專利名稱：用于氣動水泵的葉片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣動機械領(lǐng)域，特別是涉及一種用于氣動水泵的葉片及其制備方法。
背景技術(shù)：
氣動水泵是一種采用壓縮空氣為動力源，對于各種腐蝕性液體,帶顆粒的液體,高粘度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡。氣動水泵的工作特點包括泵不會過熱，壓縮空氣作動力，在排氣時是一個膨脹吸熱的過程，氣動泵工作時溫度是降低的，無有害氣體排出；不會產(chǎn)生電火花，氣動水泵不用電力作動力，接地后又防止了靜電火花；可以通過含顆粒液體，不容易被堵；對物料的剪切力極低，工作時是怎么吸進怎么吐出，所以對物料的攪動最小，適用于不穩(wěn)定物質(zhì)的輸送； 流量可調(diào)節(jié)，可以在物料出口處加裝節(jié)流閥來調(diào)節(jié)流量；具有自吸的功能等優(yōu)點。但目前市場上氣動水泵仍然存在一些缺憾,例如的在壓縮空氣作用于氣動水泵時，氣缸內(nèi)部轉(zhuǎn)子上裝配的葉片運轉(zhuǎn)時，葉片與氣缸內(nèi)壁的摩擦，會導致葉片加速磨損，同時損耗氣缸內(nèi)壁，并產(chǎn)生大量的熱量，使整個氣動水泵的使用壽命短，整體質(zhì)量不穩(wěn)定。為了解決這個問題，操作人員在葉片與氣缸之間加入潤滑油用于避免上述情況發(fā)生，但潤滑油的作用時間短暫而且效果不佳，還存在二次污染被抽液體的問題。此外，由于氣缸長期不使用，氣缸內(nèi)壁產(chǎn)生凹凸不平的銹層，降低了氣缸內(nèi)壁的光滑度，影響整個氣動水泵的運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種高自潤滑、高耐磨、耐低溫和耐沖擊的用于氣動水泵的葉片及其制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是提供一種用于氣動水泵的葉片，所述葉片的原料成分包括碳纖維50%-60%，工程塑料40%-50%。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述碳纖維包括聚丙烯腈纖維50%_60%、浙青纖維 30%-40%、酚醛纖維小于等于10%。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述工程塑料采用尼龍66。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述尼龍66是由尼龍66鹽熔體與第二主族金屬的化合物混合后經(jīng)聚合和后縮聚反應(yīng)制得，其中，基于尼龍66鹽的重量計，第二主族金屬的化合物的重量為O. 01%-1. 0%。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述葉片的原料成分包括碳纖維55%，工程塑料 45%。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述葉片的原料成分包括碳纖維60%，工程塑料 40%。本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是提供一種用于氣動水泵的葉片的制備方法，葉片的制備方法包括將碳纖維進行大于等于2000°C的高溫碳化處理，制得石墨碳纖維；將石墨碳纖維與所述工程塑料均勻混合；
混合完成后，在壓力為O. 5-2. OMPa下將物料擠出并造粒；
造粒完成后，將物料粒制備成工程塑料合金，再將所述工程塑料合金加工成所述葉片。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述石墨碳纖維的含碳量大于等于99%。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述混合物料時的溫度包括前部階段、中部階段、后部階段，所述前部階段的溫度范圍為255-285 ，中部階段的溫度范圍為240-280°C，后部階段的溫度范圍為220-275°C。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述造粒時的溫度包括第一階段250_270°C，第二階段 260-280°C，第三階段 260-290°C。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明用于氣動水泵的葉片及其制備方法采用石墨碳纖維材料作為主原料，工程塑料為輔助原料合成制備出的葉片具有高自潤滑、高耐磨、耐低溫和耐沖擊等性能，使用壽命延長至普通葉片使用壽命的30倍。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。本發(fā)明實施例包括
優(yōu)選實施例I :一種用于氣動水泵的葉片，所述葉片的原料成分包括碳纖維55%，工程塑料45%。所述碳纖維包括聚丙烯腈纖維55%、浙青纖維35%、酚醛纖維10%制成，碳纖維的拉伸強度為4000MPa，模量為240GPa，密度為I. 6g/cm3。該葉片的制備方法包括
(1)將55%的碳纖維進行大于等于2000°C的高溫碳化處理，制得石墨碳纖維，所述石墨碳纖維的含碳量大于等于99% ；
(2)將石墨碳纖維與45%的所述工程塑料和少許助劑均勻混合；
(3)混合完成后，在壓力為O.5-2. OMPa下將物料擠出并造粒；
(4)造粒完成后，將物料粒制備成工程塑料合金，再將所述工程塑料合金加工成多個尺寸公差一致、表里分子結(jié)構(gòu)一致、尺寸穩(wěn)定性好、零變形、耐磨耐用的葉片。所述混合物料時的溫度包括前部階段、中部階段、后部階段，所述前部階段的溫度范圍為275°C，中部階段的溫度范圍為265°C，后部階段的溫度范圍為255°C。所述造粒時的溫度包括第一階段260°C，第二階段275°C，第三階段270°C。優(yōu)選實施例2 :—種用于氣動水泵的葉片，所述葉片的原料成分包括碳纖維60%， 工程塑料40%。所述碳纖維包括聚丙烯腈纖維58%、浙青纖維40%、酚醛纖維2%制成，碳纖維的拉伸強度為4000MPa，模量為240GPa，密度為I. 6g/cm3。該葉片的制備方法包括
