一種陶瓷金屬復(fù)合型球閥閥芯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于石油、化工、冶金、發(fā)電等行業(yè)中輸送管道內(nèi)的球閥閥芯，更具體講是一種通過在陶瓷球體中內(nèi)嵌金屬連接件構(gòu)成的陶瓷金屬復(fù)合型球閥閥芯。
【背景技術(shù)】
[0002]球閥質(zhì)量高低的關(guān)鍵在于密封副，密封副是由與閥軸2’ 一起旋轉(zhuǎn)的閥芯1’和帶有相配錐面或球面的閥座構(gòu)成的(圖1、2所示)。球閥按球體閥芯的安裝方式可分為固定球閥和浮動球閥，球閥按球體閥芯的形狀可分為0型、V型、全球閥和半球閥，球閥按閥座的材質(zhì)可分為硬密封球閥和軟密封(彈性密封)球閥。傳統(tǒng)球閥的球體閥芯多采用金屬材料制作，但由于金屬材料不耐腐蝕、磨損快，所以不適合腐蝕性強、磨損快的工況條件。近些年隨著工程陶瓷材料在閥門上的運用，陶瓷球閥應(yīng)運而生。陶瓷球閥是用工程陶瓷材料制作球體閥芯和閥座。由于工程陶瓷材料具有硬度高耐磨損、耐腐蝕的突出優(yōu)點，所以特別適用于腐蝕性強、磨損快的工況條件下。但因為工程陶瓷材料屬于脆性材料，其抗沖擊及抗應(yīng)力集中的能力相對較差，所以當輸送的介質(zhì)(氣、液體、渣漿等)中含有顆粒物料時，顆粒物料不可避免地會進入到球閥密封副的密封面之間出現(xiàn)夾渣現(xiàn)象，此時進行球閥開關(guān)作業(yè)時就需要加大開關(guān)的力量；同時，由于陶瓷材料制作的球體閥芯韌性差、容易碎，造成閥軸與球體閥芯的連接部位極易損壞，有時甚至帶來整個球體閥芯的損壞。為避免因夾渣造成的球體閥芯的損壞，也有人嘗試將金屬材料制作的球體閥芯上噴涂一層耐磨材料并加工研磨后與陶瓷材料制作的閥座組成一對密封副，但其耐磨性能和耐腐性能卻大打折扣。綜上所述，在使用過程中陶瓷球閥中球體閥芯與閥座的密封面之間的夾渣現(xiàn)象容易引起失效，已經(jīng)成為制約其廣泛使用的主要制約因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處而提供一種通過在陶瓷球體中內(nèi)嵌金屬連接件組合成陶瓷金屬復(fù)合型球閥閥芯。本發(fā)明既可發(fā)揮陶瓷材料的高硬度、耐磨損、耐腐蝕的優(yōu)點，又能克服傳統(tǒng)陶瓷球體閥芯韌性差易碎的缺點。本發(fā)明解決了在使用過程中因為密封面之間的夾渣現(xiàn)象而引起失效問題，為陶瓷球閥的推廣使用奠定了基礎(chǔ)。
[0004]本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn):
本發(fā)明的陶瓷金屬復(fù)合型球閥閥芯包括與球閥閥座組成密封副的與閥軸相連接的球閥本體；所述球閥本體是由設(shè)置有介質(zhì)流道的陶瓷球體和內(nèi)嵌于陶瓷球體中用于連接閥軸的金屬連接件構(gòu)成。
[0005]更具體說，本發(fā)明可通過下述具體技術(shù)方案來實現(xiàn):
本發(fā)明所述球閥本體包括作為介質(zhì)流道的陶瓷內(nèi)襯管、套裝在陶瓷內(nèi)襯管外的作為用于連接閥軸的金屬連接件的金屬管、套裝在金屬管外的與球閥閥座組成密封副的陶瓷球體，閥軸以與介質(zhì)流道相垂直的方式穿過陶瓷球體上加工出的槽孔與金屬管相結(jié)合。
[0006]本發(fā)明中所述球閥本體可以采用下述措施來實現(xiàn):所述球閥本體包括以相對扣合方式組拼在一起的加工有縱向介質(zhì)流道的左、右陶瓷半球體組成的陶瓷球體，作為用于連接閥軸的金屬連接件的環(huán)箍嵌裝在環(huán)繞左、右陶瓷半球體拼縫處加工出的環(huán)形凹槽內(nèi)，閥軸以與介質(zhì)流道相垂直的方式與環(huán)箍結(jié)合在一起。
