新型鑄鋼兩片式軟密封固定球閥的制作方法

本發(fā)明涉及閥門的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種新型鑄鋼兩片式軟密封固定球閥。

背景技術(shù)：

我國(guó)的鑄鋼閥門產(chǎn)業(yè)，發(fā)展歷史悠久，企業(yè)眾多，但到目前也算不上是鑄鋼閥門產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)國(guó)，與國(guó)外同行相比，我們還有較大的差距。

行業(yè)產(chǎn)品配套供應(yīng)鏈不集中，高端鑄鋼閥門研發(fā)能力低，鑄鋼閥門行業(yè)制造技術(shù)以及工藝水平低等現(xiàn)象仍然存在，由于鑄鋼閥門行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，起到非常重要的作用，可以預(yù)見，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里，開發(fā)高參數(shù)和適應(yīng)各種工況條件的鑄鋼閥門的市場(chǎng)應(yīng)用前景更是非常廣闊。經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，市場(chǎng)上存在的基本都是一些低口徑磅級(jí)的鑄鋼固定球閥或鑄鋼浮動(dòng)球閥，高壓力大口徑鑄鋼固定球閥還是相對(duì)比較匱乏，而能夠適應(yīng)復(fù)雜工況要求且能夠防火的高壓力大口徑鑄鋼閥門更是比較匱乏。常規(guī)的鑄鋼球閥由于其自身的原因，通常采用蝶形彈簧來(lái)提供初始力。但是使用蝶形彈簧會(huì)使得閥門的整體力矩提高，并且長(zhǎng)時(shí)間的使用后蝶形彈簧性能會(huì)越來(lái)越差，從而進(jìn)一步提高閥門失效的比率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型鑄鋼兩片式軟密封固定球閥。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種新型鑄鋼兩片式軟密封固定球閥，包括鑄鋼閥體、鑄鋼閥蓋和閥桿，所述鑄鋼閥體和鑄鋼閥蓋通過(guò)螺母和螺栓固定連接，所述鑄鋼閥體內(nèi)設(shè)置有垂直于所述鑄鋼閥體軸線的球體；其特征在于：所述閥桿包括第一端和第二端，所述閥桿的第一端嵌入所述球體并與所述球體固定連接，所述閥桿的第二端嵌入齒輪箱并通過(guò)平鍵與齒輪箱連接；所述閥桿的第一端和第二端之間的部分從第一端自第二端的方向具有臺(tái)階狀漸變的直徑，所述閥桿套設(shè)在所述閥體上端的上軸承上，在所述齒輪箱與所述上軸承之間依次設(shè)置有頂法蘭和填料，所述填料填充滿所述頂法蘭與所述上軸承之間的間隙以及所述上軸承與閥桿外壁之間的間隙；所述頂法蘭與上軸承之間通過(guò)螺釘固定，所述頂法蘭與齒輪箱之間通過(guò)螺栓和螺母固定；所述球體與閥體之間設(shè)置有與球體球面貼合的軟閥座，所述軟閥座設(shè)置在金屬閥座上，所述金屬閥座與閥體之間設(shè)置有閥座彈簧，并且金屬閥座與閥體之間通過(guò)O形密封圈密封，并且所述金屬閥座與球體之間還設(shè)置有柔性石墨。

其中，所述填料與閥桿的側(cè)壁相接觸的表面上設(shè)置有多個(gè)O形密封圈，并且在所述頂法蘭、閥桿的側(cè)壁以及填料的結(jié)合處設(shè)置有石墨墊片，所述填料與閥桿的側(cè)壁相接觸的表面上還設(shè)置有防靜電彈簧和防靜電小球。

其中，所述閥桿的第一端上設(shè)置有防靜電彈簧，所述球體的壁上設(shè)置有排氣閥。

其中，所述球體底部的空腔中還設(shè)置有支撐板，所述支撐板通過(guò)彈性銷固定在閥體上，所述支撐板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有下軸承，所述球體的底部套設(shè)在所述下軸承內(nèi)，并且所述球體與所述支撐板之間設(shè)置有墊片。

其中，所述填料與上軸承的內(nèi)壁表面上端相接觸處設(shè)置有石墨墊片，所述填料與閥桿的臺(tái)階狀的接觸處設(shè)置有止推墊片。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的新型鑄鋼兩片式軟密封固定球閥具有以下有益效果：

