鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，廣泛應(yīng)用于PTA裝置中，屬于儀表控制領(lǐng)域。其包括右閥體和左閥體，右閥體內(nèi)設(shè)有閥球，閥球上端通過(guò)平鍵和花鍵連接傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上端伸出右閥體。傳動(dòng)軸和右閥體之間設(shè)有上密封填料，上密封填料通過(guò)右閥體上端連接的上密封蓋密封。閥球下端連接從動(dòng)軸，右閥體下端通過(guò)螺栓連接頂桿裝置，頂桿裝置上端頂緊從動(dòng)軸，閥球和右閥體、左閥體之間分別設(shè)有一個(gè)密封組件。本發(fā)明通過(guò)高溫蒸汽沖洗口防止了介質(zhì)在內(nèi)壁堆積，傳動(dòng)軸與閥球采用花鍵、平鍵雙重傳動(dòng)連接結(jié)構(gòu)，閥球頂桿裝置方便調(diào)節(jié)閥球上下位置并減輕了閥球自重對(duì)閥座的擠壓。
【專利說(shuō)明】鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，廣泛應(yīng)用于PTA裝置中，屬于儀表控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]PTA (精對(duì)苯二甲酸)是非常重要的大宗有機(jī)原料之一，廣泛應(yīng)用于化纖、輕工、電子、建筑等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面，與人民生活水平的高低密切相關(guān)。PTA為石油的下端產(chǎn)品。石油經(jīng)過(guò)一定的工藝過(guò)程生產(chǎn)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(duì)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(jìn)劑的作用下經(jīng)空氣氧化(氧氣占35%~33%)后生成粗對(duì)苯二甲酸，對(duì)粗對(duì)苯二甲酸進(jìn)行加氫精制，去除雜質(zhì)，再經(jīng)結(jié)晶、分離、干燥等環(huán)節(jié)后即生成PTA成品。此工藝路線溫度高(≤200°C)，壓力高(2.5~8.0Mpa)，且含溴離子的濃醋酸腐蝕性極強(qiáng)，多年研究結(jié)果表明，能夠抵抗這種工況的最實(shí)用的材料是鈦。鈦材具有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕和耐壓性好等突出優(yōu)點(diǎn)。因此，由鈦材制造的各種反應(yīng)器在PTA裝置中使用非常廣泛，而閥門(mén)作為重要的控制元件在該行業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用更是不可或缺的部件。
[0003]鈦合金價(jià)格昂貴，制造工藝復(fù)雜，由鈦合金制造的閥球及閥座難以通過(guò)熱處理實(shí)現(xiàn)其硬度提高，目前大多廠家通過(guò)氮化來(lái)提高其表面硬度，但現(xiàn)有真空氮化工藝厚度為
0.03-0.05mm，硬度HRC50-55，氮化溫度700°C左右，表面易變形，并且后續(xù)加工難以保證氮化層厚度，耐磨損能力有限。閥門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中的漿料經(jīng)過(guò)結(jié)晶工藝，在閥腔容易產(chǎn)生積料，導(dǎo)致閥門(mén)無(wú)法打開(kāi)或關(guān)閉。普通的球閥結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)軸與閥球之間的傳動(dòng)精度及可靠性差，閥球安裝時(shí)的上下位置無(wú)法精確保證，較大口徑閥門(mén)的閥球自重會(huì)增加對(duì)閥座的擠壓磨損，進(jìn)而影響閥門(mén)的運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)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。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)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(cè)端面通過(guò)螺栓連接左閥體，其特征是:右閥體內(nèi)設(shè)有閥球，閥球上端通過(guò)平鍵和花鍵連接傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上端伸出右閥體。傳動(dòng)軸和右閥體之間設(shè)有上密封填料，上密封填料通過(guò)右閥體上端連接的上密封蓋密封。閥球下端連接從動(dòng)軸，右閥體下端通過(guò)螺栓連接頂桿裝置，頂桿裝置上端頂緊從動(dòng)軸，閥球和右閥體、左閥體之間分別設(shè)有一個(gè)密封組件。
[0006]進(jìn)一步的，頂桿裝置包括下密封罩，下密封罩內(nèi)設(shè)有頂桿，頂桿和下密封罩之間設(shè)有下密封填料。
