一種用于制備高緊密度密封件的浸漬工藝的制作方法

本發明涉及一種用于制備高緊密度密封件的浸漬工藝。

背景技術：

隨著我國工業化進程的不斷增加，環境污染日益嚴重，國家對環保的重視程度越來越高，核電、石油化工等領域產生的揮發性有機物不僅會污染環境，還會危害身體健康，所以國家頒布標準規定石油化工企業及其生產設施的污染物排放限值。減少揮發性有機物排放量的重要途徑之一就是提高法蘭密封的有效性。

經試驗證明，密封件的緊密度會直接影響其密封有效性，目前還缺少通過提高密封件的緊密度來改善密封效果的密封件。本申請人提出通過在密封環中添加浸漬物的方法來提高密封件的緊密度，而如何能夠在密封環上成功地添加浸漬物則是迫切需要解決的技術問題與技術難題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種用于制備高緊密度密封件的浸漬方法，以提高密封件的緊密度而使其具有更好的密封可靠性。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種用于制備高緊密度密封件的浸漬工藝，包括如下步驟：

s1、采用具有內腔且內設托盤的浸漬罐，在將待浸漬處理的密封件置于所述托盤上后，將密封蓋密封連接在所述浸漬罐上以使得所述浸漬罐與所述密封蓋之間形成密封容腔；

s2、向所述密封容腔中持續地供入浸漬液，待浸漬液充盈整個密封容腔時，停止供入浸漬液；

s3、對所述密封容腔進行循環增壓，使其控制在0.1mpa～0.8mpa，該循環增壓過程持續0.5小時以上；

s4、靜置保壓3小時以上。

優選地，所述步驟s2中，自所述密封容腔的上部向所述密封件進行噴淋供液。

進一步地，在所述噴淋供液的過程中，所述托盤繞豎直方向延伸的軸心線旋轉，以使得密封件的表面被均勻噴淋。

優選地，所述浸漬工藝還包括用于對所述密封容腔內的浸漬液進行攪拌的攪拌步驟。

進一步地，所述密封蓋上設有向下伸入所述密封容腔中的攪拌頭，當所述密封容腔中的液面淹沒所述攪拌頭時，所述攪拌頭啟動而予以攪拌。

優選地，所述步驟s4中，保壓浸漬的時間為6h至28h。

優選地，步驟s3、步驟s4中，保持所述密封容腔內浸漬液的溫度處于5℃～80℃之間。

進一步地，在經步驟s3、步驟s4時，所述密封容腔內浸漬液的溫度處于50℃～60℃之間。

優選地，所述步驟s3、步驟s4中，所述密封容腔內的壓力值控制在0.3mpa～0.4mpa。

優選地，所述密封件由石墨或聚四氟乙烯材料制成，所述的浸漬液為主要由納米材料與至少含有穩定劑的溶劑配置而成的溶液，所述的納米材料為納米級或準納米級石墨、石墨聚合物、聚四氟乙烯、有機硅中的一種或多種。

由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：采用本發明的浸漬工藝對密封件進行浸漬處理時，能夠使得浸漬液中的納米材料充分地滲入密封件的柔性密封材料的微觀孔隙中，使得密封件整體的結構更為致密，大幅度地提升密封件整體的緊密度，使其在復雜工況下使用時密封更為有效與可靠。

附圖說明

附圖1為本發明采用的浸漬設備的整體結構示意圖；

附圖2為經浸漬后的密封件的截面示意圖；

其中：1、密封容器；1a、浸漬罐；1b、密封蓋；1c、密封圈；

2、托盤組件；21、托盤；22、旋轉、升降驅動裝置；23、旋轉、升降軸；

3、溫控裝置；31、加熱-冷卻管；32、控制器；

4、供液裝置；41、噴淋頭；42、儲液罐；43、噴淋控制閥；44、穩壓罐；45、穩壓閥；46、出液閥；47、流量計；

5、攪拌組件；51、攪拌頭；52、攪拌驅動器；

6、循環增壓裝置；61、循環增壓泵；62、增壓管；63、循環增壓控制閥；64、循環管；65、回液閥；

7、真空裝置；71、真空泵；72、真空計閥；73、真空計；

8、回收裝置；81、集液罐；82、排液閥；

9、液位計；10、溫度傳感器；11、壓力表；12、壓力表閥；13、排氣閥；

20、密封件。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例來對本發明的技術方案作進一步的闡述。

參見圖1所示為本實施例中采用的浸漬設備的整體結構示意圖。

參見圖1所示，該浸漬設備包括：

密封容器1，該密封容器1具有密封容腔，該密封容器1包括具有內腔的浸漬罐1a、可通過密封圈1c密封地蓋設在浸漬罐1a頂部的密封蓋1b，當密封蓋1b密閉地設于浸漬罐1a的頂部上時，浸漬罐1a與密封蓋1b之間形成密封容腔；

