CN103291951A - 耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种介质输送管道专用的耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀及其制作方法，采用耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球体作为陶瓷球阀的陶瓷球体，通过热套工艺在钢制圆筒内侧安装陶瓷内套，在钢制圆筒外侧面和球面陶瓷镶片上均开设有燕尾镶嵌槽，燕尾镶嵌槽相互啮合，球面陶瓷镶片与钢制圆筒紧密结合，陶瓷球体设置在左阀体和右阀体之间的中阀体内，钢制上阀杆和下阀杆均通过用螺栓紧固的阀杆座直接和钢制球体连接，两个陶瓷的阀座分别设置在左阀体和右阀体上，实现了钢制圆筒和陶瓷材料的完美结合，使陶瓷球阀具有耐冲刷、耐磨损、耐腐蚀、耐高压的特点，大大增加了陶瓷球阀的使用寿命，同时可以满足中高压大口径陶瓷球阀的需求。
Description
技术领域
本发明属于球阀技术领域，具体涉及一种介质输送管道专用的耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀及其制作方法。
背景技术
球阀具有结构紧凑、密封可靠、结构简单、维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，易于快速启闭，易于操作和维修等特点，因此球阀被广泛应用于石油、化工、冶金、电力、水利、医药等领域。此外，球阀还以其体积小、重量轻、耗材小、安装尺寸小，并且驱动力矩小的优势，成为近些年来发展最快的阀门之一。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。特别是美、日、德、法、意、西、英等工业发达国家，球阀的应用非常广泛，品种和数量仍在继续扩大，并向高温、高压、大口径、高密封性、高耐磨性、长寿命、优良的调节性能以及一个球阀具有多功能的方向发展，其可靠性及其他性能指标均达到较高水平，并已经部分取代闸阀、截止阀、节流阀。然而，在输送具有腐蚀性或冲刷性流体时，球阀的阀座和球必须采用耐腐蚀或高硬度耐磨材料。目前使用效果最好的材料首推陶瓷，例如氧化铝、氧化锆陶瓷均具有良好的耐磨性，氧化锆陶瓷还具有自润滑的特性，可大大减小阀门的开闭扭矩。陶瓷材料虽然硬度很高，并且具有很高的抗压强度，但是抗弯曲和剪切的性能却很差，钢制阀杆与陶瓷球体的连接处极易损坏，同时陶瓷球体不能承受较高的流体介质压力，所以目前陶瓷球阀的应用仅局限于小口径低压环境。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀及其制作方法，解决了陶瓷球阀虽然耐冲刷、耐磨损、耐腐蚀但仅限于小口径低压环境应用的局限性以及钢制阀杆和陶瓷球体连接处易损坏的问题。
本发明是这样实现的：一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球体，作为耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀的陶瓷球体，包括钢制圆筒，其特征在于：在钢制圆筒内侧安装有陶瓷内套，在钢制圆筒外侧面上开设有燕尾镶嵌槽，在球面陶瓷镶片上开设有与钢制圆筒外侧面上开设的燕尾镶嵌槽相啮合的燕尾镶嵌槽，球面陶瓷镶片通过燕尾镶嵌槽与钢制圆筒紧密结合，钢制圆筒上设置有上阀杆座和下阀杆座，上阀杆座和下阀杆座通过螺栓与钢制圆筒连接。
所述的球面陶瓷镶片与钢制圆筒由粘合剂紧密粘合。
所述的陶瓷内套和球面陶瓷镶片共同覆盖了陶瓷球体密封面，密封面是指陶瓷球体与阀座相互紧密贴合的面。
所述的陶瓷内套和球面陶瓷镶片共同覆盖了暴露于流体介质的钢制圆筒表面，暴露于流体介质的钢制圆筒表面是指钢制圆筒内表面和钢制圆筒外表面。
一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀，包括与阀杆连接的陶瓷球体，与陶瓷球体相互贴合的阀座，与阀座固定连接的阀体，其特征在于：阀体分为左阀体、右阀体和中阀体，中阀体分别与左阀体和右阀体固定连接，陶瓷球体设置在左阀体和右阀体之间的中阀体内，上阀杆和下阀杆均直接和钢制圆筒连接，两个阀座分别设置在左阀体和右阀体上，并与陶瓷球体相互紧密贴合。
