CN106437597A - 一种高效节能环保机械的密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效节能环保机械的密封装置，包括壳体，所述壳体的内部设有安装支架，且安装支架上从上至下依次设有一级密封套和二级密封套，所述一级密封套的底部和二级密封套的顶部滑动连接，且一级密封套的外壁和安装支架滑动连接，所述二级密封套上设有定位螺钉，且二级密封套通过定位螺钉固定在安装支架上，所述二级密封套的底部延伸至壳体的底部，所述壳体的顶部两侧均设有手柄，所述壳体、固定螺钉、手柄和安装支架包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末10‑15％，增强芯超硬材料5‑10％。本发明使用的时间长，具有较强的耐磨性能，使得密封装置不需要经常进行更换，且密封装置的壳体及其内部部件的材料均不会产生有害气体，避免了环境污染。

Description

一种高效节能环保机械的密封装置
技术领域
本发明涉及油田设备技术领域，尤其涉及一种高效节能环保机械的密封装置。
背景技术
油田井口密封一直以来都是世界各国需要解决的问题，相应的井口密封装置也五花八门，盘根盒密封是比较常用的密封方式，在长时间工作后，将盘根磨损严重就需要更换，现有的密封装置容易造成磨损，使得密封装置需要经常更换，并且密封装置的壳体及其内部部件的材料容易产生有害气体，进而造成环境污染。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高效节能环保机械的密封装置。
本发明提出的一种高效节能环保机械的密封装置，包括壳体，所述壳体的内部设有安装支架，且安装支架上从上至下依次设有一级密封套和二级密封套，所述一级密封套的底部和二级密封套的顶部滑动连接，且一级密封套的外壁和安装支架滑动连接，所述二级密封套上设有定位螺钉，且二级密封套通过定位螺钉固定在安装支架上，所述二级密封套的底部延伸至壳体的底部，所述壳体的顶部两侧均设有手柄。
优选地，所述壳体、固定螺钉、手柄和安装支架包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末10-15％，增强芯超硬材料5-10％，钴2-6％，镍3-7％，增塑剂2-4％，粘接剂3-5％，碳纤维3-5％，木质纤维2-4％，氨基酸酯1.4-2.6％，纤维素2.6-3％，其余均为合金钢；
壳体、固定螺钉、手柄和安装支架的制备方法，包括以下步骤：
S1：将壳体、固定螺钉、手柄和安装支架的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为1000-1400℃以及压强设置为200-500MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气，同时真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为50-100℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至1500-1800℃，原料在高温电熔炉中放置时间为4-6h，即可得到混制液体；
S2：向真空熔炉加入Ca-CaF2系溶剂，同时向真空熔炉中通入氩气和氦气的混合气体，氩气和氦气的混合气体的流速比为2-6:1，此时真空熔炉的温度设置为300-600℃，S1中的混合液体中的磷元素和硫元素均可以与Ca-CaF2系溶剂发生还原反应，还原反应时间为3-6h，可以有效的除去混合液体中的磷元素和硫元素；
S3：将S2中所述的混制液体向壳体、固定螺钉、手柄和安装支架所对应的铸型中进行浇注；
S4：将S2中所述的壳体、固定螺钉、手柄和安装支架的铸型在高温炉中依次经过退火和淬火处理，S2中所述的壳体、固定螺钉、手柄和安装支架的铸型在高温炉热至500-580℃，然后保温2-3h，随后打开炉门继续缓冷至140-200℃，进行出炉空冷至室温，将退火处理后的铸型在高温炉中缓慢加热至300-320℃，此时高温炉的升温速率为10-20℃/min，然后再次加热至500-580℃，此时的升温速率为30-40℃/min，直到高温炉的温度达到500-580℃后采用喷淋的方式进行快速降温，即可得到环保耐磨的壳体、固定螺钉、手柄和安装支架。
优选地，所述一级密封套和二级密封套包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末5-15％，增强芯超硬材料4-10％，粘接剂5-8％，纤维素2.6-3％，空心玻璃微珠10-15％，碳纤维3-5％，木质纤维2-4％，氨基酸酯1.4-2.6％；
一级密封套和二级密封套的制备方法，包括以下步骤：
