專利名稱：螺桿襯膠泵襯膠定子的成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物料輸送用設(shè)備——螺桿襯膠泵——中的一個(gè)重要部件，即襯膠定子的制造方法。
背景技術(shù)：
螺桿襯膠泵是由襯膠定子和螺桿轉(zhuǎn)子組成的一種內(nèi)嚙合密封式螺桿泵，屬回轉(zhuǎn)式容積泵，其工作原理是借助作為轉(zhuǎn)子的螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動把物料推送出去的辦法來輸送物料的。螺桿泵與其它泵比較它的主要特點(diǎn)是傳送物料時(shí)擾動小，流量大，壓力穩(wěn)定，效率高，吸入性能好，還可以通過改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，目前在各工業(yè)部門已逐漸得到廣泛使用，較多地替代離心泵、齒輪泵或往復(fù)泵作輸送用泵。橡膠作為一種高分子彈性體，除了像一般高分子材料容易加工成型外，還具有高彈性、緩沖阻尼性、耐磨、耐腐蝕等獨(dú)特的性能，因此在物料輸送泵內(nèi)襯膠可以防止物料對泵體的磨蝕，延長物料輸送泵的壽命。為此，襯膠質(zhì)量的好壞干系重大。
螺桿襯膠泵的襯膠定子是由圓筒形的金屬外殼和內(nèi)壁呈螺旋狀的襯膠層組成，該襯膠層一般采用注壓成型機(jī)或傳遞模塑法之類壓注成型工藝(《橡膠工業(yè)手冊》，第六分冊，第一章第五節(jié)，P147，化學(xué)工業(yè)出版社，1993年6月第一版)，也就是說，一般是將專門配制好的混煉膠置于注膠缸內(nèi)借助壓機(jī)的壓力把膠壓入由圓筒形金屬外殼和表面帶有專門設(shè)計(jì)羅紋的模芯組成的模具腔內(nèi)，完成成型后，送蒸缸硫化。注壓機(jī)成型硫化機(jī)由于它的注膠筒容量有限，只能用于小規(guī)格產(chǎn)品的成型制造，傳遞模塑法雖可用于大規(guī)格襯膠定子的制造，但是存在一些缺點(diǎn)，第一在壓注成型大規(guī)格的襯膠定子仍存在注壓料筒容積有限的問題，需要分幾次加料注壓，但每次間隔會將空氣夾帶入制品中，造成制品內(nèi)殘留汽泡，這樣在螺桿泵使用過程中隨著橡膠定子與螺桿轉(zhuǎn)子之間的嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)，氣泡在橡膠層內(nèi)被擠來擠去，造成襯膠層局部早期損壞而影響到螺桿泵的壽命；第二注壓加料需要分幾次進(jìn)行，工藝操作時(shí)間延長，而且先前注入的膠料很容易發(fā)生早期硫化(焦燒)，從而影響壓注料的均勻性和襯膠層的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述大規(guī)格螺桿泵襯膠定子襯膠層成型工藝的缺陷，提供一種能夠以連續(xù)方式把襯膠層膠料擠入成型模模腔的成型工藝方法。
也就是說，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，其特征是，采用冷喂料排氣擠出機(jī)直接擠入法將襯膠層膠料擠入由圓筒形金屬外殼和金屬模芯構(gòu)成的模具腔內(nèi)，完成該膠層的成型。冷喂料排氣擠出機(jī)是一種比較新型的橡膠擠出加工用設(shè)備，用它加工橡膠材料時(shí)不必對膠料作回?zé)掝A(yù)熱處理，而且在擠出過程中，膠料在機(jī)筒的規(guī)定區(qū)段(排氣段)內(nèi)還會受到負(fù)壓的作用，從而可脫除夾雜在膠料中的氣體，防止氣泡產(chǎn)生。按照本發(fā)明，將根據(jù)螺桿泵的使用條件專門配制好的混煉膠(膠料)喂入該類擠出機(jī)的喂料口，膠料在機(jī)筒內(nèi)通過擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的剪切力，在進(jìn)一步混和膠料的同時(shí)，把膠料連續(xù)推向機(jī)頭并通過口型被擠出而擠入襯膠定子模具的一端，進(jìn)入模腔。當(dāng)模具另一端的逃料孔有膠料流出時(shí)，說明膠料已充滿模腔，襯膠層的成型作業(yè)已經(jīng)完成，即可把模具移離口型，送去蒸缸，進(jìn)行硫化。
