一种复合材料阀门密封件的制作工艺及其预处理装置的制作方法

本发明涉及阀门密封件加工的技术领域，尤其是涉及一种复合材料阀门密封件的制作工艺及其预处理装置。

背景技术：

阀门密封件是一种应用在阀门上且用于防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄露以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入的零部件，阀门使用时必须配备有阀门密封件且阀门密封件直接影响阀门密封性和阀门的正常使用。故而阀门密封件的使用量大，生产量大。

现有的授权公告号为cn103467896b的发明专利文件中公开了一种复合材料阀门密封件的制作工艺，工艺路线为：备料→干燥→混料→装模压实成型→烧件→修饰→定型→精加工→检验入库，其特征在于，具体步骤如下：

（1）备料：石墨粉末58-62份，橡胶8-12份，增强纤维8-12份，硫化剂0.8-1.2份，促进剂0.8-1.2份，防老化剂0.8-1.2份；

（2）各种原料进行干燥，使其含水量小于3%；

（3）将各种原料充分拌和；

（4）装入事先设计好的模具内压实成型，成型压力为10～40mpa；

（5）烧制，烧结炉的升温过程为：从室温以1.2℃/分钟的速度升至180℃，保温15分钟后再以1.2℃/分钟的速度升至230℃，保温一小时，最后以1℃/分钟的速度升至380℃±5℃，保温30分钟，保温结束后直接空冷至室温，完成整个烧结过程，用此种工艺烧结出的坯料的密度为2.2～2.6g/cm3，拉伸强度为13-20mpa，断裂伸长率为170-200%；

（6）通过外观、硬度、尺寸、平行度、同轴度、平面度检验，合格后包装、入库。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：夏季，原料会因为原料存放环境持续高温而结块。结块的原料在混料过程中不易充分混合，进而在烧件过程中各成分难以充分反应或烧制出性能足够的坯料。故而上述工艺路线所获得的密封件成品极易因季节和温度的变化而质量不稳定，且夏季生产时的原料浪费率高，生产效率低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种复合材料阀门密封件的制作工艺，该制作工艺所获得的密封件成品质量稳定。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种复合材料阀门密封件的制作工艺，包括以下步骤：

步骤一：持续检测和记录原料存放环境的日平均温度，生产开始时查询原料存放环境的历史日平均温度，当原料存放环境的历史日平均温度在生产当日的前15天内存在有连续五天日平均温度均超过22度的记录则进入步骤二，反之则进入步骤四；

步骤二：将原料放入冷冻箱内降温；

步骤三：将降温完毕的原料导入粉碎机内粉碎且出料时过筛；

步骤四：根据生产需求选取原料配比并按照原料配比进行备料；

步骤五：干燥各种原料至原料含水量低于3%；

步骤六：将各种原料充分拌和；

步骤七：通过模压成型将拌和完毕的原料制成密封件毛坯；

步骤八：将密封件毛坯放入烧结炉内烘烤烧制；

步骤九：将烧制好的坯料套设在预制模具上进行定型工作；

步骤十：通过车削等工序精加工定型完毕的坯料；

步骤十一：质检并出货。

通过采用上述技术方案，通过生产当日的前15天内是否存在有连续五天日平均温度均超过22度的记录的判定确定原料是否因所处环境的温度变化而存在融合结块的现象，从而确定是否需要在备料前对原料进行预处理工作；通过冷冻降温停止原料融合结块的过程，通过粉碎机打碎结块，通过过筛工序检测原料粒度并保证备料时所用原料的粒度可满足后续混合及生产的需求，通过上述预处理过程使得夏季生产时的生产质量不会因为原料结块而降低；通过上述操作实现成品质量不因季节变化而波动的阀门密封件的制作工艺。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤二中冷却完毕时的原料温度不高于20度。

通过采用上述技术方案，原料降温至20度及以下时融合结块的过程停止，生产者无需过度降温原料，生产效率高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤三中过筛的粒度为150目-200目。

