專利名稱：用于磁驅(qū)動泵的內(nèi)驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種磁驅(qū)動離心泵。
背景技術(shù)：
磁驅(qū)動離心泵包括容納正在泵送的工藝流體的濕潤部分以及具有向泵送流體提 供動力的驅(qū)動器的干燥部分。干燥部分僅外露于泵周圍的大氣。在一種典型的磁驅(qū)動設(shè)計 中，內(nèi)驅(qū)動器和外驅(qū)動器由包殼分開，包殼防止泵送流體逸出到環(huán)境中。通常由電動馬達驅(qū) 動的外驅(qū)動器位于干燥部分內(nèi)并且磁驅(qū)動濕潤部分內(nèi)的連接到泵輪上的內(nèi)驅(qū)動器。由于磁 驅(qū)動泵是不密封的，經(jīng)常選擇它們來泵送非常酸性或苛性的工藝流體，例如鹽酸、硝酸以及 次氯酸鈉。外驅(qū)動器和內(nèi)驅(qū)動器均具有一系列繞其外圍安裝的磁體。各磁體同步耦接到另一 個驅(qū)動器上的極性相反的對應(yīng)磁體。磁體間的吸引導(dǎo)致兩個驅(qū)動器間的磁性耦合，使得內(nèi) 驅(qū)動器以與由馬達驅(qū)動的外驅(qū)動器相同的速度旋轉(zhuǎn)。內(nèi)驅(qū)動器和外驅(qū)動器必須相對靠近地 定位到一起，以便進行有效的動力傳輸，這需要在包殼和各驅(qū)動器之間保持相對小的間隙。 在一個實例中，間隙大約為0. 060英寸。在一種類型的磁驅(qū)動泵中，主要通過抗化學(xué)性塑料殼保護內(nèi)驅(qū)動器磁體不受腐蝕 性工藝流體作用，該塑料殼通常注塑成型在內(nèi)驅(qū)動器的磁體周圍。腐蝕性工藝流體最終滲 透塑料殼，因而侵襲下面的磁體。一旦腐蝕性工藝流體滲透塑料覆層，殼就會膨脹，引起內(nèi) 驅(qū)動器和包殼之間的干涉以及泵故障。因而，所需要的是一旦工藝流體滲透塑料殼時更能抵抗膨脹的內(nèi)驅(qū)動器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種包括對腐蝕性工藝流體的附加保護的磁性泵送元件，例如磁驅(qū)動 泵的內(nèi)驅(qū)動器。內(nèi)驅(qū)動器包括軛，其具有支撐于軛上的多個磁體。保護性覆層包圍磁體的 至少一部分，并且在一個實例中，其在軛上部分地延伸。通常，金屬構(gòu)件，例如基于鎳的合金 套筒，接近磁體配置。塑料殼接近套筒配置。在一個實例中，由于成型過程，殼完全封裝軛 和磁體，使得不需要進一步操作，例如塑料焊接，來封裝軛和磁體。粘合材料配置在塑料殼和金屬套筒之間，包括墊環(huán)，將塑料殼和金屬套筒彼此接 合。粘合材料防止了一旦腐蝕性工藝流體滲透殼而由其填充的腔的形成。此外，粘合材料 防止工藝流體與套筒反應(yīng)，并防止工藝流體在塑料殼和金屬套筒/墊環(huán)之間的遷移及進入 接點和磁體區(qū)域。此外，本發(fā)明提供了一種一旦工藝流體滲透塑料殼時更能抵抗膨脹的內(nèi)驅(qū)動器。通過隨后的說明書以及附圖可以更好地理解本發(fā)明的上述以及其它特征，下面是簡要描述。


圖1是示意性描述磁驅(qū)動離心泵組件的截面視圖；圖2是一體葉輪和內(nèi)驅(qū)動器組件的部分截面視圖；圖3是圖2所示并沿線3-3獲取的內(nèi)驅(qū)動器的截面視圖；圖4是圖3中由圈4所指示的區(qū)域的放大視圖。
具體實施例方式在圖1中示意性顯示了磁驅(qū)動離心泵組件10。組件10包括驅(qū)動泵14的馬達12。 馬達12和泵14由框架16支撐。馬達12包括耦接到泵14的從動軸20上的驅(qū)動軸18。外驅(qū)動器22由從動軸20支撐。外驅(qū)動器22包括安裝在外驅(qū)動器外圍的磁體，以 便磁性驅(qū)動內(nèi)驅(qū)動器28，內(nèi)驅(qū)動器28支撐磁極與外驅(qū)動器22上的磁體相反的磁體。泵14包括將從動軸20和外驅(qū)動器22支撐在泵14的干燥部分26的外殼24。泵 箱34提供用于保持工藝流體的濕潤部分36，濕潤部分36與干燥部分26分開。泵箱34容 置內(nèi)驅(qū)動器28，內(nèi)驅(qū)動器28耦接到葉輪30上。葉輪30繞固定軸32旋轉(zhuǎn)。工藝流體由葉 輪30從入口 38泵送到出口 40。在圖2所示的實例中，內(nèi)驅(qū)動器28和葉輪30以一定方式形成以便提供一體或可 分開的葉輪和內(nèi)驅(qū)動器組件42。典型的內(nèi)驅(qū)動器28包括繞其外周支撐多個磁體46的軛 44。軛44通常由磁導(dǎo)體構(gòu)成，例如延性鐵，以便吸收磁體46后面的磁通量線。前和/或后 墊環(huán)48鄰近于磁體46的任一側(cè)配置在軛上。墊環(huán)48通常由非磁性材料(例如不銹鋼) 構(gòu)成，使得它們不會中斷磁體工作側(cè)的磁通量線。套筒56在磁體46的徑向外側(cè)配置以便保護磁體46免受工藝流體作用。套筒56 由于基于鎳的合金構(gòu)成，例如耐鹽酸鎳基合金(hastelloy)或鉻鎳鐵合金(inconel)。