專利名稱：螺桿抽油泵襯膠定子的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油田采油用設備——螺桿抽油泵中的一個重要部件，即襯膠定子的制造方法。
這種產品中的橡膠襯膠，除了要求橡膠材質本身具有耐油、耐磨、耐地下油層深處的高溫外，還要求橡膠與金屬鋼管的密著性好、材料的致密度高。這是因為螺桿抽油泵要深入地下千米以上，其安裝，掉換十分麻煩，故采油工業(yè)希望螺桿抽油泵的壽命越長越好；在泵的使用過程中，一旦橡膠與金屬發(fā)生脫離或者橡膠層有些磨損，就會直接影響到定子與轉子之間的配合間歇，泵效就會下降，甚至失效。因此，襯膠工藝對本產品的質量有至關重要的影響。
目前制造模型橡膠制品的方法主要有模壓硫化、移模硫化、注壓硫化三種(參見《橡膠加工基本工藝》，化工部人事教育司、化工部教育培訓中心編，化學工業(yè)出版社，1997年7月，P293)；對于象螺桿抽油泵襯膠定子那樣的長條規(guī)格，構型又很復雜的產品，由于設備限制，顯然不適合用模壓法或注壓法生產，而只能采用傳遞模塑技術。傳遞模塑又叫做壓鑄法或移模法，該法是將預先準備好的膠料裝在位于模型上部的注膠缸內，在強大的壓力下把膠料壓入模腔，然后移入硫化罐硫化。目前形狀比較復雜且物理機械性能要求較高的橡膠金屬制品均采用此法生產(參見《橡膠加工工藝》，北京化工學院等合編，陳耀庭主編，化學工業(yè)出版社，1982年11月，P266)。
以往在采用此法生產螺桿抽油泵襯膠定子時，首先是將待襯膠鋼管(定子鋼管)與插入鋼管內的表面車成一定螺紋形狀的長條模芯組成模腔。注壓缸內的活塞在壓機平板的強大壓力作用下把裝在注膠缸內膠料從注膠缸的注膠孔擠出，膠料沿注膠模具的流道，從定子鋼管的一端進入鋼管與模芯組成的模腔內，徐徐流向定子鋼管的另一端，直至膠料填充滿全部模腔，再移送硫化罐硫化。這種工藝要讓膠料從定子鋼管的一端流向另一端，整個流程較長，沿途受到鋼管內壁和模芯表面的摩擦阻力較大，而且此阻力隨著鋼管長度的增加，以及鋼管內壁與模芯表面之間間隙的減少而增大。為克服此阻力，不得不增大注膠壓力。這樣一來，不但能耗較大，設備也易受損傷，而且往往出現注膠不到頭，不能充滿模腔或將預先涂布在鋼管內壁上的橡膠與金屬粘合用膠粘劑沖刷掉等現象，造成廢次品。
本發(fā)明是這樣實現的，即它是一種運用傳遞模塑技術的螺桿抽油泵襯膠定子的制造方法，其特征是，在待襯膠鋼管中間部位的鋼管壁上設置帶螺紋的進膠孔，在壓機壓力的作用下，從注膠缸被注壓流出的膠料，通過該進膠孔，沿鋼管內壁和設置在鋼管內的模芯之間的間隙流向鋼管兩端，完成襯膠的成型作業(yè)，以相應的螺釘堵塞進膠孔后，將襯膠半成品送硫化罐硫化。
由于本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的從定子鋼管的一端向另一端注膠的方法，改從鋼管的中間向兩端注膠，因此膠料的流動途徑比傳統(tǒng)的方法減少了1/2，同時由于膠料在模腔內是向著兩邊流動擴展，其流動面積擴大了一倍，于是膠料的流動阻力明顯降低，因而能用較小噸位的壓機，以較低的壓力生產以往較難圓滿注膠的長規(guī)格襯膠定子。此外，由于設置在鋼管壁上的進膠孔預先車有螺紋，故在完成注膠作業(yè)后，可以用相應規(guī)格的螺釘把進膠孔堵塞住，從而保證了在后續(xù)的硫化工序中模腔的完整性和密封性，確保得到致密而優(yōu)質的襯膠層。所述的進膠孔大小宜為Φ8-24mm，進膠孔過小，膠料的流入阻力較大，對注膠作業(yè)不利；進膠孔過大，有可能損及鋼管的強度。為了防止膠料在強大的壓力下流入模腔時把模芯擠歪，特地將進膠孔對稱地設置在沿鋼管軸向中心線并垂直于注膠缸活塞運動方向的平面上，這樣一來，膠料從相對配置的進膠孔流入時，作用于模芯的力的方向相向，相互抵消，就不會把模芯壓歪，保證得到正確構型的襯膠。進膠孔的數量一般為一對，即二個，對于尺寸特別長，而膠料粘度又較高的情況，可以設置多達四對，即八個進膠孔，進膠孔數量過多可能損及鋼管強度。
為了進一步促進膠料在模腔內的流動，保證膠料填充滿整個模腔，利用膠料在受熱時粘度會降低的特點，在使用壓機通過注膠缸注膠前，宜以70-110℃預熱模芯、鋼管和注膠缸。預熱溫度過低，效果不明顯，預熱溫度過高，有造成膠料焦燒之慮，故均不適宜。當然，為了確保膠料在模腔內的流動性，膠料本身的粘度也必須予以適當控制，即它的門尼粘度宜為為10-55(ML1+4，100℃)，粘度過低，不能確保襯膠層具有足夠的強度和耐磨性；粘度過高，膠料在模腔內不易流動。采取了上述措施后，注膠所用壓機的噸位為300-500t，就足夠了，注膠所用壓力也不必達到壓機的極限值，有利于設備的保養(yǎng)和節(jié)省能耗。
