[发明专利]一种新型陶瓷复合金属球阀

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及球阀开关技术领域，具体为一种新型陶瓷复合金属球阀。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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。

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

h₁：金属球芯内的柱状球形顶面的柱状部分高度

Φ₁＝Φ+2L

L：复合金属球阀密封面宽度

Φ：金属球心球心通径

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。

与现有技术相比，本发明的设计的创新点效果如下：

(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。用本发明的设计方法，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。

(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

图1为本发明的正视剖面结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的左视剖面结构示意图；

图4为本发明柱状球形顶面的剖面结构示意图；

图5为本发明与密封副阀座的配合示意图；

具体实施方式