本發(fā)明涉及一種用于制備高緊密度密封件的真空浸漬方法。

背景技術(shù)：

隨著我國工業(yè)化進程的不斷增加，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，國家對環(huán)保的重視程度越來越高，核電、石油化工等領(lǐng)域產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物不僅會污染環(huán)境，還會危害身體健康，所以國家頒布標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定石油化工企業(yè)及其生產(chǎn)設(shè)施的污染物排放限值。減少揮發(fā)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(jīng)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(huán)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(huán)上成功地添加浸漬物則是迫切需要解決的技術(shù)問題與技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于制備高緊密度密封件的真空浸漬方法，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(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于制備高緊密度密封件的真空浸漬方法，所述真空浸漬方法包括如下步驟：

s1、采用具有內(nèi)腔且內(nèi)腔中設(shè)有可升降托盤的浸漬罐；

s2、向所述浸漬罐置入浸漬液，并保持托盤位于浸漬液液位上方；

s3、將待浸漬處理的密封件置于所述托盤上，然后將密封蓋密封連接在所述浸漬罐的頂部，使得所述浸漬罐與所述密封蓋之間形成密封容腔；

s4、將所述密封容腔中抽真空；

s5、降下所述托盤，使得所述密封件整體浸入浸漬液中。

優(yōu)選地，所述真空浸漬方法還包括以下步驟：

s6、所述托盤上升，并重復(fù)步驟s4、步驟s5。

進一步地，重復(fù)所述步驟s6一次或多次。

更進一步地，所述密封件單次浸在浸漬液中的時間不少于1小時。

優(yōu)選地，所述密封件浸漬在所述浸漬液中的總時長不小于6小時。

優(yōu)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(wěn)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(zhǔn)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。

優(yōu)選地，在經(jīng)所述步驟s5前，所述密封容腔內(nèi)浸漬液的溫度保持在5℃至50℃。

優(yōu)選地，所述步驟s4中，使得將所述密封容腔內(nèi)絕對壓力保持在5000pa以下。

優(yōu)選地，在所述密封件浸入浸漬液中時，對所述密封容腔內(nèi)的浸漬液進行攪拌。

優(yōu)選地，在完成對所述密封件的浸漬后，先對所述密封容腔進行卸壓，然后將所述浸漬罐內(nèi)的浸漬液進行排液，再取出浸漬后的所述密封件。

由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：采用本發(fā)明的真空浸漬方法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(jié)構(gòu)更為致密，大幅度地提升密封件整體的緊密度，使其在復(fù)雜工況下使用時密封更為有效與可靠。同時，浸漬時所采用的浸漬設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，外圍結(jié)構(gòu)簡潔，操作也很方便。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明采用的浸漬設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為經(jīng)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(zhuǎn)、升降驅(qū)動裝置；23、旋轉(zhuǎn)、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(wěn)壓罐；45、穩(wěn)壓閥；46、出液閥；47、流量計；

5、攪拌組件；51、攪拌頭；52、攪拌驅(qū)動器；

6、循環(huán)增壓裝置；61、循環(huán)增壓泵；62、增壓管；63、循環(huán)增壓控制閥；64、循環(huán)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(jié)合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明的技術(shù)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(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

參見圖1所示，該浸漬設(shè)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(nèi)腔的浸漬罐1a、可通過密封圈1c密封地蓋設(shè)在浸漬罐1a頂部的密封蓋1b，當(dāng)密封蓋1b密閉地設(shè)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(shè)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的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(zhuǎn)地設(shè)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(zhuǎn)、升降軸23，以及用于驅(qū)使旋轉(zhuǎn)、升降軸23繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)或是沿軸向伸長的旋轉(zhuǎn)、升降驅(qū)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(shè)定的溫度值或溫度范圍內(nèi)。本實施例中，該溫控裝置3包括設(shè)于密封容腔中并位于托盤21下方的加熱-冷卻管31，以及設(shè)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(tài)的控制器32。

該浸漬設(shè)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(huán)增壓的循環(huán)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(huán)增壓裝置6與真空裝置7在該浸漬設(shè)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(jù)實際的浸漬工藝選擇使用，本實施例中則需要保留真空裝置7以對密封容腔進行抽真空處理。

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(shè)有噴淋控制閥43，儲液罐42的下部設(shè)有出液閥46，出液閥46與噴淋控制閥43之間設(shè)有循環(huán)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(huán)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(wěn)壓罐44、連接在穩(wěn)壓罐44與儲液罐42上部之間的穩(wěn)壓閥45，以在儲液罐42向噴淋頭41供液時穩(wěn)定儲液罐42中的壓力。

參見圖1所示，循環(huán)增壓裝置6包括循環(huán)增壓泵61，噴淋控制閥43與循環(huán)增壓泵61之間設(shè)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(shè)有循環(huán)增壓控制閥63。循環(huán)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(huán)管64、設(shè)于循環(huán)管64上的回液閥65。

在向密封容腔中進行噴淋供液時，循環(huán)增壓控制閥63及回液閥65保持關(guān)閉狀態(tài)；而當(dāng)密封容腔內(nèi)充滿浸漬液時，噴淋控制閥43關(guān)閉，循環(huán)增壓控制閥63及回液閥65均打開，儲液罐42、循環(huán)增壓泵61、增壓管62、密封容腔、循環(huán)管64之間形成了供浸漬液循環(huán)的循環(huán)回路，循環(huán)增壓泵61工作以對密封容腔內(nèi)進行循環(huán)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(shè)于抽真空管上的真空計73及真空計閥72。

