本发明涉及一种阀门，尤其涉及一种煤气化严苛工况硬密封固定球阀。
背景技术：
在生产过程自动化调节系统中，调节阀是一个重要的、必不可少的环节，被称之为生产过程自动化的“手脚”，是自动控制系统的终端控制元件之一。球阀以其结构简单、密封性能良好、流通能力强成为近年来发展最快的阀门之一。球阀的启闭件为球体，球阀在管路中主要用来切断、分配和改变介质的流动方向，利用球体绕阀杆的轴线旋转90°，实现开启和关闭的目的。
球阀应用广泛，适用于水、天然气等一般工作介质，而且还能适用于工作条件恶劣的石油化工和煤化工严苛工况。但是在煤气化黑水、泥浆、煤渣等介质中，伴随有大量的固体耐磨颗粒，并且有毒性，现有的金属硬密封阀门很难同时满足逸散排放限制、耐磨耐蚀、高频动作等要求，另外，如何防止这些固体耐磨颗粒积聚在阀座的后部也是个难点。因此此类阀门的成功研发具有深远的技术和市场价值。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种煤气化严苛工况硬密封固定球阀，实现球阀在黑水、泥浆、煤渣等恶劣工况条件下工作，防止介质中的固体耐磨颗粒积聚在阀座的后部，满足逸散排放限制、耐磨耐蚀、高频动作等要求。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种煤气化严苛工况硬密封固定球阀，包括阀体、第一阀盖、第二阀盖、阀杆、球体、第一阀座、第二阀座；所述阀体、第一阀盖、第二阀盖相互固定并形成一主流道；所述球体设置于三者形成的所述主流道中，并由设置在其上的所述阀杆控制进而选择封闭或者贯通所述主流道，所述球体设置于所述第一阀座和所述第二阀座之间并设置成密封副配对，所述第一阀座的相对所述阀体的外侧设置有第一轴承，所述第二阀座的相对所述阀体的外侧设置有所述第二轴承，所述第一轴承设置于所述第一阀盖的内部，所述第二轴承设置于所述第二阀盖的内部，所述第一轴承、所述第二轴承分别与所述第一阀盖、所述第二阀盖共轴线，所述第一轴承、第二轴承分别于临近于所述第一阀座、第二阀座的端面上设置有槽孔。
优选的，所述槽孔均布在所述第一轴承、第二轴承的端面上，所述端面紧贴于所述第一阀座、第二阀座的外侧面，所述槽孔内凹形成一用于收容固体颗粒的收容空间。
优选的，所述收容空间呈楔形，朝向于主流道的一侧为斜面。
优选的，所述球体、第一阀座、第二阀座相互接触的表面设置有镍基合金表面硬化涂层，由热喷焊工艺所形成。
优选的，所述第二阀座和所述第二轴承之间还设置有碟簧，所述碟簧将一石墨材质的阀座填料压紧于所述第二阀座和所述第二阀盖之间。
优选的，沿第二阀座的轴线方向依次设置有阀座填料、隔环、阀座填料和垫圈，所述垫圈受到所述碟簧的压力，所述阀座填料均为石墨材质，由所述隔环隔开形成双侧密封；所述第二阀座和所述第二阀盖之间还设置有O型圈；所述第一阀座和所述第一轴承、第一阀盖之间设置有与之相对称的结构。
优选的，所述球体和所述阀体之间设置有支撑板，所述支撑板和所述球体之间设置有轴承。
优选的，所述阀体的上部还设置有第一压板和第二压板，所述第一压板通过螺钉与所述阀体固定连接，所述第二压板通过螺钉与所述第一压板固定连接，所述第一压板将所述阀杆压在所述阀体上，所述阀杆的杆柄穿过所述第一压板和所述第二压板，所述阀杆和所述第一压板之间设置有填料函，其平行设置于所述阀杆的轴线。
