本发明涉及工程陶瓷材料技术领域，特别涉及一种陶瓷阀芯与金属杆连接结构及其连接方法。
背景技术：
黑水调节阀作为煤化工领域一种调节黑水流量和压力的特种阀门，工作环境温度可达300℃。其阀芯基体材质为314不锈钢、316不锈钢、整体烧结碳化钨或碳化硅陶瓷等耐磨材质，与阀芯相连的金属杆为普通不锈钢材质。
当阀芯基体材质为314不锈钢、316不锈钢或者整体烧结碳化钨时，阀芯与金属杆的连接为阀芯内螺纹、金属杆外螺纹或阀芯外螺纹、金属杆内螺纹的螺纹连接方式。
当阀芯为碳化硅陶瓷时，由于碳化硅陶瓷螺纹的难加工性及高温工作环境下陶瓷与金属杆膨胀系数的不匹配性，导致碳化硅陶瓷的阀芯与金属杆螺纹连接的连接方式不可行。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供了一种陶瓷阀芯与金属杆连接结构及其连接方法，结构简单，连接牢固。
为了解决上述技术问题，一方面本发明提供了一种陶瓷阀芯与金属杆连接结构，阀芯尾部形成为凸状，金属杆头部形成为凹状，阀芯尾部与金属杆头部各设有一个通孔，两通孔同心；其中金属杆头部通孔的一侧设有内螺纹，另一侧设有供螺帽旋入的阶梯孔；将阀芯与金属杆配合后，两通孔对齐，旋入螺栓，使阀芯与金属杆紧固连接。
根据本发明，能发挥以下有益效果：该陶瓷阀芯与金属杆连接结构构造简单，安装拆卸方便，工作可靠，避免了陶瓷螺纹的加工，也避免了高温工作条件下陶瓷与金属螺纹连接易因膨胀系数不匹配导致的崩断问题。
较佳地，阀芯尾部凸状部分与金属杆头部凹状部分为紧配合，配合部分长度不短于30mm。较长的连接空间可以容许具有直径较大的金属螺栓，进而保证连接强度。
较佳地，阀芯尾部凸状部分的外径尺寸与凸状部分长度之比为0.5-1.2。
较佳地，阀芯尾部的通孔的内径尺寸与阀芯的凸状部分的外径尺寸之比为0.10-0.40。
较佳地，螺栓可以为金属螺栓，优选为低膨胀金属材质，更优选为殷钢或钛合金材质。以使在高温工作环境下，降低金属螺杆膨胀导致陶瓷阀芯内孔胀裂的隐患。
较佳地，螺栓的外径与金属杆的头部的通孔中设有阶梯孔的一侧为紧配合，与设有内螺纹的一侧为螺纹配合。保证螺栓与陶瓷阀芯的相对位置固定。
较佳地，螺栓前后两端均为弧形，旋入金属杆尾部的通孔后，两侧均不突出。在螺栓端面与阀芯表面紧密贴合的同时，保证阀芯可上下自由滑动。
较佳地，螺栓的外螺纹长度不超过金属杆头部的通孔一侧的内螺纹长度。保证螺栓与陶瓷阀芯连接部分全部为紧配合。
较佳地，螺栓在阀芯尾部通孔内部的部分表面光滑，其外径与阀芯尾部通孔的内径为紧配合。保证螺栓与陶瓷阀芯尾部连接后的整体性，以使金属杆上下动作时，螺栓与阀芯尾部不出现松动。
另一方面，本发明还提供了一种陶瓷阀芯与金属杆连接方法，按以下步骤进行：将阀芯尾部做成凸状，金属杆头部做成凹状，阀芯尾部与金属杆头部各有一通孔，两通孔同心；金属杆头部通孔一侧设有内螺纹，另一侧设有供螺栓螺帽旋入的阶梯孔；将阀芯尾部与金属杆头部旋入配合，至两通孔对齐，将螺栓旋入同心通孔中，使阀芯与金属杆紧固连接。
优选地，螺栓与金属杆头部通孔中设有内螺纹一侧为螺纹连接，与阀芯尾部通孔为紧配合连接，与金属杆头部通孔中设有阶梯孔一侧为紧配合连接；螺栓旋入同心通孔后，两端均不突出。
附图说明
图1为本发明一实施形态的陶瓷阀芯与金属杆连接结构的构造示意图。
具体实施方式
针对现有技术中，当阀芯为碳化硅陶瓷时，由于碳化硅陶瓷螺纹的难加工性及高温工作环境下陶瓷与金属杆膨胀系数的不匹配性，导致碳化硅陶瓷的阀芯与金属杆螺纹连接的连接方式不可行的问题。本发明提供了一种陶瓷阀芯与金属杆连接结构，阀芯尾部形成为凸状，金属杆头部形成为凹状，阀芯尾部与金属杆头部各设有一个通孔，两通孔同心；其中金属杆头部通孔的一侧设有内螺纹，另一侧设有供螺帽旋入的阶梯孔；将阀芯与金属杆配合后，两通孔对齐，旋入螺栓，使阀芯与金属杆紧固连接。
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明一实施形态的陶瓷阀芯与金属杆连接结构的构造示意图。如图1所示，本实施形态的陶瓷阀芯与金属杆连接结构，阀芯1尾部做成凸状，金属杆2头部为凹状，阀芯1尾部与金属杆2头部各有一个通孔3、4，两通孔3、4同心。其中金属杆2头部通孔一侧有内螺纹5，另一侧有供螺帽旋入的阶梯孔6。将阀芯1与金属杆2配合后，两通孔3、4对齐，旋入螺栓7，使阀芯1与金属杆2紧固连接。
阀芯1尾部凸状部分与金属杆2头部凹状部分为紧配合，配合部分长度为40mm。阀芯1尾部凸出部分外径尺寸与凸出部分长度之比为1.2。阀芯1尾部通孔3内径尺寸与阀芯1凸出部分外径尺寸之比约为0.13。
螺栓7为金属螺栓，在本实施形态中，例如可以是殷钢4j36材质。螺栓7外径与金属杆2头部通孔4有阶梯孔6一侧为紧配合，与有内螺纹5一侧为螺纹配合。螺栓7前后两端均为弧形，旋入金属杆2尾部通孔4后，两侧均不突出。具体地，螺栓7外螺纹长度与金属杆2头部通孔一侧的内螺纹5长度相等。且螺栓7在阀芯1尾部通孔3内部的部分表面光滑，其外径与阀芯1尾部通孔3内径为紧配合。
进一步而言，本发明的上述陶瓷阀芯与金属杆连接结构，可按以下步骤进行连接：将陶瓷阀芯1尾部做成凸状，金属杆2头部做成凹状，阀芯尾部与金属杆头部各有一通孔3、4，两通孔3、4同心。其中金属杆2头部通孔一侧有内螺纹5，另一侧有供金属螺栓7螺帽旋入的阶梯孔6。将阀芯1尾部与金属杆2头部旋入配合，至两通孔3、4对齐，将低膨胀金属材质的螺栓7旋入同心通孔3、4中。金属螺栓7与金属杆2头部通孔有内螺纹5一侧为螺纹连接，与陶瓷阀芯1尾部通孔3为紧配合连接，与金属杆2头部通孔4有阶梯孔6一侧为紧配合连接。金属螺栓7旋入同心通孔3、4后，两端均不突出。
上述是针对本发明实施例的具体说明，应当指出本发明范围并不限于本实施实例，凡未脱离本发明做出的相似变更和改进，均应包含于本发明的专利范围中。