專利名稱：泥漿泵葉輪及其制造方法
技術領域：
本發明涉及泥漿泵重要部件葉輪。
泥漿泵機組中的主要部件葉輪原用材質為鑄鋼ZG35CrMnMo，其成本高，生產工藝復雜，加工困難，鑄件制成品還需要校平衡。施用泥漿泵排污清淤過程中，常混有沙石尖硬粒體，極易磨損葉片甚至斷裂，而且金屬葉輪氣蝕現象嚴重。因此鋼質葉輪使用壽命很短，有的僅用幾天就已磨損，需要停機更換。這就大大影響工程進度，而且更增加了施工成本和操作人員的勞動強度。
本發明為了克服金屬葉輪部件存在的缺點，而提供采用改性增強鑄型尼龍制造葉輪。雖然尼龍塑料的機械強度低于金屬鋼制件，但由于尼龍強韌耐磨，比重為1.16，是鋼件的1/7，拆裝方便，運轉輕快，無功損耗低，而且可以避免金屬葉輪因受氣蝕現象而損壞，實際使用壽命大幅度提高，制造及消耗成本費用則顯著降低。
本發明的泥漿泵葉輪是采用改性增強鑄型尼龍材料制成，其制造技術是在環狀己內酰胺單體中加入填充增強劑，通過陰離子堿金屬鹽催化引發開環聚合，于常壓下將物料注入預熱溫度為170-210℃的模具內快速聚合，然后結晶，凝固成型。
本發明改性增強鑄型尼龍葉輪的制造方法是按下列順序、步驟進行1、將己內酰胺原料在100-120℃熔化成熔體，2、在上述熔體中，按單體重量為100％時，加入填充增強劑5-40％，較佳為5-20％，同時加入1-5％的增稠劑，混合均勻，形成懸浮反應體系，3、在上述懸浮體系中，加入NaOH，NaOH用量按摩爾比為己內酰胺的0.0025-0.02，在120-130℃，減壓下進行反應20-30分鐘，脫除水份，得到含有己內酰胺鈉鹽的己內酰胺熔體，4、在上述熔體中，于135-140℃加入助催化劑如乙酰基己內酰胺或多異氰酸酯TDI、MDI、PAPI、列克納膠JQ-1，或碳酸二苯酯，其用量按摩爾比為己內酰胺的0.003-0.01，形成澆注料，5、將上述澆注料，注入到170-210℃預熱的離心轉動模具中，進行聚合反應，并同時凝固成型，其模具離心轉動速度為100-300轉/分，經5分鐘停止轉動，6、上述模具在170-180℃保溫20-30分鐘，逐步冷卻脫模，得到光潔堅實的異型結構件葉輪制品。
上述的填充增強劑為玻璃纖維、碳纖維、碳化硅、石墨，需預先用硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑處理后使用。
上述增稠劑為溶解在己內酰胺熔體中的尼龍6、尼龍66或尼龍1010聚合體，其中尼龍聚合體按重量比占5-15％。
本發明應用于制造葉輪的模具采用不銹鋼或普通鋼材質，按照所需形狀尺寸設計制成組合模具。模具內壁表面涂上硅油脫模劑薄層，在烘箱或油浴中加熱。
本發明鑄型尼龍葉輪技術具有制造工藝簡捷，不需要高壓力的注塑成型機和昂貴的模具，制件成型尺寸不受限制，所得的鑄型尼龍葉輪具有較高的耐磨性、沖擊韌性和尺寸穩定性，與原鑄鋼葉輪相比較，使用壽命提高1-2倍。
實施例1將己內酰胺1600克置于不銹鋼反應釜中，加熱至100℃熔化，加入經預處理過的玻璃纖維320克，含尼龍6增稠劑33.6克，氫氧化鈉2.56克，在120-135℃，于減壓下進行反應，并脫除水份。經15-20分鐘，解除真空，使物料保持在143℃，加入助催化劑甲苯二異氰酸酯(TDI)5.44克，搖勻后注入預熱至203℃的離心動態模具內，轉速為100-300轉/分，料液于-分鐘內注畢，5分鐘后停止模具轉動，在175℃保溫20分鐘，逐步冷卻后脫模，所得制品葉輪，填充物料分布均勻，表面光潔，無氣泡及空洞，其葉輪外徑為252mm，弧形葉片三只，葉片高83mm，厚10mm，直線形背葉片4只，高3mm，錐孔1∶10。
