適用于水煤漿工況的硬密封球閥制造技術

適用于水煤漿工況的硬密封球閥。水煤漿在制造前后具有腐蝕性強，溫度高，沖蝕強，顆粒硬度高等特點。本發明專利技術方法包括：端蓋，所述的端蓋與碟形彈簧連接，所述的碟形彈簧與壓環連接，所述的壓環與密封環連接，所述的密封環與閥座連接，所述的閥座與球體連接，所述的球體外套有軸套，所述的軸套外套有樞軸；由于采用金屬材料作為密封面，所需密封比壓比軟密封要高得多，采用“彈簧+閥座”的組合閥座結構，通過高負載碟形彈簧提供初始預緊密封比壓，考慮到高溫時金屬材料的線性膨脹影響，采用碟形彈簧串聯的組合設計方式，這樣即滿足了碟形彈簧所提供的初始預緊力。本發明專利技術應用于水煤漿工況的硬密封球閥。

Hard sealing ball valve suitable for working condition of coal water slurry

Hard sealing ball valve suitable for working condition of coal water slurry. Coal slurry is characterized by strong corrosion, high temperature, strong erosion and high particle hardness before and after manufacture. The method of the invention includes: a cover, the end cover is connected with the disc spring, disk spring and the pressing ring is connected with the pressure ring, the connecting and sealing ring, sealing ring and the valve seat is connected with the valve seat, the connection with the ball, the ball coat sleeve with, the sleeve coat has a pivot; due to the use of metal as the sealing surface, sealing pressure required is much higher than the soft seal, combined spring seat structure + seat \, provide the initial seal preload than pressure by high load disc spring, taking into account the linear expansion effect of metal materials at high temperature. The combination of design of disc spring in series, so that meet the initial preload disc spring provided. The invention relates to a hard sealing ball valve used for coal water slurry working conditions.

