硬密封球閥閥座改進(jìn)方案本實(shí)用新型涉及一種硬密封球閥閥座的密封結(jié)構(gòu)，包括球閥的閥座和閥球，閥座與閥球弧面接觸的密封面為內(nèi)凹圓弧，所述閥座密封面的內(nèi)凹圓弧上設(shè)有多個(gè)開口朝向閥球的環(huán)形凹槽，這些環(huán)形凹槽將閥座密封面分成幾個(gè)不相連的密封段，所述環(huán)形凹槽的橫截面為V形直角凹槽，所述V形直角凹槽的一槽壁與閥座軸心線平行，另一槽壁與閥座軸心線垂直，各V形直角凹槽槽口的轉(zhuǎn)角形成刮垢刃。本實(shí)用新型降低了球閥的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，防止垢層影響密封效果，延長(zhǎng)了球閥的使用壽命。
本實(shí)用新型涉及閥門領(lǐng)域，特別涉及一種硬密封球閥閥座的密封結(jié)構(gòu)。球閥被廣泛的應(yīng)用在各大領(lǐng)域，球閥按照密封可分為軟密封球閥和硬密封球閥兩種。金屬硬密封球閥目前金屬硬密封球閥球體表面常用的硬化工藝主要有以下幾種：
1、球體表面堆焊（或噴焊）硬質(zhì)合金，硬度可達(dá)40HRC以上，球體表面堆焊硬質(zhì)合金工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且大面積堆焊易使零件產(chǎn)生變形，目前對(duì)球體表面硬化的工藝使用較少。
2、球體表面鍍硬鉻，硬度可達(dá)60～65HRC，厚度0.07～0.10mm，鍍鉻層硬度高、耐磨、耐蝕并能長(zhǎng)期保持表面光亮，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低。但硬鉻鍍層的硬度在溫度升高時(shí)會(huì)因其內(nèi)應(yīng)力的釋放而迅速降低，其工作溫度不能高于427℃。另外鍍鉻層結(jié)合力低，鍍層易發(fā)生脫落。 3、球體表面采用等離子氮化，表面硬度可達(dá)60～65HRC，氮化層厚度0.20～0.40mm，等離子氮化處理硬化工藝由于耐腐蝕性較差，不能在化工強(qiáng)腐蝕等領(lǐng)域使用。
4、球體表面超音速噴涂工藝，硬度高可達(dá)70～75HRC，集合強(qiáng)度高，厚度0.3～0.4mm，超音速噴涂是球體表面硬化主要工藝手段。在火力發(fā)電廠、石油化工系統(tǒng)、煤化工領(lǐng)域的高粘性流體；帶粉塵及固體顆粒狀的混合流體、強(qiáng)腐蝕的流體介質(zhì)中大部分使用該硬化工藝。 
【硬密封球閥閥座改進(jìn)方案背景技術(shù)】
目前硬密封球閥的閥座與閥球之間的密封面局限于斜面密封、點(diǎn)密封、以及弧面密封，這三種類型的密封結(jié)構(gòu)分別具有如下缺陷:
斜面密封:是球閥較多采用的一種密封形式，球閥閥座的斜面垂直于閥球的圓弧面，閥座斜面上的一條密封線與閥球圓弧面接觸起密封作用，斜面密封結(jié)構(gòu)為線密封，密封效果較好，但閥座斜面與閥球圓弧面之間存在夾角，閥球在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，夾角處極易進(jìn)渣，導(dǎo)致線密封不嚴(yán)，縮短了球閥的使用壽命。
點(diǎn)密封:球閥閥座的密封點(diǎn)與閥球接觸，形成點(diǎn)密封，但此類密封結(jié)構(gòu)的閥座與閥球?yàn)辄c(diǎn)接觸，密封面積太小，在高壓環(huán)境中使用時(shí)，密封點(diǎn)極易被沖刷，使用壽命較短。
弧面密封:球閥閥座的密封面設(shè)置為與閥球圓弧面對(duì)應(yīng)的弧面，是*較好的一種密封結(jié)構(gòu)，其密封效果較好，但此類密封結(jié)構(gòu)，由于閥座密封面與閥球弧面接觸積過(guò)大，閥球在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，扭矩較大，轉(zhuǎn)動(dòng)較為困難，不便使用；同時(shí)此類弧面密封結(jié)構(gòu)只有一個(gè)密封面，一旦密封面受損，就無(wú)法保證球閥的密封效果，降低了球閥的使用壽命。 
硬密封球閥閥座改進(jìn)方案硬密封球閥球體和閥座硬化注意問(wèn)題：
金屬硬密封球閥閥球和閥座材料一般都選擇不銹鋼或耐腐蝕材料，否則硬質(zhì)合金與閥座（或閥球）結(jié)合層容易被介質(zhì)腐蝕，發(fā)生硬質(zhì)合金層脫落，影響球閥壽命。
