專利名稱：高溫高壓蒸氣降壓球閥及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球閥，具體是高溫高壓蒸氣降壓球閥及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的高溫高壓蒸汽閥門多為單座調(diào)節(jié)閥，單座調(diào)節(jié)閥的使用已有上百年的歷史，雖然經(jīng)過結(jié)構(gòu)及材料的改進(jìn)，但受單座調(diào)節(jié)閥自身結(jié)構(gòu)及構(gòu)成單座調(diào)節(jié)閥的金屬材料屬性的限制，現(xiàn)有單座調(diào)節(jié)閥越來越不能適應(yīng)高溫高壓蒸汽等惡劣工況的需求。單座減壓閥作為單座調(diào)節(jié)閥的一種類型，其不耐沖蝕及汽蝕，因此單座減壓閥長期使用在高溫高壓的蒸汽環(huán)境中易損壞，甚至沖穿。為了克服現(xiàn)有單座減壓閥的缺陷，從材料、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及制造工藝等方面進(jìn)行創(chuàng)新，開發(fā)出耐沖蝕及汽蝕、耐高溫的新型閥門顯得尤為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用于高磨損、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)沖蝕及氣蝕工況的高溫高壓蒸氣降壓球閥及其生產(chǎn)工藝。本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)高溫高壓蒸氣降壓球閥，包括閥體、V 型球體及與閥體連接的左體，閥體與左體構(gòu)成有球體腔，閥體設(shè)有接通球體腔的出口，左體設(shè)有進(jìn)口及接通進(jìn)口與球體腔的內(nèi)腔，所述左體的內(nèi)腔中設(shè)置有第一降壓器，且左體的內(nèi)腔與球體腔之間設(shè)有與左體連接的閥座，所述V型球體設(shè)置在球體腔內(nèi)且與閥座硬密封配合接觸；所述V型球體上下兩端分別連接有穿過閥體的上閥桿和下閥桿，V型球體中設(shè)有V 型球體相對(duì)閥座旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)口與出口連通或斷開的流道；所述閥體、左體、閥座、球體、上閥桿及下閥桿均由金屬材料制成，所述降壓球閥的閥體、閥座及球體與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上均涂布有耐磨防腐層。本發(fā)明的外體主要由閥體和左體兩部分構(gòu)成，因此結(jié)合部的泄漏點(diǎn)少。所述耐磨防腐層的材料為陶瓷材料。陶瓷具有自滑潤性，化學(xué)穩(wěn)定性及硬度高，因此采用陶瓷構(gòu)成的耐磨防腐層具有極高的耐磨損、耐腐蝕、耐沖蝕性能，且具有很好的密封性能。所述耐磨防腐層的陶瓷材料為氧化鋁或氧化鉻。陶瓷材料中優(yōu)選采用氧化鋁或氧化鉻，因這兩種材料的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量及硬度等非常高。所述閥體內(nèi)設(shè)有接通出口與球體腔的內(nèi)腔，且閥體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有第二降壓器。所述第一降壓器和第二降壓器均由陶瓷材料制成。采用陶瓷制成第一降壓器和第二降壓器，能提高第一降壓器和第二降壓器的耐磨損、耐腐蝕及耐沖蝕性能。所述第一降壓器和第二降壓器兩者的側(cè)壁均構(gòu)成具有多層套筒的結(jié)構(gòu)，每層套筒設(shè)有多個(gè)孔徑大小各異且錯(cuò)亂設(shè)置的通孔。所述上閥桿的上端連接有閥桿加長桿，所述的閥體的上端連接有套設(shè)在上閥桿和閥桿加長桿上的閥桿加長套；所述上閥桿與閥體之間設(shè)有第一密封填料層，所述閥桿加長桿與閥桿加長套之間設(shè)有第二密封填料層。第一密封填料層能減少介質(zhì)泄漏到閥桿加長套中，防止閥桿加長套中積壓，從而達(dá)到初級(jí)隔溫的目的，并防止高溫蒸汽傳遞到上部驅(qū)動(dòng)器；第二密封填料層能進(jìn)行再次密封，從而進(jìn)一步的防止介質(zhì)泄漏。上述高溫高壓蒸氣降壓球閥的生產(chǎn)工藝，在加工V型球體時(shí)，先用鍛件加工構(gòu)成一個(gè)球體后再在該球體上線切割出V型口，V型球體成型后，分別在降壓球閥的閥體、閥座及球體與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上均涂布一層耐磨防腐層，然后再分別對(duì)V型球體與閥座的配合面進(jìn)行研磨，最后再將V型球體與閥座組裝后對(duì)研使V型球體與閥座硬密封配合。