专利名称：用固体微粒密封的阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及用固体微粒密封的阀门，该类阀门分平板匣阀和球阀两类。本发明适用于固体物料阀，水煤浆阀，排灰排渣阀以及温度高达850℃的高密度固体的高温排灰排渣阀。具有自润滑和密封功能的固体微粒用压力注入该类阀的阀座和阀芯的密封界面之间，使其密封面的间隙，表面划伤沟痕和长期工作后被磨损表面的缺陷内始终充满带有自润滑和密封功能的固体微粒，从而提高阀门的密封性和可靠性。
固体物料阀，水煤浆阀、排渣阀，以及高温排灰排渣阀的阀座密封界面极易划伤，腐蚀和磨损，其密封性是难于克服的关键，已有技术是改进设计，保护阀座和阀芯使其免遭磨损及腐蚀，提高密封界面的硬度和高温强度，抗腐蚀能力，采用弹性阀座，浮动阀座，或是使运动机构复什化先让阀芯对阀座作微小的无摩擦相对运动，然后使阀门开启到位，见俄国专利SU823727，美国航天飞机也采用了类似SU823727的技术并取得了成功。此外俄国专利SU1071855在球阀的阀座密封界面间应用了磁流体密封，但以上措施仍然满足不了高温高密度固体工质的排灰排渣的要求。两阀串联也是排灰排渣的已有技术，但不能满足阀出口难于排渣的高密度排灰排渣的要求。
本发明的目的在于提供一种新的阀座密封技术，即用压力在阀座与阀芯的密封界面之间注入具有自润滑和密封功能的固体微粒，该固体微粒在大于阀的工作压力挤压下充满该密封界面之间的间隙，由于该间隙很小(基本贴合)存在较大阻力，当该固体微粒充满间隙之后就不再被挤出，保持阀座密封，当阀座和阀芯在工作过程中产生划伤沟痕和产生磨损时普通平板匣阀和球阀漏量就要增加，对在高温条件下的高密度排灰排渣阀就更易磨损，漏量急剧增加，而用固体微粒密封的阀门即使在工作中产生划伤沟痕和磨损，也会因受压固体微粒不断补充到这些缺陷中而使阀门不漏。本发明还提供惰性气体气封和吹除的冗余措施，以确保阀座的密封性。在工作温度高达850℃的高温排灰排渣阀中，本发明还提供了阀体的外冷却夹套设计，从而降低对阀体材料的要求。在上述基础上，最终可提供工业用固体物料阀，水煤浆阀，排灰排渣阀，温度高达850℃的高密度排灰排渣阀。
用固体微粒密封的阀门分平板匣阀(
图1)和球阀(图2)两类平板匣阀由阀体(1)，浮动阀座(2)，(3)，(4)，耐850℃高温的非金属弹性补倘密封垫(5)，(6)，活动平面匣板(7)，固体微粒通过环(8)，固体微粒(9)及其加压加注通道(9′)，气封吹除通道(10)组成，而球阀则由阀体(15)，浮动阀座(13)，(14)，耐850℃的非金属弹性补倘密封垫(5)，(11)，球形阀芯(12)，固体微粒通过环和气封吹除环(8)，固体微粒(9)及其加压加注通道(9′)和气封吹除通道(10)组成。
为了提高阀的密封性，平板匣阀的阀内件(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(8)，(9′)，(10)均在阀的进出口方向对称各装1套，共2套，并用相同的压力加注固体微粒(9)。
为了提高阀的密封性，球阀的阀内件(13)，(14)，(5)，(11)，(8)，(9′)，(10)均在阀的进出口方向对称各装1套，共2套，并用相同的压力加注固体微粒(9)。
固体微(9)为耐850℃高温并具有自润滑和密封功能的固体微粒，其颗粒度为2～10微米，在低于450℃温度的阀门中，可将该固体微粒制成胶体后，在压力作用下注入阀座与阀芯的密封界面之间，也可全部加注该种固体微粒，但在温度为450℃～850℃的高温阀门中则只能全部加注该种固体微粒。
气封吹除通道(10)中的气封和吹除介质为压力大于该阀的工作压力的惰性气体。
图1中的浮动阀座由(2)，(3)，(4)组成，(3个阀座同时压在活动平面匣板(7)上)，在浮动阀座(2)，(3)之间有环形缝隙(9″)，在浮动阀座(3)，(4)之间有环形通道(4′)。
图2中的浮动阀座由(13)，(14)组成，(2个阀座同时压在球形阀芯(12)上)，浮动阀座(13)，(14)之间有环形缝隙(16)，在浮动阀座上有小孔(17)。
图1中的平面匣板(7)垂直于浮动阀座运动使阀开启或关闭，该匣板的中心位置有一个与阀通径大小相同的孔，该匣板上下两面与浮动阀座(2)，(3)，(4)的密封界面接触，而该匣板上的密封界面不论阀处于关的位置或是处于开的位置时都不与阀内流动的固体灰渣，或流动的固体物料接触。这样就避免了固体的冲刷，对阀的密封极为有利。
平板匣阀和球阀的加压通道(9′)在该类阀开，关或开与关的过渡位置时都通有大于该类阀工作压力的惰性气体。
