CN107355535A - 一种工作稳定的阀门用封环及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工作稳定的阀门用封环及其加工工艺，包括金属密封环、第一连接块和第二连接块，金属密封环为圆形且中央开设有通孔，第一连接块和第二连接块分别对称设置在金属密封环的两侧；金属密封环的侧壁中部开设有凹槽，凹槽底部开设有盲孔，盲孔指向金属密封环的中心，盲孔内自内向外依次设置有压缩弹簧和钢珠，钢珠高于凹槽的底部设置，凹槽内自内向外依次嵌设有橡胶密封圈和热膨胀石墨密封圈。本发明的工作稳定的阀门用封环通过压缩弹簧和钢珠将橡胶密封圈和热膨胀石墨密封圈向外顶，使用时使得热膨胀石墨密封圈紧贴阀门内的密封部位，大大提高了封环的密封效果。

Description

一种工作稳定的阀门用封环及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种工作稳定的阀门用封环及其加工工艺，属于阀门设备技术领域。
背景技术
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，为了实现上述的功能，阀门经常用到各种样式各种型号的密封环，由于阀门内常常处于高压或高温的状态，长时间使用后密封环的密封效果经常会大大折扣，需要定期的检修和维护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种密封效果好并且工作稳定的阀门用封环及其加工工艺。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种工作稳定的阀门用封环,包括金属密封环、第一连接块和第二连接块，金属密封环为圆形且中央开设有通孔，第一连接块和第二连接块分别对称设置在金属密封环的两侧，第一连接块和第二连接块开设有与通孔连通的进水孔和出水孔；金属密封环的侧壁中部开设有一圈凹槽，凹槽底部开设有至少两个盲孔，盲孔指向金属密封环的中心并且对称设置，盲孔内自内向外依次设置有压缩弹簧和钢珠，压缩弹簧的一端与盲孔的底部固接，压缩弹簧的另一端与钢珠固接，钢珠高于凹槽的底部设置，凹槽内自内向外依次嵌设有橡胶密封圈和热膨胀石墨密封圈。
上述技术方案的改进是：盲孔有四个，四个盲孔均匀间隔设置。
上述技术方案的改进是：钢珠高于凹槽的底部0.5-5mm。
上述技术方案的改进是：金属密封环均匀开设有四个透水孔。
上述技术方案的改进是：金属密封环的侧壁嵌设有压力传感器。
上述技术方案的改进是：金属密封环的侧壁嵌设有温度传感器。
该工作稳定的阀门用封环的加工工艺,包括以下步骤：
㈠制作金属密封环、第一连接块和第二连接块，具体步骤如下：
a、配料，金属密封环、第一连接块和第二连接块中各组分的质量百分比成分为：C：0.03-0.12%，Cr：0.01-0.11%，Si：0.05-0.08%，Mn：0.33-0.65%，Zn：1.34-1.51%，Cu：0.73-1.15%，Ag：0.61-0.87%，Au：0.04-0.13%，Pt：0.02-0.11%，Ni：0.57-0.76%，W：0.15-0.37%，Mo：0.15-0.21%，Nd：0.02-0.06%，Ce：0.01-0.05%，Eu：0.11-0.17%，Lu:0.03-0.18%，Ti：1.55-3.21%，氧化镁：0.19-0.53％,碳化钨:0.23-0.66%，余量为Fe；
b、熔炼原料：按预定的各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1450摄氏度至1500摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，采用水冷以11-13℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金在熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1350摄氏度至1400摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、铸造，将二次熔炼形成合金溶液分别进行铸造制得金属密封环、第一连接块和第二连接块的毛培；
f、将毛培分别进行车加工制得金属密封环、第一连接块和第二连接块；
㈡将制得的金属密封环、第一连接块和第二连接块分别进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至710-745℃，并保温25-30min；