[0007]本發(fā)明中所述球閥本體也可以采用下述措施來實現(xiàn):所述球閥本體包括以相對扣合方式組拼在一起的加工有縱向介質(zhì)流道的左、右陶瓷半球體組成的陶瓷球體，作為用于連接閥軸的金屬連接件的環(huán)箍嵌裝在左、右陶瓷半球體組拼面上加工出的環(huán)槽內(nèi)，且在所述環(huán)箍上設(shè)置有向外延伸至陶瓷球體外表面的用于連接閥軸的凸臺，所述凸臺垂直于介質(zhì)流道，閥軸與凸臺的外延端結(jié)合在一起。
[0008]本發(fā)明中所述球閥本體還可以采用下述措施來實現(xiàn):所述球閥本體包括以相對扣合方式組拼在一起的加工有縱向介質(zhì)流道的前、后陶瓷半球體組成的陶瓷球體，環(huán)繞介質(zhì)流道中段內(nèi)壁面加工有橫截面呈凸形結(jié)構(gòu)的環(huán)槽，在所述環(huán)槽內(nèi)由內(nèi)至外依次嵌裝有橫截面呈凸形結(jié)構(gòu)的作為用于連接閥軸的金屬連接件的環(huán)箍、以及陶瓷內(nèi)襯管(該陶瓷內(nèi)襯管可有可無，如不加裝該陶瓷內(nèi)襯管時截面呈凸形結(jié)構(gòu)的作為用于連接閥軸的金屬連接件的環(huán)箍的內(nèi)通徑與介質(zhì)流道內(nèi)徑相等。)；且所述陶瓷內(nèi)襯管的內(nèi)徑與介質(zhì)流道內(nèi)徑相等，軸向長度與所述環(huán)槽寬度相等；在所述環(huán)箍上對稱設(shè)置有向外延伸至陶瓷球體外表面的用于連接閥軸的凸臺，所述凸臺垂直于介質(zhì)流道，閥軸與凸臺的外延端結(jié)合在一起。
[0009]本發(fā)明中所述球閥本體還可以采用下述措施來實現(xiàn):所述球閥本體包括以相對扣合方式組拼在一起的加工有縱向中空柱腔的前、后陶瓷半球體組成的陶瓷球體，在縱向中空柱腔內(nèi)插裝有作為介質(zhì)流道的陶瓷內(nèi)襯管，在縱向中空柱腔的腔壁與陶瓷內(nèi)襯管的外壁之間加工有橫截面呈凸形結(jié)構(gòu)的環(huán)槽，在所述環(huán)槽內(nèi)嵌裝有橫截面呈凸形結(jié)構(gòu)的作為用于連接閥軸的金屬連接件的環(huán)箍，且所述環(huán)槽位于中空柱腔的中部；在所述環(huán)箍上對稱設(shè)置有向外延伸至陶瓷球體外表面的用于連接閥軸的凸臺，所述凸臺垂直于介質(zhì)流道，閥軸與凸臺的外延端結(jié)合在一起；所述環(huán)箍設(shè)置有一個或?qū)ΨQ設(shè)置有兩個向外延伸至陶瓷球體外表面的用于連接閥軸的凸臺；所述陶瓷內(nèi)襯管是由相對插裝的左、右陶瓷內(nèi)襯管組成，或是由一根整體結(jié)構(gòu)的陶瓷內(nèi)襯管組成。
[0010]本發(fā)明中所述介質(zhì)流道的截面形狀可以是0形或V形。
[0011]本發(fā)明的原理如下:
本發(fā)明中通過將用于連接閥軸的金屬連接件內(nèi)嵌于陶瓷球體中組合成陶瓷金屬復(fù)合型球閥閥芯，再與陶瓷材料的球閥閥座組配成一對密封副來使用，既可發(fā)揮陶瓷材料的高硬度、耐磨損、耐腐蝕的優(yōu)點，又能克服傳統(tǒng)陶瓷球體閥芯韌性差易碎的缺點。更具體講，在工作時介質(zhì)所產(chǎn)生的壓力以及由閥軸旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的扭矩都由金屬連接件來承受，有效避免了陶瓷球體出現(xiàn)局部受力或產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，也就避免了陶瓷球體的連接部位或整個球體閥芯的損壞。