专利名称：用于真空式管材退火炉机械泵的防泄漏预抽阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金、机械行业生产无缝钢管的辅助设备，尤其是指 用于特种合金无缝钢管热处理退火所使用的真空式管材退火炉机械泵的 防泄漏预抽阔。
背景技术：
无缝钢管是常见的冶金金属制品，其生产流程是管坯生产(炼钢、 轧钢)、钢管坯料(金属圆钢)、管坯准备(长度切割、表面剥皮、钻定 心孔)，将圆形钢材机加工成为合格的管坯；荒管生产(热轧穿孔机对高 温管坯穿孔开坯，将金属管坯加工成为热轧荒管)；冷变形加工，根据成 品管的技术要求，采用相应的冷变形(冷轧、冷拔)加工工艺，按规定的 工序要求对进行冷变形加工，将荒管生产成为符合规定要求的成品无缝钢 管；钢管热处理(固熔)，对冷变形后的钢管，进行固熔、退火热处理； 钢管精整(包括切管、平头、矫直、内外表面修磨)，对冷变形后的钢管 按规定要求进行精整处理；钢管酸洗，对经过冷变形、热处理、精整后的 钢管，进行化学处理，清洗钢管表面附着的油脂；最后经检验合格的成品 无缝钢管进行定切、喷印、包装、入库。
新型钢种(钛合金等)或有特殊要求(国防、军工、核电等)的无缝 钢管，因金属性能、技术要求的需要，在普通热处理退火炉中无法达到相 关技术要求，必须在真空条件下才能达到热处理退火的相关技术要求；真 空式管材退火炉具有可靠性好、操作维护方便、使用寿命长、工件(无缝 钢管)无氧化、表面光亮退火、作业无污染、可满足大功率外循环冷却系 统速度快、可满足特种工艺需要等优势，成为当前新型钢种与特种用途、 特殊要求的无缝钢管热处理退火的专用设备被广泛使用。
目前，用于无缝钢管真空状态下进行热处理退火生产的仅见于真空式 管材退火炉，真空式管材退火炉分为外置式真空式管材退火炉和内置式真 空式管材退火炉两种；ZRT-600-9/12W-1.5T管材真空退火炉属于内置式真空式管材退火炉，采用单室、卧式外循环、周期式加热、Cr20Ni80带加热 设计，采用全程计算机控制技术；由炉体、加热器、隔热屏、真空系统、 回填及强冷系统、压縮空气系统、冷却水循环系统、电源系统、电气控制 系统、计算机控制系统等组成；其工作原理是将工件材料(无缝钢管) 置于密封的炉室中一机械泵启动抽真空(氧化气氛达到理想值)一在真空 条件下进行预定热处理一在惰性气体气氛中快速冷却一工件材料(无缝钢 管)温度低于其氧化温度一工件材料(无缝钢管)运出炉室暴露大气中； 这样就完成了无缝钢管真空状态下的无氧化、光亮退火。
真空系统是真空式管材退火炉的关键装置，ZRT-600-9/12W-1.5T管材 真空退火炉采用7套独立的抽真空装置组成，可分别使用，也可共同使用； 每套抽真空装置由1台K-600T扩散泵、1台ZJY-300罗茨泵、1台2X-70 机械泵(又称旋片泵)组成，每种泵的重量分别为80KG、 75KG、 105KG; 真空阀门采用气动结构，遭遇停电时可自动关闭，保护真空环境；整个系 统中预留真空测量点，可分段检修，方便日常使用与维护、保养。
真空炉炉体内真空度的实际情况，决定了真空炉对工件材料(无缝钢
管)进行热处理退火是否达到应有的技术要求与加工质量；真空炉的真空 度依靠真空系统的三种类型泵(扩散泵、罗茨泵、机械泵)工作，使炉体 内真空腔的真空度达到热处理退火的技术要求，其工作原理是三种类型 泵(扩散泵、罗茨泵、机械泵)都承担对真空炉炉体内抽真空作业，但所 抽取的真空度各不相同，其中机械泵大气压10-lPa、罗茨泵10^Pa、扩散 泵10-3pa (及l0-3pa以上)，机械泵承担了将正常的大气压处理到相对 初始的真空度状态，即大气压10-lPa，因此真空炉进行热处理退火时，机 械泵工作频繁，导致在三种类型泵(扩散泵、罗茨泵、机械泵)中最易发 生故障；而炉体内真空度的问题，直接影响到无缝钢管的退火生产质量。