B、冷却：采用风冷以8-12℃/s的冷却速率将金属密封环、第一连接块和第二连接块冷却至350-380℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将连金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至620-650℃回火40-45min后，待温45-55s，使金属密封环、第一连接块和第二连接块的温度均匀化，之后以13-15℃/s的冷却速率加速冷却至室温；
D、二次回火：将金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至550-570℃回火20-25min后空冷至室温；
E、淬火：金属密封环、第一连接块和第二连接块淬火保温温度为580℃±20℃，保温时间为2.5～3.5h；连接部、第一手柄杆和第二手柄杆淬火加热完成后快速放入水槽水冷20-30分钟，冷却槽水温控制在30～40℃；
㈢将压缩弹簧和钢珠装入金属密封环上凹槽的盲孔内；
㈣将橡胶密封圈嵌设入金属密封环的凹槽内；
㈤将热膨胀石墨密封圈嵌设入金属密封环的凹槽内的橡胶密封圈外围；
㈥将第一连接块和第二连接块焊接到金属密封环的两侧，第一连接块和第二连接块的进水孔和出水孔与金属密封环的通孔连通，制得工作稳定的阀门用封环。
上述技术方案的改进是：金属密封环、第一连接块和第二连接块中各组分的质量百分比成分为：C：0.03%，Cr：0.01%，Si：0.05%，Mn：0.33%，Zn：1.34%，Cu：0.73%，Ag：0.61%，Au：0.04%，Pt：0.02%，Ni：0.57%，W：0.15%，Mo：0.15%，Nd：0.02%，Ce：0.01%，Eu：0.11%，Lu:0.03%，Ti：1.55%，氧化镁：0.19％,碳化钨:0.23%，余量为Fe。
上述技术方案的改进是：金属密封环、第一连接块和第二连接块中各组分的质量百分比成分为：C：0.12%，Cr：0.11%，Si：0.08%，Mn：0.65%，Zn：1.51%，Cu：1.15%，Ag：0.87%，Au：0.13%，Pt：0.11%，Ni：0.76%，W：0.37%，Mo：0.21%，Nd：0.06%，Ce：0.05%，Eu：0.17%，Lu:0.18%，Ti：3.21%，氧化镁：0.53％,碳化钨:0.66%，余量为Fe。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：
（1）本发明的工作稳定的阀门用封环由于金属密封环的侧壁中部开设有一圈凹槽，凹槽底部开设有至少两个盲孔，盲孔指向金属密封环的中心并且对称设置，盲孔内自内向外依次设置有压缩弹簧和钢珠，压缩弹簧的一端与盲孔的底部固接，压缩弹簧的另一端与钢珠固接，钢珠高于凹槽的底部设置，凹槽内自内向外依次嵌设有橡胶密封圈和热膨胀石墨密封圈，通过压缩弹簧和钢珠将橡胶密封圈和热膨胀石墨密封圈向外顶，使用时使得热膨胀石墨密封圈紧贴阀门内的密封部位，大大提高了封环的密封效果，并且在阀门内处于高压或高温的状态时，也不会影响封环的密封效果，达到了稳定密封的效果；
（2）本发明的工作稳定的阀门用封环由于将橡胶密封圈和热膨胀石墨密封圈配合使用，橡胶密封圈具有良好的密封性能，热膨胀石墨密封圈在温度较高的情况下具有优良的密封性能，本发明结合了两者的优点，提高了密封效果；
（3）本发明的工作稳定的阀门用封环由于盲孔有四个，四个盲孔均匀间隔设置，通过四个方向向外顶橡胶密封圈和热膨胀石墨密封圈，保证了橡胶密封圈和热膨胀石墨密封圈的受力均匀，提高了密封效果；
（4）本发明的工作稳定的阀门用封环由于金属密封环均匀开设有四个透水孔，增加了水流的进出口，可以有效减少金属密封环承受的压力，保证了密封性能的稳定；
（5）本发明的工作稳定的阀门用封环由于金属密封环的侧壁嵌设有压力传感器和温度传感器，可以实时监测密封面的压力和温度情况，从而了解密封的情况，可以及时发现泄露等情况；
（6）本发明的工作稳定的阀门用封环由于含有Zn、Ni和W，加强了耐热和耐腐蚀性能；
（7）本发明的工作稳定的阀门用封环由于通过二次熔炼和热处理，增强了手柄的接触疲劳强度和冲击韧性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例工作稳定的阀门用封环的正视结构示意图；
图2是本发明实施例工作稳定的阀门用封环的侧视结构示意图；
图3是本发明实施例工作稳定的阀门用封环的凹槽处剖视结构示意图；
其中：1-金属密封环；1a-凹槽；2-透水孔；3-第一连接块；4-第二连接块；5-压力传感器；6-温度传感器（6）；7-橡胶密封圈；8-热膨胀石墨密封圈；9-盲孔；10-压缩弹簧；11-钢珠。
具体实施方式
实施例一