S1：将一级密封套和二级密封套的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为2000-2800℃以及压强设置为500-800MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气和氧气的混合气体，通入氩气和氧气的混合比例为2-5:6，然后真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为20-50℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至2500-3200℃，原料在真空熔炉中放置时间为2-6h，即可得到混制液体；
S2：将S1中所述的混制液体向一级密封套和二级密封套所对应的铸型中进行浇注，然后进行冷却，即可得到环保耐磨的一级密封套和二级密封套。
优选地，所述一级密封套的顶部延伸至壳体的顶部,且一级密封套和二级密封套位于同一轴线上。
优选地，所述安装支架竖直设置，且安装支架的顶部和底部分别与壳体的内壁相连接。
本发明中，所述一种高效节能环保机械的密封装置的有益效果为：
1、壳体、固定螺钉、手柄和安装支架中的组成成分包含有金刚石粉末、增强芯超硬材料、碳纤维、木质纤维、氨基酸酯和纤维素等材料，且金刚石粉末、增强芯超硬材料、碳纤维、木质纤维、氨基酸酯和纤维素通过粘结剂和增塑剂可以和合金钢均匀混合在一起，使得壳体、固定螺钉、手柄和安装支架具有较强的耐磨性，且环保；
2、一级密封套和二级密封套中的组成成分中包含有金刚石粉末、增强芯超硬材料、纤维素、空心玻璃微珠、碳纤维、木质纤维和氨基酸酯，且金刚石粉末、增强芯超硬材料、纤维素、空心玻璃微珠、碳纤维、木质纤维和氨基酸酯通过粘结剂可以均匀混合在一起，使得密封装置内部的密封部件不会对环境造成污染，且耐磨，使得密封装置不需要经常更换；
本发明使用的时间长，具有较强的耐磨性能，使得密封装置不需要经常进行更换，且密封装置的壳体及其内部部件的材料均不会产生有害气体，避免了环境污染。
附图说明
图1为本发明提出的一种高效节能环保机械的密封装置的结构示意图。
图中：1壳体、2一级密封套、3二级密封套、4定位螺钉、5手柄、6安装支架。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
参考图1，本实施例中提出了一种高效节能环保机械的密封装置，包括壳体1，壳体1的内部设有安装支架6，且安装支架6上从上至下依次设有一级密封套2和二级密封套3，一级密封套2的底部和二级密封套3的顶部滑动连接，且一级密封套2的外壁和安装支架6滑动连接，二级密封套3上设有定位螺钉4，且二级密封套3通过定位螺钉4固定在安装支架6上，二级密封套3的底部延伸至壳体1的底部，壳体1的顶部两侧均设有手柄5。
本实施例中，壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末10％，增强芯超硬材料5％，钴2％，镍3％，增塑剂2％，粘接剂3％，碳纤维3％，木质纤维2％，氨基酸酯1.4％，纤维素2.6％，其余均为合金钢；
壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的制备方法，包括以下步骤：
S1：将壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为1000℃以及压强设置为200MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气，同时真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为50℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至1500℃，原料在高温电熔炉中放置时间为4h，即可得到混制液体；
S2：向真空熔炉加入Ca-CaF2系溶剂，同时向真空熔炉中通入氩气和氦气的混合气体，氩气和氦气的混合气体的流速比为2:1，此时真空熔炉的温度设置为300℃，S1中的混合液体中的磷元素和硫元素均可以与Ca-CaF2系溶剂发生还原反应，还原反应时间为3h，可以有效的除去混合液体中的磷元素和硫元素；
S3：将S2中所述的混制液体向壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6所对应的铸型中进行浇注；
S4：将S2中所述的壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的铸型在高温炉中依次经过退火和淬火处理，S2中所述的壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的铸型在高温炉热至500℃，然后保温2h，随后打开炉门继续缓冷至140℃，进行出炉空冷至室温，将退火处理后的铸型在高温炉中缓慢加热至300℃，此时高温炉的升温速率为10℃/min，然后再次加热至500℃，此时的升温速率为30℃/min，直到高温炉的温度达到500℃后采用喷淋的方式进行快速降温，即可得到环保耐磨的壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6。