由于本發(fā)明方法針對的大規(guī)格的襯膠定子，膠料在模腔內(nèi)的流程較長，采用本發(fā)明方法可以避免空氣混入，而且膠料不易焦燒。要達(dá)到這個(gè)目的宜采用螺桿長徑比為14～22的強(qiáng)力剪切型冷喂料排氣擠出機(jī)。這種擠出機(jī)的螺桿喂料段采用大升角淺槽四頭螺紋，有利于提高吃料能力和吃料頻率，達(dá)到穩(wěn)定擠出和適應(yīng)性強(qiáng)的目的。壓縮段采用了主副螺紋強(qiáng)力剪切結(jié)構(gòu)，有利于提高塑化和混合效果，節(jié)流段采用偏心截面結(jié)構(gòu)，既能起到節(jié)流、增壓、強(qiáng)力剪切和計(jì)量作用，又起到對膠料的膨脹和壓縮作用，為強(qiáng)化排氣提供了條件。排氣段是螺桿小螺距深槽結(jié)構(gòu)，有利于延長膠料的停留時(shí)間，從而提高排氣效果，擠出段是一等距等深雙頭螺紋，其螺槽深度與壓縮段一致，這有利于重新建立起壓力，保證擠出過程的穩(wěn)定性。
同樣在整個(gè)擠出加工過程中，對溫度和速度的合理控制，也是保證整個(gè)作業(yè)能順利進(jìn)行的關(guān)鍵參數(shù)。即擠出機(jī)各段的溫度宜控制為喂料區(qū)段45～60℃，機(jī)頭和口型區(qū)段65～75℃。擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速控制為45～65轉(zhuǎn)/分。溫度太高會降低擠入的壓力而減慢擠入速度，還會引起膠料的早期硫化，溫度太低流動性差，不利于擠入作業(yè)；螺桿轉(zhuǎn)速太快雖擠出速度增加，但膠料生熱過快，一方面對機(jī)頭形成壓力，另一方面還會引起膠料焦燒。螺桿轉(zhuǎn)速太慢，不利于提高生產(chǎn)效率。
再者，膠料門尼粘度的控制也是保證擠出-擠入質(zhì)量的重要因素，即該門尼粘度ML1+4100℃宜控制在35～45之間，門尼粘度過高時(shí)，膠料偏硬，難以擠出，擠入模具后，膠料在模腔內(nèi)的流動性差，不易充滿模腔。門尼粘度過低，則可能產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，同樣不利于擠出作業(yè)。
綜上所述，本發(fā)明的效果是顯而易見的，首先本發(fā)明采用排氣式冷喂料擠出機(jī)擠入成型的方法替代傳統(tǒng)的注壓成型和傳遞模塑成型方法，用于大規(guī)格螺桿泵襯膠定子的成型，避免了在膠層內(nèi)部會夾雜空氣的缺陷，提高了泵的使用壽命，其次由于擠出機(jī)的擠入過程是連續(xù)進(jìn)行的，避免了分幾次壓注膠料而引起的先期壓注膠料可能發(fā)生的焦燒現(xiàn)象。曾用本發(fā)明方法試制了若干出口螺桿泵產(chǎn)品，比用一般傳遞模塑壓注法加工的制品壽命延長了65-85天，博得用戶好評。


圖1是螺桿襯膠泵襯膠定子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的A-A剖視圖；圖3是強(qiáng)力剪切型冷喂料排氣擠出機(jī)螺桿螺紋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是螺桿襯膠泵襯膠層擠入成型工藝示意圖；圖5是螺桿襯膠泵襯膠層擠入成型用模具構(gòu)成示意圖；圖6是圖5中A-A前模板剖視圖。圖中標(biāo)號為1——襯膠層；2——金屬外殼；3——擠出機(jī)；4——擠出機(jī)與模具的連接裝置；5——襯膠層擠入成型用模具；6——前、后模板連接桿；7——后模板；8——緊固螺母；9——排氣溢膠口；10——襯膠層；11——模芯；12——膠料擠入口；13——前模板。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不局限于該實(shí)施例。
