高耐腐蝕和沖蝕磨損的陶瓷球閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高耐腐蝕和沖蝕磨損的陶瓷球閥。兩個閥體與閥蓋聯(lián)接，通過O型墊圈密封；兩個閥體內(nèi)側(cè)中心分別安裝有階梯形閥座，其臺肩與閥體內(nèi)側(cè)通過回彈墊片配合固定，閥座內(nèi)側(cè)與弓形缺口閥球形成面接觸密封；閥桿與閥蓋連接的周向空隙內(nèi)嵌入石墨填料，并通過填料壓蓋經(jīng)螺栓壓緊固定；閥桿的一端插入弓形缺口閥球定位，閥桿的另一端與執(zhí)行機構(gòu)連接，執(zhí)行機構(gòu)通過閥桿帶動弓形缺口閥球旋轉(zhuǎn)運動，弓形缺口閥球采用非對稱結(jié)構(gòu)的閥球。本發(fā)明可應(yīng)用于煤化工、石油化工、電力系統(tǒng)中多相流磨損工況，具備很好的耐高溫性，耐磨性，使用壽命長。具備良好的綜合性能，能夠滿足在多相流苛刻沖刷磨損環(huán)境中的使用，應(yīng)用前景廣泛。
【專利說明】高耐腐蝕和沖蝕磨損的陶瓷球閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷球閥，具體地說是涉及應(yīng)用于煤化工、石油化工、電站系統(tǒng)等流程型行業(yè)的一種高耐腐蝕和沖蝕磨損的陶瓷球閥。
【背景技術(shù)】
[0002]多相流輸送廣泛應(yīng)用于石油、化工、生物、制藥、冶金等流程型行業(yè)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著非常重要的作用。球閥因其流阻小、流向不受限制、啟閉迅速而相比其他閥門具有綜合性的優(yōu)勢。
[0003]最近幾年，為了滿足能源發(fā)展的需要，加大國家能源戰(zhàn)略儲備，大力發(fā)展煤化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)勢在必行。某套百萬噸級煤直接液化示范工程自2008年底投用以來，因流動磨損而引發(fā)的非計劃停工事故極為常見，特別是多相流輸送系統(tǒng)的閥門磨損、泄露，嚴重制約了整個示范工程的長周期運行，生產(chǎn)安全風(fēng)險性極高，煤化工的規(guī)模集約化效益不顯著。目前在煤化工核心裝置中選用以高溫高壓金屬密封耐磨球閥結(jié)構(gòu)形式為多，但是金屬密封球閥往往因高溫多相流沖刷苛刻工況，表現(xiàn)出閥座與球面密封不嚴、有刮痕，球面合金部分脫落、硬度低等特點。而陶瓷球閥因閥座與閥球具有較高的強度與硬度，耐磨性好，具有自潤滑性等特點，很好的解決了多相流苛刻工況下金屬密封耐磨球閥磨損嚴重、密封不嚴等難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對煤化工多相流特殊工況下的耐磨球閥存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高耐腐蝕和沖蝕磨損的陶瓷球閥，它具有很高的抗壓性，耐高溫,耐磨損,耐腐蝕,使用壽命長，具備良好的綜合性能，能夠滿足在多相流苛刻沖刷磨損環(huán)境中的使用。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括結(jié)構(gòu)相同的兩個閥體、閥座、回彈墊片、閥蓋、填料壓蓋、閥桿、執(zhí)行機構(gòu)、石墨填料、O型墊圈和閥球；兩個閥體與閥蓋聯(lián)接固定，并通過O型墊圈密封；兩個閥體內(nèi)側(cè)中心分別安裝有階梯形閥座，階梯形閥座臺肩與閥體內(nèi)側(cè)通過回彈墊片配合固定，閥座內(nèi)側(cè)與閥球形成面接觸密封；閥桿與閥蓋連接的周向空隙內(nèi)嵌入石墨填料，并通過填料壓蓋經(jīng)螺栓壓緊固定；閥桿的一端插入閥球定位，閥桿的另一端與執(zhí)行機構(gòu)連接，執(zhí)行機構(gòu)通過閥桿帶動閥球旋轉(zhuǎn)運動；所述的閥球為采用非對稱結(jié)構(gòu)的弓形缺口閥球，即弓形缺口閥球軸向剖面一個開口端的前面為弓形缺口，一個開口端的后面為弧形缺口，弓形缺口閥球軸向剖面另一個開口端的前面為弧形缺口，一個開口端的后面為弓形缺口。