[0007]進(jìn)一步的，閥球和傳動(dòng)軸之間設(shè)有定位環(huán)。
[0008]進(jìn)一步的，右閥體和傳動(dòng)軸之間設(shè)有上襯套。所述上襯套采用新型耐熱、耐磨兩相鈦合金TCll材料制成。
[0009]進(jìn)一步的，右閥體和從動(dòng)軸之間設(shè)有下襯套。所述下襯套采用新型耐熱、耐磨兩相鈦合金TCll材料制成。
[0010]進(jìn)一步的，右閥體外表面上設(shè)有兩個(gè)高溫蒸汽沖洗口，兩個(gè)高溫蒸汽沖洗口沿著右閥體水平中心線上下對(duì)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。。
[0011]進(jìn)一步的，上密封填料下端設(shè)有套裝在傳動(dòng)軸上的防沖出環(huán)。
[0012]進(jìn)一步的，傳動(dòng)軸與閥球采用平鍵、花鍵的雙重傳動(dòng)連接結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步的，所述閥球采用新型耐熱、耐磨兩相鈦合金TCll材料制成。閥球和閥座表面采用PVD表層涂覆TIN處理工藝。
[0014]本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、右閥體外部設(shè)有上下兩個(gè)高溫蒸汽沖洗口，防止閥腔積料導(dǎo)致閥門(mén)無(wú)法打開(kāi)或關(guān)
閉；
2、右閥體底部裝了頂桿裝置，通過(guò)此裝置支撐球體，可很方便的調(diào)節(jié)閥球位置，減輕了球體自重對(duì)閥座產(chǎn)生的擠壓，可延長(zhǎng)閥球、閥座的使用壽命3倍以上；
3、傳動(dòng)軸與閥球采用花鍵、平鍵的雙重傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，此傳動(dòng)結(jié)構(gòu)提高了傳動(dòng)軸與閥球的傳動(dòng)精度及可靠性；
4、傳動(dòng)軸與閥球軸孔采用半圓環(huán)來(lái)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(zhì)選用TClI，具有較高的室溫、高溫拉伸和蠕變強(qiáng)度，具有良好的工藝性能，適合各種形式的機(jī)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(dá)0.005)，同時(shí)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(mén)啟閉時(shí)間<5S，滿足快速切斷的要求。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為右閥體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為球閥與傳動(dòng)軸連接半剖圖。
[0018]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-傳動(dòng)軸、2-上密封填料、3-防沖出環(huán)、4-右閥體、5-左閥體、6-上襯套、7-金屬纏繞墊、8-定位環(huán)、9-平鍵、10-閥球、11-閥座、12-高負(fù)載蝶簧、13-0型密封圈、14-下襯套、15-從動(dòng)軸、16-頂桿裝置、17-高溫蒸汽沖洗口、18-花鍵、19-上密封蓋、20-下密封罩、21-下密封填料、22-頂桿。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述:
如圖1所示，本發(fā)明主要包括右閥體4和左閥體5，右閥體4左側(cè)端面通過(guò)螺栓連接左閥體5。右閥體4和左閥體5之間設(shè)有用于密封的金屬纏繞墊7。
[0020]如圖3所示，右閥體4內(nèi)設(shè)有閥球10，閥球10上端通過(guò)平鍵9和花鍵18連接傳動(dòng)軸1，傳動(dòng)軸I上端伸出右閥體4。傳動(dòng)軸I和右閥體4之間設(shè)有上密封填料2，上密封填料2通過(guò)右閥體4上端連接的上密封蓋19密封。上密封填料2下端設(shè)有套裝在傳動(dòng)軸I上的防沖出環(huán)3，防止上密封填料2脫落。所述右閥體4和傳動(dòng)軸I之間設(shè)有上襯套6。所述閥球10和傳動(dòng)軸I之間設(shè)有定位環(huán)8。
[0021]所述閥球10下端連接從動(dòng)軸15，右閥體4下端通過(guò)螺栓連接頂桿裝置16，頂桿裝置16上端頂緊從動(dòng)軸15。所述右閥體4和從動(dòng)軸15之間設(shè)有下襯套14。
[0022]所述頂桿裝置16包括下密封罩20，下密封罩20內(nèi)設(shè)有頂桿22，頂桿22和下密封罩20之間設(shè)有下密封填料21。
[0023]所述閥球10和右閥體4、左閥體5之間分別設(shè)有一個(gè)密封組件，密封組件包括閥座11，閥座11后端設(shè)有高負(fù)載蝶簧12。所述閥座11外圈設(shè)有O型密封圈13。
