一种高频耐磨快速切断球阀的制作方法

本发明涉及控制阀，尤其是指一种高频耐磨快速切断球阀。

背景技术：

1、多晶硅、锂电、光伏等新能源行业的快速发展，衍生出来对阀门的需求量随之增加，尤其是这些装置中技术含量要求较高的球阀，生产工艺控制严格，密封性能要求较高，制造难度大。多晶硅大多采用改良西门子法制造，生产过程中sihcl3提纯、sicl4冷氢化以及还原炉产生的硅粉尾气回收均需通过控制阀进行过程控制。多晶硅工艺生产过程中流体介质包含硅粉、氮气、氢气、氯化物等，过程温度控制在65～350℃。一方面硅粉颗粒细小，很容易进入阀座空腔和衬套间隙，导致阀座弹性元件堵塞或者阀门传动轴卡死等现象。另一方面硅粉硬度很高，达hrc56～65，随着反应物温度的交替变化，硅粉附着在阀球表面，形成结痂，很难通过常规刮刀清除阀球表面沉积的硅粉，且介质中含有氯化物，具有腐蚀性，在阀门开关过程中硅粉堆积在阀座和阀球之间，导致阀球或阀座密封面拉伤，最终阀门发生卡涩、内漏等故障。另有硅粉反吹扫耐磨球阀开关迅速，一般要求关闭时间＜1秒，频繁而又快速的摩擦对于阀球、阀座表面的硬度和耐磨性有很高的要求。此外耐磨球阀生产过程要求进行禁油、脱脂处理，无尘车间装配；阀门的检测需要通过氮气进行压力测试；成品阀门需要进行氮封真空包装。目前万吨级高纯硅项目上的高频耐磨快速切断球阀不管进口品牌或是国产品牌，同时满足以上技术要求的阀门产品稀缺，阀门的使用寿命大多未达到装置最佳检修周期要求。硅能企业不得不缩短检修周期，通过及时维修或替换新阀门解决阀门故障引发的安全风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种耐磨损、高寿命、防堵的快速切断球阀，其结构巧妙、设计新颖，适用于多晶硅生产装置，能够有效防止硅粉进入阀座空腔和衬套间隙，避免阀座弹性元件堵塞或阀门传动轴卡死，同时能清除附着在阀球表面上的硅粉，防止硅粉堆积结痂导致的阀球、阀座密封面拉伤，保证球阀长久稳定运行。

2、按照本发明提供的技术方案，一种高频耐磨快速切断球阀，包括：

3、中阀体，所述中阀体内分别贯穿设有转动腔以及与转动腔连通的旋转孔；

4、侧阀体，所述侧阀体连接于中阀体两侧，所述侧阀体贯穿设有与转动腔连通的介质流道空腔；

5、转动组件，所述转动组件包括转动连接于转动腔的阀球以及转动连接于旋转孔且分别与阀球上下两端相连的阀杆和从动轴，所述介质流道空腔在阀球的两侧形成流体入口通道和流体出口通道，所述流体入口通道和流体出口通道各自在位于阀球的一侧设有阀座安装孔；

6、设于侧阀体与阀球之间的阀座组件，所述阀座组件包括设于阀座安装孔内的阀座以及位于阀座与侧阀体之间且沿远离阀球方向依次设置的密封环、支撑环、弹簧和第一防尘组件。

7、在本发明的一种实施方式中，所述第一防尘组件包括第一防尘圈和第一金属挡圈。

8、在本发明的一种实施方式中，所述阀杆与阀球通过圆柱销连接。

9、在本发明的一种实施方式中，所述阀杆轴向设有限位台阶，所述中阀体连接有与限位台阶上端相抵的上盖，所述阀杆套设有衬套，所述衬套与限位台阶下端之间设有碟形弹簧，所述衬套与中阀体之间设有第二防尘组件。

10、在本发明的一种实施方式中，所述第二防尘组件包括套设于阀杆的第二防尘圈和第二金属挡圈。

11、在本发明的一种实施方式中，所述阀球的表面和阀座的密封面经硬质合金粉末熔覆处理并覆有pvd镀层。

12、在本发明的一种实施方式中，所述阀球表面和阀座密封面的粗糙度为0.2～0.4μm。

13、在本发明的一种实施方式中，所述阀球表面和阀座密封面硬度为hv2800～hv3500。

14、在本发明的一种实施方式中，所述中阀体和侧阀体的连接处设有金属缠绕垫片和石墨复合垫片。

15、在本发明的一种实施方式中，所述侧阀体设有吹气通道，所述侧阀体的外侧端安装有与吹气通道一端连通的吹扫装置，所述吹气通道另一端延伸并形成分别与转动腔和阀座相通的吹扫孔，所述吹扫孔内设置密封螺塞，所述吹扫装置能够在阀门启闭过程中接入高压氮气，并对阀球的表面和阀座内的硅粉进行吹扫。

