專利名稱：用于真空式管材退火爐機(jī)械泵的防泄漏預(yù)抽閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及冶金、機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)無縫鋼管的輔助設(shè)備，尤其是指 用于特種合金無縫鋼管熱處理退火所使用的真空式管材退火爐機(jī)械泵的 防泄漏預(yù)抽闊。
背景技術(shù)：
無縫鋼管是常見的冶金金屬制品，其生產(chǎn)流程是管坯生產(chǎn)(煉鋼、 軋鋼)、鋼管坯料(金屬圓鋼)、管坯準(zhǔn)備(長(zhǎng)度切割、表面剝皮、鉆定 心孔)，將圓形鋼材機(jī)加工成為合格的管坯；荒管生產(chǎn)(熱軋穿孔機(jī)對(duì)高 溫管坯穿孔開坯，將金屬管坯加工成為熱軋荒管)；冷變形加工，根據(jù)成 品管的技術(shù)要求，采用相應(yīng)的冷變形(冷軋、冷拔)加工工藝，按規(guī)定的 工序要求對(duì)進(jìn)行冷變形加工，將荒管生產(chǎn)成為符合規(guī)定要求的成品無縫鋼 管；鋼管熱處理(固熔)，對(duì)冷變形后的鋼管，進(jìn)行固熔、退火熱處理； 鋼管精整(包括切管、平頭、矯直、內(nèi)外表面修磨)，對(duì)冷變形后的鋼管 按規(guī)定要求進(jìn)行精整處理；鋼管酸洗，對(duì)經(jīng)過冷變形、熱處理、精整后的 鋼管，進(jìn)行化學(xué)處理，清洗鋼管表面附著的油脂；最后經(jīng)檢驗(yàn)合格的成品 無縫鋼管進(jìn)行定切、噴印、包裝、入庫(kù)。
新型鋼種(鈦合金等)或有特殊要求(國(guó)防、軍工、核電等)的無縫 鋼管，因金屬性能、技術(shù)要求的需要，在普通熱處理退火爐中無法達(dá)到相 關(guān)技術(shù)要求，必須在真空條件下才能達(dá)到熱處理退火的相關(guān)技術(shù)要求；真 空式管材退火爐具有可靠性好、操作維護(hù)方便、使用壽命長(zhǎng)、工件(無縫 鋼管)無氧化、表面光亮退火、作業(yè)無污染、可滿足大功率外循環(huán)冷卻系 統(tǒng)速度快、可滿足特種工藝需要等優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前新型鋼種與特種用途、 特殊要求的無縫鋼管熱處理退火的專用設(shè)備被廣泛使用。
目前，用于無縫鋼管真空狀態(tài)下進(jìn)行熱處理退火生產(chǎn)的僅見于真空式 管材退火爐，真空式管材退火爐分為外置式真空式管材退火爐和內(nèi)置式真 空式管材退火爐兩種；ZRT-600-9/12W-1.5T管材真空退火爐屬于內(nèi)置式真空式管材退火爐，采用單室、臥式外循環(huán)、周期式加熱、Cr20Ni80帶加熱 設(shè)計(jì)，采用全程計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；由爐體、加熱器、隔熱屏、真空系統(tǒng)、 回填及強(qiáng)冷系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、電氣控制 系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成；其工作原理是將工件材料(無縫鋼管) 置于密封的爐室中一機(jī)械泵啟動(dòng)抽真空(氧化氣氛達(dá)到理想值)一在真空 條件下進(jìn)行預(yù)定熱處理一在惰性氣體氣氛中快速冷卻一工件材料(無縫鋼 管)溫度低于其氧化溫度一工件材料(無縫鋼管)運(yùn)出爐室暴露大氣中； 這樣就完成了無縫鋼管真空狀態(tài)下的無氧化、光亮退火。
真空系統(tǒng)是真空式管材退火爐的關(guān)鍵裝置，ZRT-600-9/12W-1.5T管材 真空退火爐采用7套獨(dú)立的抽真空裝置組成，可分別使用，也可共同使用； 每套抽真空裝置由1臺(tái)K-600T擴(kuò)散泵、1臺(tái)ZJY-300羅茨泵、1臺(tái)2X-70 機(jī)械泵(又稱旋片泵)組成，每種泵的重量分別為80KG、 75KG、 105KG; 真空閥門采用氣動(dòng)結(jié)構(gòu)，遭遇停電時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉，保護(hù)真空環(huán)境；整個(gè)系 統(tǒng)中預(yù)留真空測(cè)量點(diǎn)，可分段檢修，方便日常使用與維護(hù)、保養(yǎng)。
