小口徑高壓鍛鋼截止閥的閥體密封面的結構的製作方法
2023-08-13 13:21:11 1
小口徑高壓鍛鋼截止閥的閥體密封面的結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種小口徑高壓鍛鋼截止閥的閥體密封面的結構，該結構包括閥體和堆焊閥座環，其主要技術方案為：在堆焊閥座環的密封面部位堆焊有司太立合金，堆焊閥座環的基體與閥體為同一種材料；堆焊閥座環被壓入閥體內對應設置的座圈孔內，堆焊閥座環的外圓與座圈孔為過盈配合；堆焊閥座環壓入後，其上端與閥體上座圈孔孔口相靠近處以雷射焊接進行熔焊使兩者上端融合相連為一體。本發明的有益效果是：能夠使密封面的堆焊和加工的質量易於保證，使密封面部位在常溫和高溫工況時均能保持良好的密封性能和密封可靠性，閥體的生產周期短、生產成本相對較低。
【專利說明】小口徑高壓鍛鋼截止閥的閥體密封面的結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種閥門結構，具體涉及一種鍛鋼截止閥的閥體密封面的結構。
【背景技術】
[0002]小口徑鍛鋼截止閥是電站等行業的水、汽系統中配套安裝數量較多的一類閥門，這類閥門在結構設計上一般均採用閥體和填料函一體式的結構，以消除如通常閥門所存在的體、蓋連接處的外洩漏；閥體型式有如圖1、圖3所示的常規直通式和如圖7所示的Y型直通式兩種類型，其中Y型直通式的小口徑鍛鋼截止閥由於流阻係數較小正得到越來越廣泛的應用。由於閥體結構在其上端增加了填料函的高度，因而閥體中腔的深度要明顯深於其它類型的截止閥。因為閥門中腔的深度較深，故閥體在密封面結構的設計和製造方面也有別於其它類型的閥門。目前在小口徑高壓鍛鋼截止閥閥體密封面的結構設計和製造工藝方面，國內廠家和國外企業所採取的方式並不一樣，當然使用效果和性能也有所不同。國內廠家都是採用在閥體內腔密封面部位堆焊司太立合金後進行加工的方式(如圖1和圖2所示)，由於這種方式為深孔堆焊和加工，堆焊和加工難度大，因而密封面加工質量往往難以保證，所帶來的影響包括兩個方面:1、密封面的加工狀況不佳，會給閥門的密封性能帶來影響，同時也會增加閥門的關閉軸向力，現行的國產小口徑鍛鋼截止閥的操作扭矩過大，這也是主要的影響因素之一；2、當閥體密封面採用堆焊、加工的方式時，閥體的加工過程需經過粗加工、預熱堆焊和除應力熱處理、校正精加工多道工序，除了製造難度大質量難以保證夕卜，閥體加工周期長，生產成本偏高。
[0003]因為閥門密封面的設計製造質量的優劣將直接影響和決定閥門的使用性能，因而國外企業多採取了與國內廠家不同的方式，即採取預製好閥座環再嵌入閥體內的方式，如圖3、圖4所示是國外不少廠家的產品所採用的方式:閥座環為司太立合金經過粉末冶金成型工藝壓制燒結成型再經磨削形成，通過過盈配合嵌壓入閥體上閥座安裝定位臺階孔內，由於閥體為一次加工成型，因此生產周期短、生產成本相對較低，同時閥座密封面由於是在閥體外加工、經過精細磨削完成，因而密封面的質量狀況要明顯優於國內產品的密封面。
[0004]由於過盈配合壓配加工的加工和操作需要在閥體深孔內完成，對加工和嵌壓的要求很高，加之閥門為高壓閥門，因此實際生產中有時難以避免少數產品在壓配面處出現洩漏。為了提高產品的密封可靠性，在閥體內以過盈配合的方式嵌壓預製的司太立合金閥座環的基礎上，國外有些企業也相繼採用了一些旨在提高可靠性的附加的技術方案，圖5所示是美國Yarway公司曾經持續採用了多年的一種方式，即在嵌壓預製的司太立6號粉末冶金閥座環後，在閥體上靠近閥座環處採用滾壓工裝以鋼珠滾壓輾緊閥座環周圍的閥體材料，以增加壓配面處的接觸比壓，從而可增加密封可靠性。