16、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

17、本发明在球阀的介质流道空腔的入口通道和出口通道处设有阀座，并设有防尘圈和0.2mm超薄金属挡圈，有效抑制硅粉颗粒进入阀座弹簧腔内部，堵塞弹簧，避免阀座无法实现活塞效应，从而防止阀球被抱死。

18、本发明中的阀球表面以及阀座密封面经ni60+wc合金粉末熔覆硬化处理后再进行pvd镀膜处理，使得阀球表面和阀座密封面硬度提高至hv2800～hv3500，表面粗糙度达0.2～0.4μm。一方面解决了阀球、阀座表面硬度不足的问题，防止阀门动作过程中密封面被硅粉颗粒划伤，另一方面，wc涂层不耐氯化物的腐蚀，阀球、阀座表面的pvd镀层可选择耐氯化物腐蚀的tinc或dlc镀膜，pvd镀膜可以提高阀球、阀座表面光洁度，降低摩擦磨损，提高阀门使用寿命。

19、本发明中的阀杆下衬套底部安装有防尘圈和0.2mm超薄金属挡圈，阻止硅粉进入衬套间隙，避免阀杆卡死情况，另外金属挡圈较防尘圈更耐磨损且防尘效果好。

20、本发明中的阀体增加吹扫口，通过高压氮气将沉积在阀球表面的硅粉及时进行吹扫，避免硅粉长期沉积在阀球表面形成结痂，出现动作卡涩或卡死等故障。

21、本发明中衬套上端设有碟形弹簧，用于压紧衬套下端防尘圈，同时提供实时补偿，防止防尘圈磨损后硅粉进入衬套间隙，从而避免阀杆卡死。

技术特征：

1.一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，所述第一防尘组件包括第一防尘圈（3e）和第一金属挡圈（3f）。

3.根据权利要求1所述的一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，所述阀杆（5）与阀球（4）通过圆柱销连接。

4.根据权利要求1所述的一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，所述阀杆（5）轴向设有限位台阶（51），所述中阀体（1）连接有与限位台阶（51）上端相抵的上盖（10），所述阀杆（5）套设有衬套（8），所述衬套（8）与限位台阶（51）下端之间设有碟形弹簧（9），所述衬套（8）与中阀体（1）之间设有第二防尘组件。

5.根据权利要求4所述的一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，所述第二防尘组件包括套设于阀杆（5）的第二防尘圈（6）和第二金属挡圈（7）。

6.根据权利要求1所述的一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，所述阀球（4）的表面和阀座（3a）的密封面经硬质合金粉末熔覆处理并覆有pvd镀层。

7.根据权利要求1所述的一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，所述阀球（4）表面和阀座（3a）密封面的粗糙度为0.2～0.4μm。

8.根据权利要求1所述的一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，所述阀球（4）表面和阀座（3a）密封面硬度为hv2800～hv3500。

9.根据权利要求1所述的一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，所述中阀体（1）和侧阀体（2）的连接处设有金属缠绕垫片和石墨复合垫片。

10.根据权利要求1所述的一种高频耐磨快速切断球阀，其特征在于，所述侧阀体（2）设有吹气通道（21），所述侧阀体（2）的外侧端安装有与吹气通道（21）一端连通的吹扫装置（13），所述吹气通道（21）另一端延伸并形成分别与转动腔和阀座（3a）相通的吹扫孔，所述吹扫孔内设置密封螺塞，所述吹扫装置（13）能够在阀门启闭过程中接入高压氮气，并对阀球（4）的表面和阀座（3a）内的硅粉进行吹扫。

技术总结
本发明涉及一种高频耐磨快速切断球阀。本发明包括中阀体，中阀体内分别贯穿设有转动腔以及与转动腔连通的旋转孔；侧阀体，连接于中阀体两侧，侧阀体贯穿设有与转动腔连通的介质流道空腔；转动组件，包括转动连接于转动腔的阀球以及转动连接于旋转孔且分别与阀球上下两端相连的阀杆和从动轴，介质流道空腔在阀球的两侧形成流体入口通道和流体出口通道，流体入口通道和流体出口通道各自在位于阀球的一侧设有阀座安装孔；设于侧阀体与阀球之间的阀座组件，包括设于阀座安装孔内的阀座和位于阀座与侧阀体之间且沿远离阀球方向依次设置的密封环、支撑环、弹簧和第一防尘组件。本发明能够防止阀球、阀座密封面的拉伤，保证球阀长久稳定运行。

技术研发人员：尚海泉,盛子烨
受保护的技术使用者：无锡智能自控工程股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12