本实施例中，一级密封套2和二级密封套3包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末5％，增强芯超硬材料4％，粘接剂5％，纤维素2.6％，空心玻璃微珠10％，碳纤维3％，木质纤维2％，氨基酸酯1.4％；
一级密封套2和二级密封套3的制备方法，包括以下步骤：
S1：将一级密封套2和二级密封套3的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为2000℃以及压强设置为500MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气和氧气的混合气体，通入氩气和氧气的混合比例为2:6，然后真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为20℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至2500℃，原料在真空熔炉中放置时间为2h，即可得到混制液体；
S2：将S1中所述的混制液体向一级密封套2和二级密封套3所对应的铸型中进行浇注，然后进行冷却，即可得到环保耐磨的一级密封套2和二级密封套3。
实施例二
参考图1，本实施例中提出了一种高效节能环保机械的密封装置，包括壳体1，壳体1的内部设有安装支架6，且安装支架6上从上至下依次设有一级密封套2和二级密封套3，一级密封套2的底部和二级密封套3的顶部滑动连接，且一级密封套2的外壁和安装支架6滑动连接，二级密封套3上设有定位螺钉4，且二级密封套3通过定位螺钉4固定在安装支架6上，二级密封套3的底部延伸至壳体1的底部，壳体1的顶部两侧均设有手柄5。
本实施例中，壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末12.5％，增强芯超硬材料7.5％，钴4％，镍5％，增塑剂3％，粘接剂4％，碳纤维4％，木质纤维3％，氨基酸酯2％，纤维素2.8％，其余均为合金钢；
壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的制备方法，包括以下步骤：
S1：将壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为1200℃以及压强设置为250MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气，同时真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为75℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至1650℃，原料在高温电熔炉中放置时间为5h，即可得到混制液体；
S2：向真空熔炉加入Ca-CaF2系溶剂，同时向真空熔炉中通入氩气和氦气的混合气体，氩气和氦气的混合气体的流速比为4:1，此时真空熔炉的温度设置为450℃，S1中的混合液体中的磷元素和硫元素均可以与Ca-CaF2系溶剂发生还原反应，还原反应时间为4.5h，可以有效的除去混合液体中的磷元素和硫元素；
S3：将S2中所述的混制液体向壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6所对应的铸型中进行浇注；
S4：将S2中所述的壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的铸型在高温炉中依次经过退火和淬火处理，S2中所述的壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的铸型在高温炉热至540℃，然后保温2.5h，随后打开炉门继续缓冷至170℃，进行出炉空冷至室温，将退火处理后的铸型在高温炉中缓慢加热至310℃，此时高温炉的升温速率为15℃/min，然后再次加热至540℃，此时的升温速率为35℃/min，直到高温炉的温度达到540℃后采用喷淋的方式进行快速降温，即可得到环保耐磨的壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6。
本实施例中，一级密封套2和二级密封套3包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末12.5％，增强芯超硬材料7％，粘接剂6.5％，纤维素2.8％，空心玻璃微珠12.5％，碳纤维4％，木质纤维3％，氨基酸酯2％；
一级密封套2和二级密封套3的制备方法，包括以下步骤：
S1：将一级密封套2和二级密封套3的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为2400℃以及压强设置为650MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气和氧气的混合气体，通入氩气和氧气的混合比例为4:6，然后真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为20-50℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至2850℃，原料在真空熔炉中放置时间为4h，即可得到混制液体；
