一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖的制作方法

1.本发明涉及一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖，属于流体机械领域。


背景技术：

2.碳化硅陶瓷是一种硬度极高、耐化学腐蚀性能极强的非金属复合材料，通常应用于高磨蚀性的工位。
3.碳化硅陶瓷泵是一种具有特殊结构的离心泵，其过流部件由泵体、叶轮、后泵盖和泵轴等组成。为保证碳化硅陶瓷泵具有极高的耐磨蚀性能，其中泵体、叶轮、后泵盖均为金属骨架内衬碳化硅陶瓷结构，但是要满足支撑强度和要与驱动设备连接要求，泵轴采用金属材料加工而成。受限于结构尺寸，后泵盖与泵轴之间转动连接的机封仍然采用金属材质加工而成，作用是用于密封泵体内的介质。
4.现有的碳化硅陶瓷泵运行过程中，机封的使用寿命普遍不超过1年，尤其是在高磨蚀性工况中，机封的使用寿命只有2-3个月，仅达到碳化硅陶瓷部件寿命的10％，成为碳化硅陶瓷泵大规模应用的一个薄弱点，也增加了运行成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的是解决传统碳化硅陶瓷泵中机封使用寿命短的问题，而提供一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖。
6.本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
7.本发明的一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖，所述泵盖包括金属骨架和碳化硅陶瓷内衬，所述金属骨架的前端为环形连接板，所述环形连接板的内环和外环分别固定有向后延伸且同轴的筒形支撑部，内侧筒形支撑部内壁的前段为向后收敛的圆台面，内侧筒形支撑部内壁的后段为用于连接机封的圆柱面；外侧筒形支撑部的后端外沿加工有用于与泵体后端连接的环形连接台；所述金属骨架中环形连接板的前侧板面、外侧筒形支撑部的外壁、内侧筒形支撑部内壁的前段圆台面上均压制有碳化硅陶瓷内衬，压制在所述金属骨架内侧筒形支撑部内壁的前段圆台面的碳化硅陶瓷内衬上设有一组圆周均布且径向延伸的叶片；
8.所述金属骨架内侧筒形支撑部的内壁后段的圆柱面通过机封与泵轴连接，所述金属骨架外侧筒形支撑部的环形连接台与泵体的后端法兰连接。
9.所述叶片的个数为4-8枚。
10.所述叶片一面侧板为径向延伸的直板、另一面侧板为向下收敛的斜板，所述斜板与所述直板所成角度为15-30
°
。
11.所述金属骨架中内侧筒形支撑部内壁前段圆台面的锥度为30-60
°
。
12.所述泵盖金属骨架压制碳化硅陶瓷内衬的区域开有环形凹槽，以提高所述金属骨架与碳化硅陶瓷内衬的结合力。
13.工作原理
14.在陶瓷泵运行过程中，叶轮背侧的介质会随叶轮一起高速旋转，由于泵盖内侧筒形支撑部内壁的前段为圆台面，可以加快沉积固体颗粒的回流，避免其在泵盖和机封连接处处形成堆积，杜绝了沉积固体颗粒对机封造成的磨蚀；泵盖内侧筒形支撑部内壁前段的叶片，能够减弱叶轮背侧介质的旋转速度，同时阻挡了产生局部涡流，避免高速旋转的固体颗粒对机封的直接磨蚀。
15.有益效果
16.本发明的碳化硅陶瓷泵盖，结构合理，成型方式简单。在已实施的案例中，本发明的碳化硅陶瓷泵盖对机封起到了保护作用，将机封的使用寿命提高了3倍以上。
附图说明
17.图1为本发明碳化硅陶瓷泵盖的结构示意图；
18.图2为本发明碳化硅陶瓷泵盖中叶片处剖视图；
19.图中，1-金属骨架，2-碳化硅陶瓷内衬，3-叶片。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步的说明：
21.实施例
22.如图1所示，本发明的一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖，所述泵盖包括金属骨架1和碳化硅陶瓷内衬2，所述金属骨架1的前端为环形连接板，所述环形连接板的内环和外环分别固定有向后延伸且同轴的筒形支撑部，内侧筒形支撑部内壁的前段为向后收敛的圆台面，内侧筒形支撑部内壁的后段为用于连接机封的圆柱面；外侧筒形支撑部的后端外沿加工有用于与泵体后端连接的环形连接台；所述金属骨架1中环形连接板的前侧板面、外侧筒形支撑部的外壁、内侧筒形支撑部内壁的前段圆台面上均压制有碳化硅陶瓷内衬2，压制在所述金属骨架1内侧筒形支撑部内壁的前段圆台面的碳化硅陶瓷内衬2上设有一组圆周均布且径向延伸的叶片3；
23.所述金属骨架1内侧筒形支撑部的内壁后段的圆柱面通过机封与泵轴连接，所述金属骨架1外侧筒形支撑部的环形连接台与泵体的后端法兰连接。
24.所述叶片3的个数为6枚。
25.如图2所示，所述叶片3一面侧板为径向延伸的直板、另一面侧板为向下收敛的斜板，所述斜板与所述直板所成角度α为25
°
。
26.所述金属骨架1中内侧筒形支撑部内壁前段圆台面的锥度β为40
°
。
27.所述金属骨架1压制碳化硅陶瓷内衬2的区域开有环形凹槽，以提高所述金属骨架1与碳化硅陶瓷内衬2的结合力。
28.在陶瓷泵运行过程中，叶轮背侧的介质会随叶轮一起高速旋转，由于泵盖内侧筒形支撑部内壁的前段为圆台面，可以加快沉积固体颗粒的回流，避免其在泵盖和机封连接处处形成堆积，杜绝了沉积固体颗粒对机封造成的磨蚀；泵盖内侧筒形支撑部内壁前段的叶片，能够减弱叶轮背侧介质的旋转速度，同时阻挡了产生局部涡流，避免高速旋转的固体颗粒对机封的直接磨蚀。