通过采用上述技术方案，原料粒度为150目-200目时即可满足后续的混合和生产需求，生产者无需过度粉碎原料或选取更小的过筛粒度进行过筛，预处理难度和成本均降低。

本发明的目的之二是提供一种应用于上述的复合材料阀门密封件的制作工艺中的预处理装置，具有便捷判定原料存放环境的状况和预处理结块原料的性能。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种预处理装置，包括设置在原料存放环境处的测温仪和与测温仪电连接的储存器，还包括冷冻箱、粉碎机以及与粉碎机输出端连接的过筛机构，所述储存器内置有存储模块、计算模块和计时器，所述存储模块每日清除当日前的第16天的日平均温度的数据，所述储存器上设置有用于显示是否需要对原料进行降温等预处理工序的信息的显示屏。

通过采用上述技术方案，通过测温仪检测原料存放环境的温度并通过存储模块和计时器分时段记录，通过计算模块计算日平均温度并通过存储模块记录日平均温度，存储模块只保留当日前15天内的历史日平均温度，存储压力小，存储成本低，储存器每日自动判定当日的前15天内是否存在有连续五天日平均温度超过22度的记录并将判定结果通过显示屏显示出来，生产者可直接通过显示屏查询原料存放环境的状况信息，从而实现原料是否结块和需要预处理的判定，通过冷冻箱的冷冻、粉碎机的粉碎以及过筛机构的过筛实现原料在备料前的预处理过程，原料预处理判定和预处理方便，生产方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述冷冻箱上设置有温度监控器，所述温度监控器通过电线顺序连接有多个测温表和对应测温表的测温探头，所述冷冻箱内通过隔断设置有多个储存单元格，每个所述储存单元格内设置有悬挂卡且悬挂卡上悬挂有一个测温探头，所述悬挂卡上设置有与测温探头抵接的触碰开关，所述测温探头与悬挂卡接触和分离时对应的触碰开关均向温度监控器发送信号。

通过采用上述技术方案，通过测温探头、测温表和温度监控器进行冷却降温过程中原料温度的实时监控，通过触碰开关确定原料测温点所在的储存单元格，生产者通过温度监控器确定原料取出时间点方便，完成原料降温工序更方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述温度监控器内置有语音模块和远程通讯模块。

通过采用上述技术方案，通过语音模块和远程通讯模块实现语音提示和远程提示，无论生产者是否在冷冻箱附近均可获取原料降温完成的信息，进一步缩短实施例一中阀门密封件的制作工艺中的步骤二和步骤三之间的间隔时间，生产效率高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述过筛机构包括与粉碎机输出端连接的接料斗，所述接料斗通过输送蛟龙连接有过筛箱，所述过筛箱内水平滑移连接有筛网，所述筛网螺纹连接有轴线平行于筛网滑移路径的位移螺杆，所示位移螺杆与过筛箱旋转连接且传动连接有往复电机。

通过采用上述技术方案，通过往复电机控制位移螺杆交替正转和反转，带动筛网往复滑移，原料经过粉碎机粉碎后顺序经过接料斗和输送蛟龙后进入过筛箱内并与筛网接触，通过上述操作实现粉碎结块原料和过筛出料，预处理完成的原料粒径与后续混合和生产需求的适配性好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述过筛箱内位于筛网上方旋转连接有缓冲螺旋杆，所述缓冲螺旋杆的轴线水平且垂直于筛网的滑移路径，两个所述缓冲螺旋杆为一组且两组缓冲螺旋杆在竖直向顺序设置，靠近所述筛网的一组缓冲螺旋杆的外径大于远离所述筛网的一组缓冲螺旋杆的外径，四根所述缓冲螺旋杆的轴线呈矩阵状排列设置，所述缓冲螺旋杆由电机驱动自转。