S2：将S1中所述的混制液体向一级密封套2和二级密封套3所对应的铸型中进行浇注，然后进行冷却，即可得到环保耐磨的一级密封套2和二级密封套3。
实施例三
参考图1，本实施例中提出了一种高效节能环保机械的密封装置，包括壳体1，壳体1的内部设有安装支架6，且安装支架6上从上至下依次设有一级密封套2和二级密封套3，一级密封套2的底部和二级密封套3的顶部滑动连接，且一级密封套2的外壁和安装支架6滑动连接，二级密封套3上设有定位螺钉4，且二级密封套3通过定位螺钉4固定在安装支架6上，二级密封套3的底部延伸至壳体1的底部，壳体1的顶部两侧均设有手柄5。
本实施例中，壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末15％，增强芯超硬材料10％，钴6％，镍7％，增塑剂4％，粘接剂5％碳纤维5％，木质纤维4％，氨基酸酯2.6％，纤维素3％，其余均为合金钢；
壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的制备方法，包括以下步骤：
S1：将壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为1400℃以及压强设置为500MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气，同时真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为100℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至1800℃，原料在高温电熔炉中放置时间为6h，即可得到混制液体；
S2：向真空熔炉加入Ca-CaF2系溶剂，同时向真空熔炉中通入氩气和氦气的混合气体，氩气和氦气的混合气体的流速比为6:1，此时真空熔炉的温度设置为600℃，S1中的混合液体中的磷元素和硫元素均可以与Ca-CaF2系溶剂发生还原反应，还原反应时间为6h，可以有效的除去混合液体中的磷元素和硫元素；
S3：将S2中所述的混制液体向壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6所对应的铸型中进行浇注；
S4：将S2中所述的壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的铸型在高温炉中依次经过退火和淬火处理，S2中所述的壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6的铸型在高温炉热至580℃，然后保温3h，随后打开炉门继续缓冷至200℃，进行出炉空冷至室温，将退火处理后的铸型在高温炉中缓慢加热至320℃，此时高温炉的升温速率为20℃/min，然后再次加热至580℃，此时的升温速率为40℃/min，直到高温炉的温度达到580℃后采用喷淋的方式进行快速降温，即可得到环保耐磨的壳体1、定位螺钉4、手柄5和安装支架6。
本实施例中，一级密封套2和二级密封套3包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末15％，增强芯超硬材料10％，粘接剂8％，纤维素3％，空心玻璃微珠15％，碳纤维5％，木质纤维4％，氨基酸酯2.6％；
一级密封套2和二级密封套3的制备方法，包括以下步骤：
S1：将一级密封套2和二级密封套3的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为2800℃以及压强设置为800MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气和氧气的混合气体，通入氩气和氧气的混合比例为5:6，然后真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为50℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至3200℃，原料在真空熔炉中放置时间为6h，即可得到混制液体；
S2：将S1中所述的混制液体向一级密封套2和二级密封套3所对应的铸型中进行浇注，然后进行冷却，即可得到环保耐磨的一级密封套2和二级密封套3。
对比常规的密封装置与实施例一至三的石墨烯和高效节能环保机械的密封装置，实施例一至三的高效节能环保机械的密封装置比常规的密封装置的提高百分比如下表：