本实施例的工作稳定的阀门用封环,如图1、2和3所示，包括金属密封环1、第一连接块3和第二连接块4，金属密封环1为圆形且中央开设有通孔，第一连接块3和第二连接块4分别对称设置在金属密封环1的两侧，第一连接块3和第二连接块4开设有与通孔连通的进水孔和出水孔；金属密封环1的侧壁中部开设有一圈凹槽1a，凹槽1a底部开设有四个盲孔9，四个盲孔9均匀间隔设置，盲孔9指向金属密封环1的中心，盲孔9内自内向外依次设置有压缩弹簧10和钢珠11，压缩弹簧10的一端与盲孔9的底部固接，压缩弹簧10的另一端与钢珠11固接，钢珠11高于凹槽1a的底部0.5-5mm，凹槽1a内自内向外依次嵌设有橡胶密封圈7和热膨胀石墨密封圈8。金属密封环1均匀开设有四个透水孔2。金属密封环1的侧壁嵌设有压力传感器5，金属密封环的侧壁还嵌设有温度传感器（6）6。第一连接块3和第二连接块4外壁开设有用于连接的外螺纹（图中未示出）。
该工作稳定的阀门用封环的加工工艺,包括以下步骤：
㈠制作金属密封环、第一连接块和第二连接块，具体步骤如下：
a、配料，金属密封环、第一连接块和第二连接块中各组分的质量百分比成分为：C：0.03%，Cr：0.01%，Si：0.05%，Mn：0.33%，Zn：1.34%，Cu：0.73%，Ag：0.61%，Au：0.04%，Pt：0.02%，Ni：0.57%，W：0.15%，Mo：0.15%，Nd：0.02%，Ce：0.01%，Eu：0.11%，Lu:0.03%，Ti：1.55%，氧化镁：0.19％,碳化钨:0.23%，余量为Fe；
b、熔炼原料：按预定的各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1450摄氏度至1500摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，采用水冷以11-13℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金在熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1350摄氏度至1400摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、铸造，将二次熔炼形成合金溶液分别进行铸造制得金属密封环、第一连接块和第二连接块的毛培；
f、将毛培分别进行车加工制得金属密封环、第一连接块和第二连接块；
㈡将制得的金属密封环、第一连接块和第二连接块分别进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至710-745℃，并保温25-30min；
B、冷却：采用风冷以8-12℃/s的冷却速率将金属密封环、第一连接块和第二连接块冷却至350-380℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将连金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至620-650℃回火40-45min后，待温45-55s，使金属密封环、第一连接块和第二连接块的温度均匀化，之后以13-15℃/s的冷却速率加速冷却至室温；
D、二次回火：将金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至550-570℃回火20-25min后空冷至室温；
E、淬火：金属密封环、第一连接块和第二连接块淬火保温温度为580℃±20℃，保温时间为2.5～3.5h；连接部、第一手柄杆和第二手柄杆淬火加热完成后快速放入水槽水冷20-30分钟，冷却槽水温控制在30～40℃；
㈢将压缩弹簧和钢珠装入金属密封环上凹槽的盲孔内；
㈣将橡胶密封圈嵌设入金属密封环的凹槽内；
㈤将热膨胀石墨密封圈嵌设入金属密封环的凹槽内的橡胶密封圈外围；
㈥将第一连接块和第二连接块焊接到金属密封环的两侧，第一连接块和第二连接块的进水孔和出水孔与金属密封环的通孔连通，制得工作稳定的阀门用封环。
实施例二
本实施例的工作稳定的阀门用封环,如图1、2和3所示，包括金属密封环1、第一连接块3和第二连接块4，金属密封环1为圆形且中央开设有通孔，第一连接块3和第二连接块4分别对称设置在金属密封环1的两侧，第一连接块3和第二连接块4开设有与通孔连通的进水孔和出水孔；金属密封环1的侧壁中部开设有一圈凹槽1a，凹槽1a底部开设有四个盲孔9，四个盲孔9均匀间隔设置，盲孔9指向金属密封环1的中心，盲孔9内自内向外依次设置有压缩弹簧10和钢珠11，压缩弹簧10的一端与盲孔9的底部固接，压缩弹簧10的另一端与钢珠11固接，钢珠11高于凹槽1a的底部0.5-5mm，凹槽1a内自内向外依次嵌设有橡胶密封圈7和热膨胀石墨密封圈8。金属密封环1均匀开设有四个透水孔2。金属密封环1的侧壁嵌设有压力传感器5，金属密封环的侧壁还嵌设有温度传感器（6）6。第一连接块3和第二连接块4外壁开设有用于连接的外螺纹（图中未示出）。
