一种金属衬里耐腐蚀蝶阀及其制作工艺的制作方法

本发明涉及一种管道用的蝶阀，尤其是一种金属衬里耐腐蚀蝶阀及其制作工艺。

背景技术：

蝶阀作为开启或关闭管道和设备内输送流体介质的阀门，在管道和设备中起着调节和截流的作用，在石油、化工、电力和城市供排水等领域有着广泛的应用。现有技术中传统的耐腐蚀蝶阀都是以阀体、蝶板为铁制或钢制材料加内衬橡胶、及整体用耐腐蚀金属材料制作的蝶阀。

内衬橡胶蝶阀已在供排水、海水、脱硫等系统中有着广泛的应用，其密封性能及成本都具有相当的优势。但在实际的应用中，橡胶抗老化的使用寿命还是存在致命的缺点，比较好的橡胶内衬可以使用7-8年；虽然用耐腐金属材料作为阀体、蝶板能够解决蝶阀的使用寿命，但是生产制作成本很高也会加大使用成本，对于大孔径蝶阀而言，不能作为优选的方案。

技术实现要素：

本发明的目的：提出一种既能耐腐蚀，又具有较高性价比的新型耐腐蚀蝶阀。

为了解决上述技术问题，本发明提出的这种金属衬里耐腐蚀蝶阀通过以下技术方案来实现。

这种金属衬里耐腐蚀蝶阀，包括阀体、蝶板11和阀杆，其特征在于：所述的阀体由筒状主阀体3.1以及通过镶嵌加焊接工艺固定在筒状主阀体3.1内侧面的耐腐金属内衬构成的阀体内衬3.2构成；由此组成由内、外两层不同金属材质组成的复合式双层阀体结构，由阀体内衬3.2构成整个阀体内腔的过流介质接触面。

所述的复合式双层阀体结构由碳素钢构成的主阀体3.1、以及由耐腐金属内衬构成的阀体内衬3.2组成；所述的阀体内衬3.2由两个分别镶嵌焊接在主阀体内壁的内衬固定槽23内的金属内衬A 4、金属内衬B 5，以及一个紧贴覆盖主阀体固定槽座22分别与主阀体固定槽座22、金属内衬A和金属内衬B左右焊接相连的耐腐金属制作的环形阀座14、两个紧配在主阀体上、下轴座内分别与金属内衬B焊接相连的耐腐金属制作的金属上衬套2、下衬套16构成。

所述的阀杆由分别设置在蝶板圆弧边的上阀轴10、下阀轴12构成，所述的上阀轴10、下阀轴12分别穿置在复合式双层阀体的上、下阀轴安装孔内；所述的上阀轴10穿过复合式双层阀体的靠近阀体内腔处设有一个可挡过流介质杂质的密封环6，并在上阀轴10与主阀体3.1之间设有一耐腐金属制作的金属上衬套2，所述的金属上衬套2与上阀轴10之间另设有一自润滑轴承15；穿置在复合式双层阀体下部安装孔内的所述的下阀轴12与主阀体3.1之间设有一耐腐金属制作的金属下衬套16，所述的金属下衬套16与下阀轴12之间另设有一自润滑轴承15；同时，在下阀轴12的下端部设有防止蝶板11在使用过程中产生轴向串动的止推环17；所述的止推环17的下部设有端盖19，所述的端盖19与主阀体3.1之间设有密封垫18，并通过连接螺栓与主阀体3.1下部螺接成一体。

所述蝶板11与压板8将密封圈7用螺栓组成一个圆盘状的密封体，该密封体通过阀杆构成在复合式双层阀体阀内可转动的腔体关闭开启结构，所述的上阀轴10和下阀轴12分别与密封体两端的连接臂用对应的销钉9连接；所述的上阀轴10穿过复合式双层阀体的上部阀孔与驱动机构相连接。

上述这种金属衬里耐腐蚀蝶阀，其制造工艺如下：

1)将主阀体3.1加工出法兰外圆、端面、密封台阶、内腔及主阀体固定槽座22，并在主阀体固定槽座22的两侧分别加工出镶嵌固定金属内衬用的内衬固定槽23，在主阀体3.1的上、下轴座位置加工出安置上、下衬套用的轴孔及端面台阶；

2)将耐腐蚀金属板材分别制作呈圆筒状的金属内衬A、金属内衬B，以及环形的阀座14，所述的金属内衬B上设有两个与主阀体上下轴座呈同一轴线、且直径大于上、下衬套外径的焊接预留孔；并用耐腐蚀金属板材或无缝钢管制作上衬套2、下衬套16；

3)将圆筒状的金属内衬A、金属内衬B分别嵌入主阀体3.1内壁的相对应的左右内衬固定槽23内、并用相应的耐腐蚀焊材焊牢；同时将法兰密封面用并用相应的耐腐蚀焊材堆焊充填至法兰密封面台阶最大直径；

