Q41Y金属硬密封浮动球阀设计规范

Q41Y金属硬密封浮动球阀设计规范本实用新型涉及一种球阀阀座的密封结构，包括球阀的阀体，阀体的进口、出口中分别安装有阀座，阀体腔内设有阀球，阀座与阀体之间设有压缩弹簧，使阀座的密封面与阀球弧面接触形成密封，阀座与阀体进、出口之间的间隙中设有密封结构，密封结构包括*密封圈、第二密封圈，其中*密封圈过盈配合在阀体的进、出口中，第二密封圈过盈配合在阀座的圆周面上，*密封圈位于第二密封圈的轴向外端面的外侧，所述*密封圈的内圈呈喇叭状，形成内锥面，喇叭状内锥面的小口端设有让位台阶，所述第二密封圈的外圈呈圆台，形成外锥面，圆台状外锥面的大口端设有让位台阶，外锥面紧贴在内锥面上形成密封。本实用新型密封效果好，使用寿命长。 球阀阀座的密封结构

本实用新型涉及阀门领域，特别涉及一种球阀阀座的密封结构。硬密封球阀开发初期，硬密封球阀球体密封面硬化主要采用镀硬铬、堆焊或氧乙炔焰喷焊工艺。经过长时间的实验、使用证明，采用镀硬铬、堆焊或氧乙炔焰喷焊工艺生产出来的硬密封球阀，要么硬化不佳，要么堆焊成本高，要么喷焊密封面容易出现裂纹。因此由于美国发明的超音速火焰喷涂工艺，形成的涂层致密耐磨且与基体结合强度高，尤其是涂层厚度很均匀，使得很少的机加工即可形成密封面，因此迅速被应用到硬密封球阀球体密封面的硬化。

硬密封球阀的密封原理是，钢球与阀座之间的密封力很难使金属阀座发生形变，因此，需要用更大推力来使球体压向阀座密封面，从而产生形变，达到钢球和阀座的契合。
化工行业，多晶硅行业中，介质不是由单一的气体或液体组成，其中混杂较多的固体颗粒。介质在经过硬密封球阀的时候会对阀座、球体、密封面有所冲刷或残留在密封面上，在硬密封球阀进行启闭时容易对硬密封球阀密封面造成破坏。

Q41Y金属硬密封浮动球阀设计规范特点：

金属硬密封球阀是我公司开发的高性能阀门。阀座采用板簧加载的金属密封结构，在高温下启闭轻松。球体及阀座采用特殊硬化处理，密封面不擦伤。球阀具有双向密封功能,大小口径均采用固定球结构(DN15～700mm)。

金属硬密封球阀主要特点：

（1）金属硬密封球阀采用偏心结构，在关闭过程中，阀座与球冷酷间的密封比压能迅速增加，从而确保了密封副的可靠密封。当阀门开启时，阀座与球体能迅速脱离，有效地减小了操作力矩，并使阀座表面与球面之间的控伤可能性降到*小。

（2）金属硬密封浮动球阀（如图）采用了弹性加载结构，在正常关闭情况下确保了球体密封面与阀座密封之间的接触，在高温工况下，能有效补偿内件受热膨胀，避免因高温而导致的卡阻，适合于中小口径高温使用场合。

