CN103723667B - 一种放酒阀及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放酒阀及其制备方法，放酒阀包括阀体、阀芯和手柄，阀体内有空腔，阀芯轴向设置且在阀体空腔内，手柄装在阀体上且可控制阀芯轴向移动，阀体上设有与空腔相通且呈“厂”字形的出酒通道，阀芯顶部在出酒通道的进酒口处，在阀芯尾部靠近出酒通道拐弯处装有磁石，磁石的吸附面朝向出酒口且当阀芯轴向移动时磁石能移动至出酒通道处，阀体、阀芯和手柄的材料为C、Cr、Ni、Mn、Si、Al、N、Ti、Mo、Cu、P、S、Fe以及不可避免的杂质组成的抗菌不锈钢。其制备方法是先配料，然后熔化浇注成阀体、阀芯和手柄并涂覆防氧化剂进行锻造、抗菌热处理、时效处理、冷却，并与磁石组装成能清除金属碎屑、具有抗菌能力的放酒阀。

Description

一种放酒阀及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种阀门及其制备方法，尤其涉及一种放酒阀及其制备方法。

背景技术

扎啤酒新鲜、纯厚、泡沫丰富，饮用时爽口，一直深受人们的喜爱。通常扎啤酒被封装在桶内，需借助扎啤机，打开扎啤机上的放酒阀才能获取到新鲜的扎啤酒，而用于封装扎啤酒的桶、用于获取扎啤酒的扎啤机以及放酒阀一般情况下都采用金属材料制成，难免会产生微量的金属碎屑，从而混入到扎啤酒中，而且，金属材料上附着的细菌也随之混入到扎啤酒中，这样，当人们饮用扎啤酒时，不但感受不到该有的美味，反而对人们的身体健康造成危害。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能将金属碎屑清除的、具有抗菌能力的放酒阀。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种放酒阀，包括阀体、阀芯和手柄，所述的阀体内具有空腔，阀芯轴向设置且位于阀体空腔内，手柄安装在阀体上且可控制阀芯轴向移动，在阀体上开设有与空腔相通且呈“厂”字形的出酒通道，阀芯顶部位于出酒通道的进酒口处，在阀芯尾部靠近出酒通道拐弯处安装有磁石，磁石的吸附面朝向出酒口且当阀芯轴向移动时磁石能移动至出酒通道处，其中，所述阀体、阀芯和手柄的材料为抗菌不锈钢，所述抗菌不锈钢由以下重量百分比的成分组成：C：0.01-0.03%，Cr：15.0-17.0%，Ni：1.5-4.5%，Mn：2.5-2.8%，Si：1.2-1.4%，Al：0.5-2%，N：0.15-0.35%，Ti：0.08-0.20%，Mo：0.02-0.12，Cu：3.4-3.8%，P≤0.01%，S≤0.01%，余量为Fe以及不可避免的杂质。

初始状态下，阀芯尾部及顶部的周面均与空腔内壁紧密贴合形成密封，阀芯中部处于出酒通道中。拨动手柄，阀芯在杠杆作用下，轴向水平移动。当阀芯向进酒口端移动，阀芯顶部的周面脱离空腔内壁使进酒口打开，扎啤酒进入出酒通道，此时，位于阀芯尾部的磁石在阀芯移动下进入出酒通道，磁石的吸附面与扎啤酒接处，对混合在扎啤酒中的金属碎屑进行吸附，由于磁石的吸附面朝向出酒口设置，即磁石的吸附面朝下，这样使扎啤酒先碰撞到阀芯，然后沿阀芯的周面向下流经磁石，磁石不仅依然保持吸附金属碎屑的功能，而且还能使吸附在磁石上的金属碎屑避免被扎啤酒冲刷掉；当阀芯向进酒口端反向移动，进酒口关闭，此时，位于阀芯尾部的磁石在阀芯移动下离开出酒通道，进入阀芯尾部所处的空腔部分。

而且，本发明阀体、阀芯和手柄采用抗菌不锈钢材料制成，在不降低不锈钢的力学性能和抗腐蚀性能的情况下,赋予其优异的抗菌性能。其中，Cr是不锈钢中最重要的、起决定性作用的合金元素。由于Cr形成的致密、稳定的Cr₂O₃钝态保护膜，所以，钢中Cr含量超过5%就会显示出一定的耐腐蚀作用。但不是所以含Cr的钢都可以作为不锈钢使用，经过多年研究和实践得出，11.7%的铬含量是构成不锈钢中铬含量的最低界限。因此，根据本发明采用抗菌不锈钢制成的放酒阀的使用条件，本发明提高了抗菌不锈钢中的Cr含量，将Cr的添加量控制在15.0-17.0%范围内，既能起到明显的钝化能力，也不会由于Cr含量的过大增加而增加生产成本。

