本發(fā)明涉及一種用于制備高緊密度密封件的浸漬設備。

背景技術：

隨著我國工業(yè)化進程的不斷增加，環(huán)境污染日益嚴重，國家對環(huán)保的重視程度越來越高，核電、石油化工等領域產生的揮發(fā)性有機物不僅會污染環(huán)境，還會危害身體健康，所以國家頒布標準規(guī)定石油化工企業(yè)及其生產設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，而同時開發(fā)出相應的浸漬設備以在密封環(huán)上成功地添加浸漬物則顯得尤為必要。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現有技術的缺陷，提供一種用于制備高緊密度密封件的浸漬設備。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種用于制備高緊密度密封件的浸漬設備，所述浸漬設備包括具有密封容腔的密封容器、能夠上下升降地設于所述密封容腔中且用于承托待浸漬處理的密封件的托盤、用于驅使所述托盤上下升降的升降驅動裝置、用于向所述密封容腔中供入浸漬液的供液裝置，以及用于對所述密封容腔中的浸漬液進行加熱或冷卻處理的溫控裝置，所述浸漬設備還包括用于對所述密封容腔進行循環(huán)增壓的循環(huán)增壓裝置、和/或，用于對所述密封容腔進行抽真空的真空裝置。

優(yōu)選地，所述供液裝置包括用于儲存浸漬液的儲液罐、與所述儲液罐相連接的噴淋頭，所述噴淋頭伸入所述密封容腔中并位于所述托盤的上方。

進一步地，所述托盤繞豎直方向延伸的軸心線旋轉地設于所述密封容腔中，所述浸漬設備還包括用于驅使所述托盤旋轉的旋轉驅動裝置。

進一步地，所述循環(huán)增壓裝置包括連接在所述儲液罐的出液口與所述噴淋頭的進液口之間的循環(huán)增壓泵，所述噴淋頭的進液口處設有噴淋控制閥，所述噴淋控制閥與所述循環(huán)增壓泵之間設有增壓管，所述增壓管向下伸入所述密封容腔，所述增壓管上還設有循環(huán)增壓控制閥。

更進一步地，所述循環(huán)增壓裝置還包括連接在所述密封容腔底部與所述儲液罐的循環(huán)管、設于所述循環(huán)管上的回液閥，所述循環(huán)增壓裝置工作時，所述儲液罐、循環(huán)增壓泵、增壓管、密封容腔、循環(huán)管之間形成供浸漬液循環(huán)的循環(huán)回路。

優(yōu)選地，所述供液裝置還包括穩(wěn)壓罐、連接在所述穩(wěn)壓罐與所述儲液罐之間的穩(wěn)壓閥。

優(yōu)選地，所述浸漬設備還包括伸入所述密封容腔中的攪拌頭、用于驅使所述攪拌頭旋轉攪拌工作的攪拌驅動器。

優(yōu)選地，所述托盤沿厚度方向的截面呈鋸齒狀，所述托盤的承托面與所述密封件之間呈多點接觸或多線接觸。

優(yōu)選地，所述溫控裝置包括設于所述密封容腔中且位于所述托盤下方的加熱-冷卻管、用于控制所述加熱-冷卻管進行加熱或冷卻工作狀態(tài)的控制器。

優(yōu)選地，所述真空裝置包括與所述密封容腔通過抽真空管相連接的真空泵、設于所述抽真空管上的真空計與真空計閥。

由于上述技術方案的運用，本發(fā)明與現有技術相比具有下列優(yōu)點：該浸漬設備，既能夠對密封件進行正壓浸漬處理，還能夠對密封件進行真空浸漬處理，使得密封件的緊密度大大提升，這樣可使得密封件在應用于各種工況環(huán)境下的密封時更為可靠有效。該浸漬設備結構簡單，成本較低，操作也很方便。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的浸漬裝置整體結構示意圖；

附圖2為經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、升降驅動裝置；23、旋轉、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

下面結合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明的技術方案作進一步的闡述。

參見圖1所示的用于制備高緊密度密封件的浸漬設備，用于將傳統(tǒng)的例如石墨、聚四氟乙烯等柔性密封材料制成的密封件20置入特別配置的浸漬液中，并采用一定的方式完成浸漬處理，從而獲得具有高緊密度的密封件，進而達到提高密封件的密封有效性。

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構的新密封件，如圖2所示。

參見圖1所示，該浸漬設備包括：

密封容器1，該密封容器1具有密封容腔，該密封容器1包括具有內腔的浸漬罐1a、可通過密封圈1c密封地蓋設在浸漬罐1a頂部的密封蓋1b，當密封蓋1b密閉地設于浸漬罐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地設置。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、升降軸23，以及用于驅使旋轉、升降軸23繞自身軸心線旋轉或是沿軸向伸長的旋轉、升降驅動裝置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定的溫度值或溫度范圍內。本實施例中，該溫控裝置3包括設于密封容腔中并位于托盤21下方的加熱-冷卻管31，以及設于密封容器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也可擇一安裝，也可按照本實施例的方式同時安裝，以根據實際的浸漬工藝選擇使用。

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的進液口處設有噴淋控制閥43，儲液罐42的下部設有出液閥46，出液閥46與噴淋控制閥43之間設有循環(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保持關閉狀態(tài)；而當密封容腔內充滿浸漬液時，噴淋控制閥43關閉，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、設于密封容腔外用于驅使攪拌頭51旋轉攪拌工作的攪拌驅動器52。

參見圖1所示，該浸漬設備還包括在浸漬結束后對密封容器1內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、設于該排液管上的排液閥82。