[0005]上述在閥體內嵌壓預製的司太立合金粉末冶金閥座環的方式存在一個難以克服的缺陷:小口徑鍛鋼截止閥多用於高溫高壓工況，由於司太立合金的線脹係數要小於閥體材料的線脹係數，當閥門進入高溫工況時，由於閥座環外圓與閥體上閥座安裝定位臺階孔處的熱膨脹不一致，會使閥座環與閥體壓配面處的接觸比壓有所下降，對閥門的密封可靠性可能會帶來影響。為了確保閥座環處的密封可靠性，目前美國Yarway公司在其小口徑鍛鋼截止閥產品的閥體密封面處採用了如圖6所示的結構，即採用銅鋅合金在司太立合金粉末冶金閥座環與閥體座圈孔之間進行真空釺焊，使閥座環與閥體能融合連接為一體。應該說這種結構從保證閥門的密封可靠性來說比其它結構有了較大的改善和提高，但也存在不足之處:1、銅鋅合金的熔點較低，因此閥門在高溫工況下工作時，釺焊層因高溫會使其機械性能有較大下降，從而會影響到閥門密封面部位的可靠性；2、銅鋅釺料釺焊時的溫度在900?1000°C左右，釺焊高溫會在閥座環處產生一定的熱應力，當閥門在高溫工況工作時內應力逐漸釋放，會使閥座環產生一定的變形，從而給閥門的密封可靠性帶來影響。
【發明內容】
[0006]為了克服現有結構所存在的上述的一些不足之處，本發明提出了一種密封面堆焊和加工質量易於保證、常溫和高溫工況時均能保持良好的密封性能和密封可靠性、生產周期短、生產成本相對較低的小口徑高壓鍛鋼截止閥的閥體密封面結構。
[0007]為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
[0008]一種小口徑高壓鍛鋼截止閥的閥體密封面的結構，該結構包括閥體和堆焊閥座環，其主要技術方案為:在堆焊閥座環的密封面部位堆焊司太立合金，堆焊閥座環加工後壓入閥體內對應設置的閥座安裝定位臺階孔內，堆焊閥座環的外圓與閥座安裝定位臺階孔的內孔為過盈配合，堆焊閥座環壓入後，其上端與閥體上閥座安裝定位臺階孔孔口相靠近處以雷射焊接進行熔焊使兩者上端融合相連為一體。
[0009]為了提升該結構的使用效果，還附加下述進一步的技術方案:堆焊閥座環的基體所採用的材料與閥體材料為同一種材料。
[0010]本發明的有益效果是:在小口徑高壓鍛鋼截止閥產品上採用本發明所提出的閥體密封面結構後，能夠使密封面的堆焊和加工的質量易於保證，使密封面部位在常溫和高溫工況時均能保持良好的密封性能和密封可靠性，閥體的生產周期短、生產成本相對較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是現行國內小口徑高壓鍛鋼截止閥產品的閥體結構示意圖。
[0012]圖2是圖1所示的的閥體密封面部位結構的局部放大示意圖。
[0013]圖3是現行國外一些小口徑高壓鍛鋼截止閥產品的閥體密封面結構示意圖。
[0014]圖4是圖3所示的的閥體密封面部位結構的局部放大示意圖。
[0015]圖5是美國Yarway公司曾經採用的小口徑鍛鋼截止閥閥體密封面部位結構的示意圖。
[0016]圖6是美國Yarway公司目前採用的小口徑鍛鋼截止閥閥體密封面部位結構的示意圖。
[0017]圖7是本發明所提出的小口徑高壓鍛鋼截止閥產品的閥體密封面部位結構的示意圖。
[0018]圖8是圖7所示的的閥體密封面部位結構的局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步的闡述。
[0020]如圖7和圖8所示，是本發明所提出的小口徑高壓鍛鋼截止閥閥體密封面結構的技術方案應用於小口徑Y型鍛鋼截止閥的閥體密封面處的一個具體實施方案的示意圖。
[0021]該結構的零件包括閥體和堆焊閥座環，堆焊閥座環在粗加工後通過真空感應堆焊工藝在密封面部位堆焊司太立6號合金，經回火消除內應力後進行精加工和粗研密封面。預製的堆焊閥座環經檢驗符合要求後被壓入閥體內對應設置的閥座安裝定位臺階孔內，堆焊閥座環的外圓與閥座安裝定位臺階孔的內孔為過盈配合，過盈量設置為0.015?
