CN204284508U - 一种复合防腐耐酸耐磨耐高温球阀 - Google Patents

Abstract

一种复合防腐耐酸耐磨耐高温球阀，包括阀球、阀碗、阀室、阀杆、端盖、连接螺栓及调压弹簧，阀球（1）和阀碗（2）采用耐酸、耐磨、耐高温非金属材料制成；阀杆（3）采用耐酸、耐磨、耐高温合金材料制成；在阀室（4）和端盖（5）的金属外壳（8）内衬有一层铅或铅合金、或聚四氟乙烯、或耐酸橡胶衬层做为耐酸保护层（9）；在耐酸保护层（9）的内侧再衬有一层耐酸、耐磨、耐高温非金属衬层（11）；在耐酸保护层（9）和非金属衬层（11）之间设有间隙（12）；在间隙（12）中填充有耐酸隔热密封材料（10）。本实用新型在高温高压，含高浓度强酸和高硬度颗粒物的工况条件下，阀门有较长的使用寿命。

Description

一种复合防腐耐酸耐磨耐高温球阀

技术领域

本实用新型球阀属冶金、化工、矿山等行业装备的球阀结构技术领域。

背景技术

目前，在冶金、化工、矿山等行业装备中常使用高温球阀。在高温高压，高浓度强酸，高硬物料磨刷的严苛工况下，要求阀球、阀碗、阀杆、阀室和端盖都要很好的耐酸耐磨耐高温性能，任何一件因酸蚀或磨蚀损坏，整个球阀就不能工作。现有的耐酸耐磨耐高温球阀主要有金属材质和非金属材质两类。但除钽钨合金外，其它材质的金属球阀都不适应高温、高压、高浓度强酸（尤其是盐酸、王水等）、高硬度物料的工况条件。而钽钨合金过度昂贵且加工困难，尚未有产品上市。非金属球阀虽然可以使用，但寿命不长，其原因有二：其一是材料本身的缺陷。其阀球、阀碗主要用氧化锆、氧化铝材质制造，耐酸耐磨耐高温性能都好，但不耐急冷急热。如遇温度急速变化时，容易开裂损坏。其阀室和端盖的内衬材料也是氧化锆、氧化铝材料制成。一旦衬层出现了微裂纹，在高压作用下，含酸浆液很快腐蚀其钢外壳，导致通孔漏料。再者，非金属制品本身就存在微气孔，在高压作用下，内部微气孔逐步穿通，最终渗漏损坏。而此时，衬层磨损不大，距其自然磨损寿命还很长。其二是结构缺陷，现有的非金属球阀的端盖用螺栓直接连接，通过端盖给阀碗加压，使阀球、阀碗接触面紧密接触，形成密封。这种结构的最大缺点是当温度升高后，阀室内温度高，阀球、阀碗自然膨胀，而端盖外温度变化不大，连接螺栓长度几乎没有变化，从而导致阀碗给阀球的压力增大，此时转动阀球（尤其是在连接管道为高压得情况下），容易导致阀球、阀碗破裂损毁。本实用新型球阀能克服现有非金属球阀在材料和结构上存在的不足，能在高温（不超过200℃）高压（不超过2MPa）高浓度（30%以上）强酸（盐酸、王水等）、固体颗粒物硬度不超过80（HRC）的工况条件下长期使用。

发明内容

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的。

一种复合防腐耐酸耐磨耐高温球阀，包括阀球、阀碗、阀室、阀杆、端盖、连接螺栓及调压弹簧，本实用新型特征是：

阀球和阀碗采用耐酸耐磨耐高温非金属材料(如碳化硅等)制成，阀杆采用耐酸耐磨耐高温金属材料(如钽钨合金等)制成；在阀室和端盖的金属外壳内衬有一层铅或铅合金、或聚四氟乙烯(包括其改性产品）、或耐酸橡胶衬（如石墨橡胶等）层耐做为酸保护层；在耐酸保护层的内侧再衬有一层如碳化硅等耐酸耐磨耐高温非金属衬层；在耐酸保护层和非金属衬层之间设有间隙；在间隙中填充有耐酸隔热密封材料；

本实用新型阀室和端盖内衬的耐酸保护层带有翻边，翻边翻至法兰上。

本实用新型在连接螺栓的一端或两端配有调压弹簧。

本实用新型阀室和端盖的非金属衬层为一体(高温一体烧成)。

本实用新型的技术特点是：

1、）选用了耐酸耐磨耐高温，同时更耐热冲击的非金属材料（如碳化硅）制作阀球、阀碗，提高其使用寿命；

2、）在连接螺栓的一端或两端，加装弹簧，使阀碗给阀球的压力具有弹性。高温、高压状态下转动阀球时，阀碗的压力可通过弹簧部分释放，从而防止阀球和阀碗因压力过大而损坏，提高其使用寿命；

