一种具有橡胶内衬的组合式球形弯头的制作方法

本发明属于机械领域中管路连接的球形弯头，具体的说是一种具有橡胶内衬的组合式球形弯头。

背景技术：

在管路系统中，弯头是改变管路方向的管件，球形弯头是其中的一种常用弯头，在矿山和化工领域输送料浆、粉料方面具有广泛应用。现有的球形弯头一般都是金属材质，在输送料浆、粉料时，由于料浆和粉料具有一定的压力，在管道输送过程中会冲击到球形弯头的特定内壁，从而导致该部分极易磨损，限制弯头使用寿命的主要因素即为此，由于现有的球形弯头都是一体成型的，一旦局部磨损就会导致整个球形弯头报废，不仅提高了生产的成本，而且也导致生产球形弯头的材料的浪费。

技术实现要素：

为解决现有技术中球形弯头使用寿命短、局部磨损后需要整体更换所导致的成本高的问题，本发明提供了一种具有橡胶内衬的组合式球形弯头，本发明通过将球形弯头易磨损点替换为可更换的密封件，并在密封件内设置橡胶内衬层，不仅大幅度增强了该部位的耐磨耐冲刷性能，大幅度提高了球形弯头的使用寿命，而且该部位一旦出现磨损，可以直接更换该部位即可，不用再更换整个球形弯头，从而降低了生产成本。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有橡胶内衬的组合式球形弯头，包括球形弯头体、设置在球形弯头体上的进料管和出料管，所述球形弯头体上具有一开口，该开口位于球形弯头体上对应进料管冲刷的位置，且开口上通过连接体可拆卸设置有密封件，密封件的内表面设置有橡胶内衬层，其中，橡胶内衬层包括与密封件内表面连接的橡胶基层和与橡胶基层连接的表面耐磨层，且表面耐磨层内表面为弧形凹面，并正对进料管的冲击点。

所述连接体为分别设置在球形弯头体上开口处和设置在密封件上的法兰盘，密封件与其上的连接法兰盘通过螺栓可拆卸连接，且该连接法兰盘将密封件内的橡胶内衬层卡在密封件内表面上，两个连接法兰盘通过螺栓连接，且两者之间设置有密封垫片。

所述橡胶内衬层通过粘接或固定机构固定在密封件的内表面上，所述固定机构包括连接螺栓、固定螺母和埋设在表面耐磨层内的固定片，且连接螺栓穿过密封件上的通孔后由固定螺母将橡胶内衬层固定在密封件的内表面上。

所述橡胶内衬层中，表面耐磨层与橡胶基层通过橡胶粘接剂粘接固定，且表面耐磨层的厚度为橡胶基层厚度的1/4～1/2。

所述表面耐磨层的表面通过热硫化工艺或粘接有耐磨陶瓷片层。

按照重量比，所述橡胶基层由40～50份的丁苯橡胶、10～20份的锦纶纤维、1～3份的硫化剂、3～4份的促进剂、7～9份的炭黑和2～3份的氧化镁在60～80℃条件下混炼而成。

按照重量比，所述表面耐磨层由30～40份的锦纶纤维、10～15份的氟橡胶、4～5份的碳纤维、2～3份的硫化剂、5～7份的炭黑和4～6份的补强剂在60～80℃条件下混炼而成，所述补强剂由1～2份海泡石绒和8～10份正硅酸乙酯制成。

所述补强剂的制备方法为：按照重量比，取8～10份正硅酸乙酯与去离子水按照1:8-10的比例混合，再向其中依次加入1～2份海泡石绒、正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸和正硅酸乙酯重量5%的碳粉混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率250-270khz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到补强剂。

有益效果：本发明与现有技术相比，具备以下优点：

1）本发明通过将球形弯头易磨损部位设置成一个开口，然后在该开口上设置可更换的密封件，密封件内设置橡胶内衬层，不仅大幅度增强了该部位的耐磨耐冲刷性能，大幅度提高了球形弯头的使用寿命，而且该部位一旦出现磨损，可以直接更换该部位即可，不用再更换整个球形弯头，从而降低了生产成本；

2）本发明通过在表面耐磨层中加入由海泡石绒和正硅酸乙酯制成的补强粉，从而使得表面耐磨层具有优良的耐磨、耐冲刷和耐腐蚀性能，在制备补强粉时，由于海泡石绒具有很大的内表面积，在超声波作用下会破坏掉一部分海泡石绒的结构，从而使正硅酸乙酯水解产生的二氧化硅直接进入到海泡石绒内部，从而改善了二氧化硅的表面特性以及海泡石绒的物理性能，这样在作为补强粉与橡胶混炼时，能够充分与橡胶结合，从而大幅度提高橡胶的耐磨、耐冲刷和耐腐蚀性能。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明密封件的结构示意图；

附图标记：1、密封件，2、球形弯头体，3、进料管，4、出料管，5、连接体，6、橡胶内衬层，601、橡胶基层，602、表面耐磨层，603、耐磨陶瓷片层，7、固定机构，701、固定片，702、固定螺母，703、连接螺栓。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述，以下各实施例中所用的原料均为本领域常规的原料或者是从市面上能够购买得到。

