專利名稱：整體式彈性金屬閥座的三重密封管道球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于閥門，涉及到整體式彈性金屬閥座的三重密封管道球閥密封副方面的設(shè)計(jì)技術(shù)。
背景技術(shù)：
一些例如在煤化工及煤制油項(xiàng)目首先要進(jìn)行煤氣化，煤氣化裝置條件非?？量蹋?煤制油、煤改油、煤氣化等煤化工對(duì)閥門的要求非常嚴(yán)格，要求閥門具有高耐磨、耐沖刷、防結(jié)垢、防結(jié)疤、快速切斷等功能。高壓(一般采用ClasseOO至ClaSS900壓力級(jí))、高溫、介質(zhì)(煤渣)硬度非常高、啟閉頻繁、啟閉速度快(一般為3秒至10秒)、而且要求煤氣化閥門的密封性能好，可靠性高。基于上述裝置的要求，本發(fā)明涉及的是一種固定式球閥結(jié)構(gòu)，這種球閥可用于如在流程工業(yè)的生產(chǎn)中經(jīng)常需要輸送一些含有固體顆粒的液體，例如含催化劑、焦炭、煤粉、 砂粒等其他雜質(zhì)的液體。更確切地說，本發(fā)明涉及對(duì)前述類型球閥的改進(jìn)，改進(jìn)后的球閥能確保粉末或者粒狀材料不會(huì)附著在閥座座圈及球體的元件上。迄今，公知的用于含有固體顆粒的液體的傳統(tǒng)耳軸式球閥的缺點(diǎn)是，充滿并附著在球閥流道端面和閥座座圈端面之間所形成的環(huán)形間隙或空間中，這樣的夾雜物在閥門啟閉過程中會(huì)致使兩零件產(chǎn)生相互磨損，嚴(yán)重時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)困難有時(shí)根本不可能移動(dòng)，球閥的使用壽命短。此外，隨著化工行業(yè)的高參數(shù)裝置的不斷發(fā)展，在新的環(huán)境下球閥也在根據(jù)其需求進(jìn)一步的改進(jìn)，球體、閥座的密封面目前已經(jīng)從通常堆焊硬質(zhì)合金材料過度到為高速噴涂碳化鎢、碳化鉻的高硬度耐磨材料，以適應(yīng)如含催化劑、焦炭、煤粉、砂粒等含有固體顆粒的液體的使用，這些性能的提高伴隨著球閥價(jià)格的提升，用戶常常要對(duì)一臺(tái)閥門著多次的維修，直至沒有價(jià)值完全報(bào)廢為止，由于閥座的零件分散組裝在閥體的兩側(cè)，在使用一段時(shí)間后內(nèi)部各零件游隙之間存在雜質(zhì)的氧化物，這些頑垢的形成給拆卸和裝配帶來不便。為了克服上述缺陷，在如中國專利公布了 CN 2557763Y中已經(jīng)提出了一種關(guān)于防止煤粉狀等帶顆粒介質(zhì)上管道上的“軟硬雙重密封球閥”，根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)明，在閥座密封面上設(shè)置硬密封和軟密封的雙重密封機(jī)構(gòu)，也就是在閥座的上方的活塞中有一〇形的密封圈，使球閥的內(nèi)腔的雜質(zhì)不能進(jìn)入或者少進(jìn)入球體和閥座的密封面，以免其介質(zhì)的進(jìn)入產(chǎn)生相互間磨損。問題是，閥門在關(guān)閉時(shí)，球體表面與介質(zhì)的接觸還是存在著粘附，開關(guān)時(shí)，這些東西會(huì)隨著球體的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入閥座與球體之間的密封面內(nèi)，同樣會(huì)給密封面帶來損傷，對(duì)此改進(jìn)技術(shù)的措施還是較片面。另外一種中國發(fā)明公開號(hào)為CN 1776269A的一種為“刮刀式雙向高溫金屬硬密封球閥”也提出了類似功能的技術(shù)方案，所謂在左右閥座分別有刮刀與球體接觸，以在閥門啟閉過程中刮去結(jié)在球體表面的顆粒物，避免球體表面的顆粒難對(duì)閥座密封面的磨損，但是在其具體的實(shí)施方式中沒有涉及到刮刀裝置的介紹。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺點(diǎn)，特提出本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種球閥，能確保含有固體顆粒的液體或粒狀材料不附著在閥座座圈和相鄰的球體元件的密封面上。本發(fā)明的另一個(gè)目的是對(duì)閥座相關(guān)零件連接方面的技術(shù)改進(jìn)，提供一個(gè)能夠方便快速從閥體中取出的整體式閥座。