CN115674515A - 一种耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法 - Google Patents

Abstract

一种耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，包括步骤：将混炼完成并冷却后的胶料裁切为条状，使其大小和形状与硫化床的硫化槽匹配；放入条状胶料至硫化床并加入硫化剂；第一段硫化；第二段硫化；打开硫化床的出料槽，将流体物料倒入密封胶筒模具；物料在模具中存放冷却；向密封胶筒和模具接触面之间喷水，向模具外表面通液氮15~25min，脱模；通过密封胶筒打磨装置对密封胶筒进行打磨；包装打磨好的密封胶筒。降低了硫化过程中材料破裂的风险，大幅提升产品质量，避免了粘模的问题。采用的密封胶筒打磨装置实现了全自动打磨，速度快，可以对密封胶筒壁的各个面进行打磨。

Description

一种耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法

技术领域

本发明涉及密封胶筒制造领域，尤其涉及一种耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法。

背景技术

封隔器密封胶筒是石油工业中的重要元件，用于对石油井下套管进行封隔、密封，以对其起到保护作用，封隔器密封胶筒的制造工艺复杂，对制造精度要求高，对于耐高温性能好的封隔器密封胶筒，精度要求更高。

制造密封胶筒的工艺包括多个工序。其中，现有技术在对橡胶条进行硫化过程中，由于硫化温度高，时间长，容易造成胶料破裂。在对胶筒进行脱模时，会出现粘模现象，影响密封胶筒的外观和性能。

另外，现有的密封胶筒打磨技术还不够成熟。由于密封胶筒不是规则的圆筒形，外壁存在一些斜面，现有打磨工艺即使能自动对竖直面进行自动化打磨，斜面仍然采用人工打磨的方式，耗费人力较多，且工作效率低。另外，密封胶筒内壁打磨较困难，有时会出现打磨不充分的情况。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，降低了硫化过程中材料破裂的风险，改善了硫化效果，大幅提升产品质量，通过向密封胶筒和模具接触面之间喷水和向模具外表面通液氮进行脱模，避免了粘模的问题。采用的密封胶筒打磨装置实现了全自动打磨，速度快，可提高工作效率，减少人力消耗，不仅可以对竖直的密封胶筒壁进行打磨，还可以对密封胶筒壁的斜面进行打磨。

为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：

S01：将混炼完成并冷却后的胶料裁切为条状，使其大小和形状与硫化床的硫化槽匹配；

S02：在硫化床内放入条状胶料；

S03：向硫化床加入硫化剂；

S04：进行第一段硫化：向硫化床内通入140℃~160℃的蒸汽，硫化50min~80min；

S05：进行第二段硫化：向硫化床内通入180℃~210℃的蒸汽，硫化3.5h~4.5h；

S06：打开硫化床的出料槽，将硫化后的流体物料倒入密封胶筒模具；

S07：物料在模具中存放冷却10h~15h；

S08：进行脱模：向密封胶筒和模具接触面之间喷水，向模具外表面通液氮15~25min，脱模；

S09：通过密封胶筒打磨装置对密封胶筒进行打磨；

S10：包装打磨好的密封胶筒。

进一步，S12步骤的密封胶筒打磨装置，包括：

设于安装面上的传送带单元，用于传送密封胶筒；

设于传送带单元上方的外壁打磨单元，外壁打磨单元包括支撑机构和移动车体，移动车体滑动配合于支撑机构上方，移动车体下端设有竖直设置的第一旋转电机，其输出轴一端设有竖直设置的第一单轴直线气缸，第一单轴直线气缸输出轴一端外周侧设有多个第二旋转电机，其输出轴一端设有第二单轴直线气缸，第二单轴直线气缸输出轴一端设有竖直设置的第一无刷电机，第一无刷电机输出轴一端设有第一打磨轮；

设于传送带单元一端的内壁打磨单元，内壁打磨单元包括沿传送带单元长度方向设置在其两侧的一对第一无杆直线气缸，第一无杆直线气缸上方滑动配合有输出轴指向传送带单元的第三单轴直线气缸，第三单轴直线气缸输出轴一端设有弧形夹块，内壁打磨单元还包括竖直设置的第四单轴直线气缸，第四单轴直线气缸设于安装面上端面开设的安装槽内，其输出轴一端设有竖直设置的第三旋转电机，第三旋转电机输出轴一端外周侧设有第二无杆直线气缸，第二无杆直线气缸上方滑动配合有第四旋转电机，第四旋转电机输出轴一端上方设有竖直设置的第二无刷电机，其输出轴一端设有第二打磨轮。