如图所示，一种具有橡胶内衬的组合式球形弯头，包括球形弯头体2、设置在球形弯头体2上的进料管3和出料管4，所述球形弯头体2上具有一开口，该开口位于球形弯头体2上对应进料管3冲刷的位置，且开口上通过连接体5可拆卸设置有密封件1，密封件1的内表面设置有橡胶内衬层6，其中，橡胶内衬层6包括与密封件1内表面连接的橡胶基层601和与橡胶基层601连接的表面耐磨层602，且表面耐磨层602内表面为弧形凹面，并正对进料管3的冲击点。

以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：

如，所述连接体5为分别设置在球形弯头体2上开口处和设置在密封件1上的法兰盘，密封件1与其上的连接法兰盘通过螺栓可拆卸连接，且该连接法兰盘将密封件1内的橡胶内衬层6卡在密封件1内表面上，两个连接法兰盘通过螺栓连接，且两者之间设置有密封垫片；

又如，所述橡胶内衬层6通过粘接或固定机构7固定在密封件1的内表面上，所述固定机构7包括连接螺栓703、固定螺母702和埋设在表面耐磨层702内的固定片701，且连接螺栓703穿过密封件1上的通孔后由固定螺母702将橡胶内衬层6固定在密封件1的内表面上；

再如，所述橡胶内衬层6中，表面耐磨层602与橡胶基层601通过橡胶粘接剂粘接固定，且表面耐磨层602的厚度为橡胶基层601厚度的1/4～1/2；

再如，所述表面耐磨层602的表面通过热硫化工艺或粘接有耐磨陶瓷片层603，以进一步增强橡胶内衬层6的耐磨性，所述的耐磨陶瓷片层603为市售的耐磨陶瓷片固定在表面耐磨层602上形成的陶瓷片层；

再如，按照重量比，所述橡胶基层601由40～50份的丁苯橡胶、10～20份的锦纶纤维、1～3份的硫化剂、3～4份的促进剂、7～9份的炭黑和2～3份的氧化镁在60～80℃条件下混炼而成；

再如，按照重量比，所述表面耐磨层602由30～40份的锦纶纤维、10～15份的氟橡胶、4～5份的碳纤维、2～3份的硫化剂、5～7份的炭黑和4～6份的补强剂在60～80℃条件下混炼而成，所述补强剂由1～2份海泡石绒和8～10份正硅酸乙酯制成；

进一步的，所述补强剂的制备方法为：按照重量比，取8～10份正硅酸乙酯与去离子水按照1:8-10的比例混合，再向其中依次加入1～2份海泡石绒、正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸和正硅酸乙酯重量5%的碳粉混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率250-270khz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到补强剂。

下面结合具体实施例对本发明橡胶内衬层的制作做进一步的阐述，以下具体实施例中，橡胶基层601和表面耐磨层602所用的混炼方法采用现有橡胶的混炼方式即可，所用的硫化剂和促进剂均为现有技术中常用的硫化剂和促进剂。

橡胶内衬层制作方式一

1）按照重量比，取8份正硅酸乙酯与去离子水按照1:8的比例混合，再向其中依次加入1份海泡石绒、正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸和正硅酸乙酯重量5%的碳粉混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率250khz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到补强剂；

2）按照重量比，称取30份的锦纶纤维、10份的氟橡胶、4份的碳纤维、2份的硫化剂、5份的炭黑和4份的步骤1）制备的补强剂在60℃条件下混炼形成表面耐磨层602；

3）按照重量比，称取40份的丁苯橡胶、10份的锦纶纤维、1份的硫化剂、3份的促进剂、7份的炭黑和2份的氧化镁在60℃条件下混炼制成橡胶基层601；

4）将表面耐磨层602与橡胶基层601通过橡胶粘接剂粘接固定，且表面耐磨层602的厚度为橡胶基层601厚度的1/4。

橡胶内衬层制作方式二

1）按照重量比，取10份正硅酸乙酯与去离子水按照1:10的比例混合，再向其中依次加入2份海泡石绒、正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸和正硅酸乙酯重量5%的碳粉混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率270khz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到补强剂；

2）按照重量比，称取40份的锦纶纤维、15份的氟橡胶、5份的碳纤维、3份的硫化剂、7份的炭黑和6份的步骤1）制备的补强剂在80℃条件下混炼形成表面耐磨层602；

3）按照重量比，称取50份的丁苯橡胶、20份的锦纶纤维、3份的硫化剂、4份的促进剂、9份的炭黑和3份的氧化镁在80℃条件下混炼制成橡胶基层601；

4）将表面耐磨层602与橡胶基层601通过橡胶粘接剂粘接固定，且表面耐磨层602的厚度为橡胶基层601厚度的1/2。

橡胶内衬层制作方式三

1）按照重量比，取9份正硅酸乙酯与去离子水按照1:9的比例混合，再向其中依次加入1.5份海泡石绒、正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸和正硅酸乙酯重量5%的碳粉混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率260khz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到补强剂；

2）按照重量比，称取35份的锦纶纤维、12.5份的氟橡胶、4.5份的碳纤维、2.5份的硫化剂、6份的炭黑和5份的步骤1）制备的补强剂在70℃条件下混炼形成表面耐磨层602；

3）按照重量比，称取45份的丁苯橡胶、15份的锦纶纤维、2份的硫化剂、3.5份的促进剂、8份的炭黑和2.5份的氧化镁在70℃条件下混炼制成橡胶基层601；

4）将表面耐磨层602与橡胶基层601通过橡胶粘接剂粘接固定，且表面耐磨层602的厚度为橡胶基层601厚度的1/3。