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于如含催化劑、焦炭、煤粉、砂粒等含有固體顆粒的液體的球閥，其中，閥座頭部為與球體接觸的密封面，通常為高速噴涂碳化鎢、碳化鉻的高硬度耐磨材料、或者是堆焊一般硬質(zhì)合金抗磨損材料，在此內(nèi)側(cè)環(huán)槽和彈性槽中裝有隔離環(huán)，所述隔離環(huán)的一端向外徑方向凸起的外環(huán)，并在的端外圓上大致形成為15° 25°的錐面，以致方便于通過的孔插入到彈性槽中，這種形如倒鉤型的圓錐凸臺(tái)，可進(jìn)一步防止在使用中脫落。彈性槽不僅是為裝配隔離環(huán)設(shè)置，而更有利于協(xié)調(diào)閥座密封面與球體之間的溫差變形。環(huán)形溝槽形成在閥座頭部與球接觸的密封面的上面，以容納護(hù)圈，隔離環(huán)、護(hù)圈可以擦清球體外圓上的附著物，防止其它雜物進(jìn)入損壞密封面和球體的外表的密封面。隔離環(huán)、護(hù)圈根據(jù)球閥的不同使用工況要求一般用耐高溫的合成彈性抗摩擦材料，例如氟橡膠等非金屬制成品，護(hù)圈也可以用相同耐高溫的〇形圈替代。閥座的一端的外圓上為一帶錐度的臺(tái)階，與之臺(tái)階外圓相配合的為密封座中的環(huán)槽，密封圈與錐度和錐度相接觸，外圓與閥體中的內(nèi)孔接觸形成密封，密封圈屬于閥門用耐高溫的柔性石墨的制成品。閥座的一端的帶錐度的臺(tái)階內(nèi)側(cè)有一螺紋，與彈簧座一端的螺紋連接，閥座中的和彈簧座中的為兩螺紋的退刀槽，在彈簧座的孔中裝上彈簧、密封圈與兩螺紋相互連接構(gòu)成一整體閥座，當(dāng)兩螺紋旋終時(shí)便進(jìn)入到退刀槽中，兩零件隨即脫離嚙合關(guān)系，閥座一端部和密封座配合之間預(yù)留一可退讓的活動(dòng)空間B，以便于彈簧的預(yù)緊力或是管道流體形成的推動(dòng)力可進(jìn)一步壓縮密封圈，以可靠方式實(shí)現(xiàn)閥座與閥體的密封。閥體和連接體與球體的內(nèi)腔具有傳送液體介質(zhì)的通道、球體可在該通道內(nèi)在閥門啟閉的位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)以便控制液體流動(dòng)，該球體的上部凸出的凸臺(tái)內(nèi)部孔可與支承軸套形成滑動(dòng)配合，閥桿頭部通過孔同時(shí)并與球體上的內(nèi)圓、扁方接觸，以至于在打開和關(guān)閉閥之時(shí)旋轉(zhuǎn)閥桿帶動(dòng)球體一起旋轉(zhuǎn)。對(duì)于閥中的流體的壓力均存在于支承軸套上，閥桿僅承擔(dān)啟閉的扭矩，這對(duì)保證閥桿長期使用不容易變形損壞提供可靠方法。支承軸套上部和閥體中的配合的固定方式是在閥體的上部安裝填料的下端部位的外圓上設(shè)計(jì)一凸臺(tái)，在其中有錐管螺紋，予之相結(jié)合的以螺紋形成密封的配套錐管接頭， 定位銷一端與此同時(shí)配合，通過閥體中的孔、另一端與支承軸套中的孔連接，潤滑油脂經(jīng)過孔進(jìn)入支承軸套的的環(huán)槽中使閥桿保持一定的潤滑，以至于球閥在使用中不會(huì)出現(xiàn)閥桿和支承軸套因相互摩擦發(fā)生卡阻。本項(xiàng)目的有益效果如下1、一體化金屬密封閥座預(yù)先裝配為一體化閥座即為一個(gè)整體形成在閥體的兩側(cè)，可更好的方便用戶維護(hù)時(shí)的拆卸，另外封睹了四周的間隙給傳輸介質(zhì)提供了磨損，腐蝕，積聚的場所，使閥門能長期保證正常運(yùn)行，可以保護(hù)閥座和球體，防止介質(zhì)在閥座處產(chǎn)生泄漏。2、三重密封裝置兩層軟密包圍在主密封面的上下，不但可以作為輔助密封之外，更重要的是可以在球閥啟閉過程中能有效的擦洗掉球面上滯留的雜質(zhì)，使其不能通過主密封層，保護(hù)球體和閥座的密封面不受損害。3、彈性密封閥座結(jié)構(gòu)閥座頭部的密封面處設(shè)有彈性構(gòu)槽，可以補(bǔ)償熱漲對(duì)閥門密封副的密封性能產(chǎn)生不利的影響。該球閥的其它方面的聯(lián)結(jié)方式與通常的球閥相似，本技術(shù)領(lǐng)域的人員一定很清楚這些，所以在這里也就不必要做詳盡的說明。下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行敘述，通過這些描述會(huì)使本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，其中

