专利名称：锻制铝材低温角阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体阀门，属于流体控制阀技术领域，具体地说是一种锻制铝材低温角阀。
背景技术：
随着现代科技的发展，低温工程制品的生产规模不断扩大，液氧、液氮、液氨以及液化石油气(LNG)等在石油、化工、医疗等行业得到广泛的应用，导致低温阀门的市场需求量大增。
在低温条件下，金属材料强度和硬度提高，塑性和韧性下降，会呈现出低温脆性现象，严重影响到阀门的使用性能和现场安全。目前，为了防止材料在低温下的应力脆断， 低温阀大多采用具有面心立方结构的奥氏体不锈钢、铜、镍基、钛等材料制作，具有较高的低温冲击功和延伸率，其中奥氏体不锈钢应用最为广泛，在常温下处于亚稳定状态，当温度降低到相变点(Ms)以下时，材料中的奥氏体会转变成马氏体。由于体心立方晶格的马氏体部分碳原子规则化排列占据体心立方点阵位置，使晶格沿C轴方向增长，其致密度低于面心立方晶格的奥氏体，从而体积发生变化引起内部应力的增加，引发低温变形，造成阀门密封失效、部分内件和紧固件卡死、可靠性差、使用寿命下降乃至阀门无法正常工作。 通常采用固溶和深冷处理，将部分马氏体预先转变，部分解决了这种相变危害，但材料价格高，致使制造成本增加。
此外，由于低温阀门使用工况十分恶劣，对阀门的绝热性能、冷却性能、低温密封性能等提出了更高要求。通常，要求阀体应能充分承受温度变化而引起的膨胀、收缩形变， 阀盖结构应能保冷以防冷能损失，阀杆应弯曲变形小，以及内、外密封件能够良好地密封， 无泄漏等。目前，普通结构阀门性能难以达到低温条件要求。发明内容
本发明的目的在于克服现有低温阀在低温苛刻工况下材料低温应力脆性、低温形变、低温密封性能失效等缺陷，同时兼顾成本和经济效益，提供一种适合于低温工况下使用的锻制铝材的全新型角阀。
按照本发明的技术方案一种锻制铝材低温角阀，包括阀体、阀盖、阀芯、阀座、阀杆、导向衬套、波纹管和连接螺栓等。所述阀盖通过螺栓紧固在阀体上，并通过金属垫密封。
作为本发明的进一步改进，所述阀体由铝合金材料锻造成型，并淬火处理形成铝合金固溶体强化相。
作为本发明的进一步改进，所述阀体上设有入口和出口成90°分布，并在入口和出口分别制有焊接坡口。
作为本发明的进一步改进，所述波纹管套装在阀杆上，波纹管的下方法兰焊接在阀盖内部，波纹管焊接于阀杆上。
作为本发明的进一步改进，所述上盖焊接在阀盖上端，阀盖下端设置有导向衬套，3通过内六角螺钉固定。所述阀芯设置在阀体腔内，阀杆穿过导向衬套，通过螺纹与阀芯连接。
作为本发明的进一步改进，所述阀体上嵌入了螺纹丝套。
本发明的技术优点在于本发明从阀门实际使用工况入手，对阀门选材、毛坯成型、阀门结构等方面进行设计，采用了铝合金材料锻造成型阀体、波纹管密封延长型的上盖、添加阀杆导向套和连接螺纹丝套等设计，使得本发明低温角阀更适合在低温工况下工作，确保其低温性能和工作特性的要求；本发明结构简单、检修方便、制作成本低廉和经济效益好。
图I为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明。
如图I所示，锻制铝材低温角阀包括阀体I、阀盖2、阀芯3、阀座4、阀杆5、导向衬套6、波纹管7和连接螺栓8等，所述阀盖2通过螺栓8紧固在阀体I上，并通过金属垫12 密封。其结构简单，拆装方便。所述阀体I上设有入口 14和出口 15成90°分布，并在入口 14和出口 15分别制有焊接坡口 16和17与管线焊接而成，减少了流体的泄漏点位。在检修时，只需拆掉阀盖螺栓8，阀盖2及阀内件便可拆下更换或维修，阀体I无需拆卸，实现了在线检修，检修方便。
