[实用新型]一种内置全金属骨架的陶瓷叶轮

说明书

本实用新型公开了一种内置全金属骨架的陶瓷叶轮，包括全金属骨架和碳化硅陶瓷包覆层；所述全金属骨架包括前盖板支撑部、后盖板支撑部、同时连接所述前盖板支撑部和后盖板支撑部的叶片支撑部，以及设置在后盖板支撑部中部的轮毂支撑部；所述前盖板支撑部、后盖板支撑部和叶片支撑部的内侧及外侧表面均包覆有碳化硅陶瓷包覆层；所述轮毂支撑部的内侧面为与泵轴外形相匹配的连接孔，所述轮毂支撑部的外侧面包覆有碳化硅陶瓷包覆层；所述前盖板支撑部、后盖板支撑部和叶片支撑部上开有包覆层吸附孔。本实用新型的陶瓷叶轮，解决了传统陶瓷叶轮存在的内部缺陷多、与金属骨架结合能力差、整体强度低、抗冲击性能弱等问题。

技术领域

本实用新型涉及一种内置全金属骨架的陶瓷叶轮，属于离心泵技术领域。

背景技术

碳化硅陶瓷是一种硬度极高、耐化学腐蚀性能极强的非金属复合材料，通常应用于金属材质无法解决的高腐蚀性和高磨蚀性工位。

叶轮是离心泵的一个核心部件，主要用于输送介质。叶轮主要包括前盖板、叶片、后盖板和轮毂四个部分。

传统的陶瓷叶轮在生产和应用过程中，存在以下问题：

①传统的陶瓷叶轮，如图1所示，内置的金属骨架仅包括后盖板和轮毂两部分，前盖板和叶片内部不含有骨架，成型后的陶瓷叶轮强度低，抗冲击性能弱，容易出现破裂或剥落现象；

②由于碳化硅陶瓷不能被挤压，金属骨架轮毂端面始终会浸泡在介质中，容易受到介质的腐蚀，造成叶轮骨架失效；

③传统的生产工艺中，复合材料与金属骨架的成型过程容易掺杂空气，造成陶瓷叶轮内部出现较多的孔隙和疏松，降低陶瓷叶轮的强度和耐磨性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决传统陶瓷叶轮存在的上述问题，而提出的一种内置全金属骨架的陶瓷叶轮。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。

本实用新型的一种内置全金属骨架的陶瓷叶轮，包括全金属骨架和碳化硅陶瓷包覆层；所述全金属骨架包括前盖板支撑部、后盖板支撑部、同时连接所述前盖板支撑部和后盖板支撑部的叶片支撑部，以及设置在后盖板支撑部中部的轮毂支撑部；所述前盖板支撑部、后盖板支撑部和叶片支撑部的内侧及外侧表面均包覆有碳化硅陶瓷包覆层；所述轮毂支撑部的内侧面为与泵轴外形相匹配的连接孔，所述轮毂支撑部的外侧面包覆有碳化硅陶瓷包覆层；所述前盖板支撑部、后盖板支撑部和叶片支撑部上开有包覆层吸附孔。

所述轮毂支撑部的外侧面加工有环形定位凹槽，且所述环形定位凹槽的内侧宽度大于外侧宽度，这样设计可以提高碳化硅陶瓷包覆层与所述轮毂支撑部的轴向结合能力。

所述轮毂支撑部两个轴向端部的外沿均包覆有碳化硅陶瓷包覆层，在陶瓷叶轮与泵轴装配时，可以将所述轮毂支撑部两个轴向端部分别被叶轮封盖和机封短套遮挡，并通过密封圈密封，确保所述轮毂支撑部不会接触到介质，提高陶瓷叶轮的耐腐蚀和耐磨损性能。

所述轮毂支撑部的外侧面的碳化硅陶瓷包覆层为向后收敛的锥面，该锥面角度为10-20°；这样设计的好处是：①提高了碳化硅陶瓷在成型过程中的流动性，同时有利于成型后的脱模；②避免了介质中的固体颗粒在轮毂处出现堆积，提高了陶瓷叶轮后端机械密封的使用寿命。

所述包覆层吸附孔在所述前盖板支撑部、后盖板支撑部和叶片支撑部上呈均匀分布，所述包覆层吸附孔的直径为50-80mm，且所述包覆层吸附孔的间距为孔径的1-2倍，过小的尺寸会减弱复合材料在成型过程中的流动性，过大的尺寸会减弱金属骨架的强度。

所述全金属骨架上的各支撑部的结合处均采用为圆角过渡，圆角过渡的设计是为了消除碳化硅陶瓷在成型过程中的应力集中，避免在内部出现开裂、缩松等缺陷。其中所述叶片支撑部与前盖板支撑部、后盖板支撑部的结合处的圆角为R15-R30。