真空爐爐體內(nèi)真空度的實(shí)際情況，決定了真空爐對(duì)工件材料(無縫鋼
管)進(jìn)行熱處理退火是否達(dá)到應(yīng)有的技術(shù)要求與加工質(zhì)量；真空爐的真空 度依靠真空系統(tǒng)的三種類型泵(擴(kuò)散泵、羅茨泵、機(jī)械泵)工作，使?fàn)t體 內(nèi)真空腔的真空度達(dá)到熱處理退火的技術(shù)要求，其工作原理是三種類型 泵(擴(kuò)散泵、羅茨泵、機(jī)械泵)都承擔(dān)對(duì)真空爐爐體內(nèi)抽真空作業(yè)，但所 抽取的真空度各不相同，其中機(jī)械泵大氣壓10-lPa、羅茨泵10^Pa、擴(kuò)散 泵10-3pa (及l(fā)0-3pa以上)，機(jī)械泵承擔(dān)了將正常的大氣壓處理到相對(duì) 初始的真空度狀態(tài)，即大氣壓10-lPa，因此真空爐進(jìn)行熱處理退火時(shí)，機(jī) 械泵工作頻繁，導(dǎo)致在三種類型泵(擴(kuò)散泵、羅茨泵、機(jī)械泵)中最易發(fā) 生故障；而爐體內(nèi)真空度的問題，直接影響到無縫鋼管的退火生產(chǎn)質(zhì)量。
生產(chǎn)實(shí)踐中，機(jī)械泵裝置的預(yù)抽閥易發(fā)生故障，影響機(jī)械泵的工作， 影響管材真空退火爐對(duì)工件材料(無縫鋼管)的熱處理效果。
目前在機(jī)械泵發(fā)生故障最多的是機(jī)械泵裝置的預(yù)抽閥，預(yù)抽閥是機(jī)械 泵裝置的主要部件；預(yù)抽閥由氣缸、支架、閥芯、管道等部件組成，其中 氣缸由缸體、活塞、活塞桿、端蓋、密封件、，螺釘、螺母、連接銷、墊圈、 開口銷等零件組成，支架由支座、螺釘?shù)攘慵M成，閥芯有閥座、閥盤等零件組成，管道有輸入管道與輸出管道兩部分組成；預(yù)抽閥安裝在機(jī)械泵
輸出管道頂部，分別通過輸出管道與擴(kuò)散泵、羅茨泵連接；抽取爐體真空
時(shí)，通過預(yù)抽閥氣缸活塞桿的上、下垂直運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥芯內(nèi)的閥盤上、下 垂直運(yùn)動(dòng)，控制輸出管道打開與閉合，起到控制機(jī)械泵與擴(kuò)散泵、羅茨泵
連接的作用。
造成預(yù)抽閥故障的主要原因是存在泄漏，由于預(yù)抽閥存在泄漏點(diǎn)，造 成大氣壓從泄漏點(diǎn)，依靠壓力差進(jìn)入真空爐爐體內(nèi)，導(dǎo)致爐體真空腔內(nèi)氣 氛不純，真空度效果差，最終造成抽取真空時(shí)間長(zhǎng)(機(jī)械泵長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作 業(yè))，無縫鋼管退火質(zhì)量差、機(jī)械泵劣化磨損大、故障頻繁。
目前造成預(yù)抽閥存在泄漏的主要原因是由于真空爐爐體內(nèi)的雜質(zhì)顆 粒(主要是金屬碎屑，生成的原因一是因真空度不高，導(dǎo)致無縫鋼管熱處 理時(shí)因氧化產(chǎn)生的碎屑，二是進(jìn)入爐體內(nèi)的無縫鋼管清潔度低，帶有雜質(zhì) 與水分，水分造成初始加熱是產(chǎn)生金屬表面氧化)，在機(jī)械泵抽取真空的 動(dòng)力下，沿管道進(jìn)入預(yù)抽閥閥盤處，在氣缸活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)閥盤打 開，雜質(zhì)顆粒在氣流的作用下進(jìn)入預(yù)抽閥的封閉式閥芯內(nèi)，雜質(zhì)顆粒最終 吸附在預(yù)抽閥的閥腔、閥座、閥盤、氣缸活塞桿等零件表面；隨著氣缸活
塞桿的往復(fù)垂直運(yùn)動(dòng)，雜質(zhì)顆粒在預(yù)抽閥閥芯內(nèi)積聚，并在氣流作用下形 成對(duì)零件的摩擦，最終導(dǎo)致預(yù)抽閥的密封件磨損、劣化，出現(xiàn)泄漏點(diǎn)，造 成預(yù)抽閥的氣缸與支座、閥座與支座之間連接部位出現(xiàn)泄漏，導(dǎo)致大氣壓 通過壓力流向，自動(dòng)進(jìn)入真空爐爐體內(nèi)，造成抽取真空時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械泵連 續(xù)工作，零件磨損加劇，尤其是密封裝置磨損消耗大，故障頻繁，并影響 到擴(kuò)散泵、羅茨泵的正常工作。