生产实践中，机械泵装置的预抽阀易发生故障，影响机械泵的工作， 影响管材真空退火炉对工件材料(无缝钢管)的热处理效果。
目前在机械泵发生故障最多的是机械泵装置的预抽阀，预抽阀是机械 泵装置的主要部件；预抽阀由气缸、支架、阀芯、管道等部件组成，其中 气缸由缸体、活塞、活塞杆、端盖、密封件、，螺钉、螺母、连接销、垫圈、 开口销等零件组成，支架由支座、螺钉等零件组成，阀芯有阀座、阀盘等零件组成，管道有输入管道与输出管道两部分组成；预抽阀安装在机械泵
输出管道顶部，分别通过输出管道与扩散泵、罗茨泵连接；抽取炉体真空
时，通过预抽阀气缸活塞杆的上、下垂直运动，带动阀芯内的阀盘上、下 垂直运动，控制输出管道打开与闭合，起到控制机械泵与扩散泵、罗茨泵
连接的作用。
造成预抽阀故障的主要原因是存在泄漏，由于预抽阀存在泄漏点，造 成大气压从泄漏点，依靠压力差进入真空炉炉体内，导致炉体真空腔内气 氛不纯，真空度效果差，最终造成抽取真空时间长(机械泵长时间连续作 业)，无缝钢管退火质量差、机械泵劣化磨损大、故障频繁。
目前造成预抽阀存在泄漏的主要原因是由于真空炉炉体内的杂质颗 粒(主要是金属碎屑，生成的原因一是因真空度不高，导致无缝钢管热处 理时因氧化产生的碎屑，二是进入炉体内的无缝钢管清洁度低，带有杂质 与水分，水分造成初始加热是产生金属表面氧化)，在机械泵抽取真空的 动力下，沿管道进入预抽阀阀盘处，在气缸活塞杆向上运动，此时阀盘打 开，杂质颗粒在气流的作用下进入预抽阀的封闭式阀芯内，杂质颗粒最终 吸附在预抽阀的阀腔、阀座、阀盘、气缸活塞杆等零件表面；随着气缸活
塞杆的往复垂直运动，杂质颗粒在预抽阀阀芯内积聚，并在气流作用下形 成对零件的摩擦，最终导致预抽阀的密封件磨损、劣化，出现泄漏点，造 成预抽阀的气缸与支座、阀座与支座之间连接部位出现泄漏，导致大气压 通过压力流向，自动进入真空炉炉体内，造成抽取真空时间长，机械泵连 续工作，零件磨损加剧，尤其是密封装置磨损消耗大，故障频繁，并影响 到扩散泵、罗茨泵的正常工作。
预抽阀的泄漏问题是影响高要求无缝钢管产品质量的重要因素。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种用于真空式管材退火炉机械泵的防泄 漏预抽阀，有效的解决了机械泵在对真空炉炉体内抽取真空时，因预抽阀 泄漏而造成的真空抽取时间长，真空度差等问题，为减少能源(电能)消 耗，降低设备磨损，延长机械泵使用寿命，提高无缝钢管热处理质量创造
条件；设计合理，结构紧凑、定位准确、材料便宜，使用维护方便、通用
5性强、安全可靠、实用高效。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，
用于真空式管材退火炉机械泵的防泄漏预抽阀，其包括，阀座，其具 有一腔体结构，内壁设有台阶；阀盘，设置于阀座腔体内，两侧端与内壁
台阶对应，其上端面中部凸设一圆形台阶；气缸支座，设置于阀座上端部， 其上开有通孔；气缸，设置于气缸支座，其活塞杆端部穿过气缸支座通孔 伸入阀座腔体，所述的阀盘与该活塞杆端部连接；波纹管件，其一端抵靠 于气缸支座底面，并由前密封环夹持固定连接；另一端套设于阀盘上端面 圆形台阶外侧，并由后密封环夹持固定连接，前密封环、后密封环分别通 过螺钉与与阀盘、气缸支座相连接固定。
进一步，所述的前密封环、后密封环一侧表面开有环行凹槽，并设密 封圈，分别与阀盘上端面、气缸支座底面相抵靠。
又，所述的密封圈为O型密封圈。
本实用新型防泄漏预抽阀通过波纹管弹性变形起到隔绝阀腔与气缸 的作用，实现阀腔内的密封补偿。 本实用新型的有益效果
1. 设计合理，结构紧凑，实用高效；
2. 定位准确牢固，稳定性好，安全可靠；
3. 拆装快捷、使用与维护方便，省工省时；
4. 制作方便，材料便宜，降低制作、加工成本；
5. 采用不锈钢波纹管，弹性变形能力强，防止锈蚀，使用效果好；