[0024]如圖2所示，所述右閥體4外表面上設(shè)有兩個(gè)高溫蒸汽沖洗口 17，兩個(gè)高溫蒸汽沖洗口 17沿著右閥體4水平中心線上下對(duì)稱。高溫蒸汽沖洗口 17的中心線與右閥體4垂直中心線的夾角為45°。
[0025]所述閥球采用耐熱(達(dá)500°C)、耐磨兩相鈦合金TCll材料制作。所述閥球與閥座表面采用PVD (物理氣象沉積技術(shù))表層涂覆TIN處理工藝。所述傳動(dòng)軸表面采用研磨加高頻擠壓工藝。所述上、下襯套采用TCll材料制作。
[0026]本發(fā)明工作原理如下:
本發(fā)明采用高溫蒸汽沖洗結(jié)構(gòu)，利用右閥體上的高溫蒸汽沖洗口對(duì)球閥閥體內(nèi)腔進(jìn)行沖洗，防止介質(zhì)在內(nèi)壁堆積。本發(fā)明傳動(dòng)軸與閥球采用花鍵、平鍵的雙重傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，提高了傳動(dòng)軸與閥球的傳動(dòng)精度及可靠性。本發(fā)明傳動(dòng)軸與閥球軸孔采用定位環(huán)來(lái)徑向定位，消除花鍵加工收尾部分與閥球軸孔配合間隙，保證配合定位的可靠性。本發(fā)明右閥體底部安裝了頂桿裝置，通過(guò)此裝置支撐閥球，可很方便的調(diào)節(jié)閥球位置，同時(shí)減輕了閥球自重對(duì)閥座產(chǎn)生的擠壓。本發(fā)明閥球材質(zhì)選用TC11，具有較高的室溫、高溫拉伸和蠕變強(qiáng)度，具有良好的工藝性能，適合各種形式的機(jī)加工。本發(fā)明閥球與閥座表面采用PVD表層涂覆TIN處理工藝。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，包括右閥體(4)和左閥體(5 )，右閥體(4)左側(cè)端面通過(guò)螺栓連接左閥體(5)，其特征是:右閥體(4)內(nèi)設(shè)有閥球(10)，閥球(10)上端通過(guò)平鍵(9 )和花鍵(18 )連接傳動(dòng)軸(I)，傳動(dòng)軸(I)上端伸出右閥體(4);傳動(dòng)軸(I)和右閥體(4)之間設(shè)有上密封填料(2)，上密封填料(2)通過(guò)右閥體(4)上端連接的上密封蓋(19)密封；閥球(10)下端連接從動(dòng)軸(15)，右閥體(4)下端通過(guò)螺栓連接頂桿裝置(16)，頂桿裝置(16)上端頂緊從動(dòng)軸(15)，閥球(10)和右閥體(4)、左閥體(5)之間分別設(shè)有一個(gè)密封組件。
2.如權(quán)利要求1所述的鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，其特征是:所述頂桿裝置(16)包括下密封罩(20)，下密封罩(20)內(nèi)設(shè)有頂桿(22)，頂桿(22)和下密封罩(20)之間設(shè)有下密封填料(21)。
3.如權(quán)利要求1所述的鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，其特征是:所述閥球(10)和傳動(dòng)軸(I)之間設(shè)有定位環(huán)(8 )。
4.如權(quán)利要求1所述的鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，其特征是:所述右閥體(4)和傳動(dòng)軸(I)之間設(shè)有上襯套(6);所述上襯套(6)采用鈦合金TCll材料制成。
5.如權(quán)利要求1所述的鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，其特征是:所述右閥體(4)和從動(dòng)軸(15)之間設(shè)有下襯套(14);所述下襯套(14)采用鈦合金TCll材料制成。
6.如權(quán)利要求1所述的鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，其特征是:所述右閥體(4)夕卜表面上設(shè)有兩個(gè)高溫蒸汽沖洗口(17)，兩個(gè)高溫蒸汽沖洗口(17)沿著右閥體(4)水平中心線上下對(duì)稱；高溫蒸汽沖洗口(17)的中心線與右閥體(4)垂直中心線的夾角為45°。
7.如權(quán)利要求1所述的鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，其特征是:所述上密封填料(2 )下端設(shè)有套裝在傳動(dòng)軸(I)上的防沖出環(huán)(3 )。
8.如權(quán)利要求1所述的鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，其特征是:所述傳動(dòng)軸(I)與閥球(10)采用平鍵(9)、花鍵(18)的雙重傳動(dòng)連接結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所述的鈦合金零泄漏金屬密封快切球閥，其特征是:所述閥球(10)采用鈦合金TCll材料制成。
【文檔編號(hào)】F16K5/20GK103591328SQ201310589260
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】陳彥, 史強(qiáng)修, 陳忠鑫, 鐘偉 申請(qǐng)人:無(wú)錫智能自控工程股份有限公司