預(yù)抽閥的泄漏問題是影響高要求無縫鋼管產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種用于真空式管材退火爐機(jī)械泵的防泄 漏預(yù)抽閥，有效的解決了機(jī)械泵在對(duì)真空爐爐體內(nèi)抽取真空時(shí)，因預(yù)抽閥 泄漏而造成的真空抽取時(shí)間長(zhǎng)，真空度差等問題，為減少能源(電能)消 耗，降低設(shè)備磨損，延長(zhǎng)機(jī)械泵使用壽命，提高無縫鋼管熱處理質(zhì)量創(chuàng)造
條件；設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊、定位準(zhǔn)確、材料便宜，使用維護(hù)方便、通用
5性強(qiáng)、安全可靠、實(shí)用高效。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，
用于真空式管材退火爐機(jī)械泵的防泄漏預(yù)抽閥，其包括，閥座，其具 有一腔體結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁設(shè)有臺(tái)階；閥盤，設(shè)置于閥座腔體內(nèi)，兩側(cè)端與內(nèi)壁
臺(tái)階對(duì)應(yīng)，其上端面中部凸設(shè)一圓形臺(tái)階；氣缸支座，設(shè)置于閥座上端部， 其上開有通孔；氣缸，設(shè)置于氣缸支座，其活塞桿端部穿過氣缸支座通孔 伸入閥座腔體，所述的閥盤與該活塞桿端部連接；波紋管件，其一端抵靠 于氣缸支座底面，并由前密封環(huán)夾持固定連接；另一端套設(shè)于閥盤上端面 圓形臺(tái)階外側(cè)，并由后密封環(huán)夾持固定連接，前密封環(huán)、后密封環(huán)分別通 過螺釘與與閥盤、氣缸支座相連接固定。
進(jìn)一步，所述的前密封環(huán)、后密封環(huán)一側(cè)表面開有環(huán)行凹槽，并設(shè)密 封圈，分別與閥盤上端面、氣缸支座底面相抵靠。
又，所述的密封圈為O型密封圈。
本實(shí)用新型防泄漏預(yù)抽閥通過波紋管彈性變形起到隔絕閥腔與氣缸 的作用，實(shí)現(xiàn)閥腔內(nèi)的密封補(bǔ)償。 本實(shí)用新型的有益效果
1. 設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)用高效；
2. 定位準(zhǔn)確牢固，穩(wěn)定性好，安全可靠；
3. 拆裝快捷、使用與維護(hù)方便，省工省時(shí)；
4. 制作方便，材料便宜，降低制作、加工成本；
5. 采用不銹鋼波紋管，彈性變形能力強(qiáng)，防止銹蝕，使用效果好；
6. 通用性強(qiáng)，對(duì)其它同類型的設(shè)備改進(jìn)，具有借鑒、推廣、應(yīng)用價(jià) 值。


圖1是本實(shí)用新型防泄漏預(yù)抽閥一實(shí)施例閉合狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型防泄漏預(yù)抽閥打開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2，本實(shí)用新型用于真空式管材退火爐機(jī)械泵的防泄漏預(yù)抽閥，其包括，閥座1，其具有一腔體11結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁設(shè)有臺(tái)階12;闊 盤2，設(shè)置于閥座l腔體ll內(nèi)，兩側(cè)端與內(nèi)壁臺(tái)階12對(duì)應(yīng)，其上端面21 中部凸設(shè)一圓形臺(tái)階211;氣缸支座3，設(shè)置于閥座1上端部，其上開有
通孔31;氣缸4，設(shè)置于氣缸支座3，其活塞桿41端部穿過氣缸支座3通 孔31伸入閥座1腔體11，所述的閥盤2與該活塞桿41端部連接；波紋管 件5，其一端抵靠氣缸支座3底面32，并由前密封環(huán)6夾持固定連接；另 一端套設(shè)于閥盤2上端面21圓形臺(tái)階211外側(cè)，并由后密封環(huán)7夾持固 定連接，前密封環(huán)6、后密封環(huán)7分別通過螺釘10、 10'與與閥盤2、氣 缸支座3相連接固定。
