[發明專利]具有彈性補償和壓力輔助密封功能的球閥金屬閥座

有效

• 申請號: 201410163101.0
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103968102A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 章華
• 申請（專利權）人: 章華
• 主分類號: F16K5/08
• 分類號: F16K5/08;F16K5/20;F16K5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種閥門結構，具體涉及一種硬密封球閥的金屬閥座結構。

背景技術

硬密封球閥因為具有啟閉速度快、密封面關閉時有自凈能力、密封面在開啟狀態不會受到流動介質的沖刷、閥門開啟后流阻和壓損小等優點，因而在火力發電廠等行業和系統中的應用越來越廣泛，如在大型火電機組中，中小口徑的硬密封球閥在主蒸汽、再熱蒸汽疏水，對空排汽，給水、減溫水隔斷，爐水排污，蒸汽超壓安全泄放等方面都有較為廣泛的應用。這類硬密封球閥中的有些產品，其使用工況要求為：主要處于高壓差的常閉狀態：啟閉次數較多甚至較頻繁。由于常處于高壓差的關閉狀態，因此對閥門有很高的密封要求，一旦有泄漏將很快會對密封面形成較嚴重的沖刷破壞，有些使用工況下發生泄漏后還會產生汽蝕破壞；啟閉較頻繁則對閥門的使用可靠性和密封面的抗磨損抗擦傷能力提出了較高的要求。

硬密封球閥現行產品出口側閥座一般均采用整體式的全剛性結構(見圖1)，為了使閥門在關閉后能夠達到密封要求，球體在加工精度包括圓度、尺寸精度等方面需要達到很高的要求，并需在裝配前對球體和閥座密封面進行配研。目前電廠所使用的這類硬密封球閥產品，能夠基本滿足使用要求的，主要是國外幾個品牌的產品。從產品制造和使用方面來看，這類硬密封球閥產品存在下述的幾個不足之處：1、因為整體式的全剛性金屬閥座本身不具有補償能力，因此球體加工需要達到很高的精度，這無疑會增加制造難度和生產成本；2、球閥的球體和閥座密封面在啟閉過程中，在垂直方向的不同高度摩擦狀況是不一樣的，即球體和密封面的磨損是不均勻磨損；另外，盡管球體在關閉時與閥座密封面相吻合的部位裝配前與閥座密封面進行了配研，但球體表面的其余部位仍然還存在一定誤差，因此球體和閥座密封面在啟閉全過程的磨損也是不均勻磨損。不均勻磨損將導致閥門在使用一段時間后密封性能下降甚至出現較嚴重的泄漏；3、對于中小口徑的硬密封球閥來說，由于閥座的剛度大因此其對密封副的吻合性的誤差基本無補償能力，當閥門使用于高溫工況時，即使閥座所產生的變形是較微小的，也有可能會導致閥門出現泄漏。而且，這類閥門的閥座及球體在加工的后期經歷過熱噴涂過程---密封面超音速噴涂碳化鎢，存在一定的內應力，因此在進入高溫狀態時產生一定變形的幾率是較大的。

如圖2所示為針對上述不足之處進行改進的一種現有技術的示意圖，其所進行的改進是：在出口閥座(6)的內孔靠近密封面處開有一環形凹槽，以便讓閥座靠近密封面的部位具有一定的彈性補償能力。從實際應用效果來看，這一結構并未能產生能夠滿足使用需要的補償能力和效果，其原因在于：為了保證閥座的強度和使用可靠性，彈性槽左側需要保持足夠的厚度、槽的深度也不能過深，因此閥座彈性槽左側靠近密封面的部位難以獲得足夠的彈性變形和補償能力；另外，閥座密封面靠近左端面的部位由于相對于彈性槽底其彎曲力臂很短完全無法產生變形和位移，這也使得密封面內側即使能夠產生彎曲變形也無法發揮作用。

發明內容

為了克服現有技術和結構所存在的上述的不足之處，本發明提出了一種具有足夠的彈性變形和補償能力、能夠有效改善閥門的密封性能、保持較持久的密封壽命的硬密封球閥的金屬彈性閥座結構。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種具有彈性補償和壓力輔助密封功能的球閥金屬閥座結構，所進行的創新和改進主要針對出口閥座，其主要技術方案為：出口側采用出口閥座組件，所述的出口閥座組件包括閥座體和支撐體，閥座體和支撐體為中心線重合、位置關系為內、外配置的回轉體型的零件，兩者以外螺紋和內螺紋結合并在遠離球體方向的一端有在兩者的結合處進行焊接的焊縫；在閥座體的靠近球體的一側，設置有彎向支撐體方向、厚度適度減薄而具有一定彈性變形能力的彈性臂，在彈性臂的最前端為閥座體的舌部，所述的舌部其前側在裝配后與球體相貼合的表面即為出口閥座組件的密封面，在閥門裝配、壓緊后，閥座體的舌部的后側與支撐體之間以錐面或平面相貼合，而出口閥座組件在未與球體和其它零件進行裝配時的自由狀態，所述的舌部后側與支撐體兩者的錐面或平面貼合面之間有較小的間隙；在閥座體上的彎曲的彈性臂和舌部后側面與支撐體之間設置有一個環形的空腔---壓力腔。

作為對上述技術方案的細化，本發明并附加下述的兩個具體的技術方案：

閥座體位于支撐體的內側，在閥門裝配、壓緊后，閥座體的舌部的后側與支撐體之間以錐面相貼合；在支撐體上，均勻分布著數個從外圓上打入的、通向壓力腔的通孔。

閥座體位于支撐體的外側，在閥門裝配、壓緊后，閥座體的舌部的后側與支撐體之間以平面相貼合；