(1)將60%的碳纖維進行大于等于2000°C的高溫碳化處理，制得石墨碳纖維，所述石墨碳纖維的含碳量大于等于99% ；
(2)將石墨碳纖維與40%的所述工程塑料和少許助劑均勻混合；(3)混合完成后，在壓力為O.5-2. OMPa下將物料擠出并造粒；
(4)造粒完成后，將物料粒制備成工程塑料合金，再將所述工程塑料合金加工成多個尺寸公差一致、表里分子結(jié)構(gòu)一致、尺寸穩(wěn)定性好、零變形、耐磨耐用的葉片。所述混合物料時的溫度包括前部階段、中部階段、后部階段，所述前部階段的溫度范圍為285°C，中部階段的溫度范圍為280°C，后部階段的溫度范圍為275°C。所述造粒時的溫度包括第一階段270°C，第二階段280°C，第三階段290°C。其中，優(yōu)選實施例I與優(yōu)選實施例2中的工程塑料采用尼龍66。所述尼龍66是由尼龍66鹽熔體與第二主族金屬的化合物混合后經(jīng)聚合和后縮聚反應(yīng)制得，其中，基于尼龍 66鹽的重量計，第二主族金屬的化合物的重量為O. 01%-1. 0%。尼龍66的工程塑料為半透明或不透明乳白色結(jié)晶形聚合物，具有可塑性。密度
I.15g/cm3，熔點252°C，脆化溫度_30°C，熱分解溫度大于350°C，連續(xù)耐熱80-120°C，平衡吸水率2. 5%。能耐酸、堿、大多數(shù)無機鹽水溶液、鹵代烷、烴類、酯類、酮類等腐蝕，但易溶于苯酚、甲酸等極性溶劑。具有優(yōu)良的耐磨性、自潤滑性，機械強度較高。本發(fā)明優(yōu)選碳纖維作為主要原材料，因為碳纖維具有鋼鐵5倍的高強度，可以耐受2000°C以上的高溫的出色的耐熱性。出色的抗熱沖擊性；低熱膨脹系數(shù)，熱容量小，較節(jié)能；比重小，重量是鋼的1/5，優(yōu)秀的抗腐蝕與輻射性能，有助于提高制成葉片的綜合性能。用本發(fā)明制備的工程塑料合金經(jīng)過各種連續(xù)不間斷的反復測試，測試數(shù)據(jù)包括
I、高耐磨性測試，采用砂漿磨耗測試裝置測試，木材的磨損率為45%，黃銅的磨損率為
27%，酚醛樹脂板的磨損率為18%，聚甲醛塑料POM的磨損率為6%，聚四氟乙烯PTFE的磨損率為5%，尼龍66的磨損率為4%，本發(fā)明合成制備的工程塑料合金的磨損率為I. 2%。明顯比較出本發(fā)明合成制備的工程塑料合金的耐磨性能高于其他材質(zhì)的耐磨性能。2、自潤滑性測試，測試得本發(fā)明合成制備的工程塑料合金的動摩擦系數(shù)為自潤滑時O. 1-0. 22 ;水潤滑時為O. 05-0. I ;油潤滑時為O. 05-0. 08。其他材料的摩擦系數(shù)如下表所示，
權(quán)利要求
1.一種用于氣動水泵的葉片，其特征在于，所述葉片的原料成分包括碳纖維 50%-60%，工程塑料 40%-50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣動水泵的葉片，其特征在于，所述碳纖維包括聚丙烯腈纖維50%_60%、浙青纖維30%_40%、酹醒纖維小于等于10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣動水泵的葉片，其特征在于，所述工程塑料采用尼龍66。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于氣動水泵的葉片，其特征在于，所述尼龍66是由尼龍66 鹽熔體與第二主族金屬的化合物混合后經(jīng)聚合和后縮聚反應(yīng)制得，其中，基于尼龍66鹽的重量計，第二主族金屬的化合物的重量為O. 01%-1. 0%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣動水泵的葉片，其特征在于，所述葉片的原料成分包括碳纖維55%，工程塑料45%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣動水泵的葉片，其特征在于，所述葉片的原料成分包括碳纖維60%，工程塑料40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣動水泵的葉片的制備方法，其特征在于，葉片的制備方法包括將碳纖維進行大于等于200(TC的高溫碳化處理，制得石墨碳纖維；將石墨碳纖維與所述工程塑料均勻混合；混合完成后，在壓力為O. 5-2. OMPa下將物料擠出并造粒；造粒完成后，將物料粒制備成工程塑料合金，再將所述工程塑料合金加工成所述葉片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于氣動水泵的葉片的制備方法，其特征在于，所述石墨碳纖維的含碳量大于等于99%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于氣動水泵的葉片的制備方法，其特征在于，所述混合物料時的溫度包括前部階段、中部階段、后部階段，所述前部階段的溫度范圍為255-285 ，中部階段的溫度范圍為240-280°C，后部階段的溫度范圍為220-275°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于氣動水泵的葉片的制備方法，其特征在于，所述造粒時的溫度包括第一階段250-270°C，第二階段260-280°C，第三階段260_290°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于氣動水泵的葉片，所述葉片的原料成分包括碳纖維50%-60%，工程塑料40%-50%；葉片的制備方法包括首先將碳纖維進行大于等于2000℃的高溫處理，制得石墨碳纖維；然后將石墨碳纖維與所述工程塑料合成制備工程塑料合金；最后將其工程塑料合金加工成葉片。通過上述方式，本發(fā)明采用石墨碳纖維材料作為主原料，工程塑料為輔助原料合成制備出的葉片具有高自潤滑、高耐磨、耐低溫和耐沖擊等性能，使用壽命延長至普通葉片使用壽命的30倍。
文檔編號F04D29/02GK102588334SQ20121005416
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者竇振國, 竇敏江 申請人:常州竇氏氣動機械有限公司