[实用新型]防破裂大口径复合陶瓷球阀的球体及复合陶瓷球阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种于化工、脱硫、浆液、灰粉、煤化工等行业陶瓷球阀，这种陶瓷球阀适合在高腐蚀、高磨损、强冲刷或磨损腐蚀复合恶劣工况下长寿命使用。还涉及这种陶瓷球阀的制作方法。

背景技术

目前全衬陶瓷球阀处于工业应用的初期阶段，所用工程陶瓷材料有TZP（氧化锆陶瓷）、ADZ（氧化铝增韧氧化锆复合陶瓷）、ZTA（氧化锆增韧氧化铝陶瓷）、氧化铝工程陶瓷及氮化硅工程陶瓷。在这些不同材质的陶瓷球阀中，工作可靠性对比从高到低的顺序：氧化锆陶瓷、氧化铝增韧氧化锆复合陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化锆增韧氧化铝陶瓷、氧化铝陶瓷。陶瓷球阀的高耐磨性及高耐腐蚀性是金属材料无法比拟的，已逐步被市场接受。在脱硫、化工酸碱盐高腐蚀工况及矿浆、煤化工、硅粉、煤粉调节等高磨损工况广泛应用。不利因素是可靠性较差，追究其损坏的原因，半数以上都是陶瓷球芯破裂而导致阀门失效。因此，解决陶瓷球阀高可靠稳定工作，在设计预期时限内不出现意外破裂损坏，是亟待解决的难题。

第二个难题是大口径陶瓷球体的生产有局限性：陶瓷球体制作受成型工艺及烧结条件的限制，球体口径只能做DN200以下，制作＞DN200的陶瓷球阀难以实现。

普通陶瓷球阀的生产过程：陶瓷球阀阀芯部件采用冷等静压成型管状毛坯；上车床车制成整体带通道球体、阀座、端套、体套；高温窑炉1500℃-1650℃烧结（不同材质不同温度）；烧结致密的陶瓷件经磨床精磨加工至图纸尺寸，再经抛光研磨至密封要求；将陶瓷端套和陶瓷体套通过热装配或胶粘工艺组装到金属阀体内；最后将陶瓷阀座和陶瓷球体装入阀门内，装配调试达到合格的陶瓷球阀产品。陶瓷球体是核心部件，制作过程：用氧化锆或增韧氧化锆复合陶瓷造粒粉装入橡胶模具内，密封好后吊入冷等静压机液压缸内，经180MPa压力压制保压后脱模；制成管状毛坯；毛坯管用胀紧工装上车床车外圆后切段；管段外圆再车成球面，球体制备完成。球体要经1600℃保温烧成，陶瓷球体壁厚极不均匀端口很薄中部很厚，烧结方法及工艺曲线不合理时成品率下降。DN150通径的球坯体中部和边缘壁厚差值＞50mm,需要长时保温来保证球体完全致密烧结；尽管采取很多措施，也很难确保球体力学性能一致，时有端口裂纹或者内部密度低等缺陷。≥DN200通径的球体，由于壁厚太厚，自重大，烧结时端口无法承受自重易出现裂纹，中部厚壁部分不能完全烧结，即使作出成品在性能上也是不合乎材料指标的。烧结后陶瓷球体用工装夹紧在球面磨床上，磨削加工至要求的尺寸及圆度；再上整形抛光设备修正抛光球面至镜面；最后在球体中线开弧线槽或铣出椭圆孔，与阀杆配合连接转动球体开闭球阀。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服上述不足提供一种防破裂大口径复合陶瓷球阀的球体及复合陶瓷球阀。

本实用新型的目的可通过以下措施来实现：

一种防破裂大口径复合陶瓷球阀球体，由陶瓷筒、金属环、左陶瓷球面帽和右陶瓷球面帽组装而成，金属环在陶瓷筒外壁于陶瓷筒正中处固定，金属环与陶瓷筒通过热装工艺或胶粘工艺结合，左、右陶瓷球面帽套入陶瓷筒外部移至中线覆盖金属环，左、右陶瓷球面帽端面紧密贴合，内用高温高强度胶填充粘结牢固，在金属环上开设有与阀杆相配的弧线槽或铣出椭圆孔。

上述破裂大口径复合陶瓷球阀球体，所述陶瓷筒、左陶瓷球面帽、右陶瓷球面帽的材质均是氧化锆陶瓷或氧化铝增韧氧化锆复合陶瓷；陶瓷筒、左陶瓷球面帽和右陶瓷球面帽的成型用冷等静压成型。

上述防破裂大口径复合陶瓷球阀球体，所述陶瓷筒的通道孔为V型陶瓷管或者是O形陶瓷管。

一种含有防破裂大口径复合陶瓷球阀球体的防破裂大口径复合陶瓷球阀，包括防破裂大口径复合陶瓷球体、金属阀体、陶瓷体套、右陶瓷阀座、右陶瓷端套、右法兰、左陶瓷阀座、左陶瓷端套、左法兰和阀杆，防破裂大口径复合陶瓷球体与陶瓷阀座密封配合，陶瓷阀座由左陶瓷阀座和右陶瓷阀座构成，陶瓷阀座置于陶瓷端套内，陶瓷端套由左陶瓷端套和右陶瓷端套构成，左陶瓷阀座置于左陶瓷端套内，右陶瓷阀座置于右陶瓷端套内，陶瓷端套前沿插入陶瓷体套，陶瓷体套外设有金属阀体，在左陶瓷端套外套设有左法兰，在右陶瓷端套外套设有右法兰，左法兰和右法兰通过螺栓连接，阀杆设置在防破裂大口径复合陶瓷球体的弧线槽或椭圆孔内。