该工作稳定的阀门用封环的加工工艺,包括以下步骤：
㈠制作金属密封环、第一连接块和第二连接块，具体步骤如下：
a、配料，金属密封环、第一连接块和第二连接块中各组分的质量百分比成分为：C：0.12%，Cr：0.11%，Si：0.08%，Mn：0.65%，Zn：1.51%，Cu：1.15%，Ag：0.87%，Au：0.13%，Pt：0.11%，Ni：0.76%，W：0.37%，Mo：0.21%，Nd：0.06%，Ce：0.05%，Eu：0.17%，Lu:0.18%，Ti：3.21%，氧化镁：0.53％,碳化钨:0.66%，余量为Fe；
b、熔炼原料：按预定的各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1450摄氏度至1500摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，采用水冷以11-13℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金在熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1350摄氏度至1400摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、铸造，将二次熔炼形成合金溶液分别进行铸造制得金属密封环、第一连接块和第二连接块的毛培；
f、将毛培分别进行车加工制得金属密封环、第一连接块和第二连接块；
㈡将制得的金属密封环、第一连接块和第二连接块分别进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至710-745℃，并保温25-30min；
B、冷却：采用风冷以8-12℃/s的冷却速率将金属密封环、第一连接块和第二连接块冷却至350-380℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将连金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至620-650℃回火40-45min后，待温45-55s，使金属密封环、第一连接块和第二连接块的温度均匀化，之后以13-15℃/s的冷却速率加速冷却至室温；
D、二次回火：将金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至550-570℃回火20-25min后空冷至室温；
E、淬火：金属密封环、第一连接块和第二连接块淬火保温温度为580℃±20℃，保温时间为2.5～3.5h；连接部、第一手柄杆和第二手柄杆淬火加热完成后快速放入水槽水冷20-30分钟，冷却槽水温控制在30～40℃；
㈢将压缩弹簧和钢珠装入金属密封环上凹槽的盲孔内；
㈣将橡胶密封圈嵌设入金属密封环的凹槽内；
㈤将热膨胀石墨密封圈嵌设入金属密封环的凹槽内的橡胶密封圈外围；
㈥将第一连接块和第二连接块焊接到金属密封环的两侧，第一连接块和第二连接块的进水孔和出水孔与金属密封环的通孔连通，制得工作稳定的阀门用封环。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种工作稳定的阀门用封环,其特征在于：包括金属密封环（1）、第一连接块（3）和第二连接块（4），所述金属密封环（1）为圆形且中央开设有通孔，所述第一连接块（3）和第二连接块（4）分别对称设置在所述金属密封环（1）的两侧，所述第一连接块（3）和第二连接块（4）开设有与所述通孔连通的进水孔和出水孔；所述金属密封环（1）的侧壁中部开设有一圈凹槽（1a），所述凹槽（1a）底部开设有至少两个盲孔（9），所述盲孔（9）指向所述金属密封环（1）的中心并且对称设置，所述盲孔（9）内自内向外依次设置有压缩弹簧（10）和钢珠（11），所述压缩弹簧（10）的一端与所述盲孔（9）的底部固接，所述压缩弹簧（10）的另一端与所述钢珠（11）固接，所述钢珠（11）高于所述凹槽（1a）的底部设置，所述凹槽（1a）内自内向外依次嵌设有橡胶密封圈（7）和热膨胀石墨密封圈（8）。
2.根据权利要求1所述的工作稳定的阀门用封环,其特征在于：所述盲孔（9）有四个，所述四个盲孔（9）均匀间隔设置。
3.根据权利要求2所述的工作稳定的阀门用封环,其特征在于：所述钢珠（11）高于所述凹槽（1a）的底部0.5-5mm。
4.根据权利要求3所述的工作稳定的阀门用封环,其特征在于：所述金属密封环（1）均匀开设有四个透水孔（2）。
5.根据权利要求4所述的工作稳定的阀门用封环,其特征在于：所述金属密封环（1）的侧壁嵌设有压力传感器（5）。