所述的左阀体、右阀体、中阀体、上阀杆、下阀杆采用钢制材料，阀座采用陶瓷材料。
一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀的制作方法，其特征在于：
步骤1）、钢制圆筒选用：钢制圆筒根据球阀公称压力和公称直径的大小选用不同强度等级的钢种，以满足强度要求；
步骤2）、钢制圆筒加工：在钢制圆筒外侧面上开设燕尾镶嵌槽；
步骤 3）、陶瓷球体热套加工：用热套工艺分别从钢制圆筒的两端安装两个陶瓷内套；
步骤 4）、球面陶瓷镶片密合：将两个球面陶瓷镶片分别通过燕尾镶嵌槽与钢制圆筒紧密啮合，用粘合剂将球面陶瓷镶片与钢制圆筒紧密粘合；
步骤 5）、陶瓷球体研磨：将制好的陶瓷球体进行粗磨和精磨直至满足密封精度要求；
步骤6）、陶瓷球阀组装：将直接连有上阀杆和下阀杆的陶瓷球体安装在左阀体和右阀体之间的中阀体内；
步骤 7）、陶瓷球阀研磨：将陶瓷球体与陶瓷阀座配対研磨直至符合密封要求。
所述的热套工艺是在较高温度下完成的，利用热胀冷缩原理，将钢制圆筒加热至通孔扩大时，迅速将陶瓷内套套在通孔中，待冷却收缩后钢制圆筒和陶瓷内套紧固的配合在一起。
本发明具有如下积极效果：1、通过热套工艺使钢制圆筒和陶瓷内套贴合得更加紧密，镶嵌球面陶瓷镶片使陶瓷球阀的加工组装更加简便，加工出来的陶瓷球阀硬度比具有喷涂层的陶瓷球阀硬度有了显著提高，增加了陶瓷球阀的耐磨损性；2、由于氧化锆或氧化铝等陶瓷材料物理性质和化学性质都比较稳定，所以在长时间酸碱流体冲刷下，既不污染流体介质又保持了陶瓷球阀的耐冲刷、耐腐蚀性，并且通过热套工艺加工出来的陶瓷球体受到流体介质的冲刷更加均匀，使陶瓷球阀使用时间从现有的半年提高到一至两年，大大延长了陶瓷球阀的使用寿命，降低了企业生产加工的成本；3、采用钢制圆筒作为陶瓷球体的基体，增加了陶瓷球体的强度，可以承受较高的流体介质压力，因此通过本发明可以制造中高压陶瓷球阀；4、钢制阀杆通过用螺栓紧固的阀杆座直接连接在钢制圆筒上，能够承受更高的扭矩，氧化锆陶瓷材料具有自润滑性，大大减小了阀门启闭时陶瓷阀座与陶瓷球体的摩擦力，降低了阀门启闭扭矩，因此通过本发明可以制造较大口径陶瓷球阀。
附图说明
图1为耐冲刷耐磨损耐腐蚀抗高压陶瓷球体的横切剖面结构示意图。
图2为耐冲刷耐磨损耐腐蚀抗高压陶瓷球体沿B-B纵切剖面结构示意图。
图3为耐冲刷耐磨损耐腐蚀抗高压陶瓷球阀结构示意图。
具体实施方式
实施例：如图1，图2所示，一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球体，作为耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀的陶瓷球体13，包括钢制圆筒3，其特征在于：在钢制圆筒3内侧安装有陶瓷内套2，在钢制圆筒3外侧面上开设有燕尾镶嵌槽，在球面陶瓷镶片1上开设有与钢制圆筒3外侧面上开设的燕尾镶嵌槽相啮合的燕尾镶嵌槽，球面陶瓷镶片1通过燕尾镶嵌槽与钢制圆筒3紧密结合，同时，球面陶瓷镶片1与钢制圆筒3由粘合剂紧密粘合，钢制圆筒3上设置有上阀杆座4和下阀杆座6，上阀杆座4和下阀杆座6通过螺栓5与钢制圆筒3连接，用钢制圆筒3作为陶瓷球体13的毛胚，大大提高了陶瓷球阀的强度，可以承受较高的流体介质压力。
所述的陶瓷内套2和球面陶瓷镶片1共同覆盖了陶瓷球体13密封面，密封面是指陶瓷球体13与阀座12相互紧密贴合的面，同时，陶瓷内套2和球面陶瓷镶片1共同覆盖了暴露于流体介质的钢制圆筒3表面，暴露于流体介质的钢制圆筒3表面是指钢制圆筒3内表面和钢制圆筒3外表面，陶瓷内套2和球面陶瓷镶片1可以选用氧化锆或者氧化铝陶瓷材料，因为氧化锆材料自身的润滑性，这样可以大大减小了陶瓷球阀启闭时阀座12与陶瓷球体13的摩擦力，降低陶瓷球阀启闭扭矩，从而大大延长了陶瓷球阀的使用寿命。
如图3所示，一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀，包括与阀杆连接的陶瓷球体13，与陶瓷球体13相互贴合的阀座12，与阀座12固定连接的阀体，其特征在于：阀体分为左阀体7、右阀体8和中阀体9，中阀体9分别与左阀体7和右阀体8固定连接，陶瓷球体4设置在左阀体7和右阀体8之间的中阀体9内，上阀杆10和下阀杆11均直接和钢制圆筒3连接，两个阀座12分别设置在左阀体7和右阀体8上，并与陶瓷球体13相互紧密贴合，所述的左阀体7、右阀体8、中阀体9、上阀杆10、下阀杆11采用钢制材料，可以承受更高的扭矩，阀座12采用陶瓷材料，使陶瓷球阀更加经久耐用。
