[发明专利]煤化工用双向硬密封球阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种球阀，特别涉及一种用于煤化工煤粉、飞灰、灰水、黑水、渣水等系统的煤化工用双向硬密封球阀。

背景技术

目前，煤化工中应用的德士古黑水、灰水、渣水系统装置，以及应用的壳牌煤粉、飞灰、灰水系统装置中所采用的密封球阀，通常采用的是各种品牌的进口“O”型硬密封切断球阀（有仪表硬密封切断球阀和工艺硬密封切断球阀），由于黑水、灰水、渣水、煤粉、飞灰、灰水系统装置中的流体介质含有大量的颗粒，且颗粒硬度普遍较高，基本上均为两相状态，甚致为气、液、固三相状态，流体介质在接触密封球阀时，球阀的球体表面会附着大量杂质颗粒，由于现有的硬密封球阀的阀座密封面一般为斜面直线密封，阀门在开关过程中球体与阀座的相对位移，使流体介质中的固体颗粒会大量的通过阀座斜面被带入球体密封面与阀座密封面之间，这些固体颗粒会加大球体密封面与阀座密封面的摩擦，损坏球体密封面和阀座密封面，在使用一段时间后阀门便出现内漏，且泄漏量随开关的次数不断增大，最终导致阀门密封失效。阀门密封失效后必须停产检修，由此影响整个系统运行和生产，直接造成严重经济损失。

又如，壳牌煤粉系统装置的工作原理是使用高压氮气（4.0Mpa以上）将煤粉通过管道送入指定反应炉进行反应的工艺。该系统要求球阀切断时的密封性能要达到Ⅵ级密封，但该系统通常采用的仍是各种品牌的进口“O”型硬密封仪表切断球阀，且阀门结构与渣水系统所使用的阀门结构相似（有的甚至是同一规格品牌的阀门）。由于煤粉系统中介质是高压氮气和煤粉，其煤粉对球体密封面和阀座密封面的磨损与渣水系统的原理相同，而高压氮气的穿透性强于高压水。当阀座密封面与球体密封面某一点被高压气体穿透，便会高速流动，对球体密封面和阀座密封面形成巨大的冲刷，很快便会将球体及阀座冲坏，造成密封失效。并且高流速气体会继续冲刷阀体，将阀体冲穿，造成整个系统停车，直接造成严重经济损失。

尽管，也有采用浮动球阀，但由于其球体为浮动球结构，球体与球杆分开，阀座与球体之间需设置聚四氟乙烯类高分子聚合材料的密封圈，密封圈材料相对较软，设计的密封比压较大，增加启闭扭矩，尤其是在中高压力的情况下使用时，其开关力矩非常大，所需配备的执行机构往往体积很大，不利于现场安装；并且由于球体为浮动球结构，当球体接受推力一方的推力增大时，球体另一方与阀座密封面的摩擦力增大，容易加快磨损，通常这类阀门在使用一段时间后，阀座密封面和球体密封面之间的拉伤情况严重；并且由于该浮动球阀为单向密封，对使用范围造成了极大地局限性。另外，该浮动球阀密封范围较小，球体与阀杆之间存在间隙，且该间隙在阀门的开关过程中不断增加，进而将造成阀门开关不到位，失去密封性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种煤化工用双向硬密封球阀，它采用球体与上阀杆和下定位轴为一体结构，在阀座设有与球体球面贴合的凹弧密封面，使凹弧密封面的弧长为阀座半径的15%～20%，球体半径为球体上所设流体通道半径的1.5～1.75倍，并在凹弧密封面和球体球面喷涂硬质合金层，既能够有效防止流体介质中的颗粒进入球体球面和阀座密封面之间，有能提高球体球面和阀座密封面耐磨性，延长球阀的使用寿命。

本发明的目的是这样实现的：包括上装式阀体、阀盖、阀座、球体，所述上装式阀体内腔的左、右通道口分别设置阀座，两个阀座之间设置球体，阀盖固定在阀体上端，所述球体与上阀杆和下定位轴为一体结构，上阀杆和下定位轴为同一轴心线，所述上装式阀体的内腔底部设有球体下定位轴的定位盲槽，球体的下定位轴插入阀体的定位盲槽中通过滑动轴承可转动地与阀体配合，球体的上阀杆穿过阀盖外伸，且通过滑动轴承可转动地与阀盖配合，阀盖上部与上阀杆之间的间隙设置密封填料，一压盖与阀盖固定连接压住密封填料，所述阀座设有与球体球面贴合的凹弧密封面，该凹弧密封面半径与球体半径相同，凹弧密封面的弧长为阀座半径的15%～20%，球体半径为球体上所设流体通道半径的1.5～1.75倍，所述凹弧密封面喷涂有厚度≥1.5mm的硬质合金层，所述球体球面喷涂有1～1.5mm厚的硬质合金层。

所述阀座的凹弧密封面的硬质合金层和球体球面的硬质合金层的表面粗糙度为0.2～0.1um。

所述球体的不圆度＜0.01mm。

所述阀座的凹弧密封面的硬质合金层硬度为HRC61～64，所述球体球面的硬质合金层硬度为HRC63-65。

所述球体上的流体通道内壁喷涂有硬质合金层。

所述阀体左、右通道内分别设有弹簧座，各弹簧座上安装的压缩弹簧抵住所对应的阀座，各通道内分别螺纹配合空心螺塞对弹簧座定位。