如图I所示，一种全新型锻制铝材低温角阀，阀体I采用铝合金锻造，由于铝合金比强度和比刚度高、锻造性能以及切削性能好、低温冷脆临界温度低、在低温下仍能保持良好的机械性能，特别是低温韧性和断裂韧性好，是一种良好的低温结构材料。采用了锻造加工成型，金属流动均匀、材料内部组织更加致密、纤维流线沿阀体外形分布，保证锻件内纤维完整而不被切断，避免纤维流线末端外露，有效地减少了表面缺陷，提高了应力开裂抗力。Mg2Si、AL2CuMg等是锻铝件的主要强化相，其在淬火状态下溶解后形成固溶体，对强度显著提高。低温变形时位错分布均匀性的提高有助于提高合金的抗形变能力，对材料塑性的提高也有积极作用。同时，铝合金价格低廉，制造成本低。
如图I所示，一种全新型锻制铝材低温角阀，波纹管7套装在阀杆5上，波纹管7 的下方法兰13焊接在阀盖2内部，波纹管7上端焊接于阀杆5上。由于所密封低温流体仅存在于波纹管7内，减小了低温流体与外部高温的隔离区域，满足蒸汽空间要求，有效地减小热传导和热对流损失，使此种阀门具有好绝热性能，有利于低温保冷。同时，由于波纹管7 具有可伸缩性，能够补偿低温下阀内件的变形，可有效地减低阀门外漏，提高阀门的密封性能。此外，波纹管7具有零泄漏、阀杆5动作过程无摩擦、使用寿命长等优点。
如图I所示，一种全新型锻制铝材低温角阀，阀盖2下方设计导向衬套6，通过内六角螺钉11将其与阀盖2固定。所述阀芯3设置在阀体I腔内，阀杆5穿过导向衬套6， 通过螺纹与阀芯3连接。导向衬套6对阀杆5穿过起导向作用，有效地补偿了低温下长阀杆5而产生的弯曲变形，对阀芯3进行对中校准，避免阀芯3和阀座4密封面磨损、阀门运作不平稳等不良现象。
如图I所示，一种全新型锻制铝材低温角阀，阀体I上嵌入了螺纹丝套9，有效地改善了因阀体I材料强度较低，螺纹应力松弛、拆装过程中易磨损等缺陷，并分散应力以保护阀体I螺纹，具有连接强度高、抗预紧力和磨损，大大延长了阀体I使用寿命。
本发明从阀门实际使用工况入手，对阀门选材、毛坯成型、阀门结构等方面进行设计，采用了铝合金材料锻造成型阀体、波纹管密封延长型上盖、添加阀杆导向套和连接螺纹丝套等设计，使得此锻制铝材低温角阀更适合在低温工况下工作，确保其低温性能和工作特性的要求；本发明简单可靠，使用方便，制作成本低，易于维护。
权利要求
1.一种锻制铝材低温角阀，其特征在于，包括阀体(I)、阀盖(2)、阀芯(3)、阀座(4)、阀杆(5)、导向衬套(6)、波纹管(7)和连接螺栓(8)等；所述阀盖(2)通过螺栓(8)紧固在阀体(I)上，并通过金属垫(12)密封。
2.按照权利要求I所述的锻制铝材低温角阀，其特征在于所述阀体(I)由铝合金材料锻造成型，并淬火处理形成铝合金固溶体强化相。
3.按照权利要求I所述的锻制铝材低温角阀，其特征在于所述阀体(I)上设有入口 (14)和出口(15)成90°分布，并在入口(14)和出口(15)分别制有焊接坡口(16)和(17)。
4.按照权利要求I所述的锻制铝材低温角阀，其特征在于所述波纹管(7)套装在阀杆(5)上，波纹管(7)的下方法兰(13)焊接在阀盖(2)内部，波纹管(7)上端焊接于阀杆(5) 上。
5.按照权利要求I所述的锻制铝材低温角阀，其特征在于所述上盖(10)焊接在阀盖(2)上端，阀盖(2)下端设置有导向衬套(6)，通过内六角螺钉(11)固定；所述阀芯(3)设置在阀体(I)腔内，阀杆(5)穿过导向衬套(6)，通过螺纹与阀芯(3)连接。
6.按照权利要求I所述的锻制铝材低温角阀，其特征在于所述阀体I上嵌入了螺纹丝套(9)。
全文摘要
本发明涉及一种锻制铝材低温角阀，为克服现有低温阀在低温苛刻工况下材料低温应力脆性、低温变形、低温密封性能失效等缺陷，同时兼顾成本和经济效益，提供一种在低温工况下使用的全新型角阀。从阀门实际使用工况入手，对阀门的选材、毛坯成型、阀门结构等方面进行设计，采用了铝合金材料锻造成型阀体、波纹管密封延长型上盖、添加阀杆导向衬套和连接螺纹丝套等设计，使得此锻制铝材低温角阀更适合在低温工况下工作，确保其低温性能和工作特性的要求。
文档编号F16K27/02GK102979921SQ20121050416
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者陈彦, 邹帆, 闵玉苹 申请人:无锡智能自控工程股份有限公司