优选的，所述阀杆和所述第一压板、所述第二压板之间形成一收容空间，其内设有刮刀、石墨垫片、压套、第一垫片、压板、第一衬套、具有填料的填料函、第二衬套、垫圈、第二垫片、O型圈、第一推力垫、石墨环和第二推力垫，沿所述阀杆的轴线方向从上到下依次设置，所述填料由PTEE和石墨混合制成。
优选的，所述刮刀、石墨垫片、压套和第一垫片设置于所述阀杆和所述第二压板之间，所述压板设置于所述压套和所述第一压板之间，所述第一衬套、填料函、第二衬套、垫圈和第一推力垫设置于所述阀杆和所述第一压板之间，所述第二垫片和O型圈设置于所述第一压板和所述阀体之间，所述石墨环和第二推力垫设置于所述阀杆和所述阀体之间。
本发明的有益效果主要体现在：可以同时满足耐磨耐蚀、高频动作和低泄漏逸散排放的要求，其特殊的填料函结构设计、轴承泄放槽设计和密封面硬化层配对可以有效满足煤化工和石油化工等严苛的工况条件。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种煤气化严苛工况硬密封固定球阀的结构示意图；
图2是图1中填料函的局部放大视图；
图3是图1中第二阀座及第二轴承的局部放大视图。
图中标记如下：
1：阀体；2：第一阀盖；3：螺柱；4：螺母；5：垫片；6：球体；7：轴承；8：支撑板；9：第一轴承；10：O型圈；11：销；12：螺钉；13：第二压板；14：阀杆；15：螺钉；16：第一压板；17：刮刀；18：石墨垫片；19：压套；20：第一垫片；21：第一衬套；22：填料；23：第二衬套；24：垫圈；25：第二垫片；26：O型圈；27：第一推力垫；28：石墨环；29：第二推力垫；30：O型圈；31：第二阀座；32：阀座填料；33：隔环；34：阀座填料；35：垫圈；36：碟簧；37：填料函；38：第二阀盖；39：第二轴承；40：第一阀座；41：压板；42：槽孔。
具体实施方式
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
如图1至图3所示，本发明揭示了一种煤气化严苛工况硬密封固定球阀，与现有技术一致，包括阀体1、第一阀盖2、第二阀盖38、阀杆14、球体6、第一阀座40、第二阀座31。所述阀体1、第一阀盖2、第二阀盖38相互固定并形成一主流道；所述球体6设置于三者形成的所述主流道中，并由设置在其上的所述阀杆14控制进而选择封闭或者贯通所述主流道。所述阀杆14与所述球体6之间通过销11连接。所述阀体1和所述第一阀盖2、所述第二阀盖38之间通过螺柱3和螺母4固定连接在一起，所述阀体1和所述第一阀盖2、所述第二阀盖38之间设置有垫片5。所述球体6和所述阀体1之间设置有支撑板8，所述支撑板8和所述球体6之间设置有轴承7。
所述球体6设置于所述第一阀座40和所述第二阀座31之间并设置成密封副配对，所述第一阀座40的相对所述阀体1的外侧设置有第一轴承9，所述第二阀座31的相对所述阀体1的外侧设置有所述第二轴承39，所述第一轴承9设置于所述第一阀盖2的内部，所述第二轴承39设置于所述第二阀盖38的内部，所述第一轴承9、所述第二轴承39分别与所述第一阀盖2、所述第二阀盖38共轴线，且之间设置有起密封作用的O型圈10。
本发明中，所述第一轴承9、第二轴承39分别于临近于所述第一阀座40、第二阀座31的端面上设置有槽孔42。结合图1和图3所示，所述槽孔42均布在所述第一轴承9、第二轴承39的端面上，所述端面紧贴于所述第一阀座40、第二阀座31的外侧面，所述槽孔42内凹形成一用于收容固体颗粒的收容空间。所述收容空间呈楔形，朝向于主流道的一侧为斜面。由于煤气化介质中的固体耐磨颗粒一般都会积聚在现有的第一阀座40、第二阀座31的外侧面，这样对于球阀的密封和使用寿命都会形成很大的危害。而本发明的槽孔42可以收容这些固体耐磨颗粒，而且当主通道贯通时，由于槽孔42的斜面的设计，可以很容易地使这些固体耐磨颗粒进入到主通道中排除，从而避免固体耐磨颗粒积聚在阀座的后部。