通过采用上述技术方案，原料与缓冲螺旋杆接触时会因缓冲螺旋杆的旋转而改变位移路径，原料坠落时的位移路径延长且原料在过筛箱内坠落至与筛网接触的时长延长，两组缓冲螺旋杆分层缓冲，有效降低筛网的过筛速度无法与筛网上原料堆积速度相匹配的可能，过筛均匀且效率高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：远离所述筛网的一组缓冲螺旋杆的转速大于靠近筛网的一组缓冲螺旋杆的转速，远离所述筛网的一组缓冲螺旋杆相离旋转且靠近筛网的一组缓冲螺旋杆相对旋转。

通过采用上述技术方案，两组缓冲螺旋杆相对旋转的状态相异且转速不相等使得缓冲螺旋杆对原料坠落时位移路径干扰的效果更佳，筛网上堆积过多原料且影响过筛速度的可能性进一步降低。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述过筛箱外侧壁上固设有散热风扇。

通过采用上述技术方案，散热风扇有效降低过筛箱的温度，从而降低原料粉末所处环境的温度，有效降低过筛过程中原料粉末升温且出现融合结块现象的可能性，有效提高过筛效率和过筛通过率。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过对原料储存环境情况的分析确定原料是否结块和需要预处理，通过在备料工序前预处理原料来实现成品质量不随季节温度变化而变化的生产效果；

2.通过过筛过程检验原料粒径，降低原料粉碎不彻底且影响后续生产的可能性。

附图说明

图1是具体实施例二的测温仪和储存器的结构示意图。

图2是具体实施例二的针对冷冻箱内部结构的剖视图（测温表图示中未画出）。

图3是图2中a部分的局部放大示意图。

图4是具体实施例二的粉碎机及过筛机构的整体结构示意图。

图5是具体实施例二的针对过筛箱内部结构的剖视图。

图中，11、测温仪；12、储存器；121、显示屏；2、冷冻箱；21、温度监控器；22、隔断；221、储存单元格；23、悬挂卡；231、触碰开关；24、测温探头；3、粉碎机；4、过筛机构；41、接料斗；411、输送蛟龙；42、过筛箱；43、筛网；431、位移螺杆；432、往复电机；433、密封层；434、滑移腔；44、缓冲螺旋杆；45、散热风扇。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

为本发明公开的一种复合材料阀门密封件的制作工艺，首先通过测温仪持续检测原料存放环境的温度，并通过储存器计算和记录原料存放环境的日平均温度；储存器每日自动查询一次原料存放环境的历史日平均温度，当原料存放环境的历史日平均温度在查询当日的前15天内存在有连续五天日平均温度均超过22度的记录时显示屏上文字提示原料在生产使用前需要降温，反之则显示屏上文字提示原料在生产使用前不需要降温（本实施例中的储存器和显示屏的工作原理如具体实施例二中所示）；

生产开始时，生产者通过显示屏获取到原料不需要降温的信息则根据生产需求选取一种原料配比并按照原料配比进行备料，本实施例中原料配比的质量份数比为：高强纳米碳纤维，0.5-1.5；锡青铜粉，20-25；聚四氟乙烯粉，65-75；该种原料配比所生产出的以聚四氟乙烯为基质的密封件的强度高且韧性好，适用于高中压阀门的密封使用；进而将各种原料干燥至原料含水量低于3%；通过搅拌机充分拌和各种原料；在液压机上将拌和完毕的各种原料模压成型；将模压成型工序中获得的密封件毛坯置入烧结炉内烘烤20小时以上；将烧制好的坯料套设在模具上定型，通过定型避免坯料在冷却过程中发生缩小变形；通过车削等工序精加工定型完毕的坯料；检验成品质量，合格则出货；

生产开始时，生产者通过显示屏获取到原料需要降温的信息则将生产用原料放入冷冻箱内降温；当原料的温度不高于20度时则将原料取出并投放至粉碎机内粉碎；通过过筛机构对粉碎的原料进行筛选出料，且过筛粒度在150目-200目之间，本实施例中选用的过筛粒度为180目；进而重复生产者获取到原料不需要降温的信息后的上述生产过程。