进一步，支撑机构包括两对支撑杆，支撑杆一端设有一支架，支架上端面贯穿开设有通槽，支架上端面在通槽两侧开设有一对滚轮槽。

进一步，移动车体设于支架上端，移动车体下端设有两组与滚轮槽匹配的滚轮，移动车体下端面设有滑动配合于通槽的吊架，第一旋转电机设于吊架底端。

进一步，第一单轴直线气缸输出轴一端外周侧设有多个L型架，L型架一端设有第一转接板，第二旋转电机设于第一转接板一端。

进一步，第二旋转电机输出轴一端设有第一转接块，第一转接块下端设有第二转接板，第二单轴直线气缸设于第二转接板下端面。

进一步，第二单轴直线气缸输出轴一端设有第三转接板，第一无刷电机设于第三转接板一端。

进一步，第一无杆直线气缸上方的第一滑动端上端面设有第四转接板，第三单轴直线气缸设于第四转接板上端面。

进一步，第三旋转电机输出轴一端外周侧设有第二转接块，第二转接块一端设有第五转接板，第二无杆直线气缸设于第五转接板上端面。

进一步，第四旋转电机设于第二无杆直线气缸上方的第二滑动端上端面。

进一步，第四旋转电机输出轴一端设有与第三旋转电机的输出轴同轴的连接杆，连接杆上端设有第三转接块，第二无刷电机设于第三转接块上端面。

本技术方案的有益效果在于：

1、通过本发明的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法制得的封隔器密封胶筒最高耐温温度可达到235℃，该方法通过二段硫化的方式，降低了硫化过程中材料破裂的风险，改善了硫化效果，大幅提升产品质量。

2、耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法通过向密封胶筒和模具接触面之间喷水和向模具外表面通液氮进行脱模，避免了粘模的问题。

3、本发明的密封胶筒打磨装置可以方便的对密封胶筒的外壁和内壁依次进行打磨，而且实现了全自动打磨，速度快，可提高工作效率，减少人力消耗。

4、打磨密封胶筒外壁的斜面部分时，启动第二旋转电机，转动第一无刷电机，从而能够调整第一打磨轮的角度，打磨密封胶筒内壁的斜面部分时，启动第四旋转电机，转动第二无刷电机，从而能够调整第二打磨轮的角度，通过对第一打磨轮和第二打磨轮角度的调整，使密封胶筒打磨装置不仅可以对竖直的密封胶筒壁进行打磨，还可以对密封胶筒壁的斜面进行打磨。

5、实际对密封胶筒进行打磨时，由于对内壁打磨有一定难度，会存在打磨外壁比打磨内壁快的现象，因此本发明不仅通过传送带单元传送密封胶筒，外壁打磨单元的外壁打磨组件还可沿传送带单元的长度方向移动，实现先打磨多个密封胶筒的外壁，提高工作效率。

6、打磨密封胶筒的内壁较为不便，密封胶筒上部开口通常较小，打磨设备难以进入，因此本发明的内壁打磨单元有密封胶筒夹持组件，可将密封胶筒夹持后，从其底部伸入内壁打磨组件进行打磨。

7、密封胶筒打磨装置结构简单，实用性强。

附图说明

图1示出了本申请实施例耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法流程图。

图2示出了本申请实施例三整体立体图。

图3示出了本申请实施例三隐藏了支撑机构的整体立体图。

图4示出了本申请实施例三隐藏了支撑机构的外壁打磨单元立体图。

图5示出了本申请实施例三附图4的A部分放大立体图。

图6示出了本申请实施例三从下方观察的隐藏了支撑机构的外壁打磨单元立体图。

图7示出了本申请实施例三内壁打磨单元立体图。

图8示出了本申请实施例三内壁打磨单元中放置在安装槽内部分的立体图。

图9示出了本申请实施例三附图8的B部分放大立体图。

图10示出了本申请实施例三整体在安装面上的位置示意图。

图11示出了本申请实施例三密封胶筒立体图。

图中标记：传送带单元-1、外壁打磨单元-2、支撑机构-20、移动支撑杆-201、支架-202、通槽-2021、滚轮槽-2022、车体-21、滚轮-211、吊架-212、第一旋转电机-22、第一单轴直线气缸-23、L型架-24、第一转接板-241、第二旋转电机-25、第一转接块-251、第二转接板-2511、第二单轴直线气缸-26、第三转接板-261、第一无刷电机-27、第一打磨轮-271、内壁打磨单元-3、第一无杆直线气缸-31、第一滑动端-311、第四转接板-3111、第三单轴直线气缸-32、弧形夹块-33、第四单轴直线气缸-34、第三旋转电机-35、第二转接块-351、第五转接板-3511、第二无杆直线气缸-36、第二滑动端-361、第四旋转电机-37、连接杆-371、第三转接块-372、第二无刷电机-38、第二打磨轮-381、密封胶筒-4、安装面-5、安装槽-51。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

