[发明专利]陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀

说明书

技术领域

本发明属于阀门，尤其是涉及到陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀方面的设计。

背景技术

闸阀主要是以设有流体通路的阀壳体和一相互用螺栓连接的阀盖构成，为了支持在启闭时接通和截流介质，需要用以使阀门在通道开启和关闭位置间动作的驱动螺杆以带动闸板在阀壳内作垂直的上下运动，螺杆穿出壳体，位于该阀的外部，由手轮或者是电动装置连接驱动。在确保流体通路的壁面与壳体外周之间的气密性，还需要有一对阀座，阀座为圆环状，其内周面在壳体中形成并伸出的圆形台阶在流体通路中心的两侧，在全闭时阀座与闸板的外周密接称着为阀座的密封面。

在阀的壳体中，阀座通常在伸出的台阶孔内为螺纹连接或者是和壳体相结合的焊接形成，并且在其密封面上堆焊成耐腐蚀的合金层，同样在闸板的两侧密封面上也有堆焊层类似合金，为了降低生产制造的成本，现在在很大程度上有人在伸出台阶的端面直接堆焊合金。密封面以壳体垂直中心向上约有单面为5°V形斜面可容纳闸板的开档位置，这种典型的大量使用于各种工业装置上的阀门名称定性为楔式闸阀。

在楔式闸阀中，为了适应高温和高压流体介质上，阀座或者闸板的密封需要有一个耐磨、耐腐蚀和硬度高的密封层，目前大多数为合金，但是即使是最好的合金如STL(一种钴基合金)，有时在高温和高压流体介质上使用效果也不理想，因为，金属材料的密封面除了摩擦磨损以外，还存在冲蚀和擦伤和粘着磨损，影响密封效果和使用寿命，因此，长期以来市场上使用的一断时间后就普遍存在着内现象且维修比较困难。所以，需要在提高阀座密封的耐磨、耐腐蚀和硬度上下功夫，到目前为止，一些提出了陶瓷为闸阀作为密封副的技术如下。

专利文献1：公告号CN100351561C，专利号：200410100929.8的“陶瓷闸阀”。特征是用陶瓷密封面组件取代普通闸阀的密封面，该组件由陶瓷密封面本体、锁紧器和密封填料组成，陶瓷密封面本体是用陶瓷材料制成的直角梯形截面的圆环，外侧为锥面，锁紧器呈环状，其内侧加工有一段与阀座及阀瓣相连接的螺纹，和一段与陶瓷密封面本体相配合的锥面，锁紧器将陶瓷密封面本体及填料压紧在阀座和阀瓣上。

公知的这种顶芯式的双闸板闸阀，由于零件多，密封结构复杂，只适合尺寸较大的比如电站上的高温高压闸阀情况下使用，通用程度并不高。然而，对于所指出的有两处密封填料，材料应该是如阀门中常用的柔性石墨，这样的填料只有在充分保护的情况下才能发挥其密封性能，尤其是锁紧器内螺纹的根部退刀槽的区域空间很小，能够正常放置填料是不现实的，但是，如果这个空间如果不能非常有效的封堵，会给流体泄漏留下极大的隐患，结果是阀门的密封很快就会失效。

发明内容

本发明可解决以上问题，目的是提供一种通用的“陶瓷闸板与金属弹性阀座密封的闸阀”(以下均称为闸阀)，弹性阀座与陶瓷闸板为柔性接触的设计可延长闸阀的寿命并长期保持阀门密封的可靠性，陶瓷闸板与金属弹性阀座的不同的材料可以降低相互间的磨损。

本发明以闸阀为前提，由阀壳体和阀盖等部件相连接的部分和弹性阀座与陶瓷阀瓣相接触在关闭阀门时可形成密堵流体的部分构成。以阀壳体水平线为中心是流体出入口的流道，在通道两侧台阶孔中各置配备有一弹性阀座，其中圆孤的一面与陶瓷闸板(以下称为闸板)的端面接触并形成严密的贴合成为闸阀的密封副。

弹性阀座是为已知的铬镍不锈钢材质，优选的为管材，密封端以外径向上为圆孤的起点和终点在其中心的大致90°上向外扩展，经加工卷曲成一圆孤状，与阀体相结合的是在通道环形槽中，从槽的平面和阀座的内径处用焊接的方式来固定，亦可采用过盈的装配，如滚压或者是用压力机缓缓压入的方式形成固定连接。

在阀的关闭状态下，这种结构的特征是：由于入口/出口作用在阀瓣上的正压力的不同(所述压力是指管道内介质的压力)，闸板向弹性阀座施压，作用力在以圆心为中心处的孤面上，在保证能够有足够的强度承受弯曲应力的情况下，这种俯于弹性的结合可以帮助获得较为理想的密封效果。

本发明者发现这样的事实，将所述弹性阀座的R槽形成特定的深度，并且使槽底位于特定的位置时，在闸阀的运行过程中，所得到内周面可以适当的变位，所以减小了阀体的转动转矩，更容易的与陶瓷闸板的密封面密接，因而容易防止液体泄漏。

在公知的一些结构陶瓷用于阀门作为密封面的成功的案例中，类似用于通用闸阀闸板的结构陶瓷尚未见报导，其最主要的问题是结构陶瓷脆性高，难以适应如该阀通常用是阀杆顶压在近类似于刚性闸板的密封面的接触方式来实现。

另外，有时候存在着管道内的气流脉动所激发的管道振动，也对陶瓷阀的密封件和正常使用构成巨大的威胁。