所述耐磨防腐層的涂布為采用等離子噴涂工藝將氧化鋁或氧化鉻噴涂在降壓球閥的閥體、閥座及球體與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上。V型球體與閥座對(duì)研后，利用陶瓷的自滑潤性，可取得很好的密封性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明的閥體、閥座及球體與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上均涂布有耐磨防腐層，利用耐磨防腐層具有耐磨及防腐蝕的特點(diǎn)，在面對(duì)高磨損、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)沖蝕、強(qiáng)氣蝕、高溫、高壓等惡劣工況時(shí)，仍可保證本發(fā)明的內(nèi)密封性能和使用壽命；本發(fā)明的閥體、左體、閥座、球體、上閥桿及下閥桿均由金屬材料制成，可避免本發(fā)明發(fā)生局部脆裂。(2)本發(fā)明第一降壓器和第二降壓器兩者的側(cè)壁均構(gòu)成具有多層套筒的結(jié)構(gòu)，每層套筒設(shè)有多個(gè)孔徑大小各異且錯(cuò)亂設(shè)置的通孔，本發(fā)明通過介質(zhì)流體在通孔內(nèi)流通，能有效的改變流體的流通截面積，達(dá)到降壓目的；介質(zhì)流體經(jīng)過第一降壓器時(shí)，能有效降低流速，避免流經(jīng)V型球體的介質(zhì)流體流速過高，長期沖蝕而造成V型球體的V型口損壞，延長 V型球體的使用壽命。(3)本發(fā)明采用等離子噴涂工藝將氧化鋁或氧化鉻噴涂在降壓球閥的閥體、閥座及球體與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上，如此，可以保證耐磨防腐層與金屬基體的結(jié)合強(qiáng)度，防止耐磨防腐層脫落。(4)本發(fā)明應(yīng)用在煤化工、火力發(fā)電、垃圾焚燒、石化、火炬等工業(yè)領(lǐng)域，尤其是面對(duì)高磨損、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)沖蝕、強(qiáng)氣蝕、高溫、高壓等惡劣工況，更能顯示出其卓越的密封性能和超長的使用壽命，本發(fā)明的性能價(jià)格比遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它同類閥門。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為1、閥體，2、左體，3、下閥桿，4、閥座，5、球體，6、 閥桿加長套，7、閥桿加長桿，8、第一密封填料層，9、第二密封填料層，10、第一降壓器，11、上閥桿，12、進(jìn)口，13、第二降壓器，14、出口，15、流道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例
如圖ι所示，高溫高壓蒸氣降壓球閥，包括閥體1、V型球體5及與閥體1連接的左體 2，閥體1與左體2構(gòu)成有球體腔，閥體1設(shè)有出口 14及接通出口 14與球體腔的內(nèi)腔，左體2設(shè)有進(jìn)口 12及接通進(jìn)口 12與球體腔的內(nèi)腔，左體2的內(nèi)腔中設(shè)置有第一降壓器10，閥體 1的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有第二降壓器13，其中，第一降壓器10和第二降壓器13均由陶瓷材料制成籠式多孔結(jié)構(gòu)，即第一降壓器10和第二降壓器13兩者的側(cè)壁均構(gòu)成具有多層套筒的結(jié)構(gòu)，每層套筒設(shè)有多個(gè)孔徑大小各異且錯(cuò)亂設(shè)置的通孔，套筒層與套筒層之間的通孔的大小數(shù)量不同且處于不同位置。左體2的內(nèi)腔與球體腔之間設(shè)有與左體2連接的閥座4，V型球體5設(shè)置在球體腔內(nèi)且與閥座4硬密封配合接觸。V型球體5上下兩端分別連接有穿過閥體1的上閥桿11和下閥桿3，上閥桿11的上端連接有閥桿加長桿7，閥體1的上端連接有套設(shè)在上閥桿11和閥桿加長桿7上的閥桿加長套6。上閥桿11與閥體1之間設(shè)有第一密封填料層8，閥桿加長桿7與閥桿加長套6之間設(shè)有第二密封填料層9。因柔性石墨和增強(qiáng)聚四氟乙烯兩者可滿足低溫、高溫的使用要求，且具有廣泛的溫度適用范圍，第一密封填料層8和第二密封填料層9采用柔性石墨或增強(qiáng)聚四氟乙烯制成。