上述制作工艺会对原料存放的环境进行判定，从而确定是否需要在备料前对原料进行预处理工作；通过冷冻降温停止原料融合结块的过程，通过粉碎机打碎结块，通过过筛工序检测原料粒度并保证备料时所用原料的粒度可满足后续混合及生产的需求，通过上述预处理过程使得夏季生产时的生产质量不会因为原料结块而降低；通过上述操作实现成品质量不因季节变化而波动的阀门密封件的制作工艺。

实施例二：

参照图1，为本发明公开的一种应用于上述复合材料阀门密封件的制作工艺中的备料装置，包括设置在原料存放环境处的测温仪11和与测温仪11电连接的储存器12，储存器12内置有存储模块、计算模块和计时器，储存器12上设置有显示屏121。测温仪11实时监测原料存放环境处的温度，计算模块对测温仪11检测到的温度数据进行冒泡排序，从而获得每日的最高温度和最低温度，进而计算出每日的日平均温度并通过存储模块记录和存储日平均温度。存储模块每日清除当日前的第16天的日平均温度的数据并保留当日前的15天的日平均温度的数据，计算模块每日对当日前的15天的日平均温度进行数值大小的循环判定，如果当日的前15天内存在有连续五天日平均温度均超过22度的记录则计算模块向显示屏121发送记录存在的信号，显示屏121上文字提示原料在生产使用前需要降温；反之则计算模块向显示屏121发送记录不存在的信号，显示屏121上文字提示原料在生产使用前不需要降温。生产者可通过显示屏121便捷获取是否需要对原料进行预处理工序的判定信息，实现实施例一中阀门密封件的制作工艺中的步骤一方便，生产方便。

参考图2和3，还包括冷冻箱2，本实施例中的冷冻箱2为装配式冷库。冷冻箱2内固设有多个金属隔断22，隔断22将冷冻箱2内部空间划分为多个储存单元格221。每个储存单元格221内固设有一个c形悬挂卡23，每个悬挂卡23上卡合悬挂有一个测温探头24且悬挂卡23与测温探头24之间设置有触碰开关231。冷冻箱2外侧壁上设置有温度监控器21，温度监控器21内置有语音模块和远程通讯模块。测温探头24通过电线连接有测温表，温度监控器21同时与多个测温表电连接。

生产者将原料放入冷冻箱2内，将测温探头24从悬挂卡23上取下并插入对应储存单元格221内的原料内，对应的触碰开关231因测温探头24和悬挂卡23的分离而向温度监控器21发送信号。测温探头24和测温表实时监测原料的降温进度，并将原料的温度数据传输给温度监控器21，温度监控器21通过触碰开关231的信号确定测温表传输来的数据是否是原料的温度，从而降低温度误判的概率。

当原料的温度降低至20度及以下时，温度监控器21文字提示对应的储存单元格221内已冷却完毕，并通过语音模块和远程通讯模块实现语音提示和远程提示，无论生产者是否在冷冻箱2附近均可获取原料降温完成的信息，有效缩短实施例一中阀门密封件的制作工艺中的步骤二和步骤三之间的间隔时间，生产效率高，生产方便。通过上述操作实现实施例一中的阀门密封件的制作工艺中的步骤二，原料融合结块的过程因冷冻降温而停止，初步预处理原料方便。

参考图4和5，还包括粉碎机3和与粉碎机3输出端连接的过筛机构4，粉碎机3的输入端设置在粉碎机3的顶部，粉碎机3的输出端设置在粉碎机3的下部。过筛机构4包括过筛箱42和与粉碎机3输出端连接的接料斗41，接料斗41通过输送蛟龙411与设置在过筛箱42上部的过筛箱42输入端连接。过筛箱42呈盒体状设置且内腔形状为立方体状，过筛箱42内腔连通有立方体状的滑移腔434，滑移腔434的水平截面形状大于过筛腔内腔的水平截面形状。滑移腔434内水平滑移连接有筛网43且滑移腔434内壁上包覆有密封层433，本实施例中的筛网43目数为180目。筛网43螺纹连接有轴线平行于筛网43滑移路径的位移螺杆431，位移螺杆431与过筛箱42旋转连接且传动连接有往复电机432。

