钛合金零泄漏金属密封快切球阀的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种钛合金零泄漏金属密封快切球阀，广泛应用于PTA装置中，属于仪表控制领域。其包括右阀体和左阀体，右阀体内设有阀球，阀球上端通过平键和花键连接传动轴，传动轴上端伸出右阀体。传动轴和右阀体之间设有上密封填料，上密封填料通过右阀体上端连接的上密封盖密封。阀球下端连接从动轴，右阀体下端通过螺栓连接顶杆装置，顶杆装置上端顶紧从动轴，阀球和右阀体、左阀体之间分别设有一个密封组件。本发明通过高温蒸汽冲洗口防止了介质在内壁堆积，传动轴与阀球采用花键、平键双重传动连接结构，阀球顶杆装置方便调节阀球上下位置并减轻了阀球自重对阀座的挤压。
【专利说明】钛合金零泄漏金属密封快切球阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钛合金零泄漏金属密封快切球阀，广泛应用于PTA装置中，属于仪表控制领域。
【背景技术】
[0002]PTA (精对苯二甲酸)是非常重要的大宗有机原料之一，广泛应用于化纤、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面，与人民生活水平的高低密切相关。PTA为石油的下端产品。石油经过一定的工艺过程生产出石脑油(别名轻汽油)，从石脑油中提炼出MX (混二甲苯)，然后再提炼出PX (对二甲苯)。PTA是以PX (配方占65%~67%)为原料，以醋酸为溶剂、醋酸锰为催化剂、氢溴酸为促进剂的作用下经空气氧化(氧气占35%~33%)后生成粗对苯二甲酸，对粗对苯二甲酸进行加氢精制，去除杂质，再经结晶、分离、干燥等环节后即生成PTA成品。此工艺路线温度高(≤200°C)，压力高(2.5~8.0Mpa)，且含溴离子的浓醋酸腐蚀性极强，多年研究结果表明，能够抵抗这种工况的最实用的材料是钛。钛材具有密度低、强度高、耐腐蚀和耐压性好等突出优点。因此，由钛材制造的各种反应器在PTA装置中使用非常广泛，而阀门作为重要的控制元件在该行业设备中的应用更是不可或缺的部件。
[0003]钛合金价格昂贵，制造工艺复杂，由钛合金制造的阀球及阀座难以通过热处理实现其硬度提高，目前大多厂家通过氮化来提高其表面硬度，但现有真空氮化工艺厚度为
0.03-0.05mm，硬度HRC50-55，氮化温度700°C左右，表面易变形，并且后续加工难以保证氮化层厚度，耐磨损能力有限。阀门在运行过程中的浆料经过结晶工艺，在阀腔容易产生积料，导致阀门无法打开或关闭。普通的球阀结构，传动轴与阀球之间的传动精度及可靠性差，阀球安装时的上下位置无法精确保证，较大口径阀门的阀球自重会增加对阀座的挤压磨损，进而影响阀门的运行稳定性和使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种高精密、高性能的钛合金零泄漏金属密封快切球阀。
[0005]按照本发明提供的技术方案，钛合金零泄漏金属密封快切球阀包括右阀体和左阀体，右阀体左侧端面通过螺栓连接左阀体，其特征是:右阀体内设有阀球，阀球上端通过平键和花键连接传动轴，传动轴上端伸出右阀体。传动轴和右阀体之间设有上密封填料，上密封填料通过右阀体上端连接的上密封盖密封。阀球下端连接从动轴，右阀体下端通过螺栓连接顶杆装置，顶杆装置上端顶紧从动轴，阀球和右阀体、左阀体之间分别设有一个密封组件。
[0006]进一步的，顶杆装置包括下密封罩，下密封罩内设有顶杆，顶杆和下密封罩之间设有下密封填料。
[0007]进一步的，阀球和传动轴之间设有定位环。