本实例的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，按以下步骤实施：

S01：将混炼完成并冷却后的胶料裁切为条状，使其大小和形状与硫化床的硫化槽匹配；其中，混炼是将以下质量份数组分的原料投入混炼机进行混炼：100H型四丙氟橡胶，18份；100S型四丙氟橡胶，60份；N990型炭黑，18份；N774型炭黑，10份；硬脂酸钙，2份；70%型TAIC，17份；60%型双二五， 7份；含GeO2的石墨烯，14份，然后混炼完成后胶料并存放冷却25h；

S02：在硫化床内放入条状胶料；

S03：向硫化床加入硫化剂，硫化剂与胶料质量比为1:200，硫化剂由以下质量份数组分的原料组成：硫磺1份；氧化锌2份；氧化镁1份；环氧树脂0.5份；二硫化四甲基秋兰姆2份；硒粉1份；四亚乙基五胺1份；苯醌1份；

S04：进行第一段硫化：向硫化床内通入140℃的蒸汽，硫化80min；

S05：进行第二段硫化：向硫化床内通入180℃的蒸汽，硫化4.5h；

S06：打开硫化床的出料槽，将硫化后的流体物料倒入密封胶筒模具；

S07：物料在模具中存放冷却15h；

S08：进行脱模：向密封胶筒和模具接触面之间喷水，向模具外表面通液氮25min，脱模；

S09：通过密封胶筒打磨装置对密封胶筒进行打磨；

S10：包装打磨好的密封胶筒。

实施例二

本实例的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，按以下步骤实施：

S01：将混炼完成并冷却后的胶料裁切为条状，使其大小和形状与硫化床的硫化槽匹配；其中，混炼是将以下质量份数组分的原料投入混炼机进行混炼：100H型四丙氟橡胶，32份；100S型四丙氟橡胶，80份；N990型炭黑，32份；N774型炭黑，20份；硬脂酸钙，0.5份；70%型TAIC，10份；60%型双二五，2份；含GeO2的石墨烯，7份，然后混炼完成后胶料并存放冷却25h；

S02：在硫化床内放入条状胶料；

S03：向硫化床加入硫化剂，硫化剂与胶料质量比为1：150，硫化剂由以下质量份数组分的原料组成：硫磺2份；氧化锌5份；氧化镁2份；环氧树脂1份；二硫化四甲基秋兰姆1份；硒粉0.5份；四亚乙基五胺0.5份；苯醌0.5份；

S04：进行第一段硫化：向硫化床内通入160℃的蒸汽，硫化50min；

S05：进行第二段硫化：向硫化床内通入210℃的蒸汽，硫化3.5h；

S06：打开硫化床的出料槽，将硫化后的流体物料倒入密封胶筒模具；

S07：物料在模具中存放冷却10h；

S08：进行脱模：向密封胶筒和模具接触面之间喷水，向模具外表面通液氮15min，脱模；

S09：通过密封胶筒打磨装置对密封胶筒进行打磨；

S10：包装打磨好的密封胶筒。

实施例三

实施例一及实施例二采用如图1~图10所示的密封胶筒打磨装置，包括传送带单元1、外壁打磨单元2、内壁打磨单元3。

设于安装面5上的传送带单元1用于传送如图11所示的密封胶筒4。

设于传送带单元1上方的外壁打磨单元2包括支撑机构20和移动车体21，支撑机构20包括两对支撑杆201，支撑杆201一端设有一支架202，支架202上端面贯穿开设有通槽2021，支架202上端面在通槽2021两侧开设有一对滚轮槽2022，移动车体21设于支架202上端，移动车体21下端设有两组与滚轮槽2022匹配的滚轮211，移动车体21下端面设有滑动配合于通槽2021的吊架212，吊架212底端设有竖直设置的第一旋转电机22，其输出轴一端设有竖直设置的第一单轴直线气缸23，第一单轴直线气缸23输出轴一端外周侧设有三个L型架24，L型架24一端设有第一转接板241，第一转接板241一端设有第二旋转电机25，其输出轴一端设有第一转接块251，第一转接块251下端设有第二转接板2511，第二转接板2511下端面设有第二单轴直线气缸26，其输出轴一端设有第三转接板261，第三转接板261一端设有竖直设置的第一无刷电机27，其输出轴一端设有第一打磨轮271。