0.025mm;閥座環在壓入的最後階段需要增加壓緊力使閥座環的下端面與閥座安裝定位臺階孔的下端面完全貼緊，其作用一是為了增強閥座環與閥體配合表面之間的密封能力，二是為了使閥門在使用時在閥杆關緊軸向力的作用下閥座環不會因下端面未貼緊而下移導致上側的熔焊焊縫被撕裂，造成閥門洩漏。堆焊閥座環壓入後，其上端與閥體上閥座安裝定位臺階孔孔口相靠近處，在雷射焊接設備上對環縫進行雷射熔焊，使兩者上端融合相連為一體。閥體密封面在裝配前進行精研。
[0022]為了使本發明的基本技術方案更好地達到預期的效果，本結構另外還附加了下述進一步的技術方案:堆焊閥座環的基體所採用的材料與閥體材料為同一種材料。閥座環的基體材料與閥體材料採用同一種材料，則兩者的線脹係數相同，當閥門在高溫工況使用時，閥座環外圓與閥體上閥座安裝定位臺階孔處的熱膨脹基本一致，因而閥座環與閥體壓配面處的接觸比壓也不會有明顯變化，這將有利於使閥門保持良好的密封可靠性。
[0023]閥體密封面採用由預製的堆焊閥座環進行嵌壓、雷射熔焊的方式來形成，與現行的國外產品的結構和技術相比，有如下三個優點:1、與國外產品的整體司太立合金閥座環相比，本發明的技術方案採用局部堆焊司太立合金的閥座環，在滿足相同的使用性能的同時，貴重合金的消耗量有較大減少，因而閥座環的製造成本會有較大的下降；2、與國外產品採用以鋼珠滾壓輾緊或以低熔點的銅鋅合金真空釺焊來固定閥座環的方式相比，本發明的技術方案採用雷射焊接工藝對嵌壓入閥體內的閥座環與閥體之間進行熔焊，相當於在閥座環與閥體之間的過盈配合面之外又增加了一道可靠的密封焊，從而使閥體密封面部位能夠獲得更為優良的密封可靠性；3、與國外產品採用與閥體材料的線脹係數有較大差異的整體粉末冶金閥座環相比，本發明的技術方案所採用的堆焊閥座環與閥體上閥座安裝定位臺階孔的熱膨脹狀況基本一致，更有利於保證閥體密封面部位的密封可靠性。
[0024]與現行國內產品採用在閥體內腔密封面部位堆焊司太立合金後進行加工的結構和技術相比，本發明的技術方案採用預製的堆焊閥座環進行嵌壓、雷射熔焊的方式有如下二個優點:1、由於密封面是在閥體外堆焊和加工完成，因而堆焊和加工的難度大大降低，密封面的加工精度和質量也大大提高，同時也能保證密封面上不會存在裂紋、氣孔等缺陷，閥門的密封能力和密封可靠性會有較大的提升；2、閥體為一次精加工成型，產品生產周期縮短，閥體製造成本也有所降低。
[0025]以上結合附圖和實施例對本發明的技術方案作了具體的說明，但這些附圖和說明不能被理解為限制了本發明的範圍。本【技術領域】的技術人員應該知曉，本發明不受上述實施例和附圖的限制，其保護範圍由所附的權利要求書所界定，任何在不超出本發明權利要求書所界定的範圍內的各種改動、變型所形成的技術方案，都沒有偏離本發明的精神和技術實質，仍然會屬於本發明的權利要求範圍之內。
【權利要求】
1.一種小口徑高壓鍛鋼截止閥的閥體密封面的結構，它包括閥體和堆焊閥座環，其特徵在於:在堆焊閥座環的密封面部位堆焊有司太立合金，堆焊閥座環加工後被壓入閥體內對應設置的閥座安裝定位臺階孔內，堆焊閥座環的外圓與閥座安裝定位臺階孔的內孔為過盈配合，堆焊閥座環壓入後，其上端與閥體上閥座安裝定位臺階孔孔口相靠近處被以雷射焊接進行熔焊使兩者上端融合相連為一體。
2.根據權利要求1所述的小口徑高壓鍛鋼截止閥的閥體密封面的結構，其特徵在於:堆焊閥座環的基體所採用的材料與閥體材料為同一種材料。
【文檔編號】F16K27/00GK104197062SQ201410443090
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】章華 申請人:章華