6. 通用性强，对其它同类型的设备改进，具有借鉴、推广、应用价 值。
图1是本实用新型防泄漏预抽阀一实施例闭合状态的结构示意图； 图2是本实用新型防泄漏预抽阀打开状态的结构示意图。
具体实施方式
参见图1、图2，本实用新型用于真空式管材退火炉机械泵的防泄漏预抽阀，其包括，阀座1，其具有一腔体11结构，内壁设有台阶12;阔 盘2，设置于阀座l腔体ll内，两侧端与内壁台阶12对应，其上端面21 中部凸设一圆形台阶211;气缸支座3，设置于阀座1上端部，其上开有
通孔31;气缸4，设置于气缸支座3，其活塞杆41端部穿过气缸支座3通 孔31伸入阀座1腔体11，所述的阀盘2与该活塞杆41端部连接；波纹管 件5，其一端抵靠气缸支座3底面32，并由前密封环6夹持固定连接；另 一端套设于阀盘2上端面21圆形台阶211外侧，并由后密封环7夹持固 定连接，前密封环6、后密封环7分别通过螺钉10、 10'与与阀盘2、气 缸支座3相连接固定。
所述的前密封环6、后密封环7—侧表面开有环行凹槽，并设密封圈 8、 9，分别与阀盘2上端面、气缸支座3底面相抵靠；密封圈8、 9为0 型密封圈。
使用时，气缸4往复运动，通过波纹管件5的弹性变形，随气缸运动 而伸縮，此时真空炉炉体内的杂质颗粒，在机械泵抽取真空的动力下，沿 管道进入预抽阀内，积聚在由预抽阀阀座1、气缸支座3、阀盘2所包围 形成的封闭式阀腔内，但由于密封组件如波纹管件5的隔绝无法进入气缸 等部位，从而达到保护预抽阀连接面密封，防止泄漏的作用；即便有部分 金属杂质颗粒，在抽取真空气流作用下，通过预抽阀阀座出口处进入机械 泵，由于机械泵安装有过滤装置，不会造成对机械泵的损坏；日常维护时， 只要打开预抽阀，就可以及时清理金属杂质颗粒，使用维护便捷、高效。
本实用新型有效的解决了机械泵在对炉体内抽取真空时，因预抽阀泄 漏而造成的真空抽取时间长，真空度差等问题，为减少能源(电能)消耗， 降低设备磨损，延长机械泵使用寿命，提高无缝钢管热处理质量创造条件。
权利要求1.用于真空式管材退火炉机械泵的防泄漏预抽阀，其特征是，包括，阀座，其具有一腔体结构，内壁设有台阶；阀盘，设置于阀座腔体内，两侧端与内壁台阶对应，其上端面中部凸设一圆形台阶；气缸支座，设置于阀座上端部，其上开有通孔；气缸，设置于气缸支座，其活塞杆端部穿过气缸支座通孔伸入阀座腔体，所述的阀盘与该活塞杆端部连接；波纹管件，其一端抵靠于气缸支座底面，并由前密封环夹持固定连接；另一端套设于阀盘上端面圆形台阶外侧，并由后密封环夹持固定连接；前密封环、后密封环分别通过螺钉与与阀盘、气缸支座相连接固定。
2. 如权利要求1所述的用于真空式管材退火炉机械泵的防泄漏预抽阀， 其特征是，所述的前密封环、后密封环一侧表面开有环行凹槽，并设 密封圈，分别与阀盘上端面、气缸支座底面相抵靠。
3. 如权利要求2所述的用于真空式管材退火炉机械泵的防泄漏预抽阀， 其特征是，所述的密封圈为O型密封圈。
专利摘要用于真空式管材退火炉机械泵的防泄漏预抽阀，其包括，阀座，其具有一腔体，内壁设有台阶；阀盘，设于阀座腔体内，两侧端与内壁台阶对应，其上端面中部凸设一圆形台阶；气缸支座，设于阀座上端部，其上开有通孔；气缸，设于气缸支座，其活塞杆端部穿过气缸支座通孔伸入阀座腔体，阀盘与活塞杆端部连接；波纹管件，其一端抵靠于气缸支座底面，并由前密封环夹持固定连接；另一端套设于阀盘上端面圆形台阶外侧，并由后密封环夹持固定连接，前密封环、后密封环分别通过螺钉与阀盘、气缸支座相连接固定。本实用新型有效的解决了机械泵在对真空炉炉体内抽取真空时，因预抽阀泄漏而造成的真空抽取时间长，真空度差等问题，提高无缝钢管热处理质量。
文档编号F16K31/122GK201322138SQ20082015450
公开日2009年10月7日 申请日期2008年10月27日 优先权日2008年10月27日
发明者斌 蔡, 涛 陈 申请人:宝山钢铁股份有限公司