一种新型陶瓷复合金属球阀制造技术

本发明专利技术公开了一种新型陶瓷复合金属球阀，将金属球芯关闭球面的金属部分用陶瓷材料替换，充分发挥了陶瓷和金属两种材料的优点，金属材料具有耐压力、耐高温的优点，但不耐磨损；陶瓷材料耐磨损和腐蚀，但耐压力差，尤其是在压力作用下陶瓷承受剪切应力时；用本发明专利技术的设计方法，结合两种材料的优点，可同时满足球阀抗剪切强度及耐磨损的要求，将金属球芯关闭球面的金属部分用陶瓷材料替换，陶瓷与金属面的结合，镶嵌或高温高强粘合剂均可实现有效连接，结合牢固。结合牢固。结合牢固。

【技术实现步骤摘要】
一种新型陶瓷复合金属球阀


[0001]本专利技术涉及球阀开关
，具体为一种新型陶瓷复合金属球阀。

技术介绍

[0002]球阀开关具有灵活、易于控制的优点，在现代化工业生产中得到广泛应用，但由于现代新兴工业工况恶劣，尤其是煤化工，硅晶工业、硅化工业还存在着液固、气固两相流动或气液固三态流动，磨损和腐蚀相当严重，而且煤化工介质反应合成压力较高，一般均在6.5MPa以上，生产管道口径在Dn150mm以上，大多数煤化工生产装置管道口径在Dn300mm以上，而且介质工作温度较高，在上述工况下，目前使用的金属喷涂碳化钨等硬质合金球阀，包括采用喷涂碳化钨后再做PVD或CVD等沉积涂层的球阀，使用寿命均仅为半年左右，无法满足生产需要。
[0003]喷涂碳化钨等硬质合金球阀使用寿命短的主要原因是两相或三相流动造成密封副冲刷磨损加剧，同时，因为碳化钨以熔融状态高速喷涂到金属球芯和金属球阀阀座金属表面，碳化钨等硬质合金与金属球芯和金属阀座密封副之间不是冶金结合，相互之间结合不是特别牢固，同时在高温高压和冲刷工况下，喷涂层产生裂纹或局部脱落，也可能因喷涂操作(温度和速度)或喷涂材料颗粒度影响造成阀芯密封副频繁损坏，使金属球阀无法长期有效运行。陶瓷球阀因阀芯为整体陶瓷，陶瓷材料抗剪切强度低，在口径大于Dn200以上，中压PN2.5MPa以上条件下就损坏频繁而无法应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新型陶瓷复合金属球阀，将陶瓷材料和金属球芯球体结合，既满足抗剪切强度及耐磨损的要求，同时解决硬质合金与金属球芯和金属阀座密封副之间结合不牢固的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型陶瓷复合金属球阀，其特征在于：包括金属球心、柱状球形顶面，所述金属球芯内设球芯通径，所述柱状球形顶面为陶瓷材料，所述柱状球形顶面在金属球芯内。
[0006]作为优选的，所述柱状球形顶面的高度公式中：R：复合金属球阀半径
[0007]h1：金属球芯内的柱状球形顶面的柱状部分高度
[0008]Φ1＝Φ+2L
[0009]L：复合金属球阀密封面宽度
[0010]Φ：金属球心球心通径
[0011]作为优选的，所述柱状球形顶面与金属球心通过镶嵌或高温高强粘合剂复合在一起。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的设计的创新点效果如下：
[0013](1)上述陶瓷复合金属球阀，充分发挥了陶瓷和金属两种材料的优点。金属材料具有耐压力、耐高温的优点，但不耐磨损；陶瓷材料耐磨损、耐腐蚀，但耐压力差，尤其是在压力作用下陶瓷承受剪切应力时。用本专利技术的设计方法，结合两种材料的优点，可同时满足球阀抗剪切强度及耐磨损的要求。
[0014](2)将金属球芯关闭球面的金属部分用陶瓷材料替换，镶嵌或高温高强粘合剂均可实现陶瓷与金属面的结合有效结合，结合牢固，方法简单。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的正视剖面结构示意图；
[0016]图2为本专利技术的俯视结构示意图；
[0017]图3为本专利技术的左视剖面结构示意图；
[0018]图4为本专利技术柱状球形顶面的剖面结构示意图；
[0019]图5为本专利技术与密封副阀座的配合示意图；
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]请参阅图1
‑
5本专利技术提供的一种实施例：
[0022]如图1所示：该新型陶瓷复合金属球阀，包括金属球心1、柱状球形顶面2，金属球芯内设球芯通径3，柱状球形顶面2为陶瓷材料，柱状球形顶面2通过高温高强粘合剂复合在金属球芯1内。
[0023]如图4
‑
5所示：柱状球形顶面2的高度
[0024]公式中：
[0025]R：复合金属球阀半径
[0026]h1：金属球芯内的柱状球形顶面的柱状部分高度
[0027]Φ1＝Φ+2L
[0028]L：复合金属球阀密封面宽度
[0029]Φ：金属球心球心通径
[0030]工作过程：如图5所示：复合金属球阀工作时与密封副阀座4配合，密封副阀座4静态固定于阀体上，一般情况下，不易损坏，由于柱状球形顶面2在金属球芯1内，工作过程中，其所承受的介质压力和球阀开关时传导的扭矩应力均转变为金属球芯1对柱状球形顶面2的压应力，由于陶瓷具有良好的抗压强度，从而整体提高了复合金属球阀的抗压强度，达到耐磨损和腐蚀的目的。陶瓷复合金属球阀在打开时，陶瓷复合金属球阀是金属球芯1的球芯通径3与陶瓷密封副阀座4组成流体通道，金属球芯1承受压力；关闭时，柱状球形顶面2部分旋转过来，组成了柱状球形顶面2和密封副阀座4的耐磨损、耐腐蚀的陶瓷密封副。该设计方法，能够充分发挥出两种材料的优点，避免两种材料的缺点。陶瓷复合金属球阀特别适用于
温度(150度以上)中压(压力PN2.5MPa)以上，使用中不受温度压力和口径大(Dn150mm以上)限制。在工作介质具有腐蚀磨损的恶劣工况，陶瓷密封副也可以使用三年以上不会损坏，大大延长了球阀的使用寿命。保证了球阀在、煤化工业、硅晶工业、硅化工业企业和石油化工等工业中恶劣工况下连续安全稳定生产的运行，减少了运行维修成本和工作量，能极大地提高这些企业安全稳定生产，提高企业经济效益。
[0031]对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型陶瓷复合金属球阀，其特征在于：包括金属球心、柱状球形顶面，所述金属球芯内设球芯通径，所述柱状球形顶面为陶瓷材料，所述柱状球形顶面在金属球芯内。2.根据权利要求1所述新型陶瓷复合金属球阀，其特征在于：所述柱状球形顶面的高度公式中：R：复合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾恩泽，顾本铁，
申请(专利权)人：顾恩泽，
类型：发明
国别省市：