本发明中，所述球体6、第一阀座40、第二阀座31相互接触的表面设置有镍基合金表面硬化涂层，由热喷焊工艺所形成。采用表面热喷焊的技术工艺和镍基合金的密封副配对，使得所述密封面的表面硬化涂层厚度可以达到800μm，硬度可以达到62HRC，结合强度可以达到150MPa，因此具有很好的耐磨耐蚀性能，可以适用于高频动作场合。
如图3所示，所述第二阀座31和所述第二轴承39之间还设置有碟簧36，所述碟簧36将一石墨材质的阀座填料32压紧于所述第二阀座31和所述第二阀盖38之间。优选的，沿第二阀座31的轴线方向依次设置有阀座填料32、隔环33、阀座填料34和垫圈35，所述垫圈35受到所述碟簧36的压力，因为阀盖和阀座之间需要高温静密封，因此阀座填料32、34采用石墨材质，由所述隔环33隔开形成双侧密封。所述第二阀座31和所述第二阀盖38之间还设置有O型圈30。这样可以满足FCI 70-2 VI级密封要求。当然，所述第一阀座40和所述第一轴承9、第一阀盖2之间设置有与之相对称的结构。
本发明中，所述阀体1的上部还设置有第一压板16和第二压板13，所述第一压板16通过螺钉12与所述阀体1固定连接，所述第二压板13通过螺钉15与所述第一压板16固定连接，所述第一压板16将所述阀杆14压在所述阀体1上，所述阀杆14的杆柄穿过所述第一压板16和所述第二压板13，所述阀杆14和所述第一压板16之间设置有填料函37，其平行设置于所述阀杆14的轴线。
所述阀杆14和所述第一压板16、所述第二压板13之间形成一收容空间，其内设有刮刀17、石墨垫片18、压套19、第一垫片20、压板41、第一衬套21、具有填料22的填料函37、第二衬套23、垫圈24、第二垫片25、O型圈26、第一推力垫27、石墨环28和第二推力垫29，沿所述阀杆14的轴线方向从上到下依次设置，所述填料由PTEE和石墨混合制成。优选的，所述刮刀17、石墨垫片18、压套19和第一垫片20设置于所述阀杆14和所述第二压板13之间，所述压板41设置于所述压套19和所述第一压板16之间，所述第一衬套21、填料函37、第二衬套23、垫圈24和第一推力垫27设置于所述阀杆14和所述第一压板16之间，所述第二垫片25和O型圈26设置于所述第一压板16和所述阀体1之间，所述石墨环28和第二推力垫29设置于所述阀杆14和所述阀体1之间。
本发明中，由于煤气化的过程的原料是煤粉，所以刮刀17起到一个油封的作用，防止煤粉由球阀外部进入到球阀内部。所述石墨垫片18同样起到一个密封作用。本发明中填料函37内的填料22为PTEE和石墨混合制成，是因为此处阀杆14需要动密封，而且本发明中采用了双层填料密封。本发明中设置了第一推力垫27、石墨环28和第二推力垫29起到了轴承的作用，进一步防止阀杆14的晃动，使本发明的密封效果大大加强。当然，任何舍去其中一个部件的改劣技术方案，都在本发明的保护范围之内。
在本发明中，螺钉、螺母、螺柱、销、支撑板、轴承、垫片、阀座填料、隔环、垫圈、O型圈等有两个或两个以上相似的布局和应用，本说明书中没有一一示出。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。