托盤組件2，托盤組件2包括用于承托待浸漬處理的密封件20的托盤21，該托盤21設于密封容器1的密封容腔中，參見圖1所示，托盤21沿厚度方向的截面呈鋸齒狀，使得托盤21上部的承托面與密封件20之間呈多點接觸或多線接觸，這樣，在托盤21承托密封件20浸入浸漬液中時，浸漬液也可從密封件20的底部滲入密封件20中。本實施例中，該托盤21可上下升降且可繞豎直方向延伸的軸心線旋轉地設置。該托盤組件2還包括自托盤21的下部豎直向下延伸并伸出密封容腔外的旋轉、升降軸23，以及用于驅使旋轉、升降軸23繞自身軸心線旋轉或是沿軸向伸長的旋轉、升降驅動裝置22；

溫控裝置3，該溫控裝置3主要用于控制密封容腔中浸漬液的溫度，以使其在浸漬處理的過程中保持在設定的溫度值或溫度范圍內。本實施例中，該溫控裝置3包括設于密封容腔中并位于托盤21下方的加熱-冷卻管31，以及設于密封容器1外用于控制加熱-冷卻管31進行加熱或冷卻工作狀態的控制器32。

該浸漬設備還包括用于向密封容腔中供入浸漬液的供液裝置4、用于對密封容腔進行循環增壓的循環增壓裝置6，以及用于對密封容腔進行抽真空的真空裝置7。上述的循環增壓裝置6與真空裝置7在浸漬設備上也可擇一安裝，也可按照本實施例的方式同時安裝，以根據實際的浸漬工藝選擇使用。

供液裝置4包括用于儲存浸漬液的儲液罐42、與儲液罐42相連接的噴淋頭41，噴淋頭41伸入密封容腔中并位于托盤21的上方。具體地，噴淋頭41的進液口處設有噴淋控制閥43，儲液罐42的下部設有出液閥46，出液閥46與噴淋控制閥43之間設有循環增壓泵61。在向密封容腔中供液時，將噴淋控制閥43與出液閥46分別打開，通過循環增壓泵61將儲液罐42中的浸漬液泵入噴淋頭41以進行噴淋供液。參見圖1所示，該供液裝置4還包括穩壓罐44、連接在穩壓罐44與儲液罐42上部之間的穩壓閥45，以在儲液罐42向噴淋頭41供液時穩定儲液罐42中的壓力。

參見圖1所示，循環增壓裝置6包括循環增壓泵61，噴淋控制閥43與循環增壓泵61之間設有增壓管62，該增壓管62向下伸入密封容腔中，增壓管62上設有循環增壓控制閥63。循環增壓裝置6還包括連接在密封容腔底部與儲液罐42之間的循環管64、設于循環管64上的回液閥65。

在向密封容腔中進行噴淋供液時，循環增壓控制閥63及回液閥65保持關閉狀態；而當密封容腔內充滿浸漬液時，噴淋控制閥43關閉，循環增壓控制閥63及回液閥65均打開，儲液罐42、循環增壓泵61、增壓管62、密封容腔、循環管64之間形成了供浸漬液循環的循環回路，循環增壓泵61工作以對密封容腔內進行循環增壓。

參見圖1所示，真空裝置7包括與密封容腔通過抽真空管相連接的真空泵71、設于抽真空管上的真空計73及真空計閥72，該真空裝置7在浸漬工藝中處于關閉狀態而不參與工作。

參見圖1所示，該浸漬設備還包括攪拌組件5，該攪拌組件5包括伸入密封容腔中的攪拌頭51、設于密封容腔外用于驅使攪拌頭51旋轉攪拌工作的攪拌驅動器52。

參見圖1所示，該浸漬設備還包括在浸漬結束后對密封容器1內的浸漬液進行回收的回收裝置8，其包括集液罐81、連接在集液罐81與密封容器1之間的排液管、設于該排液管上的排液閥82。

參見圖1所示，該浸漬設備還包括：用于檢測密封容器1中液位的液位計9、用于檢測密封容腔內浸漬液溫度的溫度傳感器10、用于檢測密封容腔內壓力值的壓力表11，以及用于控制壓力表11與密封容腔連通狀態的壓力表閥12，密封容器1的頂部還設有排氣閥13。

以下說明采用本實施例的浸漬設備來完成密封件浸漬處理的詳細過程。

在以下的浸漬過程中，浸漬設備的真空裝置7保持關閉狀態。

密封件20為如石墨、聚四氟乙烯等柔性密封材料制成的密封環；浸漬液采用主要由納米材料與至少含有穩定劑的溶劑配置而成的溶液，上述的納米材料可為納米級或準納米級石墨、石墨聚合物、聚四氟乙烯、有機硅中的一種或多種，浸漬的目的則是使得納米材料內的納米顆粒滲入密封件20的微觀孔隙中而形成具有更為致密結構的新密封件。

