Q347Y耐高壓硬密封固定球閥設計方案

【資料簡介】

Q347Y耐高壓硬密封固定球閥設計方案本實用新型涉及一種耐高壓硬密封球閥，包括閥體、閥座及閥芯，閥芯與閥座密封配合面采用超音速噴涂形成的高強度硬質金屬碳化鎢層結構的金屬硬密封面，閥體包括筒狀中間閥體和兩端連接體，連接體上具有插接端頭和安裝法蘭，插接端頭插裝于中間閥體的端口內，中間閥體的軸向端部與安裝法蘭經螺栓鎖固，連接體的內端口內設環形閥座裝配槽，閥座裝配槽內焊接固定防護環，防護環外徑側設有與環形閥座裝配槽徑向壁之間形成有閥座滑槽的臺階槽，閥座滑動配合于閥座滑槽內，閥座的軸向外端抵接有驅動閥座上金屬硬密封面壓向閥芯的金屬彈性元件，金屬彈性元件安裝在臺階槽內。其適應高溫、高壓、高磨損工況，具有加工方便，閥座裝配方便及密封可靠的優點。

本實用新型涉及閥門技術領域，確切的說是適用于高溫、高壓環境的，采用金屬硬密封的球閥。
硬密封球閥是適用于一些比較嚴峻，苛刻的工況，比如高溫，高壓，高磨損工況，它可以解決閥門內漏和外漏的問題，提供穩定有效的保障。高壓硬密封球閥的特點:采用的球體和閥座硬化技術。高壓金屬硬密封球閥的球體與閥座*采用金屬對金屬的密封方式，為了確保閥門在各種溫度和壓力下的可靠密封，針對用戶的不同使用工況和要求，可以采用多種的球體和閥座的硬化技術，包括超音速噴涂、鎳基噴焊、表面特殊硬化、硬質合金噴焊以及采用高強度高硬度陶瓷材料等，球體和閥座表面硬度一般可達到HRC60以上，較高可達HRC74以上。密封面材料耐溫可達540℃,較高可達980℃。材料的結合強度可以達到10000PSI以上，密封面材料還具有很好的耐磨擦、耐沖擊等性能。金屬硬密封球閥能夠適用于絕大多數的苛刻工況條件。
現有的硬密封球閥，閥座與球體采用金屬硬密封配合，從而使得閥門適用高溫，高壓，高磨損工作環境中，其閥座有采用一體成型，或裝配在閥體內的，多數情況下閥座采用裝配在閥體內，但現有閥體采用閥體頂部開口，開口蓋設閥蓋的結構設計，《一種全金屬硬密封球閥》。現有結構的金屬硬密封球閥存在如下缺陷:
1、閥體采用頂蓋式結構設計，存在閥體整體結構復雜，加工難度大，閥座安裝不便的缺陷；
2、閥座的結構設計不合理，閥座的裝配不便以及密封可靠性差等缺陷。

【Q347Y耐高壓硬密封固定球閥設計方案發明內容】
本實用新型發明目的:為克服現有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種加工方便，閥座裝配方便，以及密封可靠的耐高壓硬密封球閥。