[0006]所述閥桿與弓形缺口閥球的定位孔貫穿弓形缺口閥球的上半部分。
[0007]所述閥體、閥蓋和閥桿均為金屬合金材料；閥座和弓形缺口閥球為陶瓷材料；回彈墊片和O型墊圈為四氟材料。
[0008]本發(fā)明的具有的有益效果是:
本發(fā)明提出的陶瓷材料閥球與閥座可適用于多相流苛刻的高溫磨損工況，閥球與閥座之間的硬密封達到VI級密封；帶有弓形缺口的閥球有效減小在小開度時介質(zhì)對球體邊緣的沖刷磨損；回彈墊片的應(yīng)用可為在高溫交變工況下工作的閥門提供有效的回彈余量，保證了閥座與閥球的密封性；特殊的閥桿設(shè)計防止閥門工作時閥桿的滑出；可應(yīng)用于煤化工、石油化工、電力系統(tǒng)中多相流磨損工況，具備很好的耐高溫性，耐磨性，使用壽命長。具備良好的綜合性能，能夠滿足在多相流苛刻沖刷磨損環(huán)境中的使用，應(yīng)用前景廣泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是弓形缺口閥球的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖中:1、閥體，2、閥座，3、回彈墊片，4、閥蓋，5、填料壓蓋，6、閥桿，7、執(zhí)行機構(gòu)，8、
石墨填料，9、O型墊圈，10、弓形缺口閥球。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括結(jié)構(gòu)相同的兩個閥體1、閥座2、回彈墊片3、閥蓋4、填料壓蓋5、閥桿6、執(zhí)行機構(gòu)7、石墨填料8、O型墊圈9和弓形缺口閥球10 ;兩個閥體I與閥蓋4通過螺栓聯(lián)接固定，并通過O型墊圈9實現(xiàn)密封；兩個閥體I內(nèi)側(cè)中心分別安裝有可拆卸的階梯形閥座2，階梯形閥座2外側(cè)臺肩與閥體I內(nèi)側(cè)通過回彈墊片3配合固定，閥座2內(nèi)側(cè)與弓形缺口閥球10形成面接觸密封；閥桿6與閥蓋4連接的周向空隙內(nèi)嵌入石墨填料8，并通過填料壓蓋5經(jīng)螺栓壓緊固定；閥桿6的一端插入弓形缺口閥球10定位，閥桿6的另一端與執(zhí)行機構(gòu)7連接，執(zhí)行機構(gòu)7通過閥桿6帶動弓形缺口閥球10旋轉(zhuǎn)運動；所述的弓形缺口閥球10為非對稱結(jié)構(gòu)的弓形缺口閥球10，即弓形缺口閥球10軸向剖面一個開口端的前面為弓形缺口，一個開口端的后面為弧形缺口，弓形缺口閥球10軸向剖面另一個開口端的前面為弧形缺口，一個開口端的后面為弓形缺口。
[0014]所述閥桿6與弓形缺口閥球10的定位孔貫穿弓形缺口閥球10的上半部分。
[0015]所述閥體1、閥蓋4和閥桿6均為金屬合金材料，具備較高的強度與硬度，閥桿采用特殊的防滑出設(shè)計；石墨填料具有耐高溫性，潤滑性，抗熱震性，密封性等良好優(yōu)點，減小閥桿在工作過程中的摩擦力和扭矩，有效延長填料的使用壽命。閥座2和弓形缺口閥球10為陶瓷材料；回彈墊片3和O型墊圈9為四氟材料，四氟耐高溫回彈墊片和O型墊圈在閥門工作時提供有效的補償、緩沖及密封。
[0016]所述弓形缺口閥球10與閥座2之間采用特種加工研磨技術(shù)實現(xiàn)雙向弧面密封，保證閥門在工作時的密封性；所采用的陶瓷材料硬度大于88HRC。