曾采用本發(fā)明之方法來生產規(guī)格為Φ100×1800mm的螺桿抽油泵襯膠定子，結果是，在同樣采用500噸壓機，施加350t壓力的條件下，采用傳統(tǒng)的單端注膠工藝，注膠時間需25分鐘以上，廢次品率為8％左右；采用本發(fā)明之工藝方法，注膠時間僅需12分鐘，基本上不出現因注膠不足而形成的廢次品。
下面結合實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明決不局限于這些實施例。


圖1是采用本工藝方法的示意圖；圖2是采用傳統(tǒng)的單端注膠工藝示意圖；圖3是圖1和2中的待襯膠鋼管7的軸向剖面示意圖，圖中示出了由鋼管和模芯組成的模腔；圖4是圖1中A-A斷面示意圖。
圖中的標號為1—壓機上平板；2—注膠缸活塞；3—注膠缸；4—膠料；5—注膠缸出膠孔；6—膠料流道；7—待襯膠鋼管(定子鋼管)；8—壓機下平板；9—注壓模；10—鋼管進膠孔；11—模腔；12—模芯。圖中的箭頭指示膠料的流動方向。
采用以結合丙烯腈含量為30-35％的丁腈橡膠為基礎，添加適當的填充劑、增塑劑、防老劑以及以次磺酰胺類促進劑—硫黃為代表的硫化體系配制成混煉膠，停放1-2天后，該混煉膠經適當回煉，出片成膠卷，投入注膠缸中，采用500噸壓機，按圖1和2所示的本發(fā)明工藝方法(實施例1-4)和傳統(tǒng)的注膠工藝(比較例1-2)分別進行注膠作業(yè)，然后送硫化罐硫化。有關的工藝參數和注膠效果如表1所示。
由該表可見，采用本發(fā)明方法的效果明顯，即1)可以使用較低的壓力來生產較長規(guī)格的產品，有利于設備保養(yǎng)，節(jié)約能耗；
2)能使膠料充分填充模腔，不會發(fā)生使用傳統(tǒng)方法時經常出現的因注膠不滿而造成廢次品；3)減少了注膠時間，提高了勞動生產率。
本發(fā)明方法原理也可用于制造其它類似的復雜構型的長條橡膠金屬結合制品。
表1

權利要求
1.一種運用傳遞模塑技術的螺桿抽油泵襯膠定子的制造方法，其特征是，在待襯膠鋼管[7]中間部位的鋼管壁上設置帶螺紋的進膠孔[10]，在壓機壓力的作用下，從注膠缸[3]被注壓流出的膠料[4]，通過該進膠孔[10]，沿鋼管內壁和設置在鋼管內的模芯[12]之間的間隙流向鋼管兩端，完成襯膠的成型作業(yè)，以相應的螺釘堵塞進膠孔[10]后，將襯膠半成品送硫化罐硫化。
2.如權利要求1所述的螺桿抽油泵襯膠定子的制造方法，其特征是，所述的進膠孔[10]為Φ8-24mm的帶螺紋孔，并且對稱地設置在沿鋼管[7]軸向中心線并垂直于注膠缸活塞運動方向的平面上，孔數為1-4對，即2-8個。
3.如權利要求1或2所述的螺桿抽油泵襯膠定子的制造方法，其特征是，在使用壓機通過注壓缸[3]注膠前，以70-110℃預熱模芯[12]、鋼管[7]和注膠缸[3]。
4.如權利要求1或2所述的螺桿抽油泵襯膠定子的制造方法，其特征是，用于注膠的膠料的門尼粘度為10-55(ML1+4，100℃)。
5.如權利要求1或2所述的螺桿抽油泵襯膠定子的制造方法，其特征是，用于注膠的壓機噸位為300-500t。
全文摘要
一種運用傳遞模塑技術的螺桿抽油泵襯膠定子的制造方法，其特征是，在待襯膠鋼管中間部位的鋼管壁上設置帶螺紋的進膠孔，在壓機壓力的作用下，從注膠缸被注壓流出的膠料，通過該進膠孔，沿鋼管內壁和設置在鋼管內的模芯之間的間隙流向鋼管兩端，完成襯膠的成型作業(yè)，以相應的螺釘堵塞進膠孔后，將襯膠半成品送硫化罐硫化。所述的進膠孔對稱地設置在沿鋼管軸向中心線并垂直于注膠缸活塞運動方向的平面上，在使用壓機通過注壓缸。注膠前，以70－110℃預熱模芯、鋼管和注膠缸，本法可以使用較低的壓力來生產較長規(guī)格的產品，并消除使用傳統(tǒng)方法時經常出現的因注膠不滿而造成廢次品。
文檔編號B29C45/02GK1443638SQ0213714
公開日2003年9月24日 申請日期2002年9月25日 優(yōu)先權日2002年9月25日
發(fā)明者王兆東 申請人:上海橡膠制品研究所