水煤漿工況用硬密封球閥在設(shè)計和制造過程中存在不少技術(shù)難點，主要有密封比壓高、球體表面硬度高、噴焊層結(jié)合強度高、自潔功能、加工難等。根據(jù)上述技術(shù)難點,要設(shè)計和制造出相應(yīng)水煤漿工況用硬密封球閥,就必須有切合實際的可行性解決方法。

1、閥座碟形彈簧補償結(jié)構(gòu)

由于采用金屬材料作為密封面,所需密封比壓比軟密封要高得多,從結(jié)構(gòu)設(shè)計上保證提供適當密封比壓顯得尤為重要。所以采用“彈簧+閥座”的組合閥座結(jié)構(gòu),通過高負載碟形彈簧提供初始預緊密封比壓。考慮到高溫時金屬材料的線性膨脹影響,采用碟形彈簧串聯(lián)的組合設(shè)計方式,這樣即滿足了碟形彈簧所提供的初始預緊力,同時又解決了由于熱膨脹所造成過大摩擦力矩的情形。這樣既能滿足硬密封球閥在低壓情況下的密封性能,又能提供一個較高的密封剪切力,使閥座與球體始終緊貼在一起,在球閥開啟、關(guān)閉的過程中閥座對球體表面起到“清潔”的作用。另外,在閥座的前、后都增加了“刮削刀刃”的設(shè)計,使閥門在開啟或關(guān)閉的過程中,閥座刀刃都對球體表面吸附物起到刮削作用,從而不至于把介質(zhì)帶入密封副之間破壞密封面,影響整體球閥的密封性能。

2、特殊的加工工藝

零件的加工精度對密封的可靠性提高也起到關(guān)鍵性作用,尤其對球體和閥座的加工要求顯得更為重要。球體噴涂WC前后都須用專用球面磨床磨削。閥座堆焊后,采用數(shù)控機床加工。當球體和閥座達到一定精度要求時,兩者進行配對研磨。

3、密封副配對材料

密封副材料配對的選擇直接關(guān)系到球閥的性能、使用壽命和操作扭矩。根據(jù)熱處理條件,以及機械加工手段。選擇球體表面噴焊鎳基WC與閥座密封面堆焊STL合金的形式較為理想。這種配對使球體表面噴焊層硬度和厚度有保證,能滿足高溫、高壓以及頻繁開啟的應(yīng)用場合。該配對由于采用了不同的配對材料,及鎳基合金本身具有高的耐磨性和較好的高溫性能,以及閥座密封面堆焊STL合金層較厚,抗咬性好。適用于輸送腐蝕性強、溫度高及帶顆粒的漿料、粉末等惡劣工況的介質(zhì)。同時還解決了由于頻繁開啟而造成密封面之間的磨損。