6.根据权利要求5所述的工作稳定的阀门用封环,其特征在于：所述金属密封环（1）的侧壁嵌设有温度传感器。
7.根据权利要求1-6之任一权利要求所述的工作稳定的阀门用封环的加工工艺,其特征在于：包括以下步骤：
㈠制作金属密封环、第一连接块和第二连接块，具体步骤如下：
a、配料，所述金属密封环、第一连接块和第二连接块中各组分的质量百分比成分为：C：0.03-0.12%，Cr：0.01-0.11%，Si：0.05-0.08%，Mn：0.33-0.65%，Zn：1.34-1.51%，Cu：0.73-1.15%，Ag：0.61-0.87%，Au：0.04-0.13%，Pt：0.02-0.11%，Ni：0.57-0.76%，W：0.15-0.37%，Mo：0.15-0.21%，Nd：0.02-0.06%，Ce：0.01-0.05%，Eu：0.11-0.17%，Lu:0.03-0.18%，Ti：1.55-3.21%，氧化镁：0.19-0.53％,碳化钨:0.23-0.66%，余量为Fe；
b、熔炼原料：按预定的各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1450摄氏度至1500摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，采用水冷以11-13℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金在熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1350摄氏度至1400摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、铸造，将二次熔炼形成合金溶液分别进行铸造制得金属密封环、第一连接块和第二连接块的毛培；
f、将毛培分别进行车加工制得金属密封环、第一连接块和第二连接块；
㈡将制得的金属密封环、第一连接块和第二连接块分别进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至710-745℃，并保温25-30min；
B、冷却：采用风冷以8-12℃/s的冷却速率将金属密封环、第一连接块和第二连接块冷却至350-380℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将连金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至620-650℃回火40-45min后，待温45-55s，使金属密封环、第一连接块和第二连接块的温度均匀化，之后以13-15℃/s的冷却速率加速冷却至室温；
D、二次回火：将金属密封环、第一连接块和第二连接块加热至550-570℃回火20-25min后空冷至室温；
E、淬火：金属密封环、第一连接块和第二连接块淬火保温温度为580℃±20℃，保温时间为2.5～3.5h；连接部、第一手柄杆和第二手柄杆淬火加热完成后快速放入水槽水冷20-30分钟，冷却槽水温控制在30～40℃；
㈢将压缩弹簧和钢珠装入金属密封环上凹槽的盲孔内；
㈣将橡胶密封圈嵌设入金属密封环的凹槽内；
㈤将热膨胀石墨密封圈嵌设入金属密封环的凹槽内的橡胶密封圈外围；
㈥将第一连接块和第二连接块焊接到所述金属密封环的两侧，第一连接块和第二连接块的进水孔和出水孔与金属密封环的通孔连通，制得工作稳定的阀门用封环。
8.根据权利要求7所述的工作稳定的阀门用封环的加工工艺,其特征在于：所述金属密封环、第一连接块和第二连接块中各组分的质量百分比成分为：C：0.03%，Cr：0.01%，Si：0.05%，Mn：0.33%，Zn：1.34%，Cu：0.73%，Ag：0.61%，Au：0.04%，Pt：0.02%，Ni：0.57%，W：0.15%，Mo：0.15%，Nd：0.02%，Ce：0.01%，Eu：0.11%，Lu:0.03%，Ti：1.55%，氧化镁：0.19％,碳化钨:0.23%，余量为Fe。
9.根据权利要求7所述的工作稳定的阀门用封环的加工工艺,其特征在于：所述金属密封环、第一连接块和第二连接块中各组分的质量百分比成分为：C：0.12%，Cr：0.11%，Si：0.08%，Mn：0.65%，Zn：1.51%，Cu：1.15%，Ag：0.87%，Au：0.13%，Pt：0.11%，Ni：0.76%，W：0.37%，Mo：0.21%，Nd：0.06%，Ce：0.05%，Eu：0.17%，Lu:0.18%，Ti：3.21%，氧化镁：0.53％,碳化钨:0.66%，余量为Fe。
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