（3）金属硬密封固定球阀除金属硬密封偏心球阀的偏心特点外，其它优点在此也具务，此外，它可双向使用，且不易在中腔沉积污物，根据用户工况条件，也可在中腔设置排污口。

（4）金属硬密封球阀的球体表面采用特殊硬化处理，阀座整体用特种硬质材料或局部堆焊硬质材料，确保密封副之间的有合适的硬度差。

（5）由于球体表面采用特殊的表面硬化处理，阀座采用堆焊硬质合金，所以在阀门的启闭过程中能很好经受介质冲刷，特别适合于固体颗粒和磨料介质。

（6）除球体表面和阀座表面的特殊表面处理外，在其它密封材料方面采用柔性石墨、金属缠绕式垫片等，故能用于高温、高压工况，并具耐火烧功能。

Q41Y金属硬密封浮动球阀设计规范主要零件及材质

【Q41Y金属硬密封浮动球阀设计规范背景技术】
球阀的阀座安装在阀体的进口、出口中，阀座与阀体进口、出口之间具有间隙，需用密封材料密封。目前球阀中使用的密封材料大多采用柔性石墨密封垫或“O”型密封圈。柔性石墨密封垫膨胀系数高，容易变形，其前期密封效果较好，随着柔性石墨密封垫的形变以及硬化，球阀在使用过程中，柔性石墨密封垫无法达到密封效果，球阀出现漏点现象，导致球阀无法正常工作，同时由于柔性石墨材质比较疏松，球阀在高压环境中使用时，柔性石墨密封垫容易被介质冲刷，球阀出现内漏，缩短阀门的使用寿命。“O”型密封圈的材质较软，形变后无法复原，同时“O”型密封圈容易硬化，硬化的O型密封圈无法达到密封效果，导致球阀无法正常工作，且“O”型密封圈的耐热工作温度为-20?160°C，无法满足球阀在更高温温度环境中使用的需求。

【Q41Y金属硬密封浮动球阀设计规范发明内容】
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种球阀阀座的密封结构，其密封效果好，操作简便，使用寿命长。本实用新型的技术方案是:一种球阀阀座的密封结构，包括球阀的阀体，阀体的进口、出口中分别安装有阀座，阀体腔内设有阀球，所述阀座与阀体之间设有压缩弹簧，使阀座的密封面与阀球弧面接触形成密封，所述阀座与阀体进、出口之间的间隙中设有密封结构，所述密封结构包括*密封圈、第二密封圈，其中*密封圈过盈配合在阀体的进、出口中，第二密封圈过盈配合在阀座的圆周面上，*密封圈位于第二密封圈的轴向外端面的外侧，所述*密封圈的内圈呈喇叭状，形成内锥面，喇叭状内锥面的大口端位于*密封圈的轴向内端面，喇叭状内锥面的小口端设有让位台阶，所述第二密封圈的外圈呈圆台，形成外锥面，圆台状外锥面的小口端位于第二密封圈的轴向外端面，圆台状外锥面的大口端设有让位台阶，外锥面紧贴在内锥面上形成密封。
所述*密封圈和第二密封圈采用聚四氟乙烯或对位聚苯材料制成。所述内锥面与*密封圈轴心线之间的夹角为。所述外锥面与第二密封圈轴心线之间的夹角为。
 金属硬密封的硬化工艺以及表面硬度，则决定了密封的可靠性和使用寿命。

    以上是根据上述行业应用归纳的五种常用金属硬密封硬化工艺：
    1、硬密封电动球阀体表面做斯泰莱堆焊硬质合金：
经过处理，硬度≥30HRC，球体表面堆焊硬质合金，优点：成本低。缺点：生产效率低，容易造成阀座大面积变形。
    2、球体表面镀硬铬工艺：
硬度≥55HRC，球体表面电镀厚度到达0.06～0.10mm，经过镀铬处理之后，球体硬度高、耐磨、耐蚀并能长期保持表面光洁度，工艺相对简单，成本较低。缺点：硬铬镀层的硬度在温度升高时会因其内应力的释放而迅速降低，其工作温度不能高于427℃。另外镀铬层结合力低，镀层易发生脱落。
    3、等离子氮化工艺，
表面硬度可达50～55HRC，氮化层厚度0.20～0.40mm，等离子氮化处理硬化工艺由于耐腐蚀性较差，不能在化工强腐蚀等领域使用。
    4、球体表面超音速喷涂工艺，
硬度*高可达60～70HRC，集合强度高，厚度0.3～0.4mm，超音速喷涂是球体表面硬化主要工艺手段。在火力发电厂、石油化工系统、煤化工领域的高粘性流体；带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体介质中大部分使用该硬化工艺。 超音速喷涂工艺是氧燃料燃烧产生高速气流加速粉末粒子撞击工件表面，形成致密表面涂层的一种工艺方法。在撞击过程中，由于粒子的速度较快（500～750m/s）且粒子温度较低（-3000℃），因此撞击工件表面后，可以获得高结合强度、低空隙率、低氧化物含量的涂层。
    HVOF的特点是合金粉末粒子速度超过音速，甚至是音速的2～3倍，气流速度是音速的4倍。 HVOF是一种新的加工工艺，喷涂厚度0.3～0.4mm，涂层与工件之间是机械结合，结合强度高（77MPa），涂层孔隙率低（＜1%）。该工艺对工件加热温度低（＜93℃），工件不变形，可进行冷喷涂。喷涂时，粉末粒子速度高（1370m/s），无热影响区，工件的成分和组织无变化，涂层硬度高，可进行机加工。
    5、喷焊是一种金属材料表面热喷涂处理工艺。