圖1是本發(fā)明實(shí)施的剖視圖。圖2是圖IA處密封面放大后的整體式閥座16的剖視3是圖1球體與閥桿相關(guān)連接件的分解透視圖。圖4是圖1剖視圖的另一側(cè)面的剖視中標(biāo)示為1、閥體，2、彈簧座，3、彈簧，4、密封座，5、密封圈，6、閥座，7、隔離環(huán)， 8、護(hù)圈，9、球體，10、支承軸套，11、閥桿，12、連接體，13螺栓，14、錐管接頭，15定位銷，16、
整體式閥座。參看圖2和圖1、的整體閥座的實(shí)施例，其中，閥座6頭部6-1為與球體9接觸的密封面，通常為堆焊硬質(zhì)合金抗磨材料，在此內(nèi)側(cè)環(huán)槽6-4和彈性槽6-2中裝有隔離環(huán)7，所述隔離環(huán)7的一端向外徑方向凸起的外環(huán)7-3，并在7-4的端外圓上大致形成為15° 25° 的錐面，以致方便于通過6-4的孔插入到彈性槽6-2中，這種形如倒鉤型的圓錐凸臺(tái)，可進(jìn)一步防止在使用中脫落。彈性槽6-2不僅是為裝配隔離環(huán)7設(shè)置，而更有利于協(xié)調(diào)閥座密封面6-1與球體 9密封之間的溫差變形。環(huán)形溝槽6-3形成在閥座6頭部6-1與球體9接觸的密封面的上面，以容納護(hù)圈 8，隔離環(huán)7、護(hù)圈8可以擦清球體9外圓上的附著物，防止其它雜物進(jìn)入損壞密封面6-1和球體9的外表的密封面。隔離環(huán)7、護(hù)圈8根據(jù)球閥的不同使用工況要求一般用耐高溫的合成彈性抗摩擦材料，例如氟橡膠等非金屬制成品。閥座6的一端的外圓上為一帶錐度的臺(tái)階，與之臺(tái)階6-5外圓相配合的為密封座4 中的環(huán)槽4-3，密封圈5與錐度6-6和錐度4-1相接觸，外圓4-2與閥體1中的內(nèi)孔1_1接觸形成密封。上述的密封圈5屬于閥門用耐高溫的柔性石墨的制成品。閥座6的一端的帶錐度的臺(tái)階內(nèi)側(cè)有一螺紋6-8，與彈簧座2 —端的螺紋2_2連接，閥座6中的6-7和彈簧座2中的2-3為兩螺紋的退刀槽，在彈簧座2的孔中載入彈簧3、 入密封圈5、密封座4后兩螺紋相互連接后就構(gòu)成一整體閥座，當(dāng)兩螺紋旋終時(shí)便進(jìn)入到退刀槽中，因此，兩零件隨即脫離嚙合關(guān)系，閥座6 —端部和密封座4配合之間預(yù)留一可退讓的活動(dòng)空間B，以便于彈簧3的預(yù)緊力或是管道流體形成的推動(dòng)力可進(jìn)一步壓縮密封圈5， 以可靠方式實(shí)現(xiàn)閥座6與閥體1的密封。圖3相關(guān)連接件的分解透視圖顯示了閥體1和連接體與球體它們的內(nèi)腔具有傳送液體介質(zhì)的通道1-6、9-1和12-1，一個(gè)球體9可在該通道9-1內(nèi)在閥門啟閉的位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)以便控制液體流動(dòng)，該球體9的上部為凸出的凸臺(tái)9-2，其內(nèi)部孔9-4可與支承軸套10形成滑動(dòng)配合，閥桿11頭部的外圓11-4、扁方11-3與球體9上的內(nèi)圓9-3、扁方9_5接觸，以至于在打開和關(guān)閉閥之時(shí)旋轉(zhuǎn)閥桿11帶動(dòng)球體9 一起旋轉(zhuǎn)，對(duì)于閥中的流體的壓力均存在于支承軸套10上，閥桿僅承擔(dān)啟閉的扭矩，這對(duì)保證閥桿長期使用不容易變形損壞提供可靠方法。閥桿11中有一處凸臺(tái)11-2，該凸臺(tái)與支承軸套10中的臺(tái)階孔10-3(參閱圖1中顯示的標(biāo)號(hào))接觸，以附合球閥的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的要求防止閥桿11因閥內(nèi)的流體壓力沖出閥體 1之外。支承軸套10上部和閥體1中的1-3配合的固定方式是在閥體1的上部安裝填料的下端部位的外圓上設(shè)計(jì)一凸臺(tái)1-4，(參看附圖4)在其中有錐管螺紋14-2，予之相結(jié)合的以螺紋形成密封的配套錐管接頭14，定位銷15 —端與4-1配合，通過閥體1中的孔1-5、 另一端與支承軸套10中的孔10-1連接，潤滑油脂經(jīng)過15-1孔進(jìn)入支承軸套10的的環(huán)槽 10-3中使閥桿11保持一定的潤滑，以至于球閥在使用中不會(huì)出現(xiàn)桿和套因相互摩擦發(fā)生卡阻。
