CN111594627B - 一种热阀及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热阀及其制作方法，包括阀体和阀座，阀座位于阀体内腔，还包括与阀体同种材质的隔套，隔套位于阀体与阀座之间的密封面处，隔套与阀座过盈配合，与阀体焊接。相对于现有技术，本发明提供的技术方案，采用过盈配合和热装工艺将异种金属焊接转换为同种金属焊接，从而保证了温度变化时焊缝两侧零件的膨胀量是一致的，消除了焊缝开裂的缺陷，从而满足风洞试验装置对热阀的要求。
Description
技术领域
本发明属于阀门装置技术领域，具体涉及一种热阀的阀体-阀座安装结构及其制作方法，尤其适用于高超声速风洞运行中高温阀门开关领域。
背景技术
蓄热式加热器要长时间对蓄热元件进行预热，最高预热温度为900℃，最高压力为12.0Mpa。为减少热量对加热器后面设备的影响，需要在加热器出口设置一台阀门，减少热量的传递。按照设备运行的要求，热阀应具备快速开关的功能，通过热阀的快速开启，实现设备的快速启动。
目前，现有的热阀由于其阀座采用GH3128材料，而与其焊接的阀体采用的是F304材料，阀座与阀体之间为焊接连接。研究发现：当工作温度快速升高或降低时，由于异种材料的线膨胀系数存在差异，就会导致焊缝开裂，从而造成阀座内的冷却水泄露到阀腔内，导致试验失败；这也是此类阀门工作寿命较短的重要原因。
发明内容
本发明的目的是提供一种热阀及其制作方法，其阀体-阀座安装结构的新设计能够消除温度交变引起的异种材料焊缝开裂的故障，保证工作可靠性以及提高工作寿命。
本发明的技术方案如下：
一种热阀，包括阀体和阀座，所述阀座位于阀体内腔，其特殊之处在于：还包括与阀体同种材质的隔套，所述隔套位于阀体与阀座之间的密封面处，隔套与阀座过盈配合，与阀体焊接。
进一步地，所述隔套与阀座过盈配合，是对隔套采用热装工艺实现的过盈配合。
进一步地，所述阀座沿轴向具有上、下两段圆柱面，所述隔套相应分为上隔套和下隔套。
进一步地，所述阀体和隔套的材质均为F304。
进一步地，所述阀座的材质为GH3128。
上述的热阀的制作方法，包括阀座与阀体的固定连接环节，该环节包括以下步骤：
a.将隔套加热至因热膨胀内径变大，保持阀座为冷态；
b.利用工装将隔套压入阀座，使隔套包裹阀座的圆柱面，构成阀座组件，然后冷却至常温；
c.隔套的圆柱面作为与阀体的密封面，完成阀座组件与阀体的焊接。
进一步地，在步骤c之前，还对热装完成的阀座组件进行焊接前的预处理，使其满足下一步与阀体焊接的要求。
进一步地，所述阀体和隔套的材质均为F304。
进一步地，步骤a中是将隔套加热至800℃。
本发明的有益效果是：
本发明采用过盈配合和热装工艺将异种金属焊接转换为同种金属焊接，从而保证了温度变化时焊缝两侧零件的膨胀量是一致的，消除了焊缝开裂的缺陷，从而满足蓄热式加热器试验装置对热阀的要求。
本发明保证了工作的可靠性，提高了阀门的使用寿命和经济性。
本发明的阀体-阀座安装结构可广泛应用于高温、高压回路上的切断阀阀座与阀体结构。此结构可在保证密封的情况下，有效消除焊缝开裂从而导致阀座内的冷却水从焊缝泄出，对整个高温回路产生损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的热阀的总体结构剖视图：1.阀体，2.下隔套，3.阀座，4.上隔套，5.阀芯，6.阀盖，7.支架，8.液压缸。
图2是本发明的局部细节图。
图2中：1.阀体，2.下隔套，3.阀座，4.上隔套。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，适用于蓄热式加热器的热阀，包括阀体1、下隔套2、阀座3、上隔套4、阀芯5、阀盖6、支架7和液压缸8，阀座3位于阀体1内腔，阀体1的上方设置有阀盖6，阀盖6上连接有支架7，支架7上固定液压缸8，液压缸8的阀芯5从上至下依次穿过支架7、阀盖6和阀座3深入至阀体1内腔。
如图2所示，本实施例在阀座3与阀体1之间设置过隔套，隔套与阀座3采用过盈配合，隔套与阀体1采用焊接连接，隔套材料选择与阀体1同材料F304。下隔套2(材质为F304)和上隔套4(材质为F304)分别安装于阀座3(材质为GH3128)的上下两个圆柱面上，其与阀座3为过盈配合，须将下隔套2和上隔套4加热到800℃，阀座3为冷态，不加热。当上隔套4、下隔套2被加热到800℃时，其内径受热膨胀变大，此时利用工装将上隔套4、下隔套2分别压入阀座3的上、下两个圆柱，并室温冷却至常温。对热装完成的阀座组件进行半精加工，使其满足下一步与阀体1(材质为F304)焊接的要求。
本实施例采用过盈配合，并采用热装工艺，使阀座3与隔套成为一个整体，隔套材料与阀体1材料保持一致，从而阀座3与阀体1的焊接转换成上隔套4、下隔套2与阀体1的焊接。这样既能保证阀座3内冷却水不会由于焊缝开裂而泄出，又避免了异种金属焊缝在温度交变的工况下发生开裂的现象，有效提高了热阀的可靠性和使用寿命。
本实施例的热阀在某蓄热式加热器试验中的性能指标：工作介质为空气，阀门通径为150mm，工作压力为12.0MPa，使用温度为900℃，启闭时间小于2s，密封性能应符合API598-96的规定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种热阀的制作方法，其特征在于：热阀，包括阀体（1）和阀座（3），所述阀座（3）位于阀体（1）内腔；还包括与阀体（1）同种材质的隔套，所述隔套位于阀体（1）与阀座（3）之间的密封面处，隔套与阀座（3）过盈配合，与阀体（1）焊接；还包括阀座（3）与阀体（1）的固定连接环节，所述阀座（3）与阀体（1）的固定连接环节包括以下步骤：
a．将隔套加热至因热膨胀内径变大，保持阀座（3）为冷态；
b．利用工装将隔套压入阀座（3），使隔套包裹阀座（3）的圆柱面，构成阀座组件，然后冷却至常温；
c．隔套的圆柱面作为与阀体（1）的密封面，完成阀座组件与阀体（1）的焊接。
2.根据权利要求1所述的热阀的制作方法，其特征在于：所述阀座（3）沿轴向具有上、下两段圆柱面，所述隔套相应分为上隔套（4）和下隔套（2）。
3.根据权利要求1所述的热阀的制作方法，其特征在于：所述阀体（1）和隔套的材质均为F304。
4.根据权利要求1所述的热阀的制作方法，其特征在于：所述阀座（3）的材质为GH3128。
5.根据权利要求1所述的热阀的制作方法，其特征在于：步骤a中是将隔套加热至800℃。
6.根据权利要求1所述的热阀的制作方法，其特征在于：在步骤c之前，还对热装完成的阀座组件进行焊接前的预处理，使其满足下一步与阀体（1）焊接的要求。
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