參見圖1所示，該浸漬設備還包括：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浸漬液溫度的溫度傳感器10、用于檢測密封容腔內壓力值的壓力表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的頂部還設有排氣閥13。

采用該浸漬設備，可進行密封件的正壓浸漬工藝，以及密封件的真空浸漬工藝，以下結合兩種浸漬方法來說明本實施例的浸漬設備的工作原理與工作方式：

正壓浸漬工藝：

在該正壓浸漬工藝過程中，真空計閥72始終保持關閉狀態(tài)，即真空裝置7不參與工作。

參見圖1所示，首先，將待浸漬處理的密封件20置于托盤21上，然后將密封蓋1b密封地蓋設在浸漬罐1a上，使得浸漬罐1a與密封蓋1b之間形成密封容腔。

接著向密封容腔中供液。此時，排氣閥13、壓力表閥12打開，噴淋控制閥43、穩(wěn)壓閥45、出液閥46均打開，且循環(huán)增壓控制閥63、回液閥65、排液閥82均處于關閉狀態(tài)，由循環(huán)增壓泵61將儲液罐42內的浸漬液泵入噴淋頭41，經噴淋頭41向下噴淋供液。

在噴淋供液的同時，旋轉、升降驅動裝置22工作而使得托盤21繞旋轉、升降軸23的軸心線旋轉，以使得密封件20在托盤21的帶動下旋轉，以使其表面均勻地被噴淋到浸漬液，這樣在噴淋的過程中就使得密封件20的外側周面上均被噴淋到浸漬液。

在噴淋的過程中，當浸漬液淹沒加熱-冷卻管31時，控制器32即可使加熱—冷卻管31開始工作以對浸漬液進行加熱或冷卻，使其逐漸達到設定的溫度值或溫度范圍。該溫度范圍優(yōu)選地為5℃～80℃之間，更為優(yōu)選地為50℃～60℃，以在確保浸漬液內有效組分不揮發(fā)的同時，盡量地提高浸漬液內有效組分的活性，提高浸漬效果。

當浸漬液淹沒攪拌頭51時，攪拌驅動器52驅使攪拌頭51開始攪拌工作，以使得密封容腔內的浸漬液更為均勻。

待浸漬液充滿密閉容腔后，停止供液，并關閉排氣閥13和噴淋控制閥43；同時打開循環(huán)增壓控制閥63、回液閥65，利用循環(huán)增壓泵61對密封容腔進行循環(huán)增壓，使得密封容腔內的壓力控制在0.1mpa～0.8mpa。在保證密封容器1密封性有效可靠的前提下，密封容腔內的壓力值越高，浸漬效果越理想。實際浸漬處理時，在兼顧浸漬效果與密封容器1密封可靠性的前提下，上述壓力值優(yōu)選地為0.3mpa～0.4mpa。上述循環(huán)增壓過程應持續(xù)0.5小時以上。

待循環(huán)增壓結束后，關閉循環(huán)增壓控制閥63、回液閥65、出液閥46，托盤21、攪拌頭51停止旋轉，靜置保壓3小時以上，通常為6h至28h之間，完成靜置浸漬。

待浸漬完成后，關閉穩(wěn)壓閥45，并打開排氣閥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與攪拌頭51可同時旋轉以提高冷卻效率，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。

經試驗證明，密封件采用上述工藝進行浸漬處理，其緊密度基本上能夠從原來的10^-5mbar·l/(s·mm閥桿直徑)上升至10^-9mbar·l/(s·mm閥桿直徑)，上述的閥桿直徑亦即密封件的環(huán)內徑值。

真空浸漬工藝：

參見圖1所示，采用該真空浸漬工藝時，供液的方式更為方便。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始終處于關閉狀態(tài)。

具體工藝步驟如下：

首先保持托盤21處于較高位置下，即保持在預設的液面以上；然后將浸漬液直接傾倒至浸漬罐1a的內腔中，使其到達設定液位后，將密封件20放置至托盤21上而處于液面之上，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。同時可對密封容腔內的浸漬液進行加熱，使其溫度控制在5℃至50℃之間。在浸漬液內有效組分不揮發(fā)的前提下，浸漬液的溫度越高，其內有效組分的活性也相對較高。

接著，將真空計閥72打開，真空泵71工作并將密封容腔內抽真空，使得密封容腔內絕對壓力保持在5000pa以下，盡量達到2000pa以下。密封容器內絕對壓力數值越低，浸漬效果相對來說越好，但同時對真空裝置7的要求也會相應地大幅提高。

待抽真空完畢后，關閉真空計閥72，旋轉、升降驅動裝置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。

然后再驅使托盤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，根據工藝需要，也可保持真空泵71持續(xù)運轉和真空計閥72常開。

上述的抽真空、浸漬的過程重復一次或多次，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的浸漬液進行攪拌，具體可通過托盤21的旋轉而使得浸漬液實現攪拌。

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。

經試驗證明，密封件采用上述工藝進行浸漬處理，其緊密度也基本能夠從原來的10^-5mbar·l/(s·mm閥桿直徑)上升至10^-8～10^-9mbar·l/(s·mm閥桿直徑)。

綜上，本發(fā)明的浸漬設備，可對密封件20進行正壓浸漬處理，或者真空浸漬處理，使得密封件20的緊密度大大提升，從而使得密封件20在應用于各種工況環(huán)境下的密封時更為可靠有效。該浸漬設備結構簡單，成本較低，操作也很方便。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并據以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。