过筛箱42内位于筛网43上方旋转连接有缓冲螺旋杆44，缓冲螺旋杆44的轴线水平且垂直于筛网43的滑移路径。缓冲螺旋杆44共有四根且每两根为一组，两组缓冲螺旋杆44在竖直面内间隙排列设置。四根缓冲螺旋杆44同一侧的端面在竖直面内呈矩阵状排列，缓冲螺旋杆44之间、缓冲螺旋杆44与过筛箱42内腔侧壁之间以及缓冲螺旋杆44与筛网43之间均留有间隙。靠近筛网43的一组缓冲螺旋杆44的外径大于远离筛网43的一组缓冲螺旋杆44螺旋杆的外径，同组的缓冲螺旋杆44通过齿轮啮合传动连接，同组的其中一个缓冲螺旋杆44由电机驱动旋转，远离筛网43的一组缓冲螺旋杆44的转速大于靠近筛网43的一组缓冲螺旋杆44的转速。同组的两个缓冲螺旋杆44的旋转方向相反，远离筛网43的一组缓冲螺旋杆44相离旋转且靠近筛网43的一组缓冲螺旋杆44相对旋转。

生产者将降温完毕的原料投放至粉碎机3的输入端内，结块原料被粉碎机3打碎并输送至接料斗41内，输送蛟龙411将原料从接料斗41中位移至过筛箱42的输入端处；原料顺序经过两组缓冲螺旋杆44后与筛网43接触，往复电机432驱动位移螺杆431交替正转和反转，从而带动筛网43水平向往复滑移并实现过筛原料。生产者从过筛箱42的输出端处收集到的原料为预处理完毕的原料，原料不结块且原料粒径可满足后续混合和生产的需求。通过上述操作完成具体实施例一中阀门密封件的制作工艺中的步骤三，生产方便。

通过缓冲螺旋杆44与原料的接触延长原料在过筛箱42内坠落至与筛网43接触的时长，降低筛网43的过筛速度无法与筛网43上原料堆积速度相匹配的可能，过筛均匀且效率高。原料与缓冲螺旋杆44接触时会因缓冲螺旋杆44的旋转而改变位移路径，位移路径的延长有助于进一步缓冲原料坠落。两组缓冲螺旋杆44相对旋转的状态相异且转速不相等使得缓冲螺旋杆44对原料坠落时位移路径干扰的效果更佳，筛网43上堆积过多原料且影响过筛速度的可能性进一步降低。

参考图5，为了避免过筛时原料粉末因外部环境温度和自身相互摩擦而过度升温，过筛箱42外侧壁上固设有散热风扇45。散热风扇45构成过筛箱42的风冷结构，通过降低原料粉末所处环境的温度来降低过筛过程中原料升温且出现融合结块现象的可能性，有效提高过筛效率，提高粉碎和过筛质量。

上述实施例的实施原理为：通过测温仪11和储存器12持续检测和记录原料存放环境的日平均温度，储存器12内的存储模块、计算模块和计时器共同作用实现每日对当日的前15天内是否存在有连续五天日平均温度均超过22度的记录的自动查询和判定，并通过显示屏121显示结果以方便生产者查询，生产者可通过冷冻箱2实现原料的冷却降温，通过粉碎机3和过筛机构4实现结块原料的粉碎和过筛出料；通过上述操作实现具体实施一中阀门密封件的制作工艺中的步骤一至步骤三的实施，生产者判定原料是否需要预处理和预处理原料方便，生产方便。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。