【技術實現步驟摘要】
適用于水煤漿工況的硬密封球閥
：本專利技術涉及一種適用于水煤漿工況的硬密封球閥。
技術介紹
：隨著科學技術的發展和人民生活的提高，開發和利用新一代潔凈、高效的氣化技術對我國各種能源的合理利用十分重要。目前國內外已開始采用水煤漿加壓氣化技術合成相關產品，此技術是以各種碳、氫物料為原材料（褐煤、煙煤、無煙煤、泥煤）。其工藝過程是原料需經必要的制粉、成漿，然后制備出水基或油基漿料，經過攪拌、貯存、輸送，然后送專用噴嘴霧化，在氣流床氣化爐（1400℃左右）中氣化生成粗合成氣（CO和H2），經除塵、洗滌后送往下游工序合成相應產品（如甲醇、乙烯、化肥等）。但是水煤漿在制造前后具有腐蝕性強，溫度高，沖蝕強，顆粒硬度高等特點。由于普通軟密封球閥的閥座一般采用聚四氟乙烯（PTFE）、增強型聚四氟乙烯（RPTFE）、尼龍（NYLON）或其他高分子合成材料，使用溫度一般都不高于200℃，即使相對耐高溫的PEEK也只能承受260℃左右工作溫度。并且使用介質中一般不允許帶有顆?；蚶w維成分，否則軟密封調節閥的使用壽命就很短。這就限制了普通軟密封球閥在水煤漿工況中的應用。目前滿足此類工況條件的硬密封球閥大部分依賴國外進口，根據需要研制了水煤漿工況用硬密封球閥。相對普通的硬密封球閥來說，水煤漿工況用硬密封球閥要適用于高溫、高壓、強沖蝕、強腐蝕等工況條件，在設計和制造過程中存在不少技術難點。（1）密封比壓高　水煤漿工況用硬密封球閥由于采用金屬材料為密封面，所需要的密封比壓比軟密封要高得多，因此如何從設計上保證適當的密封比壓，提高零件的形位公差以及提高表面光潔度要求是十分重要的。（2）球體表面硬度高　煤粉顆粒的硬度較高，此工況情形下，在閥門關閉的狀態時要求球體表面硬度層有較高的硬度，否則，當閥門開啟的過程中會有煤粉顆粒鑲嵌在球體表面上，從而破壞球體表面，以至于影響到閥門的整體密封性能。（3）噴焊層結合強度高　煤粉在管線中的流動速度很快，因此要求球體密封面必須有較高的硬度和強度，同時還要求所噴焊的密封材料和基體材料有較高的結合強度，以及基體材料本身的強度較好，這樣噴焊層才不能從基體表面脫落，而失去密封性能。（4）自潔功能　煤漿的吸附性較強，容易粘在球體表面上。在閥門啟閉過程中，介質顆粒被帶到閥座與球體的密封面之間，破壞了球體與閥座之間的密封副，從而影響閥門的密封性能，使閥門的使用壽命大大縮短。這就要求閥門具有很好的“自潔”功能，從而保證球體和閥座密封副不被破壞。（5）加工難　由于水煤漿工況用硬密封球閥的密封表面均采用超硬材料或表面硬化處理，用普通刀具無法加工，即使能加工其加工精度也不能滿足要求，同時還要求加工設備具有足夠的強度，因此選擇合適的刀具非常重要。
技術實現思路
：本專利技術的目的是提供一種適用于水煤漿工況的硬密封球閥。上述的目的通過以下的技術方案實現：一種適用于水煤漿工況的硬密封球閥，其組成包括：端蓋，所述的端蓋與碟形彈簧連接，所述的碟形彈簧與壓環連接，所述的壓環與密封環連接，所述的密封環與閥座連接，所述的閥座與球體連接，所述的球體外套有軸套，所述的軸套外套有樞軸；由于采用金屬材料作為密封面，所需密封比壓比軟密封要高得多，采用“彈簧+閥座”的組合閥座結構，通過高負載碟形彈簧提供初始預緊密封比壓，考慮到高溫時金屬材料的線性膨脹影響，采用碟形彈簧串聯的組合設計方式，這樣即滿足了碟形彈簧所提供的初始預緊力，同時又解決了由于熱膨脹所造成過大摩擦力矩的情形，這樣既能滿足閥門在低壓情況下的密封性能，又能提供一個較高的密封剪切力，使閥座與球體始終緊貼在一起，在球閥開啟、關閉的過程中閥座對球體表面起到“清潔”的作用，另外，在閥座的前、后都增加了“刮削刀刃”的設計，使閥門在開啟或關閉的過程中，閥座刀刃都對球體表面吸附物起到刮削作用，從而不至于把介質帶入密封副之間破壞密封面，影響整體球閥的密封性能；球體噴涂WC前后都須用專用球面磨床磨削，閥座堆焊后，采用數控機床加工，當球體和閥座達到一定精度要求時，兩者進行配對研磨；選擇球體表面噴焊鎳基WC與閥座密封面堆焊STL合金的形式，這種配對使球體表面噴焊層硬度和厚度有保證，能滿足高溫、高壓以及頻繁開啟的應用場合，閥座密封面堆焊STL合金層較厚，抗咬性好。本專利技術的有益效果：通過熱態工況試驗及實際使用證明，本專利技術水煤漿工況用硬密封球閥適用于介質為含有大量泥砂的高壓原油的采油、輸送始端，煉油廠中的原油提煉、渣油加氫、焦化工藝等高溫高壓系統，乙烯項目中介質為聚合物顆粒的工況，有機硅項目中高硬度顆粒介質工況，造紙行業中含纖維介質工況，煤炭化工行業中及水煤漿氣化合成化肥項目中的部分裝置上。相對普通的硬密封球閥來說，本專利技術水煤漿工況用硬密封球閥要適用于高溫、高壓、強沖蝕、強腐蝕等工況條件，在設計和制造過程中存在不少技術難點。