[发明专利]小口径高压锻钢截止阀的阀体密封面的结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀门结构，具体涉及一种锻钢截止阀的阀体密封面的结构。

背景技术

小口径锻钢截止阀是电站等行业的水、汽系统中配套安装数量较多的一类阀门，这类阀门在结构设计上一般均采用阀体和填料函一体式的结构，以消除如通常阀门所存在的体、盖连接处的外泄漏；阀体型式有如图1、图3所示的常规直通式和如图7所示的Y型直通式两种类型，其中Y型直通式的小口径锻钢截止阀由于流阻系数较小正得到越来越广泛的应用。由于阀体结构在其上端增加了填料函的高度，因而阀体中腔的深度要明显深于其它类型的截止阀。因为阀门中腔的深度较深，故阀体在密封面结构的设计和制造方面也有别于其它类型的阀门。目前在小口径高压锻钢截止阀阀体密封面的结构设计和制造工艺方面，国内厂家和国外企业所采取的方式并不一样，当然使用效果和性能也有所不同。国内厂家都是采用在阀体内腔密封面部位堆焊司太立合金后进行加工的方式(如图1和图2所示)，由于这种方式为深孔堆焊和加工，堆焊和加工难度大，因而密封面加工质量往往难以保证，所带来的影响包括两个方面：1、密封面的加工状况不佳，会给阀门的密封性能带来影响，同时也会增加阀门的关闭轴向力，现行的国产小口径锻钢截止阀的操作扭矩过大，这也是主要的影响因素之一；2、当阀体密封面采用堆焊、加工的方式时，阀体的加工过程需经过粗加工、预热堆焊和除应力热处理、校正精加工多道工序，除了制造难度大质量难以保证外，阀体加工周期长，生产成本偏高。

因为阀门密封面的设计制造质量的优劣将直接影响和决定阀门的使用性能，因而国外企业多采取了与国内厂家不同的方式，即采取预制好阀座环再嵌入阀体内的方式，如图3、图4所示是国外不少厂家的产品所采用的方式：阀座环为司太立合金经过粉末冶金成型工艺压制烧结成型再经磨削形成，通过过盈配合嵌压入阀体上阀座安装定位台阶孔内，由于阀体为一次加工成型，因此生产周期短、生产成本相对较低，同时阀座密封面由于是在阀体外加工、经过精细磨削完成，因而密封面的质量状况要明显优于国内产品的密封面。

由于过盈配合压配加工的加工和操作需要在阀体深孔内完成，对加工和嵌压的要求很高，加之阀门为高压阀门，因此实际生产中有时难以避免少数产品在压配面处出现泄漏。为了提高产品的密封可靠性，在阀体内以过盈配合的方式嵌压预制的司太立合金阀座环的基础上，国外有些企业也相继采用了一些旨在提高可靠性的附加的技术方案，图5所示是美国Yarway公司曾经持续采用了多年的一种方式，即在嵌压预制的司太立6号粉末冶金阀座环后，在阀体上靠近阀座环处采用滚压工装以钢珠滚压辗紧阀座环周围的阀体材料，以增加压配面处的接触比压，从而可增加密封可靠性。

上述在阀体内嵌压预制的司太立合金粉末冶金阀座环的方式存在一个难以克服的缺陷：小口径锻钢截止阀多用于高温高压工况，由于司太立合金的线胀系数要小于阀体材料的线胀系数，当阀门进入高温工况时，由于阀座环外圆与阀体上阀座安装定位台阶孔处的热膨胀不一致，会使阀座环与阀体压配面处的接触比压有所下降，对阀门的密封可靠性可能会带来影响。为了确保阀座环处的密封可靠性，目前美国Yarway公司在其小口径锻钢截止阀产品的阀体密封面处采用了如图6所示的结构，即采用铜锌合金在司太立合金粉末冶金阀座环与阀体座圈孔之间进行真空钎焊，使阀座环与阀体能融合连接为一体。应该说这种结构从保证阀门的密封可靠性来说比其它结构有了较大的改善和提高，但也存在不足之处：1、铜锌合金的熔点较低，因此阀门在高温工况下工作时，钎焊层因高温会使其机械性能有较大下降，从而会影响到阀门密封面部位的可靠性；2、铜锌钎料钎焊时的温度在900～1000℃左右，钎焊高温会在阀座环处产生一定的热应力，当阀门在高温工况工作时内应力逐渐释放，会使阀座环产生一定的变形，从而给阀门的密封可靠性带来影响。

发明内容

为了克服现有结构所存在的上述的一些不足之处，本发明提出了一种密封面堆焊和加工质量易于保证、常温和高温工况时均能保持良好的密封性能和密封可靠性、生产周期短、生产成本相对较低的小口径高压锻钢截止阀的阀体密封面结构。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种小口径高压锻钢截止阀的阀体密封面的结构，该结构包括阀体和堆焊阀座环，其主要技术方案为：在堆焊阀座环的密封面部位堆焊司太立合金，堆焊阀座环加工后压入阀体内对应设置的阀座安装定位台阶孔内，堆焊阀座环的外圆与阀座安装定位台阶孔的内孔为过盈配合，堆焊阀座环压入后，其上端与阀体上阀座安装定位台阶孔孔口相靠近处以激光焊接进行熔焊使两者上端融合相连为一体。