[实用新型]耐磨球阀中的阀座组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种球阀，特别涉及耐磨球阀中的阀座组件。

技术背景

根据应用情况的不同，球阀的结构根据球体的安装方式大致可以分成三大类：浮动球、半浮动球和固定球。浮动球和半浮动球的球阀大体适用于介质压力不高、管道通径不大的场合。

在浮动球球阀中，阀座既是一个与球体密封的密封件，也是一个支承球体重量和阀门关闭时介质压差的作用力并使球体定位在阀体中央的支承件。半浮动球球阀球体的重量则由球体上、下的支承板承载。在固定球球阀中，球体的上下两个轴放在阀体中的轴承内，球体承受的压差和球体的重量由轴承来支承。

随介质温度的不同，阀座一般可以使用非金属材料(常用聚合物)制成，称之为软密封球阀；也可以使用金属材料制成，称之为硬密封球阀。

在各种工业的输送固体物料的工艺流程中经常会遇到利用气体或液体输送颗粒或磨料性粉尘(例如：粉煤灰、水泥)等情况。尽管这些使用场合中的大部分介质的压力不高、且常常是常温，但是介质中的磨料的硬度往往很高，而且它们的直径很小，足以进入到任何材料制成的阀座和球体之间的密封副中。

浮动球和半浮动球结构球阀的阀座，与阀体、球体之间是依靠阀体夹紧时非金属材料(软密封)阀座弹性变形产生的弹性力或金属材料(硬密封)阀座后的弹性垫或弹性元件的弹性力形成密封比压的。软、硬密封的固定球球阀的阀座与球体之间是靠阀座背后的弹性元件的弹性力把阀座推向球体，形成所需的密封比压的。

软密封阀座的材料基本使用聚合物制成，它们的缺点是既不耐磨损、弹性变形范围也小，也就是说阀座磨损后能够用于补偿阀座弹性力降低的弹性变形量小。

对于硬密封的球阀，存在下述的问题：

1.即使在硬密封球阀的球体和阀座的表面喷涂了硬度高达70HRC左右的碳化钨材料，但是对于那些含有硬度非常高的磨料性介质，例如气体输送硅粉的工况，球面和阀座的密封副与介质之间并没有什么大的硬度差，球体和阀座也会很快磨损掉；

2.受喷涂工艺条件、制造加工工艺和成本等影响，球体表面和阀座表面涂层的硬化层的厚度不可能很厚，球体和阀座的耐磨程度受到限制；

3.转动时与阀座有90°角度范围宽的接触面、且硬度相对高的球体表面，同密封面宽度相对狭、硬度较低的阀座表面相摩擦，其结果必然是阀座的磨损率远高于球面，造成密封副在某一位置上出现缝隙。阀门关闭时，在流体压差的作用下流体流过缝隙处的流速变大，高速的流体夹着介质中的磨料冲蚀和冲刷缝隙四周部位的球体和阀座，致使阀门的使用寿命很快降低。在上游球体和阀座受到损坏的同时，处在缝隙下游的阀体也受到强烈的冲蚀和冲刷，严重的冲蚀和冲刷甚至可以在阀体上打出穿孔。

尽管软、硬密封的固定球球阀的背后的弹性元件有大的补偿阀座磨损的能力，但是如无其它合适的措施，则阀座涂层的硬度和厚度对于硬度较高的磨料性介质也是无能为力。

为了延长阀门的使用寿命，人们常常把解决问题的重点放在为软密封球阀的阀座选用更耐磨的聚合物上，或者对硬密封球阀的球体和阀座的表面进行各种硬化处理，提高它们的表面硬度，以增加耐磨性和耐冲蚀、冲刷性。实践证明这些解决方法的效果不很理想。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种耐磨球阀中的阀座组件，它通过减摩(通过减小摩擦力来减小磨损)和在阀座密封面磨损的同时给予大的磨损补偿量的双重措施来大大延长球阀的使用寿命。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，提供一种耐磨球阀的阀座组件，所述耐磨球阀包括分别具有一圆柱形通道的、通过若干连接件互相配合连接的两阀体，一安装在两阀体内腔里的、中间有一中心通道的球体；所述两阀体的内腔与各通道交界处分别形成有一阶梯孔，所述各阶梯孔分别包括一靠近通道中心线的小孔和远离通道中心线的大孔；所述阀座组件共有两组，分别安装在两阀体的各通道的阶梯孔里，每组阀座组件包括：设置在通道阶梯孔的大孔里的一圆环形阀座，所述阀座的球形密封面与所述球体的密封面接触；所述阀座的球形密封面上沿圆周方向开设至少一条润滑槽，所述润滑里储存润滑脂；以及设置在通道阶梯孔的小孔里的一圆环形衬套，它由耐磨材料制造，所述衬套的外径表面覆盖所述软体弹性材料的内径表面和所述阀座的内径表面；所述衬套具有面对球体并与球体表面相同的球形密封面；所述衬套的轴向外端分布着至少两条凹槽，所述凹槽的深度小于通道阶梯孔的小孔的高度；当利用连接件将两阀体相对固定时，所述衬套的球形密封面与所述球体表面之间有微小间隙；当球阀启闭或全关时，所述球体与下游侧衬套的球形密封面接触。