[发明专利]一种陶瓷叶轮

说明书

本发明公开了一种陶瓷叶轮，包括陶瓷材质的叶轮本体，叶轮本体一端面上设有内凹的粘接槽，该粘接槽底面为粘接面并粘接有金属材质的叶轮骨架，在叶轮骨架外侧、粘接槽的开口处粘接有形状与粘接槽开口相适配的保护盖，叶轮骨架中部设有与保护盖外侧连通、用于连接叶轮主轴的轴柄，保护盖为耐磨陶瓷、硬质合金或复合耐磨材料的其中一种。本发明提供的陶瓷叶轮，其寿命较长、抗冲击性能较好，易于实现大型化。

技术领域

本发明涉及回转动力泵设备领域，尤其涉及一种陶瓷叶轮。

背景技术

在选矿和冶炼等行业，经常要用离心泵输送一些有磨蚀性的固液两相流，这时常选用渣浆泵。常见的耐磨泵常用Cr26，Cr15Mo3等耐磨合金或橡胶等耐磨材料制造，这些材耐磨合金制造的泵在很多工况下难以满足使用要求。

众所周知，耐磨陶瓷有比耐磨合金高得多的耐磨性，如碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硅结合碳化硅陶瓷等，其耐磨性可比耐磨合金高数倍甚至数十倍，因此CN202100535 U、CN 205687817U、CN 107654414A、CN 108302043A、CN 202100546 U等公开了一些陶瓷叶轮的技术方案。但这些技术方案制造的耐磨陶瓷叶轮也存在一些问题，其中最突出的有以下三点：其一是抗冲击性能差，技术方案对叶轮运行时冲击能量的吸收问题考虑不足，没有采取技术措施吸收叶轮运行时振动或冲击产生的能量，使用中易受冲击而破裂。

CN 102032210B提出了一种陶瓷叶轮，如图20所示，叶轮包括叶轮陶瓷主体3’、金属内螺纹轴套1’和金属翼板2’，金属内螺纹轴套1’通过正多边形的金属翼板2’与陶瓷叶轮主体3’牢固可靠的配套式连接在一起；正多边形的金属翼板2’通过粘接和机械锁紧机构卧装入位于陶瓷叶轮主体3’具有背叶片4’的表面上的配套对应的凹槽6’中，正多边形的金属翼板2’的外侧面上具有与其整体加工而成、并与背叶片4’配套对应的辅助叶片7’，5’为叶轮主体3’的一个表面，叶轮主体3’上设置有孔10’，金属翼板2’上设置有孔9’，金属锁紧件11’穿过孔9’和孔10’将叶轮主体3’和金属翼板2’连接在一起。该技术方案可以较好地解决叶轮的强度问题，但以下几个却问题不能较好的解决，其一是寿命问题，金属内螺纹轴套1’、金属翼板5’和金属锁紧件11’这三个部件即使采用目前常用耐磨性能最好的耐磨合金，其寿命也最多达到耐磨陶瓷的1/3，一旦这些金属件被磨损到一定程度，叶轮就会解体破裂而报废，而叶轮在使用过程中是无法观察到这些金属件的磨损状况的，也就是说，这种陶瓷叶轮的寿命和耐磨合金叶轮相比，几乎没有优势；其二是工艺问题，众所周知，合金的耐磨性和加工性是矛盾的，如果为提高上述三个金属部件的寿命而采用耐磨性好的合金，必然会增加金属内螺纹轴套1’、金属翼板5’和金属锁紧件11’这三个部件的加工难度，要在这些硬度达到HRC60左右的部件上加上螺纹、正多边形等结构，工艺成本很高。其三是应力集中问题，图19所示的这种叶轮的扭矩主要是靠设置在叶轮主体3’和金属翼板2’上的正多边形来传递的，而陶瓷件在烧制过程中，容易在正多边形的拐角处产生较大的内应力，这些有较大内应力的部位承受较大的负载时易因应力集中而发生破裂。

现有技术还有一个问题是叶轮难以大型化，众所周知，陶瓷在烧结过程中，易产生裂纹，并导致部件报废，部件越大，越容易开裂，大尺寸陶瓷叶轮即使在烧结过程中没有开裂，但烧好的成品件一般存在有较大内应力，在外力作用下易发生破裂，其耐冲击性能也较小尺寸叶轮差得多，在使用中很容易发生破裂，这个原理就如同大尺寸的陶瓷板即使被轻轻敲击也很容易发生破裂，而小的马赛克陶瓷片即使从数十米的高处坠落也不会破裂一样。

综上所述，现有技术的耐磨陶瓷叶轮存在寿命较短、工艺难度大、抗冲击性能差、难以大型化的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷叶轮，其寿命较长、抗冲击性能较好，易于实现大型化。