由上述表格可知，本发明提出的高效节能环保机械的密封装置和常规的密封装置相比较，高效节能环保机械的密封装置的性能具有明显的提高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高效节能环保机械的密封装置，包括壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)的内部设有安装支架(6)，且安装支架(6)上从上至下依次设有一级密封套(2)和二级密封套(3)，所述一级密封套(2)的底部和二级密封套(3)的顶部滑动连接，且一级密封套(2)的外壁和安装支架(6)滑动连接，所述二级密封套(3)上设有定位螺钉(4)，且二级密封套(3)通过定位螺钉(4)固定在安装支架(6)上，所述二级密封套(3)的底部延伸至壳体(1)的底部，所述壳体(1)的顶部两侧均设有手柄(5)。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能环保机械的密封装置，其特征在于，所述壳体(1)、定位螺钉(4)、手柄(5)和安装支架(6)包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末10-15％，增强芯超硬材料5-10％，钴2-6％，镍3-7％，增塑剂2-4％，粘接剂3-5％，碳纤维3-5％，木质纤维2-4％，氨基酸酯1.4-2.6％，纤维素2.6-3％，其余均为合金钢；
壳体(1)、定位螺钉(4)、手柄(5)和安装支架(6)的制备方法，包括以下步骤：
S1：将壳体(1)、定位螺钉(4)、手柄(5)和安装支架(6)的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为1000-1400℃以及压强设置为200-500MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气，同时真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为50-100℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至1500-1800℃，原料在高温电熔炉中放置时间为4-6h，即可得到混制液体；
S2：向真空熔炉加入Ca-CaF2系溶剂，同时向真空熔炉中通入氩气和氦气的混合气体，氩气和氦气的混合气体的流速比为2-6:1，此时真空熔炉的温度设置为300-600℃，S1中的混合液体中的磷元素和硫元素均可以与Ca-CaF2系溶剂发生还原反应，还原反应时间为3-6h，可以有效的除去混合液体中的磷元素和硫元素；
S3：将S2中所述的混制液体向壳体(1)、定位螺钉(4)、手柄(5)和安装支架(6)所对应的铸型中进行浇注；
S4：将S2中所述的壳体(1)、定位螺钉(4)、手柄(5)和安装支架(6)的铸型在高温炉中依次经过退火和淬火处理，S2中所述的壳体(1)、定位螺钉(4)、手柄(5)和安装支架(6)的铸型在高温炉热至500-580℃，然后保温2-3h，随后打开炉门继续缓冷至140-200℃，进行出炉空冷至室温，将退火处理后的铸型在高温炉中缓慢加热至300-320℃，此时高温炉的升温速率为10-20℃/min，然后再次加热至500-580℃，此时的升温速率为30-40℃/min，直到高温炉的温度达到500-580℃后采用喷淋的方式进行快速降温，即可得到环保耐磨的壳体(1)、定位螺钉(4)、手柄(5)和安装支架(6)。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效节能环保机械的密封装置，其特征在于，所述一级密封套(2)和二级密封套(3)包括以下重量百分比的原料：金刚石粉末5-15％，增强芯超硬材料4-10％，粘接剂5-8％，纤维素2.6-3％，空心玻璃微珠10-15％，碳纤维3-5％，木质纤维2-4％，氨基酸酯1.4-2.6％；
一级密封套(2)和二级密封套(3)的制备方法，包括以下步骤：
S1：将一级密封套(2)和二级密封套(3)的组成原料投入真空熔炉中，真空熔炉的内部温度设置为2000-2800℃以及压强设置为500-800MPa，然后向真空熔炉内部通入氩气和氧气的混合气体，通入氩气和氧气的混合比例为2-5:6，然后真空熔炉缓缓升高温度，真空熔炉的升温速率为20-50℃/min，直到真空熔炉的内部温度升至2500-3200℃，原料在真空熔炉中放置时间为2-6h，即可得到混制液体；
S2：将S1中所述的混制液体向一级密封套(2)和二级密封套(3)所对应的铸型中进行浇注，然后进行冷却，即可得到环保耐磨的一级密封套(2)和二级密封套(3)。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能环保机械的密封装置，其特征在于，所述一级密封套(2)的顶部延伸至壳体(1)的顶部,且一级密封套(2)和二级密封套(3)位于同一轴线上。
5.根据权利要求1所述的一种高效节能环保机械的密封装置，其特征在于，所述安装支架(6)竖直设置，且安装支架(6)的顶部和底部分别与壳体(1)的内壁相连接。
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