与已有技术相比本发明有如下优点1.本发明能消除制造公差，精度，表面光洁度对阀门密封的影响，阀座与阀芯密封界面不需要高精度磨削，其表面光洁度到 即可使阀座密封，其原因在于不论阀处在开或关的位置，阀座始终与阀芯接触，只是在阀改变位置的极短的时间内，阀座和阀芯密封界面的局部才暴露在高温高密度的固体炉灰炉渣之中，受到短期局部冲刷磨损，此时加注通道(9′)中的固体微粒(9)才被该加注通道(9′)中的压力从局部分开的园弧段挤出，其挤出量很少，这些被挤出的少量固体微粒可由安装在系统管线上的固体微粒增压储罐内的固体微粒及时补充，等阀处于全开或全关位置时，阀座与阀芯的密封界面重合，固体微粒充满阀座与阀芯密封界面的间隙，从而使阀密封性得以提高。
2.由于本发明的阀座采用具有自润滑和密封功能的固体微粒密封技术，在阀座与阀芯多次动作和长期工作产生划伤沟痕和磨损后固体微粒能自动填平这些缺陷，因此阀仍能满足850℃高密度固体排灰排渣要求，这就从根本上克服了阀被高温高密度固体冲刷后产生严重磨损，因而导致漏泄急剧增加的严重故障。这是固体物料阀，水煤浆阀，排灰排渣阀和高温高密度排渣阀在密封机理上的改进，由于能自动填平阀在工作中产生的缺陷，使损坏了的阀芯阀座仍能密封，因而使阀的可靠性提高，寿命延长，制造工艺简化，成本下降，效益提高。
已有技术在高温排渣阀中多采用两个耐磨的匣阀或两个耐磨的球阀串联并在程序上加以控制，即让第一个阀先关，此阀只起挡渣作用不密封，待第一个阀后管道排空后，再关第2个阀使系统保持密封。然而对于高温高密度系统一旦阀堵死后，先关第一个阀，其阀后仍被堵死，再关第2个阀也同样遭到磨损。故两阀串联也不行，而采用本发明所提供的阀门单个地安装在管线上就可克服这一缺点，而不必采用两阀串联。
在实施本发明时可根据流量大小及管道尺寸选择阀的形式在流量大，管道通径大时最好采用用固体微粒密封的平板匣阀(图1)。在小流量小管道通径小时，本发明中的两种阀门(图1，图2)均可采用。建议优先实施用固体微粒密封的平板匣阀。
权利要求
1.用固体微粒密封的阀门其特征是该类阀门分平板匣阀和球阀两类平板匣阀由阀体(1)，浮动阀座(2)，(3)，(4)，耐850℃高温的非金属弹性补倘密封垫(5)，(6)，活动平面匣板(7)，固体微粒通过环(8)，固体微粒(9)及其加压加注通道(9′)，气封吹除通道(10)组成，而球阀则由阀体(15)，浮动阀座(13)，(14)，耐850℃的非金属弹性补倘密封垫(5)，(11)，球形阀芯(12)，固体微粒通过环和气封吹除环(8)，固体微粒(9)及其加压加注通道(9′)，和气封吹除通道(10)组成。
2.根据权利要求1的平板匣阀其特征是该阀的阀内件(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(8)，(9′)，(10)均在阀的进出口方向对称各装1套，共2套，并用相同的压力加注固体微粒(9)。
3.根据权利要求1的球阀其特征是该阀的阀内件(13)，(14)，(5)，(11)，(8)，(9′)，(10)均在阀的进出口方向对称各装1套，共2套，并用相同的压力加注固体微粒(9)。
4.根据权利要求1的固体微粒(9)其特征是该固体微粒为耐850℃高温并具有自润滑和密封功能的固体微粒，其颗粒度为2～10微米，在低于450℃温度的阀门中，可将该固体微粒制成胶体后，在压力作用下注入阀座与阀芯的密封界面之间，也可全部加注该种固体微粒，但温度为450℃～850℃的高温阀门中则只能全部加注该种固体微粒。
5.根据权利要求1的气封吹除通道(10)其特征是气封和吹除介质为压力大于该阀的工作压力的惰性气体。
6.根据权利要求1的浮动阀座(2)，(3)，(4)其特征是在浮动阀座(2)，(3)之间有环形缝隙(9″)，在浮动阀座(3)，(4)之间有环形通道(4′)。
7.根据权利要求1的浮动阀座(13)，(14)其特征是在浮动阀座(13)，(14)之间有环形缝隙(16)，在浮动阀座(13)上有小孔(17)。
8.根据权利要求1的活动平面匣板(7)其特征是该匣板中心位置处有一个与阀通径大小相同的孔，该匣板上下两面与浮动阀座(2)，(3)，(4)的密封界面接触，而该匣板上的密封界面不论在阀处于关的位置或是处于开的位置时都不与阀内流动的固体灰渣，或流动的固体物料接触。
9.根据权利要求1的平板匣阀和球阀其特征是加压通道(9′)在该类阀开，关，或处于开与关的过渡位置时都通有大于该类阀工作压力的惰性气体。
全文摘要
用固体微粒密封的阀门，分平板匣阀和球阀两类。具有自润滑和密封功能的固体微粒用压力注入阀座和阀芯的密封界面之间并充满其间隙和在工作中产生的划伤沟痕及被磨损表面的缺陷内，使阀座保持密封。如在阀体外加上外冷却夹套，则可进一步降低对阀材料的要求。该两类阀能在阀座和阀芯磨损后继续使用，因此其可靠性高，寿命长，经济性好，适用于固体物料阀，水煤浆阀，排灰排渣阀和温度高达850℃的高密度固体的高温排灰排渣阀。
文档编号F16K3/02GK1145462SQ9511541
公开日1997年3月19日 申请日期1995年9月12日 优先权日1995年9月12日
发明者余三民 申请人:中国航天工业总公司第十一研究所