本發(fā)明的新型鑄鋼兩片式軟密封固定球閥采用在金屬閥座與閥體之間設(shè)置閥座彈簧，通過(guò)彈簧提供初始預(yù)緊密封比壓，當(dāng)遭遇火災(zāi)時(shí)，軟閥座以及金屬閥座上的O形圈失效后通過(guò)閥座彈簧推動(dòng)金屬閥座與球體貼合，實(shí)現(xiàn)金屬硬密封作用，避免介質(zhì)的泄漏。本發(fā)明的兩片式軟密封固定球閥具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)流體阻力??；(2)密封性能好；(3)拆裝簡(jiǎn)便；(4)使用壽命長(zhǎng)；(5)適用于高壓力以及惡劣的工況；(6)具有防火、防靜電的功能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的新型鑄鋼兩片式軟密封固定球閥的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中球體與軟閥座以及硬閥座配合的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的新型鑄鋼兩片式軟密封固定球閥做進(jìn)一步的闡述，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例的新型鑄鋼兩片式軟密封固定球閥，包括鑄鋼閥體1、鑄鋼閥蓋12和閥桿23，鑄鋼閥體1和鑄鋼閥蓋12通過(guò)螺母13和螺栓14固定連接。所述鑄鋼閥體1內(nèi)設(shè)置有垂直于所述鑄鋼閥體1軸線的球體9。所述球體底部的空腔中設(shè)置有支撐板6，支撐板6通過(guò)彈性銷5固定在閥體1上，支撐板6的內(nèi)側(cè)設(shè)置有下軸承7，所述球體9的底部套設(shè)在所述下軸承7內(nèi)，并且所述球體9與所述支撐板6之間設(shè)置有墊片10。鑄鋼閥蓋12與閥體1的連接處通過(guò)O型圈11密封連接。所述閥桿23包括第一端和第二端，所述閥桿23的第一端嵌入所述球體9并與所述球體9固定連接，所述閥桿23的第二端嵌入齒輪箱22并通過(guò)平鍵25與齒輪箱22連接；所述閥桿23的第一端和第二端之間的部分從第一端自第二端的方向具有臺(tái)階狀逐漸變小的直徑，所述閥桿23套設(shè)在所述閥體9上端的上軸承39上，在所述齒輪箱22與所述上軸承39之間依次設(shè)置有頂法蘭20和填料18，所述填料18填充滿所述頂法蘭20與所述上軸承39之間的間隙以及所述上軸承39與閥桿23外壁之間的間隙。所述頂法蘭20與上軸承39之間通過(guò)螺釘28、29固定，所述頂法蘭20與齒輪箱22之間通過(guò)螺栓26和螺母27固定。如圖2所示，所述球體9與閥體1之間設(shè)置有與球體球面貼合的軟閥座33，所述軟閥座33設(shè)置在金屬閥座4上，所述金屬閥座4與閥體1之間設(shè)置有閥座彈簧32，并且金屬閥座4與閥體1之間通過(guò)O形密封圈3密封，所述金屬閥座4與球體9之間還設(shè)置有柔性石墨2。所述填料18與閥桿23的側(cè)壁相接觸的表面上設(shè)置有多個(gè)O形密封圈19，并且在所述頂法蘭20、閥桿23的側(cè)壁以及填料18的結(jié)合處設(shè)置有石墨墊片21，所述填料18與閥桿23的側(cè)壁相接觸的表面上還設(shè)置有防靜電彈簧36和防靜電小球35。所述填料18與上軸承39的內(nèi)壁表面上端相接觸處設(shè)置有石墨墊片30，所述填料18與閥桿23的臺(tái)階狀的接觸處設(shè)置有止推墊片31。所述閥桿的第一端上設(shè)置有防靜電彈簧36。正對(duì)著所述球體9的閥體1的底部設(shè)置有排污閥8，而所述閥體1的壁上還設(shè)置注油閥16、止回閥15和排氣閥37。本實(shí)施例的固定球閥，通過(guò)彈簧提供初始預(yù)緊密封比壓，當(dāng)遭遇火災(zāi)時(shí)，軟閥座以及金屬閥座上的O形圈失效后通過(guò)閥座彈簧推動(dòng)金屬閥座與球體貼合，實(shí)現(xiàn)金屬硬密封作用，避免介質(zhì)的泄漏。齒輪箱的力矩轉(zhuǎn)換可以使得本實(shí)施例的球閥可以單人輕易操作。具有臺(tái)階狀漸變直徑的閥桿在填料、頂法蘭以及齒輪箱的定位以及作用下，使得產(chǎn)品完全符合閥桿防吹出的安全設(shè)計(jì)要求。通過(guò)設(shè)置防靜電彈簧和防靜電小球，可以避免靜電打火點(diǎn)燃易燃介質(zhì)，確保特殊工況整體安全運(yùn)行。本實(shí)施例通過(guò)上軸承和下軸承的設(shè)計(jì)，能夠減少閥桿的摩擦力矩，可以保證閥桿長(zhǎng)期操作平穩(wěn)靈活，而且純扭矩的操作，也可以顯著提高閥門的使用壽命。