實(shí)施例1、比較例1、2、3參見附圖1～4。擬向韓國出口的輸送物料用105-4型螺桿襯膠泵，螺桿長3～4m，其襯膠定子的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該泵襯膠層[1]的成型采用天津化工機(jī)械廠制造的Φ90螺桿長徑比為20的強(qiáng)力剪切型XJP-90×16型橡膠排氣式冷喂料擠出機(jī)[3]。該機(jī)的螺桿結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。將襯膠泵擠入成型用模具[5]水平放置在模架上，模具內(nèi)有兩端固定在前、后模板[13、7]中心孔中的模芯[11]。將模具的前端通過連接裝置[4]與擠出機(jī)的口型連接。開啟蒸氣閥，將擠出機(jī)的加料段溫度控制在43±5℃，機(jī)頭和擠入口型段的溫度控制在70±5℃，螺桿的轉(zhuǎn)速為55r/min，機(jī)頭的壓力控制在6.5-7MPa，把配制好的門尼粘度為ML1+4，100℃40的以天然橡膠為基礎(chǔ)的混煉膠膠條連續(xù)從擠出機(jī)喂料口喂入，當(dāng)模具的另一端的排氣溢膠口[9]有膠料溢出時(shí)，說明模具的模腔內(nèi)已充滿膠料，擠入成型過程可以結(jié)束，接著從口型連接裝置上拆卸模具，并用封口塞將模具的進(jìn)料口[12]封住。模具移入通直接蒸汽的蒸缸，在0.55～0.6MPa蒸汽壓力下硫化8.5小時(shí)，脫模取出襯膠定子，為實(shí)施例1。
另外，以實(shí)施例1的膠料用傳統(tǒng)的傳遞模塑法壓注同樣的襯膠層，為比較例1，以門尼粘度分別為ML1+4，100℃70和25的兩種膠料按實(shí)施例1所述的成型工藝制造同樣的襯膠定子，為比較例2和3。
各項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)果如表1所示。
表1

權(quán)利要求
1.一種由圓筒形金屬外殼和橡膠內(nèi)襯層構(gòu)成的螺桿泵襯膠定子的成型方法，其特征是，所述的橡膠內(nèi)襯層采用冷喂料排氣擠出機(jī)直接擠入法將該襯膠層膠料擠入由圓筒形金屬外殼和金屬模芯構(gòu)成的模具腔內(nèi)，完成該膠層的成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿泵襯膠定子的成型方法，其特征是，該方法中采用的冷喂料排氣擠出機(jī)是螺桿長徑比為14～22的強(qiáng)力剪切型冷喂料排氣擠出機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿泵襯膠定子的成型方法，其特征是，在所述的膠料擠入作業(yè)過程中，擠出機(jī)各段的溫度控制為喂料區(qū)段45～60℃，機(jī)頭和口型區(qū)段65～75℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿泵襯膠定子的成型方法，其特征是，在所述的襯膠層膠料的擠入作業(yè)過程中，擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速控制為45～65轉(zhuǎn)/分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿泵襯膠定子的成型方法，其特征是，用于膠料擠入作業(yè)的混煉膠的門尼粘度ML1+4，100℃控制為35～45。
全文摘要
一種由圓筒形金屬外殼和橡膠內(nèi)襯層構(gòu)成的螺桿泵襯膠定子的成型方法，其特征是，采用冷喂料排氣擠出機(jī)直接擠入法將該襯膠層膠料擠入由圓筒形金屬外殼和金屬模芯構(gòu)成的模具腔內(nèi)，完成該膠層的成型。對于大規(guī)格襯膠泵定子的成型，運(yùn)用該法，膠料可以一次連續(xù)擠入，襯膠層無汽泡，使用性能和壽命均有改善。
文檔編號B29C47/60GK1978180SQ20051011121
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者張豐 申請人:上海華向橡膠制品有限公司