[0008]进一步的，右阀体和传动轴之间设有上衬套。所述上衬套采用新型耐热、耐磨两相钛合金TCll材料制成。
[0009]进一步的，右阀体和从动轴之间设有下衬套。所述下衬套采用新型耐热、耐磨两相钛合金TCll材料制成。
[0010]进一步的，右阀体外表面上设有两个高温蒸汽冲洗口，两个高温蒸汽冲洗口沿着右阀体水平中心线上下对称；高温蒸汽冲洗口的中心线与右阀体垂直中心线的夹角为45。。
[0011]进一步的，上密封填料下端设有套装在传动轴上的防冲出环。
[0012]进一步的，传动轴与阀球采用平键、花键的双重传动连接结构。
[0013]进一步的，所述阀球采用新型耐热、耐磨两相钛合金TCll材料制成。阀球和阀座表面采用PVD表层涂覆TIN处理工艺。
[0014]本发明与已有技术相比具有以下优点:
1、右阀体外部设有上下两个高温蒸汽冲洗口，防止阀腔积料导致阀门无法打开或关
闭；
2、右阀体底部装了顶杆装置，通过此装置支撑球体，可很方便的调节阀球位置，减轻了球体自重对阀座产生的挤压，可延长阀球、阀座的使用寿命3倍以上；
3、传动轴与阀球采用花键、平键的双重传动结构，此传动结构提高了传动轴与阀球的传动精度及可靠性；
4、传动轴与阀球轴孔采用半圆环来径向定位，消除了花键收尾部分与阀球轴孔配合间
隙；
5、阀球和衬套质选用TClI，具有较高的室温、高温拉伸和蠕变强度，具有良好的工艺性能，适合各种形式的机加工；
6、阀球与阀座表面采用PVD表层涂覆TIN，既能保证球体圆度(可达0.005)，同时也能提高表层硬度值HV3000左右，耐磨损能力高于表层氮化处理；
7、阀门启闭时间<5S，满足快速切断的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明结构示意图。
[0016]图2为右阀体结构示意图。
[0017]图3为球阀与传动轴连接半剖图。
[0018]附图标记说明:1-传动轴、2-上密封填料、3-防冲出环、4-右阀体、5-左阀体、6-上衬套、7-金属缠绕垫、8-定位环、9-平键、10-阀球、11-阀座、12-高负载蝶簧、13-0型密封圈、14-下衬套、15-从动轴、16-顶杆装置、17-高温蒸汽冲洗口、18-花键、19-上密封盖、20-下密封罩、21-下密封填料、22-顶杆。
【具体实施方式】
[0019]下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述:
如图1所示，本发明主要包括右阀体4和左阀体5，右阀体4左侧端面通过螺栓连接左阀体5。右阀体4和左阀体5之间设有用于密封的金属缠绕垫7。
[0020]如图3所示，右阀体4内设有阀球10，阀球10上端通过平键9和花键18连接传动轴1，传动轴I上端伸出右阀体4。传动轴I和右阀体4之间设有上密封填料2，上密封填料2通过右阀体4上端连接的上密封盖19密封。上密封填料2下端设有套装在传动轴I上的防冲出环3，防止上密封填料2脱落。所述右阀体4和传动轴I之间设有上衬套6。所述阀球10和传动轴I之间设有定位环8。
[0021]所述阀球10下端连接从动轴15，右阀体4下端通过螺栓连接顶杆装置16，顶杆装置16上端顶紧从动轴15。所述右阀体4和从动轴15之间设有下衬套14。
[0022]所述顶杆装置16包括下密封罩20，下密封罩20内设有顶杆22，顶杆22和下密封罩20之间设有下密封填料21。
[0023]所述阀球10和右阀体4、左阀体5之间分别设有一个密封组件，密封组件包括阀座11，阀座11后端设有高负载蝶簧12。所述阀座11外圈设有O型密封圈13。
