金属骨架10的金属凸缘27上完成本实用新型大型叶轮的装配，操作简单，降低了生产加工的难度，提高了陶瓷铸造的强度。

以上对本实用新型所提供的一种大型碳化硅陶瓷叶轮进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。