技术特征：
1.一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖，其特征是：所述泵盖包括金属骨架和碳化硅陶瓷内衬，所述金属骨架的前端为环形连接板，所述环形连接板的内环和外环分别固定有向后延伸且同轴的筒形支撑部，内侧筒形支撑部内壁的前段为向后收敛的圆台面，内侧筒形支撑部内壁的后段为用于连接机封的圆柱面；外侧筒形支撑部的后端外沿加工有用于与泵体后端连接的环形连接台；所述金属骨架中环形连接板的前侧板面、外侧筒形支撑部的外壁、内侧筒形支撑部内壁的前段圆台面上均压制有碳化硅陶瓷内衬，压制在所述金属骨架内侧筒形支撑部内壁的前段圆台面的碳化硅陶瓷内衬上设有一组圆周均布且径向延伸的叶片；所述金属骨架内侧筒形支撑部的内壁后段的圆柱面通过机封与泵轴连接，所述金属骨架外侧筒形支撑部的环形连接台与泵体的后端法兰连接。2.如权利要求1所述的一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖，其特征是：所述叶片的个数为4-8枚。3.如权利要求1所述的一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖，其特征是：所述叶片一面侧板为径向延伸的直板、另一面侧板为向下收敛的斜板，所述斜板与所述直板所成角度为15-30
°
。4.如权利要求1所述的一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖，其特征是：所述金属骨架中内侧筒形支撑部内壁前段圆台面的锥度为30-60
°
。5.如权利要求1-4中任意一项所述的一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖，其特征是：所述泵盖金属骨架压制碳化硅陶瓷内衬的区域开有环形凹槽。

技术总结
本发明公开了一种降低机封磨损的碳化硅陶瓷泵盖，所述泵盖包括金属骨架和碳化硅陶瓷内衬，所述金属骨架的前端为环形连接板，所述环形连接板的内环和外环分别固定有向后延伸且同轴的筒形支撑部，内侧筒形支撑部内壁的前段为向后收敛的圆台面，内侧筒形支撑部内壁的后段为用于连接机封的圆柱面；外侧筒形支撑部的后端外沿加工有环形连接台；所述金属骨架中环形连接板的前侧板面、外侧筒形支撑部的外壁、内侧筒形支撑部内壁的前段圆台面上均压制有碳化硅陶瓷内衬，压制在所述金属骨架内侧筒形支撑部内壁的前段圆台面的碳化硅陶瓷内衬上设有一组圆周均布且径向延伸的叶片。本发明的碳化硅陶瓷泵盖，有效提高机封的使用寿命。有效提高机封的使用寿命。有效提高机封的使用寿命。


技术研发人员：常显锋 徐衡 王爱兰 丁康 李晓斌
受保护的技术使用者：襄阳五二五泵业有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/1/31