套 筒56可以是壓在磁體46上的薄罐。作為備選方案，套筒56可以是與墊環(huán)48中的一個一 體制成并從其軸向延伸的機加工封裝物。殼60繞軛44、磁體46、墊環(huán)48、套筒56成型，以便保護部件不受工藝流體影響。 殼60可以由氟塑料，例如乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)構(gòu)成。也可使用其它熔化可加工 的含氟聚合物，例如全氟烷氧基聚合物(PFA)。樹脂也可以是玻璃或碳纖維增強的。例如， 可以使用10-35%范圍的纖維，并且在一個實例中為20%。在現(xiàn)有技術(shù)中，僅殼60和套筒56保護磁體46不受滲透殼60的工藝流體影響。然 而，希望對腐蝕性工藝流體增加保護。對此，本發(fā)明性內(nèi)驅(qū)動器28還包括配置在磁體46上 的粉末覆層52。粉末覆層52可以從軛44的一個軸向端延伸到軛44的另一端，提供相對軛 44密封磁體46的屏障。在所示的實例中，粉末覆層52配置在墊環(huán)48和軛44之間。參照 圖3，通常使用填充材料54制成厚嵌條(generousf illet) 50，提供在磁體46之間的間隙49 內(nèi)。嵌條50提供磁體46和軛44之間的光滑過渡，這產(chǎn)生了沒有凹坑和裂紋的光滑連續(xù)覆 層。通常用于內(nèi)驅(qū)動器的填充材料54，填充磁體46和套筒56之間的間隙49的剩余部分， 以防止由于注塑成型產(chǎn)生的套筒破裂。一種適當?shù)姆勰└矊訛榄h(huán)氧樹脂聚酯混合物，其具有低固化溫度(250-275 T )。一種實例混合物具有大約50%的環(huán)氧樹脂和50%的聚酯。粉末覆層優(yōu)選具有良好的粘附 力、耐削切性以及耐化學(xué)性。多個覆層是所希望的。該覆層必須承受殼60的成型溫度(超 過600 T )。下面是適合的填充和粉末覆層材料的實例的屬性表。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一旦滲透殼60，工藝流體就與套筒56反應(yīng)，形成鹽和在塑料殼60下產(chǎn) 生固體材料堆積的其它化合物。這種材料堆積經(jīng)常導(dǎo)致引起泵14故障的殼60的局部膨脹。 此外，滲透殼60的工藝流體可以受到由殼60的撓曲產(chǎn)生的泵送效應(yīng)的影響。滲透殼60的 工藝流體的這種擾動加速了套筒56的腐蝕并迫使產(chǎn)品進入接點和磁體區(qū)域。為了解決這個問題，本發(fā)明性內(nèi)驅(qū)動器28還在套筒56和任何其它潛在活性材料 之間采用結(jié)合界面，例如墊環(huán)48和殼60。這防止了可以由固體材料或工藝流體填充的腔的 形成。結(jié)合界面58由能夠?qū)?0的材料接合到套筒56和/或墊環(huán)48的材料上的適當 粘合材料提供。在一個實例中，粘合材料可以是聚合粘結(jié)劑和含氟聚合物的混和的結(jié)合底 漆。在一個實例中，結(jié)合底漆在高達550下下穩(wěn)定，并具有可忽略的零滲氣。兩個適當配方 的實例為配方1 PelSeal PLV2100氟橡膠彈性體，33%固體-13克PelSeal 促進劑 no. 4-0. 5 毫升DuPont ETFE 粉末 532-6210-4. 5 克配方2 甲乙基酮-13克PelSeal PLV2100氟橡膠彈性體，33%固體-13克PelSeal 促進劑 no. 4-0. 5 毫升DuPont ETFE 粉末 532-6210-4. 5 克配方2產(chǎn)生更低的粘度，并且優(yōu)選地與用刷子或墊的應(yīng)用相反進行噴灑。軛44、磁體46、墊環(huán)48以及套筒56通常組裝成一個單元并且殼60繞該單元成型。 典型的成型過程在成型支撐區(qū)域62形成空隙。成型支撐區(qū)域62由在成型過程中使用的支 撐件64產(chǎn)生，支撐件64隨著殼繞該單元成型而將該單元定位在所希望的位置。成型支撐 區(qū)域62內(nèi)的這種空隙必須通過二次熔化操作例如塑料焊接來填充。熔化產(chǎn)生在基礎(chǔ)材料 和焊接材料之間存在不良結(jié)合的分界面。這經(jīng)常導(dǎo)致形成弱化區(qū)域，該弱化區(qū)域為腐蝕性 工藝流體提供了進入并侵蝕磁體46的早期泄漏路徑。本發(fā)明利用形成殼60的成型過程，完全封裝了該單元?？梢允嵌鄠€銷的支撐件64 在成型過程的所希望的時刻縮回，使得形成殼60的材料在成型過程中填充模具支撐區(qū)域 62。用作殼60的塑料的配方能夠使材料在模具內(nèi)更好地向前流動，以便一旦支撐件64縮 回就迅速填充成型支撐區(qū)域。盡管已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會意識到在本發(fā)明的 范圍內(nèi)的某些修改。具體說來，所公開的材料及其屬性僅是示范性的，決不傾向于限制本發(fā) 明的范圍。