[发明专利]一种气囊模具及采用该模具加工气囊的方法

说明书

技术领域

本发明属于模具技术领域，具体地说是涉及一种加工气囊模具，以及采用该模具加工气囊的方法。

背景技术

隔膜泵是用于长距离管道化输送固液两相介质的核心设备。其主要构成包括：动力传动系统、动力端、液力端、液压控制系统、进料压力补偿系统、出料压力补偿系统、电控系统等七大部分。压力补偿系统分为压力补偿罐和氮气包两种形式。

隔膜泵采用球形预压式氮气包。其主要作用是稳定压力和流量。氮气包是利用气体的压缩和膨胀来储存或释放出一部分液体以达到减小管道系统的振荡及管路中流量不均匀度为目的的辅助设备。减小管路的流量不均匀度，可增加流量的均匀度，避免过流量的产生，以适应工艺流程的需要。氮气部分是预先充满的，氮气包只能充填氮气。

氮气包主要由压盖、气囊、壳体，以及底部法兰等组成。氮气包可通过充气工具和充气阀连接，对氮气包预充氮气（见附图1），以平衡隔膜泵进料或出料工作压力。气囊通常为橡胶件，由铁芯和胶囊组成（见附图2），是隔断氮气和料浆的主要介质，橡胶材料良好的变形缩放性能是管道压力补偿和流量稳定的关键因素。橡胶气囊通过气囊模具硫化压制而成。

经过多年的探索实践和经验总结，到目前为止申请人公司生产的隔膜泵氮气包气囊大致可分为三个发展阶段，随着氮气包制造技术的发展，各个阶段的气囊也有相应的技术提高。

第一阶段氮气包气囊为：焊接式铁芯与胶囊的结合体，及装配压板的组合体（见附图3）。该气囊的缺点为：（1）体积大、重量大，不易加工，浪费原材料，使用安装不方便；（2）组合式气囊加工安装不方便；（3）壳体内腔表面不能与气囊外表面完全贴合，对胶囊的疲劳损伤增大，导致胶囊损坏过快。

第二阶段氮气包气囊为：焊接式铁芯与球状橡胶气囊的结合体（见附图4）。该气囊的特点为：采用内部为一整体焊接铁芯一次性硫化压制完成的整体式气囊，减少胶板、压板等零件，减少了零件数量，增大气囊下落幅度，使气囊与壳体充分贴合，在同等氮气包壳体大小情况下，更充分的利用壳体内部空间，消减了氮气包压力波动效率。但同时这种结构使气囊产生过大的拉伸距离，缩短了气囊的使用寿命。

第三阶段氮气包气囊为：加工铁芯与橡胶气囊的结合体（见附图5）。该气囊的特点为：气囊内部为一整体加工铁芯，不但具备第二阶段氮气包气囊的所有优点，而且气囊铁芯由焊接式改进为加工结构，由两件零件焊接（其中包括下料、粗加工、精加工和焊接4道工艺）改为一件零件加工（其中包括下料、粗加工、精加工3道工艺），在气囊制造工艺和制造效率上有较大提高。

气囊模具的结构形式直接关系到气囊的成形效果和使用寿命，如附图6所示，整个装配模具的上表面、下表面、型腔及各模具零件的几何形状都直接关系到气囊成型后的几何结构、气囊橡胶密度等，而该两项都对气囊的使用寿命有决定性影响。

所以一种优选气囊模具不但是气囊几何结构形成的充分条件，更是气囊使用寿命的保证。

现有一种气囊模具，见附图7、8。其结构是：该模具是由下模、中模、上模、分割芯子组件，以及中芯构成；下模的中心设置有气囊铁芯，螺栓将气囊铁芯与其上方的圆柱筒状的中芯把合；分割芯子组件包括至少十个瓣芯，分别通过螺栓固定在中芯外侧圆周上，根据气囊形状需要，作成每个瓣芯的纵截面呈半弯月形状。中模的形状与分割芯子组件外侧壁形状相应，上模位于中模上方、套在中芯的上部。

这种结构的模具缺点是：（1）模具制造复杂。该模具所包含的零件数目较多，该类模具包含14件加工件，22件标准件。零件加工工艺复杂，尤其分割芯子组件在加工时对工艺要求甚高，在芯子完成整体下料、粗加工、精加工后，对整体芯子进行线切割，分割为不同形状的10块，在切割过程中稍有切斜就会影响到气囊成型效果。使用时，再将不同形状的芯子组合成分割芯子组件。