Ni是优良的耐腐蚀材料，但是由于Ni的价格昂贵，因此，

Ni在本发明抗菌不锈钢中的应用主要是配合Cr使用，才能更好的发挥作用，改变抗菌不锈钢的组织，从而使抗菌不锈钢的力学性能、加工性能和某些腐蚀介质中的耐腐蚀性能得到很大的改善。

C是不锈钢的主要组成元素，C在不锈钢中的含量及分布形式决定了不锈钢的组织性能、力学性能和耐腐蚀性能等。但是，C和Cr的亲和力很大，极易与不锈钢中的Cr结合形成碳-铬化合物，C含量越多，被结合的铬也越多，这就会使固溶体中的Cr减少，从而使不锈钢的耐腐蚀能力受影响，而这种铬的碳化物沿晶粒界析出时，会引起该处产生贫铬区，引起晶间腐蚀。因此，高含量的C不利于不锈钢的耐腐蚀性能。综合C在不锈钢中的所起的利弊作用，本发明将抗菌不锈钢中的C含量控制在0.01-0.03%的范围内。

大多数金属离子都具有很强的杀菌力，但将它们加入金属材料后，金属材料不一定能保持其抗菌效果。为了使不锈钢材料具有抗菌效果，本发明提高了抗菌金属元素Cu的含量，将其加入量控制在3.4-3.8%的范围内。在经过抗菌热处理后，使抗菌金属元素Cu能在金属基体中形成稳定、均匀弥散分布、细小、富含抗菌元素的抗菌相ε-Cu相，同时抗菌相ε-Cu相在基体中的体积百分比要达到一定数量，并能使富抗菌元素的抗菌相ε-Cu相裸露于金属表面，裸露于不锈钢表面的Cu溶于水后形成水合离子，然后与细菌的蛋白质结合，使蛋白质变性，这样抗菌元素才能杀死细菌。

Si作为抗菌不锈钢的合金元素，不仅能提高不锈钢在氧化性介质中的耐腐蚀性能，还可以改善不锈钢的铸造性能。

Mn是抗菌不锈钢中不可缺少的合金元素。Mn在抗菌不锈钢中不仅可以作为脱氧剂，还可部分替代Ni，从而降低了生产成本。本发明将抗菌不锈钢中的Mn含量控制在2.5-2.8%范围内，超过此范围时，会对抗菌不锈钢的性能产生不利影响。

在本发明抗菌不锈钢中添加适量的Al，在提高时效强化效应的同时，还可提高回火稳定性和增强二次硬化效应。

本发明抗菌不锈钢中还添加了适量的N，不仅可以强化不锈钢的力学性能，还可促进抗菌相ε-Cu相的均匀弥散分布，提高抗菌不锈钢的抗菌性能和抗氯离子腐蚀性能。同时还可降低本发明的生产成本。因N的溶解度受Cr和Mn的影响，N的添加量控制在本发明范围内。

本发明的抗菌不锈钢中加入适量的Ti，可使不锈钢中铬的碳化物转而形成Ti的碳化物并细化不锈钢的晶粒和抗菌相的晶粒，促进抗菌相的均匀弥散分布，从而提高不锈钢的抗腐蚀性能和抗菌性能，同时降低抗菌不锈钢的时效敏感性和冷脆性。但是，为了不增加生产成本，Ti含量控制在0.08-0.20%范围内最适合。

本发明在抗菌不锈钢中添加少量的Mo，Mo的加入可以增强不锈钢的钝化作用，从而提高不锈钢的耐腐蚀性能。

P和S都是抗菌不锈钢中的杂质元素，本发明将其含量均控制在0.01%以下。

作为优选，磁石的吸附面略低于阀芯尾部的外周面。由于磁石的吸附面略低于阀芯尾部的外周面，当磁石在阀芯移动下离开出酒通道，进入芯尾部所处的空腔部分时，磁石的吸附面与空腔的内壁形成一定的间隙，这样，吸附在磁石上的金属碎屑有了存储空间，即在阀芯尾部回移时，吸附在磁石上的金属碎屑不会因为空腔内壁的阻挡而掉落。