4)将环形的阀座14与设置在碳素钢主阀体内壁的主阀体固定槽座22一、以及相邻的金属内衬A、金属内衬B分别用相应的耐腐蚀焊材焊牢，并将阀体内腔表面用相应的焊材全部填充覆盖，使整个主阀体3.1与由金属内衬A、金属内衬B、环形的阀座14相互焊接构成牢固的双层复合式结构；

5)将上衬套2、下衬套16分别镶嵌在主阀体3.1上、下的对应阀轴孔内，使用相应的耐腐蚀焊接材料使之与主阀体3.1及邻接的金属内衬B焊接预留孔相互焊接牢固，并将主阀体的下轴座端面堆焊填充至密封垫最大直径边沿；由此得到由主阀体3.1与阀体内衬3.2构成的主体刚性稳定可靠、内腔耐腐蚀性能优越的双层复合式蝶阀阀体。

6)采用耐腐蚀的金属材料制作蝶板、阀轴、压板及其它过流介质接触的全部紧固件；上衬套2的端面与上阀轴轴向同时用填料保障密封，下轴座端面及法兰密封面均采用耐腐蚀焊材来隔绝过流介质与主阀体。

根据以上技术方案提出的这种金属衬里耐腐蚀蝶阀，与传统蝶阀橡胶衬里蝶阀、以及各种用耐腐金属材料制作的同类蝶阀相比交具有以下特点：

1)在达到同样耐腐蚀的要求下，使用寿命要明显高于现在普遍使用的橡胶衬里蝶阀；

2)由于阀体用的是普通碳钢材料，内衬用的是耐腐蚀材料，因此生产制作成本远底于整体耐腐蚀金属材料制作的蝶阀；从而降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构剖示图；

图2为图1的A-A部的放大示意图；

图3为图1的B-B部的放大示意图；

图4为本发明的正端面示图；

图5为双层阀体结构的解析示意图；

图6为本发明涉及的耐腐金属内衬和上、下衬套的布局示意图。

图中：1-填料 2-金属上衬套 3.1-主阀体 3.2-阀体内衬 4-金属内衬A5-金属内衬B 6-密封环 7-密封圈 8-压板 9-销钉 10-上阀轴 11-蝶板12-下阀轴 13-压板螺栓 14-环形阀座 15-自润滑轴承 16-金属下衬套17-止推环 18-密封垫 19-端盖 20-法兰端面焊材填充层 21-下阀座端面焊材充填层 22-主阀体固定槽座 23-内衬固定槽 24-主阀体上阀座 25-主阀体上阀座轴。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本发明，并给出本发明的实施例。

如图1-6所示的这种金属衬里耐腐蚀蝶阀，包括阀体、蝶板11和阀杆，其特征在于：所述的阀体由筒状主阀体3.1以及通过镶嵌加焊接工艺固定在筒状主阀体3.1内侧面的耐腐金属内衬构成的阀体内衬3.2构成；由此组成由内、外两层不同金属材质组成的复合式双层阀体结构，由阀体内衬3.2构成整个阀体内腔的过流介质接触面。

所述的复合式双层阀体结构由碳素钢构成的主阀体3.1、以及由耐腐金属内衬构成的阀体内衬3.2组成；所述的阀体内衬3.2由两个分别镶嵌焊接在主阀体内壁的内衬固定槽23内的金属内衬A 4、金属内衬B 5，以及一个紧贴覆盖主阀体固定槽座22分别与主阀体固定槽座22、金属内衬A和金属内衬B左右焊接相连的耐腐金属制作的环形阀座14、两个紧配在主阀体上、下轴座内分别与金属内衬B焊接相连的耐腐金属制作的金属上衬套2、金属下衬套16构成。

所述的阀杆由分别设置在蝶板圆弧边的上阀轴10、下阀轴12构成，所述的上阀轴10、下阀轴12分别穿置在复合式双层阀体的上、下阀轴安装孔内；所述的上阀轴10穿过复合式双层阀体的靠近阀体内腔处设有一个可挡过流介质杂质的密封环6，并在上阀轴10与主阀体3.1之间设有一耐腐金属制作的金属上衬套2，所述的金属上衬套2与上阀轴10之间另设有一自润滑轴承15；穿置在复合式双层阀体下部安装孔内的所述的下阀轴12与主阀体3.1之间设有一耐腐金属制作的金属下衬套16，所述的金属下衬套16与下阀轴12之间另设有一自润滑轴承15；同时，在下阀轴12的下端部设有防止蝶板11在使用过程中产生轴向串动的止推环17；所述的止推环17的下部设有端盖19，所述的端盖19与主阀体3.1之间设有密封垫18，并通过连接螺栓与主阀体3.1下部螺接成一体。

所述蝶板11与压板8将密封圈7用螺栓组成一个圆盘状的密封体，该密封体通过阀杆构成在复合式双层阀体阀内可转动的腔体关闭开启结构，所述的上阀轴10和下阀轴12分别与密封体两端的连接臂用对应的销钉9连接；所述的上阀轴10穿过复合式双层阀体的上部阀孔与驱动机构相连接。

