[发明专利]带有铸入阀座的支座型阀及其制造方法

说明书

本发明涉及一种支座型阀以及生产这种支座型阀的方法。

支座型阀特别是用于水、热水、蒸汽的阀座是易磨损件。固定在阀壳上的阀座和配属于此阀座的轴向移动的阀门闭合件要同时承受由阀的启闭操作和流液造成的严重磨损影响。在关闭位置上，阀门闭合件紧靠阀座地压在一个密封唇边或一个密封窄面上。阀座或阀门闭合件的变形在长时间情况下造成不允许的泄漏进而使阀失效。与其余阀壳不同的是，阀座和阀门闭合件大多数由高硬度(布式硬度)钢制成。必须在制造支座型阀时将阀座作为单独件装入阀壳中。

当支座型阀用于蒸汽或温水(热水)时，一个特别薄弱位置就是阀座环与阀壳之间的连接部。如果在阀座如阀座环上制有外螺纹并将其拧入阀壳，则因温度波动造成阀座环和阀壳不同地膨胀，从而导致阀座环相对阀壳发生微米级或百分之一毫米级的错动。长此下去(这意味着在极端情况下，在一周后或一个月后)，这就可能导致在阀关闭情况下水或蒸汽在阀座环和阀壳之间渗入，其中泄漏很快超过等于0.04％KVS值的预定标准值。KVS值是在1巴压差下且在20℃时流过开启阀的水量。在最坏的情况下，不仅泄漏逐渐加重，而且阀座环从其卡槽中旋出来或脱离卡槽，由此可能出现危险。

为了使支座型阀正确发挥作用，特别是当在无侧隙地导入阀门闭合件时(这意味着与阀杆紧密相连)，阀座准确地对准阀门闭合件是很重要的。微小的误对准或随后出现的失调将导致压力在阀门闭合件或阀座环的支承面或密封唇边上不同地分布。这可能造成事故或阀失效。

EP-0698757A2公开了一种在球墨铸铁阀壳中焊入的作为阀座的预制不锈钢环。在这种情况下，在阀座环的两个端侧上形成焊缝以连接铸件。在保护气下进行脉冲电弧焊或激光焊。

为实现焊接，必须设有通向阀座环的自由通道。

因此，本发明的目的是提供一种阀座环与阀壳可靠连接的支座型阀，可以经济地生产且设计合理的支座型阀。此外，本发明的目的是提供一种制造这样的支座型阀的方法。

本发明支座型阀具有一个浇铸阀壳，一个阀座环铸入或围铸在此阀壳中并支承在阀壳中。在浇铸过程中，阀壳材料与支承在铸模中的且由适当材料制成的坯件材料复合地接合。在相应的控温过程中，可以使阀壳金属液在浇铸时浸润阀座环制件并烧结制件表面。如此形成的熔合区就是阀座环制件与阀壳之间的材料复合式绝流接合部。可以在制造时如此连续地切屑加工出预制阀壳，在这里绝对要使阀座环基准面同轴地角对准螺口或支承面，所述支承面可靠地确定了阀锥位置。因此与带有螺纹阀座环的阀不同的是，可以更好地对准阀座环的密封面或密封唇边。

此外，在这里不用考虑因随后的阀座环位移(在螺纹阀座环中，阀座环可能发生位移)而引起的失效问题。阀座环和阀壳是成一体的。

在常见的螺纹阀座中或在阀门闭合件轴向不灵活而径向不可移动的情况下后装入阀壳的阀座中，已经减少了阀座环和阀座闭合件之间误对准，但这导致密封面上的表面压力明显加大。而在本发明的支座型阀中可以获得均匀的配合压力(表面压力)。同时，消除了误差原因和磨损原因并提高了支座型阀的可靠性。

由此简化了这种支座型阀的制造。

与常见的支座型阀相比，可以很自由地设计本发明的支座型阀，例如阀座环直径可大于开设在阀壳中的开口的直径。通常不允许在阀壳中装入阀座环。但在本发明的支座型阀中，这是可行的。特别是由此可较少地损坏阀门闭合件和其导向杆的开口。此外，可以省去或很小巧地设计用于遮盖通常所需的较大阀壳开口的阀壳盖。还相应地缩短了待密封缝隙的长度，这也可增加支座型阀的可靠性。此外，由于省去了阀盖凸缘，所以可以节省材料并减轻重量。

在相应的过程控制中，可以通过浇铸技术如用GGG40.3球墨铸铁制造阀壳，而阀座环是由如X35CRMO17(17％Cr)特种优质钢制成的。GGG40.3球墨铸铁较细密并明显比灰口铸铁硬且具有近似于铸钢的优点。虽然球墨铸铁成本较低，但其焊接性能不好。当无论如何焊接都是关键时，可以在浇铸时在两种金属之间形成平面焊合。由特种优质钢制成的阀座环在对球墨铸铁退火时损失约4％的Cr同时变软。这样的阀座环可以在铸入和切屑加工状态下随后在阀壳中接受感应淬火处理。由此获得高的抗腐蚀力和抵抗其它的材料磨损的影响。因此，阀座能够抵抗因流体引起的磨损。