一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀的制作方法，其特征在于：
步骤 1）、钢制圆筒3选用：钢制圆筒3根据球阀公称压力和公称直径的大小选用不同强度等级的钢种，以满足强度要求；
步骤 2）、钢制圆筒3加工：在钢制圆筒3外侧面上开设燕尾镶嵌槽；
步骤 3）、陶瓷球体13热套加工：用热套工艺分别从钢制圆筒3的两端安装两个陶瓷内套2；
步骤 4）、球面陶瓷镶片1密合：将两个球面陶瓷镶片1分别通过燕尾镶嵌槽与钢制圆筒3紧密啮合，用粘合剂将球面陶瓷镶片1与钢制圆筒3紧密粘合；
步骤 5）、陶瓷球体13研磨：将制好的陶瓷球体13进行粗磨和精磨直至满足密封精度要求；
步骤 6）、陶瓷球阀组装：将直接连有上阀杆12和下阀杆11的陶瓷球体13安装在左阀体7和右阀体8之间的中阀体9内；
步骤 7）、陶瓷球阀研磨：将陶瓷球体13与陶瓷阀座12配対研磨直至符合密封要求。
所述的热套工艺是在较高温度下完成的，利用热胀冷缩原理，将钢制圆筒3加热至通孔扩大时，迅速将陶瓷内套1套在通孔中，待冷却收缩后钢制圆筒3和陶瓷内套1紧固的配合在一起。
实现了钢制圆筒和陶瓷材料的完美结合，使陶瓷球阀具有耐冲刷、耐磨损、耐腐蚀、耐中高压的特点，大大增加了陶瓷球阀的使用寿命，同时可以满足大口径陶瓷球阀的需求。
Claims (8)
1.一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球体，作为耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀的陶瓷球体，包括钢制圆筒，其特征在于：在钢制圆筒内侧安装有陶瓷内套，在钢制圆筒外侧面上开设有燕尾镶嵌槽，在球面陶瓷镶片上开设有与钢制圆筒外侧面上开设的燕尾镶嵌槽相啮合的燕尾镶嵌槽，球面陶瓷镶片通过燕尾镶嵌槽与钢制圆筒紧密结合，钢制圆筒上设置有上阀杆座和下阀杆座，上阀杆座和下阀杆座通过螺栓与钢制圆筒连接。
2.根据权利要求1所述的耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球体，其特征在于：所述的球面陶瓷镶片与钢制圆筒由粘合剂紧密粘合。
3.根据权利要求1所述的耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球体，其特征在于：所述的陶瓷内套和球面陶瓷镶片共同覆盖了陶瓷球体密封面，密封面是指陶瓷球体与阀座相互紧密贴合的面。
4.根据权利要求1所述的耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球体，其特征在于：所述的陶瓷内套和球面陶瓷镶片共同覆盖了暴露于流体介质的钢制圆筒表面，暴露于流体介质的钢制圆筒表面是指钢制圆筒内表面和钢制圆筒外表面。
5.一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀，包括与阀杆连接的陶瓷球体，与陶瓷球体相互贴合的阀座，与阀座固定连接的阀体，其特征在于：阀体分为左阀体、右阀体和中阀体，中阀体分别与左阀体和右阀体固定连接，陶瓷球体设置在左阀体和右阀体之间的中阀体内，上阀杆和下阀杆均直接和钢制圆筒连接，两个阀座分别设置在左阀体和右阀体上，并与陶瓷球体相互紧密贴合。
6.根据权利要求5所述的耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀，其特征在于：所述的左阀体、右阀体、中阀体、上阀杆、下阀杆采用钢制材料，阀座采用陶瓷材料。
7.一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀的制作方法，其特征在于：
步骤1）、钢制圆筒选用：钢制圆筒根据球阀公称压力和公称直径的大小选用不同强度等级的钢种，以满足强度要求；
步骤2）、钢制圆筒加工：在钢制圆筒外侧面上开设燕尾镶嵌槽；
步骤 3）、陶瓷球体热套加工：用热套工艺分别从钢制圆筒的两端安装两个陶瓷内套；