作为优选，阀芯面朝出酒通道出酒口的外周面上开设有一凹槽，所述的磁石镶嵌在凹槽内。

作为优选，所述的阀芯由阀尾、阀身和阀头组成，阀身的外径小于空腔的孔径，阀尾与阀身连为一体且所述的磁石安装在阀尾上，阀头固定在阀身上且位于出酒通道的进酒口处，在阀头上套固有密封圈且当阀芯轴向移动时密封圈与阀体进酒口处形成密封。此结构一方面使得阀芯的存在不会影响扎啤酒的顺畅流动，另一方面也使阀芯的密封性提高。

作为优选，密封圈外表面为圆弧面，在阀体位于进酒口处的内壁表面为与所述密封圈外表面相匹配的圆弧面。此设置可提高阀芯的密封性。

作为优选，阀头端面为球形面。此结构使得阀头的阻挡面积增大，从而降低扎啤酒的流速，并对扎啤酒进行导向，使扎啤酒通过阀芯与空腔内壁的间隙稳定流向出酒通道内壁的上壁。

作为优选，所述的手柄为一体式结构。此结构使得手柄经久耐用。

本发明另一个目的在于提供上述放酒阀的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1、按上述抗菌不锈钢的组成成分及重量百分比进行配料，然后在冶炼炉内，先将除铜以外的配料熔化，配料熔化后再加铜，完全熔化后将金属液搅拌均匀；

S2、将熔化后的金属液浇注成阀体、阀芯和手柄坯件，并在阀体、阀芯和手柄坯件表面上涂覆防氧化剂，再进行锻造；

S3、将锻造后的阀体、阀芯和手柄坯件在500-800℃温度下进行抗菌热处理，并保温1-4h，然后在500-900℃的温度下时效处理1-4h，并以8-15℃/min的速度进行冷却制得阀体、阀芯、手柄，最后将制得的阀体、阀芯、手柄和磁石组装成最终产品放酒阀。

本发明抗菌不锈钢在进行锻造前要防氧化，在阀体、阀芯和手柄坯件表面上涂覆防氧化剂，防止抗菌不锈钢在锻造时发生开裂。锻造后阀体、阀芯和手柄坯件在500-800℃进行抗菌热处理和时效处理，在基体中可获得富Cu的抗菌相。

作为优选，步骤S1中所述的冶炼炉内温度为1650-1680℃。

作为优选，步骤S2中所述的防氧化剂为氮化硼涂料，锻造温度始锻温度为1100-1140℃，终锻温度为880-900℃。氮化硼涂料能在高温作业中展现突出的抗氧化及润滑效果，不但可以避免抗菌不锈钢在高温环境中产生金属变相，破坏原有的抗菌不锈钢特性，而且因为氮化硼超强的高温润滑能力，能降低锻造模具承受的重压力，有效的防止抗菌不锈钢直接摩擦模具，使产品放酒阀有更佳的光滑度，提升产品放酒阀的竞争性。为了取得较好的防氧化作用，本发明在阀体、阀芯和手柄坯件表面上涂覆的氮化硼涂料的厚度为0.05-0.2mm。

本发明具有以下优点：

1、本发明放酒阀能有效清除扎啤酒中微量的金属碎屑，而且结构简单、经久耐用、制造成本低。

2、本发明放酒阀采用抗菌不锈钢材料制成，具有优异的抗菌性能、耐腐蚀性和力学性能。

附图说明

图1是本发明纵向剖面结构示意图。

图中，1、阀体；2、阀芯；3、手柄；11、空腔；12、安装孔；13、出酒口；14、伸缩口；15、进酒口；16、出酒通道；21、阀尾；22、阀身；23、阀头；24、凹槽；25、磁石；26、密封圈。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，一种放酒阀包括具有空腔11的阀体1，在阀体1的上、下、左、右分别开设有安装孔12、出酒口13、供阀芯2滑移伸缩的伸缩口14以及进酒口15，分布大致呈十字形，进酒口15与出酒口13连接形成呈“厂”字形的出酒通道16。

阀芯2位于空腔11内且水平设置，阀芯2为一体式结构，由阀尾21、阀身22和阀头23组成，阀尾21呈方形且位于伸缩口14处，阀尾21的四周面与空腔11内壁紧密贴合形成密封，在阀尾21的下侧面上开设有一凹槽24，磁石25镶嵌在凹槽24内，磁石25靠近出酒通道16，磁石25的吸附面朝向出酒口13，且磁石25的吸附面略低于阀尾21的下侧面，阀身22的外径小于空腔11的孔径，即细直杆，且处于出酒通道16中，阀头23呈球形位于进酒口15处，在阀头23上套固有密封圈26，且阀头23与阀身22螺纹连接。