實施例2將己內酰胺1600克置于不銹鋼反應釜中，加入經預處理過的碳化硅80克，含尼龍6增稠劑28.8克，加熱熔化后，加入氫氧化鈉2.56克，在120-135℃，于減壓下進行反應，并脫除水份。經15-20分鐘，解除真空，使物料保持在143℃，加入助催化劑甲苯二異氰酸酯(TDI)5.48克混勻，然后按例1離心動態澆鑄工藝在模具內聚合成型，所得制品葉輪，填充物料分布均勻，表面光潔，無氣泡及空洞，其葉輪尺寸同實施例1。
實施例3將己內酰胺1600克置于不銹鋼反應釜中，加入經預處理過的碳纖維160克，含尼龍6增稠劑28.8克，加熱熔化后，添加氫氧化鈉3.2克，在120-135℃，于減壓下進行反應，并脫除水份，經15-20分鐘，解除真空，使物料保持在140℃，加入助催化劑JQ-1 17.6克，TDI 2.4克，迅速搖勻后，物料注入預熱至180℃的離心轉動的模具內，模具轉速為100-300轉/分，料液于一分鐘內注畢，5分鐘后停止模具轉動，在175℃保溫20分鐘，冷卻至100℃以下脫模，制得物料分布均勻、表面光潔的葉輪制品，其葉輪尺寸同實施例1。
實施例4將己內酰胺2300克置于不銹鋼反應釜中，加熱至120℃熔化，加入經預處理過的玻璃纖維460克，含尼龍6增稠劑48克，氫氧化鈉6.51克，在120-135℃，于減壓下進行反應，并脫除水份。經20-30分鐘，解除真空，使物料保持在145℃，加入助催化劑甲苯二異氰酸酯(TDI)3.45克，碳酸二苯酯11.5克，混勻，按實施例1離心動態澆注成型，所得制品葉輪，填充物料分布均勻，表面光潔，無低聚物和氣泡，葉輪外徑為264mm，弧形葉片三只均布，葉片高79mm，平均厚度14mm，弧形背葉片4只，錐孔1∶10。
權利要求
1.泥漿泵葉輪，原是采用鑄鋼材料，其特征在于所述的泥漿泵葉輪是采用改性增強鑄型尼龍材料。
2.根據權利要求1所述的泥漿泵葉輪的制造方法，其特征在于按下列順序步驟進行(1)將己內酰胺單體在100-120℃熔化成熔體，(2)在上述熔體中加入填充增強劑5-40％，增稠劑1-5％，形成懸浮體系，(3)加入按摩爾比為己內酰胺的0.0025-0.02的NaOH，在120-130℃反應15-20分鐘，然后加入按摩爾比為己內酰胺的0.005-0.01的助催化劑，形成澆注料，(4)將上述澆注料，注人170-210℃予熱的離心轉動模具中，經聚合反應凝固成型。
3.根據權利要求2所述的泥漿泵葉輪的制造方法，其特征在于所述的填充增強劑為用硅烷偶聯劑或酞酸酯偶聯劑處理的玻璃纖維，碳纖維或碳化硅。
4.根據權利要求2所述的泥漿泵葉輪的制造方法，其特征在于所述的填充增強劑為5-20％。
5.根據權利要求2所述的泥漿泵葉輪的制造方法，其特征在于所述的助催化劑為甲苯二異氰酸酯TDI，甲苯二異氰酸酯與列克納膠或甲苯二異氰酸酯與碳酸二苯酯的混合物。
6.根據權利要求2所述的泥漿泵葉輪的制造方法，其特征在于所述的增稠劑為溶解在己內酰胺熔體中的尼龍聚合體。
全文摘要
本發明的泥漿泵葉輪是采用改性增強鑄型尼龍材料,其制造方法是利用環狀己內酰胺單體通過生成陰離子堿金屬鹽催化引發開環聚合原理,以玻璃纖維、碳纖維、碳化硅作為填充增強劑,并且在反應體系內增稠分散均勻,注入預熱離心轉動模具中聚合成型制成的,該制造方法工藝簡捷,制得的葉輪表面光潔無氣泡,耐磨性好,與鑄鋼材質葉輪相比使用壽命長。
文檔編號F04D7/04GK1262394SQ9910029
公開日2000年8月9日 申請日期1999年1月28日 優先權日1999年1月28日
發明者王德前, 王有槐 申請人:淮安市楚州尼龍制品廠