上述这种金属衬里耐腐蚀蝶阀，其制造工艺如下：

1)将主阀体3.1加工出法兰外圆、端面、密封台阶、内腔及主阀体固定槽座22，并在主阀体固定槽座22的两侧分别加工出镶嵌固定金属内衬用的内衬固定槽23，在主阀体3.1的上、下轴座位置加工出安置上、下衬套用的轴孔及端面台阶；

2)将耐腐蚀金属板材分别制作呈圆筒状的金属内衬A、金属内衬B，以及环形的阀座14，所述的金属内衬B上设有两个与主阀体上下轴座呈同一轴线、且直径大于上、下衬套外径的焊接预留孔；并用耐腐蚀金属板材或无缝钢管制作上衬套2、金属下衬套16；

3)将圆筒状的金属内衬A、金属内衬B分别嵌入主阀体3.1内壁的相对应的左右内衬固定槽23内、并用相应的耐腐蚀焊材焊牢；同时将法兰密封面用并用相应的耐腐蚀焊材堆焊充填至法兰密封面台阶最大直径；

4)将环形的阀座14与设置在碳素钢主阀体内壁的主阀体固定槽座22、以及相邻的金属内衬A、金属内衬B分别用相应的耐腐蚀焊材焊牢，并将阀体内腔表面用相应的焊材全部填充覆盖，使整个主阀体3.1与由金属内衬A、金属内衬B、环形的阀座14相互焊接构成牢固的双层复合式结构；

5)将上衬套2、金属下衬套16分别镶嵌在主阀体3.1上、下的对应阀轴孔内，使用相应的耐腐蚀焊接材料使之与主阀体3.1及邻接的金属内衬B焊接预留孔相互焊接牢固，并将主阀体的下轴座端面堆焊填充至密封垫最大直径边沿；由此得到由主阀体3.1与阀体内衬3.2构成的主体刚性稳定可靠、内腔耐腐蚀性能优越的双层复合式蝶阀阀体。

6)采用耐腐蚀的金属材料制作蝶板、阀轴、压板及其它过流介质接触的全部紧固件；金属上衬套2的端面与上阀轴轴向同时用填料保障密封，下轴座端面及法兰密封面均采用耐腐蚀焊材来隔绝过流介质与主阀体。

在该产品的实际制造中主阀体3.1的外壳体采用普通碳钢材料，而镶嵌在普通碳钢材料阀体3.1内腔里的内阀腔则选用具有较强耐腐蚀性能的金属内衬3.2制作；随后将制作好的耐腐蚀金属内衬3.2与采用普通碳钢材料的主阀体3.1的外壳体镶嵌并焊接在一起，构成双层异性材质的复合式蝶阀阀体。

在主阀体3.1的法兰密封端面延主阀体3.1内腔边沿有≥耐腐蚀金属内衬厚度(4-8mm)的台阶深度，用耐腐蚀焊材填充并焊牢金属内衬；耐腐蚀金属上衬套2，金属下衬套16镶嵌在主阀体3.1穿过阀轴的上、下轴座孔内，主阀体3.1的下轴座端面有≥密封垫最大直径边沿与3-5mm深度的台阶，用耐腐蚀焊材填充并焊牢金属上轴套2，金属下轴套16，从而实现了介质过流面、法兰密封端面、轴座内侧都为耐腐蚀材料，从而保证了蝶阀耐腐蚀的性能，提高了使用寿命。

此外，据本申请人实际制造出的本发明提出的这种耐腐蚀蝶阀，在同一规格前提下，这种普通碳钢加金属衬里耐腐蚀蝶阀，与采用铁制加衬胶或全部用耐腐蚀金属材料制造的蝶阀相比较，其制造成本以及使用寿命方面具有极好的优越性。

具体的对比情况见下表：

本表所列的对比资料以比较常用在核电、火力发电且以海水作为循环冷却介质的蝶阀为例，阀体F51双向不锈钢整体铸造的成本比WCB碳素钢作为阀体，用相应F51的2205双向不锈钢板材作为内衬镶嵌焊接的成本要高出2倍；金属内衬尤其是对耐腐蚀介质的应用环境时，其经济效益十分明显，因此具有广泛的使用价值；金属内衬材料常用奥氏体不锈钢与双向不锈钢。

经实际使用表明：根据本发明的结构提出的这种耐腐蚀蝶阀，在规格相同的情况下，不仅更节省材料成本，而且工艺简便，普通装备就能生产制作；耐磨、耐高温、耐腐蚀覆盖层表面使本发明可以更适用于环境苛刻的流体介质冲刷，使用更可靠，寿命更长，从而最终降低了生产与使用成本。

以上仅仅是本申请人根据基本技术方案给出的一般性实施方式，并不代表本技术方案的全部，任何本领域的技术人员根据上述基本创意提出的改进均属于本发明要求保护的范畴。