[發明專利]鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥

有效

• 申請號: 201310589260.2
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103591328A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 陳彥;史強修;陳忠鑫;鐘偉
• 申請（專利權）人: 無錫智能自控工程股份有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/08;F16K5/20;F16K27/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術領域

本發明涉及一種鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，廣泛應用于PTA裝置中，屬于儀表控制領域。

背景技術

PTA（精對苯二甲酸）是非常重要的大宗有機原料之一，廣泛應用于化纖、輕工、電子、建筑等國民經濟的各個方面，與人民生活水平的高低密切相關。PTA為石油的下端產品。石油經過一定的工藝過程生產出石腦油（別名輕汽油），從石腦油中提煉出MX（混二甲苯），然后再提煉出PX（對二甲苯）。PTA是以PX（配方占65％～67％）為原料，以醋酸為溶劑、醋酸錳為催化劑、氫溴酸為促進劑的作用下經空氣氧化（氧氣占35％～33％）后生成粗對苯二甲酸，對粗對苯二甲酸進行加氫精制，去除雜質，再經結晶、分離、干燥等環節后即生成PTA成品。此工藝路線溫度高（≥200℃），壓力高(2.5～8.0Mpa)，且含溴離子的濃醋酸腐蝕性極強，多年研究結果表明，能夠抵抗這種工況的最實用的材料是鈦。鈦材具有密度低、強度高、耐腐蝕和耐壓性好等突出優點。因此，由鈦材制造的各種反應器在PTA裝置中使用非常廣泛，而閥門作為重要的控制元件在該行業設備中的應用更是不可或缺的部件。

鈦合金價格昂貴，制造工藝復雜，由鈦合金制造的閥球及閥座難以通過熱處理實現其硬度提高，目前大多廠家通過氮化來提高其表面硬度，但現有真空氮化工藝厚度為0.03-0.05mm，硬度HRC50-55，氮化溫度700℃左右，表面易變形，并且后續加工難以保證氮化層厚度，耐磨損能力有限。閥門在運行過程中的漿料經過結晶工藝，在閥腔容易產生積料，導致閥門無法打開或關閉。普通的球閥結構，傳動軸與閥球之間的傳動精度及可靠性差，閥球安裝時的上下位置無法精確保證，較大口徑閥門的閥球自重會增加對閥座的擠壓磨損，進而影響閥門的運行穩定性和使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種高精密、高性能的鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥。

按照本發明提供的技術方案，鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥包括右閥體和左閥體，右閥體左側端面通過螺栓連接左閥體，其特征是：右閥體內設有閥球，閥球上端通過平鍵和花鍵連接傳動軸，傳動軸上端伸出右閥體。傳動軸和右閥體之間設有上密封填料，上密封填料通過右閥體上端連接的上密封蓋密封。閥球下端連接從動軸，右閥體下端通過螺栓連接頂桿裝置，頂桿裝置上端頂緊從動軸，閥球和右閥體、左閥體之間分別設有一個密封組件。

進一步的，頂桿裝置包括下密封罩，下密封罩內設有頂桿，頂桿和下密封罩之間設有下密封填料。

進一步的，閥球和傳動軸之間設有定位環。

進一步的，右閥體和傳動軸之間設有上襯套。所述上襯套采用新型耐熱、耐磨兩相鈦合金TC11材料制成。

進一步的，右閥體和從動軸之間設有下襯套。所述下襯套采用新型耐熱、耐磨兩相鈦合金TC11材料制成。

進一步的，右閥體外表面上設有兩個高溫蒸汽沖洗口，兩個高溫蒸汽沖洗口沿著右閥體水平中心線上下對稱；高溫蒸汽沖洗口的中心線與右閥體垂直中心線的夾角為45°。

進一步的，上密封填料下端設有套裝在傳動軸上的防沖出環。

進一步的，傳動軸與閥球采用平鍵、花鍵的雙重傳動連接結構。

進一步的，所述閥球采用新型耐熱、耐磨兩相鈦合金TC11材料制成。閥球和閥座表面采用PVD表層涂覆TIN處理工藝。

本發明與已有技術相比具有以下優點：

1、右閥體外部設有上下兩個高溫蒸汽沖洗口，防止閥腔積料導致閥門無法打開或關閉；

2、右閥體底部裝了頂桿裝置，通過此裝置支撐球體，可很方便的調節閥球位置，減輕了球體自重對閥座產生的擠壓，可延長閥球、閥座的使用壽命3倍以上；

3、傳動軸與閥球采用花鍵、平鍵的雙重傳動結構，此傳動結構提高了傳動軸與閥球的傳動精度及可靠性；

4、傳動軸與閥球軸孔采用半圓環來徑向定位，消除了花鍵收尾部分與閥球軸孔配合間隙；

5、閥球和襯套質選用TC11，具有較高的室溫、高溫拉伸和蠕變強度，具有良好的工藝性能，適合各種形式的機加工；

6、閥球與閥座表面采用PVD表層涂覆TIN，既能保證球體圓度（可達0.005），同時也能提高表層硬度值HV3000左右，耐磨損能力高于表層氮化處理；

7、閥門啟閉時間≤5S，滿足快速切斷的要求。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為右閥體結構示意圖。

圖3為球閥與傳動軸連接半剖圖。