[0024]如图2所示，所述右阀体4外表面上设有两个高温蒸汽冲洗口 17，两个高温蒸汽冲洗口 17沿着右阀体4水平中心线上下对称。高温蒸汽冲洗口 17的中心线与右阀体4垂直中心线的夹角为45°。
[0025]所述阀球采用耐热(达500°C)、耐磨两相钛合金TCll材料制作。所述阀球与阀座表面采用PVD (物理气象沉积技术)表层涂覆TIN处理工艺。所述传动轴表面采用研磨加高频挤压工艺。所述上、下衬套采用TCll材料制作。
[0026]本发明工作原理如下:
本发明采用高温蒸汽冲洗结构，利用右阀体上的高温蒸汽冲洗口对球阀阀体内腔进行冲洗，防止介质在内壁堆积。本发明传动轴与阀球采用花键、平键的双重传动结构，提高了传动轴与阀球的传动精度及可靠性。本发明传动轴与阀球轴孔采用定位环来径向定位，消除花键加工收尾部分与阀球轴孔配合间隙，保证配合定位的可靠性。本发明右阀体底部安装了顶杆装置，通过此装置支撑阀球，可很方便的调节阀球位置，同时减轻了阀球自重对阀座产生的挤压。本发明阀球材质选用TC11，具有较高的室温、高温拉伸和蠕变强度，具有良好的工艺性能，适合各种形式的机加工。本发明阀球与阀座表面采用PVD表层涂覆TIN处理工艺。
【权利要求】
1.一种钛合金零泄漏金属密封快切球阀，包括右阀体(4)和左阀体(5 )，右阀体(4)左侧端面通过螺栓连接左阀体(5)，其特征是:右阀体(4)内设有阀球(10)，阀球(10)上端通过平键(9 )和花键(18 )连接传动轴(I)，传动轴(I)上端伸出右阀体(4);传动轴(I)和右阀体(4)之间设有上密封填料(2)，上密封填料(2)通过右阀体(4)上端连接的上密封盖(19)密封；阀球(10)下端连接从动轴(15)，右阀体(4)下端通过螺栓连接顶杆装置(16)，顶杆装置(16)上端顶紧从动轴(15)，阀球(10)和右阀体(4)、左阀体(5)之间分别设有一个密封组件。
2.如权利要求1所述的钛合金零泄漏金属密封快切球阀，其特征是:所述顶杆装置(16)包括下密封罩(20)，下密封罩(20)内设有顶杆(22)，顶杆(22)和下密封罩(20)之间设有下密封填料(21)。
3.如权利要求1所述的钛合金零泄漏金属密封快切球阀，其特征是:所述阀球(10)和传动轴(I)之间设有定位环(8 )。
4.如权利要求1所述的钛合金零泄漏金属密封快切球阀，其特征是:所述右阀体(4)和传动轴(I)之间设有上衬套(6);所述上衬套(6)采用钛合金TCll材料制成。
5.如权利要求1所述的钛合金零泄漏金属密封快切球阀，其特征是:所述右阀体(4)和从动轴(15)之间设有下衬套(14);所述下衬套(14)采用钛合金TCll材料制成。
6.如权利要求1所述的钛合金零泄漏金属密封快切球阀，其特征是:所述右阀体(4)夕卜表面上设有两个高温蒸汽冲洗口(17)，两个高温蒸汽冲洗口(17)沿着右阀体(4)水平中心线上下对称；高温蒸汽冲洗口(17)的中心线与右阀体(4)垂直中心线的夹角为45°。
7.如权利要求1所述的钛合金零泄漏金属密封快切球阀，其特征是:所述上密封填料(2 )下端设有套装在传动轴(I)上的防冲出环(3 )。
8.如权利要求1所述的钛合金零泄漏金属密封快切球阀，其特征是:所述传动轴(I)与阀球(10)采用平键(9)、花键(18)的双重传动连接结构。
9.如权利要求1所述的钛合金零泄漏金属密封快切球阀，其特征是:所述阀球(10)采用钛合金TCll材料制成。
【文档编号】F16K5/20GK103591328SQ201310589260
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】陈彦, 史强修, 陈忠鑫, 钟伟 申请人:无锡智能自控工程股份有限公司