设于传送带单元1一端的内壁打磨单元3包括沿传送带单元1长度方向设置在其两侧的一对第一无杆直线气缸31，第一无杆直线气缸31上方的第一滑动端311上端面设有第四转接板3111，第四转接板3111上端面设有输出轴指向传送带单元1的第三单轴直线气缸32，其输出轴一端设有弧形夹块33，内壁打磨单元3还包括竖直设置的第四单轴直线气缸34，第四单轴直线气缸34设于安装面5上端面开设的安装槽51内，其输出轴一端设有竖直设置的第三旋转电机35，第三旋转电机35输出轴一端外周侧设有第二转接块351，第二转接块351一端设有第五转接板3511，第五转接板3511上端面设有第二无杆直线气缸36，第二无杆直线气缸36上方的第二滑动端361上端面设有第四旋转电机37，其输出轴一端设有与第三旋转电机35的输出轴同轴的连接杆371，连接杆371上端设有第三转接块372，第三转接块372上端面设有竖直设置的第二无刷电机38，其输出轴一端设有第二打磨轮381。

密封胶筒打磨装置工作方式：

将粗制完成的密封胶筒4沿传送带单元1长度方向依次放置在传送带单元1上端面，启动传送带单元1，将密封胶筒4移动到外壁打磨单元2的第一单轴直线气缸23下方，停止传送带单元1，准备对密封胶筒4的外壁进行打磨。

具体地，当密封胶筒4的内壁需要打磨时间较长时，可通过滚轮211使移动车体21移动，对传送带单元1上的多个密封胶筒4依次先进行外壁的打磨。

打磨密封胶筒4外壁的竖直部分，按以下步骤操作：启动第一单轴直线气缸23，将L型架24降到预定高度，使第一打磨轮271可从密封胶筒4外壁最下部开始打磨，启动第二单轴直线气缸26，推动第一无刷电机27，使第一打磨轮271可接触到密封胶筒4，启动第一无刷电机27开始打磨，同时启动第一旋转电机22，使三个第一打磨轮271以第一旋转电机22的输出轴为轴旋转，旋转预定圈数后，启动第二单轴直线气缸26，将三个第一打磨轮271往上拉，继续打磨密封胶筒4外壁。

打磨密封胶筒4外壁的斜面部分，按以下步骤操作：启动第二旋转电机25，转动第一无刷电机27，从而调整第一打磨轮271的角度，同时启动第二单轴直线气缸26，推动第一无刷电机27，使第一打磨轮271可接触到密封胶筒4，以上述打磨密封胶筒4外壁的竖直部分的打磨步骤类推，对密封胶筒4外壁的斜面部分进行打磨。

打磨密封胶筒4内壁的竖直部分，按以下步骤操作：启动两个第一无杆直线气缸31，将第三单轴直线气缸32移动到待打磨的密封胶筒4对应的位置，启动两个第三单轴直线气缸32，推动弧形夹块33，夹持密封胶筒4，启动两个第一无杆直线气缸31，将夹持的密封胶筒4移动到第三旋转电机35上方，启动第四单轴直线气缸34，将连接杆371伸入密封胶筒4内，启动第二无杆直线气缸36，移动第四旋转电机37，带动第二无刷电机38运动，使第二打磨轮381可接触到密封胶筒4内壁，启动第二无刷电机38开始打磨，同时启动第三旋转电机35，使第二打磨轮381以第三旋转电机35的输出轴为轴旋转，旋转预定圈数后，启动第四单轴直线气缸34，升降第二打磨轮381，继续打磨密封胶筒4内壁。

打磨密封胶筒4内壁的斜面部分，按以下步骤操作：启动第四旋转电机37，转动第二无刷电机38，从而调整第二打磨轮381的角度，同时启动第二无杆直线气缸36，推动第一无刷电机27，使第二打磨轮381可接触到密封胶筒4内壁，以上述打磨密封胶筒4内壁的竖直部分的打磨步骤类推，对密封胶筒4内壁的斜面部分进行打磨。

将密封胶筒4的外壁和内壁都打磨完成后，可将其取走进行后续工序。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：将混炼完成并冷却后的胶料裁切为条状，使其大小和形状与硫化床的硫化槽匹配；