該浸漬工藝按照如下的步驟依次進行：

（1）置入密封件20：

將待浸漬處理的密封件20置于托盤21上，然后將密封蓋1b密封地蓋設在浸漬罐1a上，使得浸漬罐1a與密封蓋1b之間形成密封容腔。其中，密封件20為由如石墨或聚四氟乙烯材料等柔性密封材料制成。

（2）向密封容腔中供入浸漬液：

向密封容腔中供液。此時，排氣閥13、壓力表閥12打開，噴淋控制閥43、穩壓閥45、出液閥46均打開，且循環增壓控制閥63、回液閥65、排液閥82均處于關閉狀態，由循環增壓泵61將儲液罐42內的浸漬液泵入噴淋頭41，經噴淋頭41向下噴淋供液。

在噴淋供液的同時，旋轉、升降驅動裝置22工作而使得托盤21繞旋轉、升降軸23的軸心線旋轉，以使得密封件20在托盤21的帶動下旋轉，以使其表面均勻地被噴淋到浸漬液，這樣在噴淋的過程中就使得密封件20的外側周面上均被噴淋到浸漬液。噴淋供液的時間越長，托盤21旋轉的速度越慢，密封件20的浸漬趨勢則更均勻。

在噴淋的過程中，當浸漬液淹沒加熱-冷卻管31時，控制器32即可使得加熱—冷卻管31開始工作，對浸漬液進行加熱或冷卻，使其逐漸達到設定的溫度值或溫度范圍。該溫度范圍優選地為5℃～80℃之間，更為優選地為50℃～60℃，以在確保浸漬液內有效組分不揮發的同時，盡量地提高浸漬液內有效組分的活性，提高浸漬效果。

當浸漬液淹沒攪拌頭51時，攪拌驅動器52驅使攪拌頭51開始攪拌工作，以使得密封容腔內的浸漬液更為均勻。

待浸漬液充滿密閉容腔后，停止供液，并關閉排氣閥13和噴淋控制閥43。

（3）對密封容腔進行循環增壓：

打開循環增壓控制閥63、回液閥65，利用循環增壓泵61對密封容腔進行循環增壓，使得密封容腔內的壓力控制在0.1mpa～0.8mpa，在保證密封容器1密封性有效可靠的前提下，密封容腔內的壓力值越高，浸漬效果越理想。實際浸漬處理時，在兼顧浸漬效果與密封容器1密封可靠性的前提下，上述壓力值優選地為0.3mpa～0.4mpa。上述循環增壓過程應持續0.5小時以上。

（4）靜置保壓：

待循環增壓結束后，關閉循環增壓控制閥63、回液閥65、出液閥46，托盤21、攪拌頭51停止旋轉，靜置保壓3小時以上，通常為6h至28h之間，完成靜置浸漬。

實際浸漬加工處理時，可根據實際需要重復上述步驟（3）、步驟（4）一次或多次。

待浸漬完成后，關閉穩壓閥45，并打開排氣閥13進行卸壓，同時啟動溫控裝置3使得加熱-冷卻管31對浸漬液進行冷卻，托盤21與攪拌頭51可同時旋轉以提高冷卻效率，待浸漬液冷卻后打開排液閥82進行收集。最后打開密封蓋1b將密封件20取出。

以下以常見的石墨填料密封環為例，來說明浸漬前后密封件20緊密度的變化情況：

浸漬前，測量獲知石墨填料的緊密度為1.41×10^-5mbar·l/(s·mm閥桿直徑)，上述的閥桿直徑亦即密封件的環內徑值。

采用上述的浸漬工藝，其中，浸漬液采用納米石墨乳液配以含有穩定劑的溶劑的溶液，浸漬過程中，浸漬液的溫度控制在50℃～60℃之間，循環增壓時增壓具體值為0.3mpa～0.4mpa之間，循環增壓時間為1小時，靜置浸漬時間為28h。循環增壓與靜置增壓各1次。浸漬結束后，密封件的微觀截面如圖2所示，其結構極為致密。

經該浸漬處理后的密封件20的緊密度達到2.04×10^-9mbar·l/(s·mm閥桿直徑)，其緊密度明顯地得到大幅提升。

綜上，本發明的浸漬工藝，其能夠有效地對密封件20進行浸漬處理，使得納米材料充分地滲入密封件20的柔性密封材料的微觀孔隙中，使得密封件20整體的結構更為致密，大幅度地提升密封件20整體的緊密度，使其在復雜工況下使用時密封更為有效與可靠。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。