在本實(shí)施例中，采用鑄鋼的閥體和閥蓋，也可以有效的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。具體來(lái)說(shuō)，作為示例性地，所述鑄鋼具有如下組成：0.20～0.52wt％的C、0.30wt％以下的Si、3.8～5.5wt％的Mn、1.05～1.55wt％的Cu、2.8～3.5wt％的Cr、0.05～0.15wt％的Mo、0.05wt％以下的Al、0.03wt％以下的N、0.035wt％以下的P、0.035wt％以下的S、0.01～0.10wt％的V、0.01～0.10wt％的Ti，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)；鑄造成型后加熱至950～1050℃保溫1.5～3.0小時(shí)，然后水冷至120℃以下，進(jìn)而形成淬火馬氏體的組織結(jié)構(gòu)；之后在630～660℃保溫1.0～2.0小時(shí)，使得Mn和Cu的析出物的平均粒徑為0.10～0.20μm，得到由殘余奧氏體和回火馬氏體形成的組織結(jié)構(gòu)，并且所述殘余奧氏體的面積為2～10％的水平。所述鑄鋼中通過(guò)Mn和Cu的高含量引入，可以平衡以及減少Cr以及Mo的加入量，使得對(duì)于具有復(fù)雜幾何形狀的閥體和閥蓋也能獲得高淬透性和完全硬化，根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)(G65方法A)進(jìn)行耐磨損測(cè)試，損耗的體積為30.0～40.0mm³，顯示了優(yōu)異的耐磨性能。

在本實(shí)施例中，所述球體以鋼棒為原料，經(jīng)過(guò)球化退火、熱鍛成型和滲碳處理得到。所述鋼棒的元素組成為：0.35～0.55wt％的C、0.01wt％以下的Si、2.1～2.5wt％的Mn、0.15～0.90wt％的Al、0.30～1.50wt％的Cr、0.05～0.20wt％的Ti、0.035wt％以下的P、0.035wt％以下的S，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)；并且其中，Cr/Al的含量比為1.5～2.0，Cr、Al和Ti的含量滿足，1.2wt％≤2.5Al+1.8Ti+1.0Cr≤2.5wt％。其中，所述球化退火是指將鋼棒加熱到Ac1以上20～30℃，保溫3.0～5.0小時(shí)，然后隨爐緩慢冷卻，冷到500℃以下出爐空冷；可得到球狀珠光體組織，其中的滲碳體呈球狀顆粒，彌散分布在鐵素體基體上，從而有利于后續(xù)的熱鍛工藝，熱鍛工藝示例性地加熱溫度為1050～1150℃，然后在930～980℃的溫度，時(shí)間為3.0～5.0小時(shí)，碳勢(shì)為0.8％～1.0％的條件下進(jìn)行滲碳處理，然后利用淬火油進(jìn)行淬火(溫度為100～150℃)，然后在180～200℃回火處理2.0～3.0小時(shí)。本實(shí)施例的球體，通過(guò)控制鋼棒中Al、Ti和Cr的含量以及比例關(guān)系能夠抑制熱處理應(yīng)變以及晶粒粗大化，而且有利于提高滲碳層深度，可以獲得有效滲碳硬化層厚度為350μm，表層硬度為750Hv以上。所述球體不僅表面硬度高，而且轉(zhuǎn)動(dòng)疲勞性能優(yōu)異，經(jīng)過(guò)研磨后可以與金屬閥座形成可靠的硬密封作用。

對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，具體實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。