它是通过热源将粉末（金属粉末、合金粉末、陶瓷粉末均可）加热到熔融或达到高塑性状态后，依靠气流将其喷射，沉积到预先处理过的工件表面上，形成一层与工件表面（基材）结合牢固的涂（焊）层。 喷焊和堆焊硬化工艺中硬质合金与基体均具有熔融过程，硬质合金与基体集合处有热融区，为完全达到喷焊或堆焊硬质合金层性能，避免加工后焊接热融区为金属接触面，喷焊或堆焊硬质合金厚度需要大于3mm以上。

Q41Y金属硬密封浮动球阀设计规范采用上述技术方案:一种球阀阀座的密封结构,包括球阀的阀体，阀体的进口、出口中分别安装有阀座，阀体腔内设有阀球，所述阀座与阀体之间设有压缩弹簧，阀座可沿阀体的进、出口轴向移动，压缩弹簧轴向对阀座施力，使阀座的密封面与阀球弧面接触形成密封。所述阀座与阀体进、出口之间的间隙中设有密封结构，所述密封结构包括*密封圈、第二密封圈，其中*密封圈过盈配合在阀体的进、出口中，*密封圈轴向定位在阀体的进、出口中。第二密封圈过盈配合在阀座的圆周面上，第二密封圈轴向定位在阀座上，随阀座移动而移动。*密封圈位于第二密封圈的轴向外端面的外侧，所述*密封圈的内圈呈喇叭状，形成内锥面，喇叭状内锥面的大口端位于*密封圈的轴向内端面，喇叭状内锥面的小口端设有让位台阶，所述第二密封圈的外圈呈圆台，形成外锥面，圆台状外锥面的小口端位于第二密封圈的轴向外端面，圆台状外锥面的大口端设有让位台阶，外锥面紧贴在内锥面上形成密封，阀座与阀体进、出口之间的间隙中设置*、第二密封圈，加强了球阀的密封效果。在球阀的使用过程中，第二密封圈随着阀座轴向移动压入*密封圈，第二密封圈的外锥面膨大*密封圈，使*密封圈的外圈与阀体的进、出口贴合紧密；*密封圈的内锥面紧箍第二密封圈，使第二密封圈的内圈与阀座贴合紧密，密封效果更好，密封效果持续时间更长。
球阀在使用过程中，*密封圈和第二密封圈均具有密封效果，第二密封圈随阀座轴向移动，第二密封圈压入*密封圈中，第二密封圈的外锥面对*密封圈的内锥面施力，使*密封圈膨胀，*密封圈的外圈与阀体的进、出口贴合更加紧密，同时*密封圈的内锥面对第二密封圈的外锥面施加反作用力，使第二密封圈压缩，第二密封圈的内圈与阀座贴合更加紧密，实现更好、更持久的密封效果。聚四氟乙烯或对位聚苯材料制成的密封圈具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、高润滑不粘性和良好的抗老化性，对球阀实现较好、持久的密封作用。

【Q41Y金属硬密封浮动球阀设计规范权利要求】
一种球阀阀座的密封结构，包括球阀的阀体阐述了金属密封球阀密封面不同硬度处理技术所选的刀具及加工工艺方法,介绍了金属密封球阀球体表面磨削常用的展成法及范成法原理及其特点,介绍了金属密封球阀密封副机床配研及超精密磨床珩磨配研的加工过程和操作方法。