S02：在硫化床内放入条状胶料；

S03：向硫化床加入硫化剂；

S04：进行第一段硫化：向硫化床内通入140℃~160℃的蒸汽，硫化50min~80min；

S05：进行第二段硫化：向硫化床内通入180℃~210℃的蒸汽，硫化3.5h~4.5h；

S06：打开硫化床的出料槽，将硫化后的流体物料倒入密封胶筒模具；

S07：物料在模具中存放冷却10h~15h；

S08：进行脱模：向密封胶筒和模具接触面之间喷水，向模具外表面通液氮15~25min，脱模；

S09：通过密封胶筒打磨装置对密封胶筒进行打磨；

S10：包装打磨好的密封胶筒。

2.根据权利要求1所述的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，S09步骤所述密封胶筒打磨装置包括：

设于安装面（5）上的传送带单元（1），用于传送密封胶筒（4）；

设于传送带单元（1）上方的外壁打磨单元（2），外壁打磨单元（2）包括支撑机构（20）和移动车体（21），移动车体（21）滑动配合于支撑机构（20）上方，移动车体（21）下端设有竖直设置的第一旋转电机（22），其输出轴一端设有竖直设置的第一单轴直线气缸（23），第一单轴直线气缸（23）输出轴一端外周侧设有多个第二旋转电机（25），其输出轴一端设有第二单轴直线气缸（26），第二单轴直线气缸（26）输出轴一端设有竖直设置的第一无刷电机（27），第一无刷电机（27）输出轴一端设有第一打磨轮（271）；

设于传送带单元（1）一端的内壁打磨单元（3），内壁打磨单元（3）包括沿传送带单元（1）长度方向设置在其两侧的一对第一无杆直线气缸（31），第一无杆直线气缸（31）上方滑动配合有输出轴指向传送带单元（1）的第三单轴直线气缸（32），第三单轴直线气缸（32）输出轴一端设有弧形夹块（33），内壁打磨单元（3）还包括竖直设置的第四单轴直线气缸（34），第四单轴直线气缸（34）设于安装面（5）上端面开设的安装槽（51）内，其输出轴一端设有竖直设置的第三旋转电机（35），第三旋转电机（35）输出轴一端外周侧设有第二无杆直线气缸（36），第二无杆直线气缸（36）上方滑动配合有第四旋转电机（37），第四旋转电机（37）输出轴一端上方设有竖直设置的第二无刷电机（38），其输出轴一端设有第二打磨轮（381）。

3.根据权利要求2所述的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，支撑机构（20）包括两对支撑杆（201），支撑杆（201）一端设有一支架（202），支架（202）上端面贯穿开设有通槽（2021），支架（202）上端面在通槽（2021）两侧开设有一对滚轮槽（2022）。

4.根据权利要求3所述的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，移动车体（21）设于支架（202）上端，移动车体（21）下端设有两组与滚轮槽（2022）匹配的滚轮（211），移动车体（21）下端面设有滑动配合于通槽（2021）的吊架（212），第一旋转电机（22）设于吊架（212）底端。

5.根据权利要求2所述的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，第一单轴直线气缸（23）输出轴一端外周侧设有多个L型架（24），L型架（24）一端设有第一转接板（241），第二旋转电机（25）设于第一转接板（241）一端。

6.根据权利要求2所述的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，第二旋转电机（25）输出轴一端设有第一转接块（251），第一转接块（251）下端设有第二转接板（2511），第二单轴直线气缸（26）设于第二转接板（2511）下端面。

7.根据权利要求2所述的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，第二单轴直线气缸（26）输出轴一端设有第三转接板（261），第一无刷电机（27）设于第三转接板（261）一端。

8.根据权利要求2所述的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，第一无杆直线气缸（31）上方的第一滑动端（311）上端面设有第四转接板（3111），第三单轴直线气缸（32）设于第四转接板（3111）上端面。

9.根据权利要求2所述的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，第三旋转电机（35）输出轴一端外周侧设有第二转接块（351），第二转接块（351）一端设有第五转接板（3511），第二无杆直线气缸（36）设于第五转接板（3511）上端面。

10.根据权利要求2所述的耐高温封隔器密封胶筒硫化成型方法，其特征在于，第四旋转电机（37）设于第二无杆直线气缸（36）上方的第二滑动端（361）上端面，第四旋转电机（37）输出轴一端设有与第三旋转电机（35）的输出轴同轴的连接杆（371），连接杆（371）上端设有第三转接块（372），第二无刷电机（38）设于第三转接块（372）上端面。

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