（1）密封比壓高　水煤漿工況用硬密封球閥由于采用金屬材料為密封面，所需要的密封比壓比軟密封要高得多，因此如何從設計上保證適當的密封比壓，提高零件的形位公差以及提高表面光潔度要求是十分重要的。（2）球體表面硬度高　煤粉顆粒的硬度較高，此工況情形下，在閥門關閉的狀態時要求球體表面硬度層有較高的硬度，否則，當閥門開啟的過程中會有煤粉顆粒鑲嵌在球體表面上，從而破壞球體表面，以至于影響到閥門的整體密封性能。（3）噴焊層結合強度高　煤粉在管線中的流動速度很快，因此要求球體密封面必須有較高的硬度和強度，同時還要求所噴焊的密封材料和基體材料有較高的結合強度，以及基體材料本身的強度較好，這樣噴焊層才不能從基體表面脫落，而失去密封性能。（4）自潔功能　煤漿的吸附性較強，容易粘在球體表面上。在閥門啟閉過程中，介質顆粒被帶到閥座與球體的密封面之間，破壞了球體與閥座之間的密封副，從而影響閥門的密封性能，使閥門的使用壽命大大縮短。這就要求閥門具有很好的“自潔”功能，從而保證球體和閥座密封副不被破壞。（5）加工難　由于水煤漿工況用硬密封球閥的密封表面均采用超硬材料或表面硬化處理，用普通刀具無法加工，即使能加工其加工精度也不能滿足要求，同時還要求加工設備具有足夠的強度，因此選擇合適的刀具非常重要。附圖說明：圖1是本專利技術的結構示意圖。圖中，1為樞軸，2為軸套，3為球體，4為閥座，5為密封環，6為壓環，7為碟形彈簧，8為端蓋。具體實施方式：實施例1：一種適用于水煤漿工況的硬密封球閥，其組成包括：端蓋，所述的端蓋與碟形彈簧連接，所述的碟形彈簧與壓環連接，所述的壓環與密封環連接，所述的密封環與閥座連接，所述的閥座與球體連接，所述的球體外套有軸套，所述的軸套外套有樞軸；由于采用金屬材料作為密封面，所需密封比壓比軟密封要高得多，采用“彈簧+閥座”的組合閥座結構，通過高負載碟形彈簧提供初始預緊密封比壓，考慮到高溫時金屬材料的線性膨脹影響，采用碟形彈簧串聯的組合設計方式，這樣即滿足了碟形彈簧所提供的初始預緊力，同時又解決了由于熱膨脹所造成過大摩擦力矩的情形，這樣既能滿足閥門在低壓情況下的密封性能，又能提供一個較高的密封剪切力，使閥座與球體始終緊貼在一起，在球閥開啟、關閉的過程中閥座對球體表面起到“清潔”的作用，另外，在閥座的前、后都增加了“刮削刀刃”的設計，使閥門在開啟或關閉的過程中，閥座刀刃都對球體表面吸附物起到刮削作用，從而不至于把介質帶入密本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于水煤漿工況的硬密封球閥，其組成包括：端蓋，其特征是：所述的端蓋與碟形彈簧連接，所述的碟形彈簧與壓環連接，所述的壓環與密封環連接，所述的密封環與閥座連接，所述的閥座與球體連接，所述的球體外套有軸套，所述的軸套外套有樞軸；由于采用金屬材料作為密封面，所需密封比壓比軟密封要高得多，采用“彈簧+閥座”的組合閥座結構，通過高負載碟形彈簧提供初始預緊密封比壓，考慮到高溫時金屬材料的線性膨脹影響，采用碟形彈簧串聯的組合設計方式，這樣即滿足了碟形彈簧所提供的初始預緊力，同時又解決了由于熱膨脹所造成過大摩擦力矩的情形，這樣既能滿足閥門在低壓情況下的密封性能，又能提供一個較高的密封剪切力，使閥座與球體始終緊貼在一起，在球閥開啟、關閉的過程中閥座對球體表面起到“清潔”的作用，另外，在閥座的前、后都增加了“刮削刀刃”的設計，使閥門在開啟或關閉的過程中，閥座刀刃都對球體表面吸附物起到刮削作用，從而不至于把介質帶入密封副之間破壞密封面，影響整體球閥的密封性能；球體噴涂WC前后都須用專用球面磨床磨削，閥座堆焊后，采用數控機床加工，當球體和閥座達到一定精度要求時，兩者進行配對研磨；選擇球體表面噴焊鎳基WC與閥座密封面堆焊STL合金的形式，這種配對使球體表面噴焊層硬度和厚度有保證，能滿足高溫、高壓以及頻繁開啟的應用場合，閥座密封面堆焊STL合金層較厚，抗咬性好。...

【技術特征摘要】
1.一種適用于水煤漿工況的硬密封球閥，其組成包括：端蓋，其特征是：所述的端蓋與碟形彈簧連接，所述的碟形彈簧與壓環連接，所述的壓環與密封環連接，所述的密封環與閥座連接，所述的閥座與球體連接，所述的球體外套有軸套，所述的軸套外套有樞軸；由于采用金屬材料作為密封面，所需密封比壓比軟密封要高得多，采用“彈簧+閥座”的組合閥座結構，通過高負載碟形彈簧提供初始預緊密封比壓，考慮到高溫時金屬材料的線性膨脹影響，采用碟形彈簧串聯的組合設計方式，這樣即滿足了碟形彈簧所提供的初始預緊力，同時又解決了由于熱膨脹所造成過大摩擦力矩的情形，這樣既能滿足閥門在低壓情況下的密封性能，又能提供一個較高的密...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張淼，
申請(專利權)人：哈爾濱愛坦科技有限公司，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23