參見圖1所示，該浸漬設(shè)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(shè)于密封容腔外用于驅(qū)使攪拌頭51旋轉(zhuǎn)攪拌工作的攪拌驅(qū)動器52。

參見圖1所示，該浸漬設(shè)備還包括在浸漬結(jié)束后對密封容器1內(nèi)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(shè)于該排液管上的排液閥82。

參見圖1所示，該浸漬設(shè)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(nèi)浸漬液溫度的溫度傳感器10、用于檢測密封容腔內(nèi)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(tài)的壓力表閥12，密封容器1的頂部還設(shè)有排氣閥13。

而采用上述的浸漬設(shè)備實施本發(fā)明的真空浸漬方法時，供液裝置4、循環(huán)增壓裝置6、攪拌組件5均不參與工作，實際實施時也可采用未設(shè)上述供液裝置4、循環(huán)增壓裝置6、攪拌組件5的浸漬設(shè)備來完成，這樣還能夠在很大程度上簡化浸漬設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)。

以下說明采用本實施例的浸漬設(shè)備來完成密封件浸漬處理的詳細(xì)過程。

在該真空浸漬過程中，噴淋控制閥43、穩(wěn)壓閥45、出液閥46、循環(huán)增壓控制閥63、回液閥65、排液閥82、壓力表閥12始終處于關(guān)閉狀態(tài)。

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(huán)，浸漬液采用主要由納米材料與至少含有穩(wěn)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(zhǔn)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(nèi)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(jié)構(gòu)的新密封件。

該真空浸漬方法包括如下步驟：

（1）供液：

保持托盤21處于較高位置下，即保持在預(yù)設(shè)的液面以上；然后將浸漬液直接傾倒至浸漬罐1a的內(nèi)腔中，使其到達設(shè)定液位；

（2）置入密封件20：

將密封件20放置至托盤21上，然后將密封蓋1b密封連接至浸漬罐1a的頂部，使得浸漬罐1a與密封蓋1b之間形成密封容腔。

在該過程中，可根據(jù)實際需要同時啟動溫控裝置3而使得加熱—冷卻管31對密封容腔內(nèi)的浸漬液進行加熱，使其溫度控制在5℃至50℃之間。在浸漬液內(nèi)有效組分不揮發(fā)的前提下，浸漬液的溫度越高，其內(nèi)有效組分的活性也相對較高。

（3）抽真空：

打開真空計閥72并啟動真空泵71，將密封容腔抽真空處理，使得密封容腔內(nèi)的絕對壓力保持在5000pa以下，盡量達到2000pa以下。密封容腔內(nèi)絕對壓力數(shù)值越低，浸漬效果相對來說越好，但同時對真空裝置7的要求也會相應(yīng)地大幅提高，實際浸漬時應(yīng)在保證浸漬設(shè)備的安全可靠性的前提下盡量保持較小的絕對壓力。待抽真空完畢后，關(guān)閉真空計閥72與真空泵71。

（4）浸漬

旋轉(zhuǎn)、升降驅(qū)動裝置22工作而使得托盤21下降而降至液面下方，使得密封件20整個地浸入浸漬液中，并保持一段時間。該浸漬的時間應(yīng)為1小時以上。

（5）重復(fù)抽真空、浸漬

驅(qū)使托盤21上升，使得密封件20上升至液面以上，再打開真空計閥72并啟動真空泵71對密封容腔進行再次抽真空，待抽真空完畢后，關(guān)閉真空泵71與真空計閥72，再次將托盤21降下至液面以下而使得密封件20整個浸入浸漬液中，繼續(xù)保持一段時間。

在上述過程中，根據(jù)工藝需要，也可保持真空泵71持續(xù)運轉(zhuǎn)和真空計閥72常開。

上述步驟（5）的抽真空、浸漬的過程可根據(jù)需要重復(fù)一次或多次，密封件20單次浸在浸漬液中的時間不少于1小時，整個真空處理工藝的過程中，密封件20在浸漬液中浸漬的總時長不少于6小時。在浸漬的過程中，還可以對密封容腔內(nèi)的浸漬液進行攪拌，具體可通過托盤21的旋轉(zhuǎn)而使得浸漬液實現(xiàn)攪拌。

待浸漬完成后，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可同時旋轉(zhuǎn)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(huán)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(huán)內(nèi)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(wěn)定劑的溶劑的溶液，浸漬過程中，浸漬液的溫度保持在室溫溫度，該過程中無需對浸漬液進行加熱或冷卻處理；對密封容腔抽真空使其絕對壓力保持在5000pa以下，步驟（3）至步驟（5）中的抽真空、浸漬的總次數(shù)為8次，即步驟（3）、（4）各一次，步驟（5）重復(fù)7次，每次密封件20浸在浸漬液中的時間均為1小時。經(jīng)上述浸漬處理后的密封件的微觀截面如圖2所示，其結(jié)構(gòu)極為致密。

浸漬結(jié)束后，經(jīng)該浸漬處理后的密封件20的緊密度達到5.48×10^-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(fā)明的真空浸漬方法，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(jié)構(gòu)更為致密，大幅度地提升密封件20整體的緊密度，使其用于復(fù)雜工況下的密封時工作更為有效與可靠。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。