[0017]如圖2所示，陶瓷弓形缺口閥球10采用非對稱形式的弓形缺口結(jié)構(gòu)，改變和調(diào)整了流體在開關(guān)過程通過流道口時的流體形態(tài)，通過擴散流體，流速降低，從而明顯降低對弓形缺口閥球10和閥座2的沖刷磨損，大大保護了耐磨球閥內(nèi)件。帶有弓形缺口的閥球10特別適合于氣固兩相流(如催化劑)、多相流等苛刻工況。弓形缺口閥球10與閥座2通過精密配對研磨技術(shù)實現(xiàn)弧面密封，閥座2設(shè)計寬大的密封面可避免因小的刮擦，造成密封面失效產(chǎn)生泄漏。
[0018]回彈墊片3安裝在閥座2的外圓上(階梯形臺肩)，依靠閥體I的螺栓預(yù)緊力，實現(xiàn)閥體I與閥座2的密封，避免因采用碟簧與墊片結(jié)構(gòu)而使微小固體顆粒進入閥座與閥體的腔體中，而引起部件失效；在高溫交變工況下，四氟材料的回彈墊片3能有效提供回彈余量，保證了閥座2與弓形缺口閥球10的緊密接觸，提供足夠的密封比壓，保證了密封性。
[0019]浮動弓形缺口閥球10的設(shè)計容易在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生偏移而影響密封，閥桿6采用插入式定位設(shè)計，保證閥球不發(fā)生偏移，其中貫穿的定位孔有效防止了閥桿6在旋轉(zhuǎn)過程中因陶瓷弓形缺口閥球10應(yīng)力集中而引起脆性破裂。
[0020]上述【具體實施方式】用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高耐腐蝕和沖蝕磨損的陶瓷球閥，包括結(jié)構(gòu)相同的兩個閥體(I)、閥座(2)、回彈墊片(3)、閥蓋(4)、填料壓蓋(5)、閥桿(6)、執(zhí)行機構(gòu)(7)、石墨填料(8)、O型墊圈(9)和閥球；兩個閥體(I)與閥蓋(4)聯(lián)接固定，并通過O型墊圈(9)密封；兩個閥體(I)內(nèi)側(cè)中心分別安裝有階梯形閥座(2)，階梯形閥座(2)臺肩與閥體(I)內(nèi)側(cè)通過回彈墊片(3)配合固定，閥座(2)內(nèi)側(cè)與閥球形成面接觸密封；閥桿(6)與閥蓋(4)連接的周向空隙內(nèi)嵌入石墨填料(8)，并通過填料壓蓋(5)經(jīng)螺栓壓緊固定；閥桿(6)的一端插入閥球定位，閥桿(6)的另一端與執(zhí)行機構(gòu)(7)連接，執(zhí)行機構(gòu)(7)通過閥桿(6)帶動閥球旋轉(zhuǎn)運動；其特征在于:所述的閥球為采用非對稱結(jié)構(gòu)的弓形缺口閥球(10)，即弓形缺口閥球(10)軸向剖面一個開口端的前面為弓形缺口，一個開口端的后面為弧形缺口，弓形缺口閥球(10)軸向剖面另一個開口端的前面為弧形缺口，一個開口端的后面為弓形缺口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐腐蝕和沖蝕磨損的陶瓷球閥，其特征在于:所述閥桿(6)與弓形缺口閥球(10)的定位孔貫穿弓形缺口閥球(10)的上半部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐腐蝕和沖蝕磨損的陶瓷球閥，其特征在于:所述閥體(I)、閥蓋(4)和閥桿(6)均為金屬合金材料；閥座(2)和弓形缺口閥球(10)為陶瓷材料；回彈墊片(3)和O型墊圈(9)為四氟材料。
【文檔編號】F16K5/08GK103968101SQ201410187630
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】偶國富, 肖定浩, 金浩哲 申請人:浙江理工大學(xué)