[发明专利]钛合金零泄漏金属密封快切球阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛合金零泄漏金属密封快切球阀，广泛应用于PTA装置中，属于仪表控制领域。

背景技术

PTA（精对苯二甲酸）是非常重要的大宗有机原料之一，广泛应用于化纤、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面，与人民生活水平的高低密切相关。PTA为石油的下端产品。石油经过一定的工艺过程生产出石脑油（别名轻汽油），从石脑油中提炼出MX（混二甲苯），然后再提炼出PX（对二甲苯）。PTA是以PX（配方占65％～67％）为原料，以醋酸为溶剂、醋酸锰为催化剂、氢溴酸为促进剂的作用下经空气氧化（氧气占35％～33％）后生成粗对苯二甲酸，对粗对苯二甲酸进行加氢精制，去除杂质，再经结晶、分离、干燥等环节后即生成PTA成品。此工艺路线温度高（≥200℃），压力高(2.5～8.0Mpa)，且含溴离子的浓醋酸腐蚀性极强，多年研究结果表明，能够抵抗这种工况的最实用的材料是钛。钛材具有密度低、强度高、耐腐蚀和耐压性好等突出优点。因此，由钛材制造的各种反应器在PTA装置中使用非常广泛，而阀门作为重要的控制元件在该行业设备中的应用更是不可或缺的部件。

钛合金价格昂贵，制造工艺复杂，由钛合金制造的阀球及阀座难以通过热处理实现其硬度提高，目前大多厂家通过氮化来提高其表面硬度，但现有真空氮化工艺厚度为0.03-0.05mm，硬度HRC50-55，氮化温度700℃左右，表面易变形，并且后续加工难以保证氮化层厚度，耐磨损能力有限。阀门在运行过程中的浆料经过结晶工艺，在阀腔容易产生积料，导致阀门无法打开或关闭。普通的球阀结构，传动轴与阀球之间的传动精度及可靠性差，阀球安装时的上下位置无法精确保证，较大口径阀门的阀球自重会增加对阀座的挤压磨损，进而影响阀门的运行稳定性和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种高精密、高性能的钛合金零泄漏金属密封快切球阀。

按照本发明提供的技术方案，钛合金零泄漏金属密封快切球阀包括右阀体和左阀体，右阀体左侧端面通过螺栓连接左阀体，其特征是：右阀体内设有阀球，阀球上端通过平键和花键连接传动轴，传动轴上端伸出右阀体。传动轴和右阀体之间设有上密封填料，上密封填料通过右阀体上端连接的上密封盖密封。阀球下端连接从动轴，右阀体下端通过螺栓连接顶杆装置，顶杆装置上端顶紧从动轴，阀球和右阀体、左阀体之间分别设有一个密封组件。

进一步的，顶杆装置包括下密封罩，下密封罩内设有顶杆，顶杆和下密封罩之间设有下密封填料。

进一步的，阀球和传动轴之间设有定位环。

进一步的，右阀体和传动轴之间设有上衬套。所述上衬套采用新型耐热、耐磨两相钛合金TC11材料制成。

进一步的，右阀体和从动轴之间设有下衬套。所述下衬套采用新型耐热、耐磨两相钛合金TC11材料制成。

进一步的，右阀体外表面上设有两个高温蒸汽冲洗口，两个高温蒸汽冲洗口沿着右阀体水平中心线上下对称；高温蒸汽冲洗口的中心线与右阀体垂直中心线的夹角为45°。

进一步的，上密封填料下端设有套装在传动轴上的防冲出环。

进一步的，传动轴与阀球采用平键、花键的双重传动连接结构。

进一步的，所述阀球采用新型耐热、耐磨两相钛合金TC11材料制成。阀球和阀座表面采用PVD表层涂覆TIN处理工艺。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1、右阀体外部设有上下两个高温蒸汽冲洗口，防止阀腔积料导致阀门无法打开或关闭；

2、右阀体底部装了顶杆装置，通过此装置支撑球体，可很方便的调节阀球位置，减轻了球体自重对阀座产生的挤压，可延长阀球、阀座的使用寿命3倍以上；

3、传动轴与阀球采用花键、平键的双重传动结构，此传动结构提高了传动轴与阀球的传动精度及可靠性；

4、传动轴与阀球轴孔采用半圆环来径向定位，消除了花键收尾部分与阀球轴孔配合间隙；

5、阀球和衬套质选用TC11，具有较高的室温、高温拉伸和蠕变强度，具有良好的工艺性能，适合各种形式的机加工；

6、阀球与阀座表面采用PVD表层涂覆TIN，既能保证球体圆度（可达0.005），同时也能提高表层硬度值HV3000左右，耐磨损能力高于表层氮化处理；

7、阀门启闭时间≤5S，满足快速切断的要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为右阀体结构示意图。

图3为球阀与传动轴连接半剖图。