Q347Y耐高壓硬密封固定球閥設計方案為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案:
—種耐高壓硬密封球閥，包括有閥體，閥體內設有閥腔，閥腔內設有閥座以及閥芯，閥芯與閥座對應配合構成閥門的啟/閉控制，閥芯與閥座密封配合面為金屬硬密封面，所述閥體上設有用于支撐閥芯的下閥桿以及驅動控制閥芯的上閥桿，其特征在于:所述的閥體包括筒狀的中間閥體，中間閥體的軸向兩端口固定有連接體，連接體沿軸向延伸有插接端頭，插接端頭后端設有安裝法蘭，所述連接體的插接端頭插裝于中間閥體的端口內，中間閥體的軸向端部與安裝法蘭經螺栓鎖固，所述連接體的內端口內設有環形閥座裝配槽，環形閥座裝配槽內焊接固定有防護環，防護環外徑側設有臺階槽，臺階槽與環形閥座裝配槽徑向壁之間形成有閥座滑槽，閥座滑動配合于閥座滑槽內，閥座的軸向外端抵接有驅動閥座上金屬硬密封面壓向閥芯的金屬彈性元件，金屬彈性元件安裝在臺階槽內，所述金屬硬密封面為超音速噴涂而形成的高強度硬質金屬碳化鎢層。
通過采用上述技術方案，將閥體采用三段式結構設計，方便閥體的加工，閥體的各部分采用插接后經安裝法蘭裝配一體，裝配方便;而且閥座經防護環裝配于連接體的內端口，安裝方便，閥座為可滑動式設計，經金屬彈性元件保證閥座與閥芯可靠密封配合，將閥座和球芯上的金屬硬密封面為采用超音速噴涂技術在密封處形成的高強度硬質金屬碳化鎢層，提高密封面的耐高溫、耐高壓和耐磨性能。
優選的，所述金屬彈性元件為多個錐形彈性金屬環端部順次焊接構成的波形彈簧，所述波形彈簧一端與閥座焊接連接，波形彈簧另一端與防護環焊接連接。
通過采用上述技術方案，金屬彈性元件采用特殊的波形彈簧，具有彈性性能好，占用空間小的優點，波形彈簧采用金屬環焊接連接，并與閥座、防護環焊接連接，避免波形彈簧在高溫、高壓情況下因塑性變形造成斷裂現象，提高其使用的壽命和可靠性。
優選的，所述連接體上的插接端頭外輪廓呈臺階軸狀，插接端頭包括位于遠離安裝法蘭的小徑段以及與安裝法蘭連接的大徑段，所述中間閥體上設有與插接端頭適配的臺階孔，在插接端頭的小徑段、大徑段上均設有密封環，插接端頭與中間閥體經密封環密封配合，在插接端頭的軸肩位置與中間閥體的臺階孔的軸肩位置軸向間隔形成環形槽。
通過采用上述技術方案，連接體與中間閥體的插接采用臺階狀結構進行配合，提高密封性能，形成的環形槽可保證連接體與中間閥體插接裝配到位，同時在發生泄露時，環形槽具有一定的緩沖存儲能力，從而提高閥體的密封性能。

上述實施例僅用于說明本實用新型之用，并不是對本實用新型保護范圍的限制，本領域技術人員在本實用新型實質精神指導下所作出的等同技術方案，均落入本實用新型的保護范疇。
高壓硬密封球閥結構特點及用途
1.閥門中腔停滯的壓力異常超過彈簧的預緊力時，閥座后退脫離球體，達到自動泄壓的效果，卸壓后閥座自動復位。
2.當萬一發生火災或由于異常升溫使閥座密封圈燒損或軟化時，在彈簧和介質壓力作用下，使支撐圈球面部位和球體形成金屬對金屬接觸，達到暫時密封作用，阻止了火災進一步擴大，符合API 6FA的規定。
3.填料壓蓋部位密封采用PTFR填料和0形密封圈雙重密封圈，特別適用于氣體介質，填料裝在填料盤內，可隨時采用摩擦系統低的新型SF型自潤滑滑動軸襯，減低操作力矩。

【Q347Y耐高壓硬密封固定球閥設計方案主權項】
1.一種耐高壓硬密封球閥，包括有閥體，閥體內設有閥腔，閥腔內設有閥座以及閥芯，閥芯與閥座對應配合構成閥門的啟/閉控制，閥芯與閥座密封配合面為金屬硬密封面，所述閥體上設有用于支撐閥芯的下閥桿以及驅動控制閥芯的上閥桿，其特征在于:所述的閥體包括筒狀的中間閥體，中間閥體的軸向兩端口固定有連接體，連接體沿軸向延伸有插接端頭，插接端頭后端設有安裝法蘭，所述連接體的插接端頭插裝于中間閥體的端口內，中間閥體的軸向端部與安裝法蘭經螺栓鎖固，所述連接體的內端口內設有環形閥座裝配槽，環形閥座裝配槽內焊接固定有防護環，防護環外徑側設有臺階槽，臺階槽與環形閥座裝配槽徑向壁之間形成有閥座滑槽，閥座滑動配合于閥座滑槽內，閥座的軸向外端抵接有驅動閥座上金屬硬密封面壓向閥芯的金屬彈性元件，金屬彈性元件安裝在臺階槽內，所述金屬硬密封面為超音速噴涂而形成的高強度硬質金屬碳化鎢層。
2.根據權利要求1所述耐高壓硬密封球閥，其特征在于:所述金屬彈性元件為多個錐形彈性金屬環端部順次焊接構成的波形彈簧，所述波形彈簧一端與閥座焊接連接，波形彈簧另一端與防護環焊接連接。
3.根據權利要求1或2所述耐高壓硬密封球閥，其特征在于:所述連接體上的插接端頭外輪廓呈臺階軸狀，插接端頭包括位于遠離安裝法蘭的小徑段以及與安裝法蘭連接的大徑段，所述中間閥體上設有與插接端頭適配的臺階孔，在插接端頭的小徑段、大徑段上均設有密封環，插接端頭與中間閥體經密封環密封配合，在插接端頭的軸肩位置與中間閥體的臺階孔的軸肩位置軸向間隔形成環形槽。