阀尾21封堵了伸缩口14和安装孔12，起了堵头的作用，使进酒口15与出酒口13之间的空腔11部份形成了出酒通道16；阀身22为细直杆，这样则使出酒通道16增大，利于扎啤酒的流动顺畅；阀头23呈球形，使阀头23的阻挡面积增大，从而降低扎啤酒的流速，并对扎啤酒进行导向，使扎啤酒通过阀芯2与空腔11内壁的间隙稳定流向出酒通道16内壁的上壁。

伸缩口14以及可拆卸式阀头23的设置，也方便了阀芯2的拆装，从而实现对磁石25的吸附面的定期清理。

手柄3为一体式结构，伸入安装孔12垂直插接在阀尾21，并通过锁紧组件将手柄3轴向固定在阀体1上。

初始状态下，阀尾21及阀头23的周面均与空腔11内壁紧密贴合形成密封，阀身22处于出酒通道16中。拨动手柄3，阀芯2在杠杆作用下，轴向水平移动。当阀芯2向进酒口15端移动，阀头23的周面脱离空腔11内壁使进酒口15打开，扎啤酒进入出酒通道16，此时，位于阀尾21的磁石25在阀芯2移动下进入出酒通道16，磁石25的吸附面与扎啤酒接处，对混合在扎啤酒中的金属碎屑进行吸附，由于磁石25的吸附面朝向出酒口13设置，即磁石25的吸附面朝下，这样使扎啤酒先碰撞到阀芯2，然后沿阀身22向下流经磁石25，磁石25不仅依然保持吸附金属碎屑的功能，而且还能使吸附在磁石25上的金属碎屑避免被扎啤酒冲刷掉；当阀芯2向进酒口15端反向移动，进酒口15关闭，此时，位于阀尾21的磁石25在阀芯2移动下离开出酒通道16，进入阀尾21所处的空腔11部分，由于磁石25的吸附面略低于阀尾21的下侧面，因此，磁石25的吸附面与空腔11的内壁形成一定的间隙，这样，吸附在磁石25上的金属碎屑有了存储空间，即在阀尾21回移时，吸附在磁石25上的金属碎屑不会因为空腔11内壁的阻挡而掉落。

其中，本发明阀体、阀芯和手柄的材料为抗菌不锈钢，所述抗菌不锈钢由以下重量百分比的成分组成：C：0.01-0.03%，Cr：15.0-17.0%，Ni：1.5-4.5%，Mn：2.5-2.8%，Si：1.2-1.4%，Al：0.5-2%，N：0.15-0.35%，Ti：0.08-0.20%，Mo：0.02-0.12，Cu：3.4-3.8%，P≤0.01%，S≤0.01%，余量为Fe以及不可避免的杂质。

表1本发明实施例1-3放酒阀的组成成分及质量百分比

实施例1

按表1实施例1中抗菌不锈钢的组成成分及重量百分比进行配料，然后在温度为1650℃的冶炼炉内，先将除铜以外的配料熔化，配料熔化后再加铜，完全熔化后将金属液搅拌均匀。然后将熔化后的金属液浇注成阀体、阀芯和手柄坯件，并在阀体、阀芯和手柄坯件表面上涂覆防氧化剂氮化硼涂料，再进行锻造，锻造温度始锻温度为1100℃，终锻温度为880℃。锻造后将阀体、阀芯和手柄坯件在500℃温度下进行抗菌热处理，并保温1h，然后在500℃的温度下时效处理3h，并以8℃/min的速度进行冷却制得阀体、阀芯、手柄。最后将制得的阀体、阀芯、手柄和磁石组装成最终产品放酒阀。

实施例2

按表1实施例2中抗菌不锈钢的组成成分及重量百分比进行配料，然后在温度为1665℃的冶炼炉内，先将除铜以外的配料熔化，配料熔化后再加铜，完全熔化后将金属液搅拌均匀。然后将熔化后的金属液浇注成阀体、阀芯和手柄坯件，并在阀体、阀芯和手柄坯件表面上涂覆防氧化剂氮化硼涂料，再进行锻造，锻造温度始锻温度为1120℃，终锻温度为890℃。锻造后将阀体、阀芯和手柄坯件在650℃温度下进行抗菌热处理，并保温2h，然后在700℃的温度下时效处理2h，并以12℃/min的速度进行冷却制得阀体、阀芯、手柄。最后将制得的阀体、阀芯、手柄和磁石组装成最终产品放酒阀。