步骤 4）、球面陶瓷镶片密合：将两个球面陶瓷镶片分别通过燕尾镶嵌槽与钢制圆筒紧密啮合，用粘合剂将球面陶瓷镶片与钢制圆筒紧密粘合；
步骤 5）、陶瓷球体研磨：将制好的陶瓷球体进行粗磨和精磨直至满足密封精度要求；
步骤6）、陶瓷球阀组装：将直接连有上阀杆和下阀杆的陶瓷球体安装在左阀体和右阀体之间的中阀体内；
步骤 7）、陶瓷球阀研磨：将陶瓷球体与陶瓷阀座配対研磨直至符合密封要求。
8.根据权利要求7所述的一种耐冲刷耐磨损耐腐蚀中高压陶瓷球阀的制作方法，其特征在于：所述的热套工艺是在较高温度下完成的，利用热胀冷缩原理，将钢制圆筒加热至通孔扩大时，迅速将陶瓷内套套在通孔中，待冷却收缩后钢制圆筒和陶瓷内套紧固的配合在一起。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yang Tao Inventor after: Zhang Liuqing Inventor after: Ai Humin Inventor after: Wang Guosheng Inventor after: Ma Wenzheng Inventor after: Zhang Zhiyu Inventor before: Yang Tao Inventor before: Zhang Zhiyu Inventor before: Wang Guosheng |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yang Tao Inventor after: Zhang Liuqing Inventor after: Ai Humin Inventor after: Wang Guosheng Inventor after: Ma Wenzheng Inventor after: Kong Xiangyi Inventor after: Zhang Zhiyu Inventor before: Yang Tao Inventor before: Zhang Liuqing Inventor before: Ai Humin Inventor before: Wang Guosheng Inventor before: Ma Wenzheng Inventor before: Zhang Zhiyu |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 223600 Industrial Park, Hanshan Town, Shuyang County, Suqian City, Jiangsu Province (intersection of qianggong road and Hangao Road) Patentee after: Yang Tao Address before: 450007 the Great Wall garden, No. 3, friendship road, Zhongyuan District, Henan, Zhengzhou 805 Patentee before: Yang Tao |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220112 Address after: 215000 zone B, floor 2, building 4, No. 8, Majia Industrial Zone, Hengjing street, Wuzhong District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Mason valve Jiangsu Co.,Ltd. Address before: 223600 Industrial Park, Hanshan Town, Shuyang County, Suqian City, Jiangsu Province (intersection of qianggong road and Hangao Road) Patentee before: Yang Tao |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160316 |