高温高压耐磨固定球阀的制作方法

本实用新型涉及球阀，尤其是一种高温高压耐磨固定球阀。

背景技术：

固定球阀，是新一代高性能球阀，适用于长输管线和一般工业管线，其强度、安全性、耐恶劣环境性等在设计时进行了特殊考虑，适用于各种腐蚀性和非腐蚀性介质。它与浮动球阀相比，工作时，阀前流体压力在球体上产生的作用力全部传递给轴承，不会使球体向阀座移动，因而阀座不会承受过大的压力，所以固定球阀的转矩小、阀座变形小，密封性能稳定、使用寿命长，适用于高压、大口径场合。

目前，固定球阀广泛应用于高温、磨损性介质工况，为了防止高温膨胀将球体与阀座卡死，阀座一般采用浮动式结构，利用阀座浮动吸收球体与阀座之间的高温膨胀。现有的固定球阀的浮动阀座一般采用在阀座背面与阀体径向台阶之间安装弹簧，利用弹簧的伸缩性确保球体与阀座可靠配合。同时，为了阀座介质杂质进入弹簧腔，将弹簧腔堵塞使弹簧失去弹性效力，一般在阀座外圆面与阀体通道内壁之间设置石墨密封环，保证阀座可靠浮动。其主要缺点是石墨密封环由压圈紧压于阀体与阀座之间，在高温工况下易产生径向膨胀，将阀座抱死，使阀座失去浮动性，高温工况下工作可靠性差。

技术实现要素：

本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种结构合理，使用方便的，解决了传统固定球阀密封性差、阀芯易卡死、后期维护难的问题，使得球阀使用稳定性佳、密封性好、使用寿命长。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种高温高压耐磨固定球阀，包括阀体、阀芯、阀座、支架、上阀盖、阀杆、驱动单元，上阀盖安装于阀体上，支架安装于阀体上，阀杆一端装于阀芯内，阀杆一端与驱动单元相连接，阀体包括连接阀体以及侧阀体，侧阀体置于阀芯左右两侧，连接阀体通过第一螺栓与两侧阀体、支架相连接，支架与连接阀体之间为焊接配合；阀座安装于阀芯与侧阀体之间，阀座与侧阀体之间设有间隙一和间隙二，间隙一和间隙二内均安装有阀座盖板，置于间隙一内的阀座盖板后端固定有调节第一调节弹簧，其中侧阀体内开有供第一调节弹簧置于内的放置孔，置于间隙二内的阀座盖板内安装有第二调节弹簧，其中第二调节弹簧一端固定在侧阀体的内侧面上；阀座盖板与阀座之间有填料区，填料区填充有第一柔性石墨；阀体与阀盖之间安装有镶嵌套。这样，侧阀体和连接阀体的设置使得球阀整体不再是传统的一体式安装，而是采用分装的模式进行组装，便于后期维护；两组螺旋弹簧加载预紧，自动补偿，通过科学的热态应力分析，保证高温工况下阀门密封的优越性，避免阀芯卡死，并设有弹簧保护装置设计，有效防止颗粒介质进入弹簧内和反向压力对弹簧的影响，添加柔性石墨使得阀芯内压力越大时，整体密封性越好，而且镶嵌套也可减少阀座与侧阀体的磨损，延长使用寿命。支架一体化焊接在连接阀体上的设置，使得整体强度更高，为执行器提供良好的支撑力，适用高扭矩的工况，并且消除常规螺栓连接孔的间隙使球体开关位置更加精确，确保密封更稳定。

进一步完善，阀芯底部设有用于支撑阀杆的支撑底座，支撑底座通过第二螺栓与两侧阀体相连接；支撑底座内设有从外插于内的封口座，封口座通过第三螺栓与支撑底座相连接。这样，封口座与阀杆配合使用，不仅可以起到支撑阀杆，而且还可以降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，支撑底座起到密封和便于封口座安装的作用，该种安装方式还便于后期维护，方便快捷。

进一步完善，连接阀体与侧阀体之间、连接阀体与上阀盖、侧阀体与支撑底座之间、支撑底座与封口座之间均安装有三角环垫。这样，所有外漏部位采用压力自紧式密封的镀金的三角环垫，密封面采用硬质合金硬化处理，镜面加工，有效保证了因温差引起的泄漏和密封不严的问题，彻底解决外漏带来的隐患。

进一步完善，阀座内侧固定有一对上下分布的刮刀片。这样，阀座密封面设计成刮刀式结构，在每次阀门开关的过程中对球体表面进行清洁，擦拭球体表面附着的介质颗粒，防止介质颗粒进入密封面之间而影响密封性能。

进一步完善，阀座与阀座盖板相互配合处为阶梯设置，其中形成填料区的两个存在于阀座与阀座盖板上的使用面均为60°斜面。这样，60度双斜角，通过弹簧和介质压力的推力作用下，石墨向两边膨胀压力越高，密封性能越好。