所述的前密封環(huán)6、后密封環(huán)7—側(cè)表面開有環(huán)行凹槽，并設(shè)密封圈 8、 9，分別與閥盤2上端面、氣缸支座3底面相抵靠；密封圈8、 9為0 型密封圈。
使用時(shí)，氣缸4往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過波紋管件5的彈性變形，隨氣缸運(yùn)動(dòng) 而伸縮，此時(shí)真空爐爐體內(nèi)的雜質(zhì)顆粒，在機(jī)械泵抽取真空的動(dòng)力下，沿 管道進(jìn)入預(yù)抽閥內(nèi)，積聚在由預(yù)抽閥閥座1、氣缸支座3、閥盤2所包圍 形成的封閉式閥腔內(nèi)，但由于密封組件如波紋管件5的隔絕無法進(jìn)入氣缸 等部位，從而達(dá)到保護(hù)預(yù)抽閥連接面密封，防止泄漏的作用；即便有部分 金屬雜質(zhì)顆粒，在抽取真空氣流作用下，通過預(yù)抽閥閥座出口處進(jìn)入機(jī)械 泵，由于機(jī)械泵安裝有過濾裝置，不會(huì)造成對(duì)機(jī)械泵的損壞；日常維護(hù)時(shí)， 只要打開預(yù)抽閥，就可以及時(shí)清理金屬雜質(zhì)顆粒，使用維護(hù)便捷、高效。
本實(shí)用新型有效的解決了機(jī)械泵在對(duì)爐體內(nèi)抽取真空時(shí)，因預(yù)抽閥泄 漏而造成的真空抽取時(shí)間長(zhǎng)，真空度差等問題，為減少能源(電能)消耗， 降低設(shè)備磨損，延長(zhǎng)機(jī)械泵使用壽命，提高無縫鋼管熱處理質(zhì)量創(chuàng)造條件。
權(quán)利要求1.用于真空式管材退火爐機(jī)械泵的防泄漏預(yù)抽閥，其特征是，包括，閥座，其具有一腔體結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁設(shè)有臺(tái)階；閥盤，設(shè)置于閥座腔體內(nèi)，兩側(cè)端與內(nèi)壁臺(tái)階對(duì)應(yīng)，其上端面中部凸設(shè)一圓形臺(tái)階；氣缸支座，設(shè)置于閥座上端部，其上開有通孔；氣缸，設(shè)置于氣缸支座，其活塞桿端部穿過氣缸支座通孔伸入閥座腔體，所述的閥盤與該活塞桿端部連接；波紋管件，其一端抵靠于氣缸支座底面，并由前密封環(huán)夾持固定連接；另一端套設(shè)于閥盤上端面圓形臺(tái)階外側(cè)，并由后密封環(huán)夾持固定連接；前密封環(huán)、后密封環(huán)分別通過螺釘與與閥盤、氣缸支座相連接固定。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于真空式管材退火爐機(jī)械泵的防泄漏預(yù)抽閥， 其特征是，所述的前密封環(huán)、后密封環(huán)一側(cè)表面開有環(huán)行凹槽，并設(shè) 密封圈，分別與閥盤上端面、氣缸支座底面相抵靠。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于真空式管材退火爐機(jī)械泵的防泄漏預(yù)抽閥， 其特征是，所述的密封圈為O型密封圈。
專利摘要用于真空式管材退火爐機(jī)械泵的防泄漏預(yù)抽閥，其包括，閥座，其具有一腔體，內(nèi)壁設(shè)有臺(tái)階；閥盤，設(shè)于閥座腔體內(nèi)，兩側(cè)端與內(nèi)壁臺(tái)階對(duì)應(yīng)，其上端面中部凸設(shè)一圓形臺(tái)階；氣缸支座，設(shè)于閥座上端部，其上開有通孔；氣缸，設(shè)于氣缸支座，其活塞桿端部穿過氣缸支座通孔伸入閥座腔體，閥盤與活塞桿端部連接；波紋管件，其一端抵靠于氣缸支座底面，并由前密封環(huán)夾持固定連接；另一端套設(shè)于閥盤上端面圓形臺(tái)階外側(cè)，并由后密封環(huán)夾持固定連接，前密封環(huán)、后密封環(huán)分別通過螺釘與閥盤、氣缸支座相連接固定。本實(shí)用新型有效的解決了機(jī)械泵在對(duì)真空爐爐體內(nèi)抽取真空時(shí)，因預(yù)抽閥泄漏而造成的真空抽取時(shí)間長(zhǎng)，真空度差等問題，提高無縫鋼管熱處理質(zhì)量。
文檔編號(hào)F16K31/122GK201322138SQ20082015450
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者斌 蔡, 濤 陳 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司