權(quán)利要求
1.一種整體式彈性金屬閥座的三重密封管道球閥，其特征是閥體(1)和連接體(12) 由螺栓(13)連接，通道的(1-6)、(12-1)中各裝配有整體式閥座(16)，球體(9)的旋轉(zhuǎn)中心在位于閥桿(11)的中軸線上，有鍵槽(11-1)與外設(shè)的手動(dòng)蝸桿或是電動(dòng)裝置相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式彈性金屬閥座的三重密封管道球閥，其特征是閥座 (6)頭部(6-1)為與球體(9)接觸的密封面，在此內(nèi)側(cè)環(huán)槽(6-4)和彈性槽(6-2)中裝有隔離環(huán)(7)，所述隔離環(huán)(7)的一端向外徑方向凸起的外環(huán)(7-3)，并在(7-4)的端外圓上大致形成為15° 25°的錐面、通過(6-4)的孔插入到彈性槽(6-2)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式彈性金屬閥座的三重密封管道球閥，其特征是環(huán)形溝槽(6-3)形成在閥座(6)頭部(6-1)與球體(9)接觸的密封面的上面，以容納護(hù)圈(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式彈性金屬閥座的三重密封管道球閥，其特征是閥座 (6)的一端的外圓上為一帶錐度的臺(tái)階，與之臺(tái)階(6-5)外圓相配合的為密封座(4)中的環(huán)槽(4-3)，密封圈(5)與錐度(6-6)和錐度(4-1)相接觸，外圓(4-2)與閥體(1)中的內(nèi)孔 (1-1)接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式彈性金屬閥座的三重密封管道球閥，其特征是閥座 (6)的一端的帶錐度的臺(tái)階內(nèi)側(cè)有一螺紋(6-8)，與彈簧座( 一端的螺紋(2- 互相連接，在彈簧座⑵的孔中載入彈簧(3)、入密封圈(5)、密封座(4)后兩螺紋0-2)、 (6-8)相互連接后就構(gòu)成一整體閥座(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式彈性金屬閥座的三重密封管道球閥，其特征是球體 (9)的上部為凸出的凸臺(tái)(9-2)，其內(nèi)部孔(9-4)可與支承軸套(10)形成滑動(dòng)配合，閥桿 (11)頭部的外圓(11-4)、扁方(11-3)與球體(9)上的內(nèi)圓(9-3)、扁方(9-5)接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式彈性金屬閥座的三重密封管道球閥，其特征是支承軸套(10)上部和閥體(1)中的(1-3)配合的固定方式是在閥體(1)的上部安裝填料的下端部位的外圓上設(shè)計(jì)一凸臺(tái)(1-4)，(參看附圖4)在其中有錐管螺紋(14-2)，予之相結(jié)合錐管接頭(14)，定位銷(15) —端與此同時(shí)配合，通過閥體⑴中的孔(1-5)、另一端與支承軸套(10)中的孔(10-1)連接。
全文摘要
一種適用于如含有固液兩項(xiàng)流體的球閥，閥座頭部安裝有隔離環(huán)和護(hù)圈、有一彈性槽，另一端為一臺(tái)階，與之相接觸的為密封圈、密封座和彈簧座、在圓周的孔中裝有數(shù)個(gè)彈簧，閥座和彈簧座的兩螺紋連接構(gòu)成一整體閥座。支承軸套、閥桿置于球體上部的孔中，閥體上端凸臺(tái)中有錐管接頭，定位銷通過閥體與支承軸套中的孔連接。一體化閥座即為一個(gè)整體裝配在閥體的兩側(cè)，可更好的方便用戶維護(hù)時(shí)的拆卸。兩層軟密包圍在主密封面的上下，可以作為輔助密封，亦可在球閥啟閉過程中擦洗掉球面上滯留的雜質(zhì)，使其不能通過主密封層，保護(hù)球體和閥座的密封面不受損害。閥座頭部的密封面處設(shè)有彈性構(gòu)槽，可以補(bǔ)償熱漲對(duì)閥門密封副的密封性能產(chǎn)生不利的影響。
文檔編號(hào)F16K5/06GK102486236SQ20101058582
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者戴學(xué)祥, 王克志, 王燊, 王爵義, 王靖勝, 陳賢良 申請人:浙江正華閥門廠