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明既可發(fā)揮陶瓷材料的高硬度、耐磨損、耐腐蝕的優(yōu)點，又能克服傳統(tǒng)陶瓷球體閥芯韌性差易碎的缺點。本發(fā)明解決了在使用過程中因為密封面之間的夾渣現(xiàn)象而引起失效問題，為陶瓷球閥的推廣使用奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0013]圖1是傳統(tǒng)球閥閥芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是圖1的左視圖。
[0015]圖1?圖2中的零件序號:1’、閥芯，2’閥軸。
[0016]圖3是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是圖3的A-A剖視圖。
[0018]圖5是圖3的俯視圖。
[0019]圖3?圖5中的零件序號:1_1、陶瓷球體，2-1、金屬連接件，3-1、陶瓷內(nèi)襯管。
[0020]圖6是本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7是圖6的B-B剖視圖。
[0022]圖8是圖6的俯視圖。
[0023]圖6?圖8中的零件序號:1-2-1、左陶瓷半球體，1-2-2、右陶瓷半球體，2-2、金屬連接件。
[0024]圖9是本發(fā)明實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖10是圖9的C-C剖視圖。
[0026]圖11是圖9的D-D剖視圖。
[0027]圖9?圖11中的零件序號:1-3_1、左陶瓷半球體，1-3-2、右陶瓷半球體，2-3、環(huán)雜，2-3-1、凸臺。
[0028]圖12是本發(fā)明實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖13是圖12的E-E剖視圖。
[0030]圖14是圖12的F-F剖視圖。
[0031]圖12?圖14中的零件序號:1-4-1、前陶瓷半球體，1-4-2、后陶瓷半球體，2-4、環(huán)箍，2_4_1、凸臺，3_4、陶瓷內(nèi)襯管。
[0032]圖15是本發(fā)明實施例五的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖16是圖15的G-G剖視圖。
[0034]圖17是圖15的H-H剖視圖。
[0035]圖15?圖17中的零件序號:1-5-1、前陶瓷半球體，1-5-2、后陶瓷半球體，2-5、環(huán)箍，2_5_1、凸臺，3_5_1、左陶瓷內(nèi)襯管，3_5_2、右陶瓷內(nèi)襯管。
[0036]圖18是本發(fā)明實施例六的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖19是圖18的M-M剖視圖。
[0038]圖20是圖18的N-N剖視圖。
[0039]圖18?圖20中的零件序號:1-5-1、前陶瓷半球體，1-5-2、后陶瓷半球體，2-5、環(huán)箍，2-5-1、凸臺，3-6、陶瓷內(nèi)襯管。
【具體實施方式】
[0040]本發(fā)明以下將結(jié)合實施例(附圖)作進一步描述:
如圖3?圖20所示，本發(fā)明的陶瓷金屬復(fù)合型球閥閥芯包括與球閥閥座組成密封副的與閥軸相連接的球閥本體；所述球閥本體是由設(shè)置有介質(zhì)流道的陶瓷球體和內(nèi)嵌于陶瓷球體中用于連接閥軸的金屬連接件構(gòu)成。
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