V型球體5中設(shè)有V型球體5相對(duì)閥座4旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)口 12與出口 14連通或斷開的流道15。閥體1、左體2、閥座4、球體5、上閥桿11、下閥桿3、閥桿加長桿7及閥桿加長套6均由金屬材料制成。降壓球閥的閥體1、閥座4及球體5與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上均涂布有耐磨防腐層，即V型球體5的整個(gè)外球面、閥座4的整個(gè)內(nèi)表面、流道15的內(nèi)壁及閥體1的內(nèi)腔壁均涂布有耐磨防腐層。其中， 耐磨防腐層的材料為陶瓷材料，優(yōu)選采用陶瓷材料為氧化鋁或氧化鉻。上述高溫高壓蒸氣降壓球閥的生產(chǎn)工藝，在加工V型球體5時(shí)，先用鍛件加工構(gòu)成一個(gè)球體后再在該球體上線切割出ν型口，V型球體5成型后，分別在降壓球閥的閥體1、閥座4及球體5與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上均涂布一層耐磨防腐層，然后再分別對(duì)V型球體5與閥座4的配合面進(jìn)行研磨，最后再將V型球體5與閥座4組裝后對(duì)研使V 型球體5與閥座4硬密封配合。耐磨防腐層的涂布為采用等離子噴涂工藝將氧化鋁或氧化鉻噴涂在降壓球閥的閥體1、閥座4及球體5與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上。高溫高壓蒸氣降壓球閥在加工過程中所涉及的詳細(xì)加工工藝步驟如下 (一)V型球體5的加工，具體步驟為
1、夾緊毛坯，按球體流道孔找正，加工流道孔、錐面、倒園角；2、以加工后的球體流道為定位基準(zhǔn)，銑加工球體，精加工后的球體光潔度不低于Ral. 6，同軸度小于0. 05，不園度小于0. 01 ；
3、將加工后的球體裝夾在專用夾具上，使用專用凹球形磨具使用60#單晶剛玉磨加工，表面光潔度不低于RaO. 08，同軸度小于0. 03，不園度小于0. 006 ；
4、線切割出V型的球體；
5、球體外表面及流道噴涂陶瓷，噴涂厚度為0.5mm，硬度為HRC80 ；
6、噴涂后的球體裝夾專用夾具上，使用專用凹球形磨具加工，光潔度不低于Ra3.2，同軸度為0. 03，不園度小于0. 006，
①粗磨，金剛石粉為M40、粗磨后光潔度不低于RaO.8、同軸度小于0. 03、不園度小于 0. 004，
②精磨，金剛石粉為M15，精磨后光潔度不低于RaO.2-0. 4，同軸度小于0. 03，不園度小于 0. 004 ；
7、研磨，加工好的球體與專用凹球形磨具對(duì)研，研磨粉分別為M15、M5，不園度要小于
50. 0025。 (二)閥座4的加工，具體步驟為
1、加工閥座球面和外園的同軸度小于0.03 ；
2、閥座球面噴涂陶瓷，噴涂厚度為0.5mm,硬度為HRC80 ；
3、噴涂后的閥座裝夾在專用設(shè)備夾具上，使用專用凸球形磨具上加工，磨削
①粗加工，磨料為M40金剛石粉，光潔度不低于RaO.8，
②精加工，磨料為M15金剛石粉，光潔度不低于RaO.4 ；
4、研磨加工好的閥座與專用凸球形磨具對(duì)研，研磨粉為M15、M5，光潔度為 RaO. 2—0. 4。(三)V型球體5和閥座4對(duì)研，具體步驟為
1、將加工好的V型球體5和閥座4球面進(jìn)行2-3次人工對(duì)研，使用的研磨液依次如下
①用M40金剛石研磨膏，配置研磨液，研磨液為甘油+水、研磨液配比為1 1，
②用MlO金剛石研磨膏配置研磨液，配比為油脂22.4%，混合脂31. 5%，煤油1. 1 %，
③用M5金剛石研磨膏研配置研磨液，配比為油脂22.4%，混合脂31. 5%，煤油1. 1 % ；
2、研磨后，用清洗液或90#汽油將V型球體5和閥座4清洗10-15分鐘。
如上所述，則能很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.高溫高壓蒸氣降壓球閥，其特征在于包括閥體(l)、v型球體(5)及與閥體(1)連接的左體(2)，閥體(1)與左體(2)構(gòu)成有球體腔，閥體(1)設(shè)有接通球體腔的出口(14)，左體 (2)設(shè)有進(jìn)口(12)及接通進(jìn)口(12)與球體腔的內(nèi)腔，所述左體(2)的內(nèi)腔中設(shè)置有第一降壓器(10)，且左體(2)的內(nèi)腔與球體腔之間設(shè)有與左體(2)連接的閥座(4)，所述V型球體 (5)設(shè)置在球體腔內(nèi)且與閥座(4)硬密封配合接觸；所述V型球體(5)上下兩端分別連接有穿過閥體(1)的上閥桿(11)和下閥桿(3)，V型球體(5)中設(shè)有V型球體(5)相對(duì)閥座(4) 旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)口(12)與出口(14)連通或斷開的流道(15);所述閥體(1)、左體(2)、閥座(4)、球體(5)、上閥桿(11)及下閥桿(3)均由金屬材料制成，所述降壓球閥的閥體(1)、閥座(4)及球體(5)與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上均涂布有耐磨防腐層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓蒸氣降壓球閥，其特征在于所述耐磨防腐層的材料為陶瓷材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫高壓蒸氣降壓球閥，其特征在于所述耐磨防腐層的陶瓷材料為氧化鋁或氧化鉻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓蒸氣降壓球閥，其特征在于所述閥體(1)內(nèi)設(shè)有接通出口(14)與球體腔的內(nèi)腔，且閥體(1)的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有第二降壓器(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫高壓蒸氣降壓球閥，其特征在于所述第一降壓器(10) 和第二降壓器(13 )均由陶瓷材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的高溫高壓蒸氣降壓球閥，其特征在于所述第一降壓器 (10)和第二降壓器(13)兩者的側(cè)壁均構(gòu)成具有多層套筒的結(jié)構(gòu)，每層套筒設(shè)有多個(gè)孔徑大小各異且錯(cuò)亂設(shè)置的通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓蒸氣降壓球閥，其特征在于所述上閥桿(11)的上端連接有閥桿加長桿(7)，所述的閥體(1)的上端連接有套設(shè)在上閥桿(11)和閥桿加長桿 (7)上的閥桿加長套(6)；所述上閥桿(11)與閥體(1)之間設(shè)有第一密封填料層(8)，所述閥桿加長桿(7 )與閥桿加長套(6 )之間設(shè)有第二密封填料層(9 )。
8.權(quán)利要求1 7所述的任一種高溫高壓蒸氣降壓球閥的生產(chǎn)工藝，其特征在于在加工V型球體(5)時(shí)，先用鍛件加工構(gòu)成一個(gè)球體后再在該球體上線切割出V型口，V型球體(5)成型后，分別在降壓球閥的閥體(1)、閥座(4)及球體(5)與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上均涂布一層耐磨防腐層，然后再分別對(duì)V型球體(5)與閥座(4)的配合面進(jìn)行研磨，最后再將V型球體(5)與閥座(4)組裝后對(duì)研使V型球體(5)與閥座(4)硬密封配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高溫高壓蒸氣降壓球閥的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述耐磨防腐層的涂布為采用等離子噴涂工藝將氧化鋁或氧化鉻噴涂在降壓球閥的閥體(1)、閥座 (4)及球體(5)與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫高壓蒸氣降壓球閥，包括閥體、V型球體及左體，閥體與左體構(gòu)成有球體腔，閥體設(shè)有出口，左體設(shè)有進(jìn)口，左體的內(nèi)腔中設(shè)置有第一降壓器，且左體的內(nèi)腔與球體腔之間設(shè)有與左體連接的閥座，V型球體設(shè)置在球體腔內(nèi)且與閥座硬密封配合接觸。V型球體上下兩端分別連接有上閥桿和下閥桿，V型球體中設(shè)有流道。閥體、左體、閥座、球體、上閥桿及下閥桿均由金屬材料制成，降壓球閥的閥體、閥座及球體與流經(jīng)降壓球閥內(nèi)的介質(zhì)接觸的端面上均涂布有耐磨防腐層。本發(fā)明還公開了上述高溫高壓蒸氣降壓球閥的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明在面對(duì)高磨損、強(qiáng)腐蝕、高溫、高壓、高流速、氣蝕等惡劣工況時(shí)，仍可保證本發(fā)明的內(nèi)密封性能、降壓性能和使用壽命。
文檔編號(hào)C23C4/10GK102425682SQ20111039510
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者張道軍 申請(qǐng)人:四川蘇克流體控制設(shè)備有限公司