进一步完善，支架内设有安装于阀杆上的填料压盖，填料压盖上端旋有第四螺栓；填料压盖内设有套于阀杆上的轴承，轴承下方塞有置于填料压盖内的填料，该填料包括上下分布的两层第二柔性石墨、塞于两层第二柔性石墨中的一对陶瓷垫圈、置于两陶瓷垫圈之间的涂钼套环、第四螺栓上套有压于填料压盖上的加载弹簧。这样，采用动态加载组合式材料，阀杆处填料采用动态加载弹簧提供持续稳定的压载力，并在填料压盖出设置平面轴承，填料函处两层柔性石墨中间加316不锈钢涂钼套环再加两个陶瓷垫圈等多层和多组不同种材料组合密封，彻底消除由于过度磨损或是温度交变工况下容易泄露的隐患，并且阀门操作扭矩低。

进一步完善，镶嵌套外表面上喷涂有涂层材料。这样，在镶嵌套装置表层采用HVOF喷涂工艺和特殊涂层材料提高耐磨性能和使用寿命，镶嵌套装置使用磨损后可以随时更换，使用方便并且可以减少成本。

进一步完善，阀芯中与介质接触的球体表面喷涂有涂层材料。这样，阀芯和阀座表面采用先进的HVOF喷涂工艺和特殊涂层材料，使涂层和基体的结合强度更高，结合强度在10000PSI以上，涂层硬度高达72HRC以上，提高了耐磨性能。避免在恶劣工况下涂层与基体的疲劳剥离和高压冲蚀磨损的发生，使其寿命提高4-6倍。阀芯和阀座喷涂后，采用人工一对一配磨，保证密封接触面百分之百吻合，密封性能更好。

本实用新型有益的效果是：本实用新型的结构合理、使用效果好，通过两组螺旋弹簧加载预紧，自动补偿，保证高温工况下阀门密封的优越性，避免阀座与阀芯卡死，在各个部件的连接处添加三角环垫有效保证了因温差引起的泄漏和密封不严的问题，彻底解决外漏带来的隐患，实现多重保护，值得推广。

附图说明

图1为本实用新型的平面剖视结构示意图；

图2为本实用新型图1中I部分的局部放大示意图；

图3为本实用新型图1中II部分的局部放大示意图；

图4为本实用新型图1中II部分的局部放大示意图；

图5为本实用新型图1中II部分的局部放大示意图；

图6为本实用新型图1中III部分的局部放大示意图。

附图标记说明：阀体1，连接阀体1-1，侧阀体1-2，放置孔1-2a，阀芯2，阀座3，支架4，上阀盖5，阀杆6，驱动单元7，第一螺栓8，间隙一9，间隙二10，第一调节弹簧12，第二调节弹簧13，填料区14，第一柔性石墨15，镶嵌套16，支撑底座17，第二螺栓18，封口座19，第三螺栓20，三角环垫21，刮刀片22，填料压盖23，第四螺栓24，轴承25，填料26，第二柔性石墨26-1，陶瓷垫圈26-2，涂钼套环26-3，加载弹簧27。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：这种高温高压耐磨固定球阀，包括阀体1、阀芯2、阀座3、支架4、上阀盖5、阀杆6、驱动单元7，上阀盖5安装于阀体1上，支架4安装于阀体1上，阀杆6一端装于阀芯2内，阀杆6一端与驱动单元7相连接，阀体1包括连接阀体1-1以及侧阀体1-2，侧阀体1-2置于阀芯2左右两侧，连接阀体1-1通过第一螺栓8与两侧阀体1-2、支架4相连接，支架4与连接阀体1-1之间为焊接配合；阀座3安装于阀芯2与侧阀体1-2之间，阀座3与侧阀体1-2之间设有间隙一9和间隙二10，间隙一9和间隙二10内均安装有阀座盖板11，置于间隙一9内的阀座盖板11后端固定有调节第一调节弹簧12，其中侧阀体1-2内开有供第一调节弹簧12置于内的放置孔1-2a，置于间隙二10内的阀座盖板11内安装有第二调节弹簧13，其中第二调节弹簧13一端固定在侧阀体1-2的内侧面上；阀座盖板11与阀座3之间有填料区14，填料区14填充有第一柔性石墨15；侧阀体1-2内安装有镶嵌套16。

阀芯2底部设有用于支撑阀杆6的支撑底座17，支撑底座17通过第二螺栓18与两侧阀体1-2相连接；支撑底座17内设有从外插于内的封口座19，封口座19通过第三螺栓20与支撑底座17相连接。

连接阀体1-1与侧阀体1-2之间、连接阀体1-1与上阀盖5、侧阀体1-2与支撑底座17之间、支撑底座17与封口座19之间均安装有三角环垫21。

阀座3内侧固定有一对上下分布的刮刀片22。

阀座3与阀座盖板11相互配合处为阶梯设置，其中形成填料区14的两个存在于阀座3与阀座盖板11上的使用面均为60°斜面。

支架4内设有安装于阀杆6上的填料压盖23，填料压盖23上端旋有第四螺栓24；填料压盖24内设有套于阀杆6上的轴承25，轴承25下方塞有置于填料压盖23内的填料26，该填料26包括上下分布的两层第二柔性石墨26-1、塞于两层第二柔性石墨26-1中的一对陶瓷垫圈26-2、置于两陶瓷垫圈26-2之间的涂钼套环26-3，第四螺栓24上套有压于填料压盖23上的加载弹簧27。

镶嵌套16外表面上喷涂有涂层材料。

阀芯2中与介质接触的球体表面喷涂有涂层材料。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。