出于上述以及其它原因，應(yīng)研究隨后的權(quán)利要求以便確定本發(fā)明的真實范圍和 內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種制造磁性驅(qū)動元件的方法，包括下列步驟將軛和磁體作為一個單元插入模具中；通過在所述單元上的模制支撐區(qū)域處的支撐件而在模具內(nèi)支撐所述單元；以塑料填充所述模具；在模制過程中，在預(yù)定的時間將所述支撐件從所述模制支撐區(qū)域收回；以塑料填充所述模制支撐區(qū)域，并在所述模具內(nèi)以塑料完全封裝所述單元，以提供殼體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述殼體在所述模制支撐區(qū)域是連續(xù)的、 不間斷的，且沒有空隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述支撐步驟包括將所述單元定位于所 述模具中希望的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述單元包括墊環(huán)、套筒和保護性覆層， 其中，所述墊環(huán)設(shè)置在所述軛的徑向外側(cè)并軸向鄰近所述磁體，所述套筒設(shè)置在所述墊環(huán) 和保護性覆層的徑向外側(cè)，且所述保護性覆層設(shè)置在所述墊環(huán)和軛之間以及所述墊環(huán)和磁 體之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述保護性覆層是環(huán)氧樹脂聚酯粉末覆 層，且所述殼體包含乙烯_四氟乙烯共聚物和全氟烷氧基聚合物中的至少一種。
6.一種磁性驅(qū)動元件，包括單元，其包括支撐在軛上的磁體，所述單元包括模制支撐區(qū)域； 殼體，以連續(xù)的聚合物樹脂層完全封裝所述軛和磁體，并在所述模制支撐區(qū)域沒有任 何熔化的塑料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁性驅(qū)動元件，其特征在于所述殼體包含乙烯_四氟乙烯 共聚物和全氟烷氧基聚合物材料中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁性驅(qū)動元件，其特征在于包括保護性覆層，所述保護性覆 層設(shè)置在磁體和軛上方，提供將磁體相對于軛密封的屏障，其中所述殼體與所述保護性覆 層為不同的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁性驅(qū)動元件，其特征在于所述軛的末端包括模制支撐表 面，其配置為在殼體的塑料模制過程中接收模制支撐件，所述保護性覆層延伸到所述模制 支撐表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁性驅(qū)動元件，其特征在于所述保護性覆層為環(huán)氧樹脂聚酯粉末覆層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁性驅(qū)動元件，其特征在于所述殼體包含乙烯_四氟乙 烯共聚物和全氟烷氧基聚合物材料中的至少一種，具有0-35%的加強纖維。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁性驅(qū)動元件，其特征在于包括多個磁體、以及設(shè)置在所 述磁體上方的金屬套筒，并在所述磁體和金屬套筒之間具有間距，設(shè)置在所述間距中的填 充材料包括具有彈性體和鋁顏料的環(huán)氧樹脂，塑料殼體設(shè)置在所述金屬套筒上方。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁性驅(qū)動元件，其特征在于粘合材料將殼體和金屬套筒 結(jié)合起來，所述粘合材料包括乙烯_四氟乙烯共聚物粉末和彈性體。
全文摘要
一種用于磁驅(qū)動泵的內(nèi)驅(qū)動器，包括支撐于軛上的磁體。內(nèi)驅(qū)動器繞軸線驅(qū)動以便泵送腐蝕性工藝流體。磁體和軛在成型過程中進行完全封裝，以便將磁體和軛完全包圍在保護性塑料殼內(nèi)。套筒在磁體的徑向外側(cè)配置，以便進一步提供保護。墊環(huán)配置在磁體的任一側(cè)。粘合材料將塑料殼接合到墊環(huán)和套筒，以防止在塑料殼下方形成一旦工藝流體滲透塑料殼就被工藝流體填充的空間。保護性覆層配置在磁體的至少一部分上，以便進一步將磁體與工藝流體隔離。
文檔編號H02K5/124GK101860146SQ20101017545
公開日2010年10月13日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者A·M·埃克伯格, D·M·卡爾, K·E·克雷姆利奇, P·R·小博爾加德, S·M·阿倫 申請人:勝達因公司