另外針對(duì)不同的閥座（或閥球）材料應(yīng)選擇合適的硬化工藝，在煤化工領(lǐng)域中雙相不銹鋼材料被廣泛使用，雙相不銹鋼材料具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。雙相不銹鋼材料是一種既具有鐵素體又具有奧氏體組織結(jié)構(gòu)的鋼種，鐵素體和奧氏體組織結(jié)構(gòu)各占約50%，且二相組織是獨(dú)立存在的，其性能特點(diǎn)是兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特性。在鐵素體不銹鋼特性中，當(dāng)溫度在400～500℃范圍內(nèi)，長(zhǎng)時(shí)間保溫會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的脆化，這種現(xiàn)象一般稱為475℃脆化；溫度超過(guò)400～500℃時(shí)，雙相不銹鋼性能會(huì)被破壞。
雙相不銹鋼材料若采用噴焊或堆焊硬質(zhì)合金工藝方法，該工藝硬質(zhì)合金和基體發(fā)生融溶過(guò)程（溫度一般均大于900℃），會(huì)破壞雙相不銹鋼材料的金相組織，故雙相不銹鋼材料不適合用噴焊（或堆焊）硬質(zhì)合金的硬化工藝。雙相不銹鋼材料表面硬化工藝適合使用超音速噴涂工藝，硬化工藝必須保證不能對(duì)雙相不銹鋼材料基體金相組織產(chǎn)生破壞。
【硬密封球閥閥座改進(jìn)方案發(fā)明內(nèi)容】
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硬密封球閥閥座的密封結(jié)構(gòu)，降低了球閥的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，防止垢層影響密封效果，延長(zhǎng)了球閥的使用壽命。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種硬密封球閥閥座的密封結(jié)構(gòu)，包括球閥的閥座和閥球，閥座與閥球弧面接觸的密封面為內(nèi)凹圓弧，所述閥座密封面的內(nèi)凹圓弧上設(shè)有多個(gè)開口朝向閥球的環(huán)形凹槽，這些環(huán)形凹槽將閥座密封面分成幾個(gè)不相連的密封段，所述環(huán)形凹槽的橫截面為V形直角凹槽，所述V形直角凹槽的一槽壁與閥座軸心線平行，另一槽壁與閥座軸心線垂直，各V形直角凹槽槽口的轉(zhuǎn)角形成刮垢刃。
所述V形直角凹槽平行于閥座軸心線的槽壁高為24 mm。
所述V形直角凹槽垂直于閥座軸心線的槽壁高為24mm。
所述V形直角凹槽的數(shù)量至少為兩個(gè)。
所述閥座的軸向端面與相鄰密封段的相交部形成刮垢刃。  硬密封球閥閥座改進(jìn)方案
采用上述技術(shù)方案:一種硬密封球閥閥座的密封結(jié)構(gòu),包括球閥的閥座和閥球，閥座與閥球弧面接觸的密封面為內(nèi)凹圓弧，閥座的密封面與閥球弧面接觸形成弧面密封，具有弧面密封類球閥密封效果較好的優(yōu)點(diǎn)。所述閥座密封面的內(nèi)凹圓弧上設(shè)有多個(gè)開口朝向閥球的環(huán)形凹槽，這些環(huán)形凹槽將閥座密封面分成幾個(gè)不相連的密封段，所述環(huán)形凹槽的橫截面為V形直角凹槽，這些V形直角凹槽減少了球閥閥座與閥球的接觸面積，降低了閥門的扭矩，方便球閥使用，閥座密封面被分成幾個(gè)不相連的密封段，每個(gè)密封段分別與閥球接觸形成密封，即使有密封段損壞、變形，使得該密封段與閥球密封不嚴(yán)，余下的密封段也能有效保證閥球良好的密封性。所述V形直角凹槽的一槽壁與閥座軸心線平行，另一槽壁與閥座軸心線垂直，各V形直角凹槽槽口的轉(zhuǎn)角形成刮垢刃，球閥的閥球在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，閥球弧面上粘附介質(zhì)形成的垢層通過(guò)刮垢刃被刮去，避免了垢層轉(zhuǎn)移至弧面與密封段之間的間隙中，防止介質(zhì)泄漏，有效延長(zhǎng)閥球的使用壽命。
所述V形直角凹槽的數(shù)量至少為兩個(gè)，至少兩個(gè)V形直角凹槽能保證分隔出的密封段數(shù)量至少為三個(gè)，當(dāng)密封段數(shù)量為三個(gè)時(shí)，處于兩端的密封段與閥球接觸形成密封，位于中間的密封段與球閥弧面接觸，而不與介質(zhì)接觸，能顯著延長(zhǎng)球閥的使用壽命，并保證球閥具有良好的密封效果。 |