实施例3

按表1实施例3中抗菌不锈钢的组成成分及重量百分比进行配料，然后在温度为1680℃的冶炼炉内，先将除铜以外的配料熔化，配料熔化后再加铜，完全熔化后将金属液搅拌均匀。然后将熔化后的金属液浇注成阀体、阀芯和手柄坯件，并在阀体、阀芯和手柄坯件表面上涂覆防氧化剂氮化硼涂料，再进行锻造，锻造温度始锻温度为1140℃，终锻温度为900℃。锻造后将阀体、阀芯和手柄坯件在800℃温度下进行抗菌热处理，并保温4h，然后在900℃的温度下时效处理2h，并以14℃/min的速度进行冷却制得阀体、阀芯、手柄。最后将制得的阀体、阀芯、手柄和磁石组装成最终产品放酒阀。

将本发明实施例1-3制得的放酒阀进行性能测试，其中，杀菌率是将表面涂有菌液的抗菌不锈钢和对照不锈钢样品放入温度35℃、湿度90％的培养箱内做24h的细菌培养后，再将培养后的菌液置入带有细菌培养基(琼脂)的培养皿内，在35℃的培养箱内放置48h后的结果。测试结果如表2所示。

表2本发明实施例1-3制得的放酒阀的性能测试结果

从表2可以看出，本发明抗菌不锈钢制备的放酒阀机械性能和耐腐蚀性能较好，而且，该放酒阀还具备良好的抗菌性能。因此，本发明制备的放酒阀比较适合在实际生活中使用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (10)

1.一种放酒阀，包括阀体、阀芯和手柄，所述的阀体内具有空腔，阀芯轴向设置且位于阀体空腔内，手柄安装在阀体上且可控制阀芯轴向移动，在阀体上开设有与空腔相通且呈“厂”字形的出酒通道，阀芯顶部位于出酒通道的进酒口处，其特征在于，在阀芯尾部靠近出酒通道拐弯处安装有磁石，磁石的吸附面朝向出酒口且当阀芯轴向移动时磁石能移动至出酒通道处，其中，所述阀体、阀芯和手柄的材料为抗菌不锈钢，所述抗菌不锈钢由以下重量百分比的成分组成：C：0.01-0.03％，Cr：15.0-17.0％，Ni：1.5-4.5％，Mn：2.5-2.8％，Si：1.2-1.4％，Al：0.5-2％，N：0.15-0.35％，Ti：0.08-0.20％，Mo：0.02-0.12，Cu：3.4-3.8％，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Fe以及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种放酒阀，其特征在于，磁石的吸附面略低于阀芯尾部的外周面。

3.根据权利要求1或2所述的一种放酒阀，其特征在于，阀芯面朝出酒通道出酒口的外周面上开设有一凹槽，所述的磁石镶嵌在凹槽内。

4.根据权利要求3所述的一种放酒阀，其特征在于，所述的阀芯由阀尾、阀身和阀头组成，阀身的外径小于空腔的孔径，阀尾与阀身连为一体且所述的磁石安装在阀尾上，阀头固定在阀身上且位于出酒通道的进酒口处，在阀头上套固有密封圈且当阀芯轴向移动时密封圈与阀体进酒口处形成密封。

5.根据权利要求4所述的一种放酒阀，其特征在于，所述密封圈外表面为圆弧面，在阀体位于进酒口处的内壁表面为与所述密封圈外表面相匹配的圆弧面。

6.根据权利要求4或5所述的一种放酒阀，其特征在于，阀头端面为球形面。

7.根据权利要求1或2或4或5所述的一种放酒阀，其特征在于，所述的手柄为一体式结构。

8.一种放酒阀的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1、按权利要求1所述的放酒阀的抗菌不锈钢的组成成分及重量百分比进行配料，然后在冶炼炉内，先将除铜以外的配料熔化，配料熔化后再加铜，完全熔化后将金属液搅拌均匀；

S2、将熔化后的金属液浇注成阀体、阀芯和手柄坯件，并在阀体、阀芯和手柄坯件表面上涂覆防氧化剂，再进行锻造；

S3、将锻造后的阀体、阀芯和手柄坯件在500-800℃温度下进行抗菌热处理，并保温1-4h，然后在500-900℃的温度下时效处理1-4h，并以8-15℃/min的速度进行冷却制得阀体、阀芯、手柄，最后将制得的阀体、阀芯、手柄和磁石组装成最终产品放酒阀。

9.根据权利要求8所述的放酒阀的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的冶炼炉内温度为1650-1680℃。

10.根据权利要求8所述的放酒阀的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的防氧化剂为氮化硼涂料，锻造温度始锻温度为1100-1140℃，终锻温度为880-900℃。