3、）阀室和端盖采用四层复合结构，提高其使用寿命。

    具体结构是：

① 钢质外壳提供耐压支撑和外部保护；

② 在较低温度下能耐高浓度强酸腐蚀的耐酸保护层为钢质外壳提供防腐保护，使之不被酸蚀损坏；

③ 隔热密封层为耐酸保护层降低工作温度，防止其因温度过高而快速老化或损坏；

④ 耐酸耐磨耐高温衬层保护隔热密封层和耐酸保护层不受输送浆料的直接冲刷磨损。

如此制作的阀室和端盖，即使其耐酸耐磨内衬因使用时间过长而出现了微裂纹或内部微气孔穿通渗漏，因耐酸保护层的存在，钢质外壳仍不会被酸腐蚀损坏，因而有很长的使用寿命。

本实用新型的有益效果是：球阀的阀球和阀碗用耐酸耐磨耐高温的非金属材料制成，如选用碳化硅材质，则耐急冷急热性能好，寿命更长；阀杆选用钽钨合金，使用寿命长；阀室和端盖的内衬选用耐酸耐磨耐高温非金属材料，可使耐酸保护层不受浆料的冲刷磨损；隔热密封层在将耐磨衬层和耐酸保护层连成一体的同时，降低了耐酸保护层的工作温度；防止其因温度过高而迅速老化或损坏。只要耐酸保护层不坏，钢质外壳就能正常工作。如此四层复合制成的阀室和端盖有很长的使用寿命。由连接螺栓和调压弹簧构成调压结构，可防止阀球和阀碗在高温高压工况下因压力过大而损坏，进一步提高其使用寿命。

本实用新型在高温高压，含高浓度强酸和高硬度颗粒物的工况条件下，阀门有较长的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种复合防腐耐酸耐磨耐高温球阀，包括阀球、阀碗、阀室、阀杆、端盖、连接螺栓及调压弹簧，本实用新型特征是：

阀球1和阀碗2采用耐酸、耐磨、耐高温非金属材料(如碳化硅等)制成，阀杆3采用耐酸、耐磨、耐高温合金材料(如钽钨合金等)制成；在阀室4和端盖5的金属外壳8内衬有一层铅或铅合金、或聚四氟乙烯（包括其改性产品）、或耐酸橡胶（如石墨橡胶）衬层做为耐酸保护层9；在耐酸保护层9的内侧再衬有一层如碳化硅等耐酸耐磨耐高温非金属衬层11；在耐酸保护层9和非金属衬层11之间设有间隙12；在间隙12中填充有耐酸隔热密封材料10。

本实用新型阀室4和端盖5内衬的耐酸保护层9带有翻边13，翻边13翻至法兰14上。

本实用新型在连接螺栓6的一端或两端配有调压弹簧7。

本实用新型阀室4和端盖5的非金属衬层11为高温一体烧成。

阀球1和阀碗2采用（特种）碳化硅材料高温烧结而成，耐酸耐磨耐高温，且耐急冷急热。阀杆3选用钽钨合金制作，耐酸耐磨耐高温，强度大。阀室4和端盖5均是四层复合结构，最外层是钢质外壳8，选择普通耐酸不锈钢制作，以适应使用环境的酸腐。第二层是耐酸保护层9，其材料依据使用工况选择，如输送含高浓度盐酸浆料时，选择聚四氟乙烯或其改性材料做耐酸保护衬层。第三层为隔热密封层10，依据使用工况特殊配制。第四层为耐酸耐磨耐高温非金属衬层11，其材料和厚度依据使用工况选定。如选用碳化硅材料，碳化硅内衬耐酸耐磨耐高温，且耐急冷急热，尤其高温耐磨性能好。当浆料含高硬度颗粒物时，有其它材料难以达到的超长使用寿命。尽管长时间使用后，浓酸介质会通过微气孔或微裂纹渗透到耐酸保护层9的内侧，但只要耐酸保护层9不坏，金属外壳8就能正常起作用。

而耐酸保护层9有隔热密封材料10的降温保护，不会因过热而损坏；又有耐酸、耐磨、耐高温非金属衬层11的保护，不受浆料的直接冲刷磨损，因而使用寿命很长。

     本实例球阀通径40mm，阀球1和阀碗2选用无压烧结碳化硅制品。阀杆3选用钽钨-10合金材料。阀室4和端盖5的金属外壳8选用厚度6mm的耐酸不锈钢制作，耐酸保护层9选用聚四氟乙烯改性产品——聚四氟乙烯-乙烯共聚物（ETFE）材料滚衬；隔热密封层10厚度5mm，非金属衬层11选用氧化物结合碳化硅制品。连接螺栓6选用φ16耐酸不锈钢制成，弹簧力度为10kg。实用工况条件：温度120℃，压力0.8MPa，浆料含盐酸31%，浆料含固300g/l，固体颗粒物硬度73~75（HRC）。

Claims (4)

1.一种复合防腐耐酸耐磨耐高温球阀，包括阀球、阀碗、阀室、阀杆、端盖、连接螺栓及调压弹簧，其特征是：

阀球（1）和阀碗（2）采用耐酸、耐磨、耐高温非金属材料制成；阀杆（3）采用耐酸、耐磨、耐高温合金材料制成；在阀室（4）和端盖（5）的金属外壳（8）内衬有一层铅或铅合金、或聚四氟乙烯、或耐酸橡胶衬层做为耐酸保护层（9）；在耐酸保护层（9）的内侧再衬有一层耐酸、耐磨、耐高温非金属衬层（11）；在耐酸保护层（9）和非金属衬层（11）之间设有间隙（12）；在间隙（12）中填充有耐酸隔热密封材料（10）。

2.如权利要求1所述及的一种复合防腐耐酸耐磨耐高温球阀，其特征是：阀室（4）和端盖（5）内衬的耐酸保护层（9）带有翻边（13），翻边（13）翻至法兰（14）上。

3.如权利要求1所述及的一种复合防腐耐酸耐磨耐高温球阀，其特征是：在连接螺栓（6）的一端或两端配有调压弹簧（7）。

4.如权利要求1所述及的一种复合防腐耐酸耐磨耐高温球阀，其特征是：阀室（4）和端盖（5）的非金属衬层（11）为一体。