一种铝业专用安全阀门制造技术

本发明专利技术为一种铝业专用安全阀门，包括阀瓣、阀座和波纹管组合件，其特征在于：在阀瓣的密封面上部设计成使阀瓣密封面具有一定弹性的带锐角的沟槽型；在阀座和阀瓣的密封面中安设了起密封作用的内环和起支持弹簧力作用的外环，内环比外环高出０．０１ｍｍ，内、外环间加工有一条半圆形卸压槽；在阀座和阀瓣的密封面上堆焊钴基高硬质硬质合金。所述的波纹管组合件，在其外缘增设了波纹管保护套。所述的阀座材质采用Ｆ３０４不锈钢和钴基硬质合金，阀瓣材质采用１７－４ＰＨ沉淀硬化不锈钢。本发明专利技术主要应用于氧化铝生产中溶出系统的高压溶出器和自蒸发器上，本发明专利技术产品结构和材质的创新，比之现有产品在安全阀的动作性能，耐氧化铝颗粒的冲刷，保障安全阀密封性，安全阀的使用寿命等各方面都有很大的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阀门，特别是公开一种铝业专用安全阀门，应用在氧化铝生产溶出系统设备上。
技术介绍
铝业专用安全阀，主要应用于氧化铝生产中溶出系统的高压溶出器(压煮器)和自蒸发器(闪蒸槽)上，作为该系统容器和管道等承压设备的保护装置。安全阀的适用温度≤300℃，适用于带颗粒的水蒸汽、水、矿浆等的混合介质。氧化铝溶出系统的高压溶出器(压煮器)和自蒸发器(闪蒸槽)内的介质状况十分复杂，一般包括水、蒸汽以及矿浆等，而矿浆内包含氧化铝颗粒，硬度很高。该安全阀安装于高压溶出器(压煮器)和自蒸发器(闪蒸槽)上作为该设备的超压保护装置。当高压溶出器(压煮器)和自蒸发器(闪蒸槽)内的介质压力升高时，安全阀自动打开，排出介质；当介质压力降到一定值时，安全阀自动关闭，形成密封，防止介质向外泄漏，保持系统的压力。由于介质的特殊性，在氧化铝溶出系统安全阀的排放过程中，排出的带有二氧化铝颗粒的汽液两相流，极容易造成安全阀的导向运动付卡死，导致安全阀功能失效。同时被排出的两相流介质在安全阀的出口侧迅速膨胀后，形成变化的背压，如不能消除这一背压，会造成安全阀频跳和颤振，使安全阀迅速失效。由于介质中带有硬度极高的氧化铝颗粒，在安全阀的开启、排放、回座过程中，容易造成密封面的损坏，最后导致安全阀的泄漏。由于介质中含氧化铝颗粒和矿浆，使得氧化铝行业中管道和设备冲刷和磨损严重，设备寿命减短。
技术实现思路
由于上述原因，以往氧化铝行业的安全阀都依赖进口，但也没有根本上解决安全阀失效和大幅提高使用寿命的目的。为此，本专利技术设计了一种安全阀产品。本专利技术是这样实现的进口产品中安全阀的阀瓣采用刚性密封，而本专利技术设计了带有一定弹性的阀瓣结构。1、在阀瓣的密封面上部，设计成45°角的沟槽型，使阀瓣密封面具有一定的弹性。另外，减少密封面的宽度，提高密封性，同时减少了颗粒附于密封面上的概率。但由于减少了密封面的宽度后，也降低了密封面的强度，在设计中，采用了将安全阀的密封与支撑分开，在阀座和阀瓣密封面中，内环起密封作用，外环起支持弹簧力的作用，内环比外环高出0.1mm左右，在动作中，首先保证内环先接触，以保证密封。内外环间加工有一条半圆槽，称为卸压槽，以卸去积聚在内外环中的压力，提高了安全阀的动作性能。2、在安全阀阀座和阀瓣的密封面上，堆焊高硬度的硬质合金，避免了氧化铝颗粒冲刷或破坏密封面，保证了安全阀的密封性。本专利技术安全阀设计成波纹管平衡式结构，利用波纹管中径与安全阀密封面中径相等，消除了安全阀出口侧背压对安全阀动作性能的影响，保证了安全阀的安全可靠运行。同时由于波纹管结构的密封性，将安全阀的运动导向机构与安全阀排放介质隔离开来，防止颗粒或矿浆进入安全阀的导向机构内，确保了安全阀的正常动作，防止了安全阀被卡死或者起跳后无法回座的现象。本专利技术还增设了安全阀波纹管的保护机构，在安全阀开启时，高速流动的介质直接冲击在波纹管的保护机构表面，避免了直接打到波纹管上，延长了波纹管的使用寿命，从而大大提高了安全阀的使用寿命。本专利技术应用新的材料组合，阀座和阀瓣采用不同的材料组合。现有进口产品阀座、阀瓣采用同一材料，F304和F304，由于F304硬度低，容易被介质中的颗粒冲刷损坏。在该安全阀中，阀座采用F304和钴基硬质合金，阀瓣采用高硬度的17-4PH沉淀硬化不锈钢，既保证了密封面的硬度，使密封面在受到介质颗粒冲刷时，保持完好。同时在安全阀关闭时，能保证避免夹在密封面间的颗粒不会造成密封面的损坏。归结本专利技术的有益效果是1、提高安全阀的动作性能，耐氧化铝颗粒的冲刷，保障安全阀密封性；2、波纹管外保护套的设置和阀座、阀瓣材质的改变，大大提高了安全阀的使用寿命。四附图说明附图1是本专利技术的产品结构图；附图2是本专利技术产品设计要部结构图；附图3是附图2的局部放大图；附图4是附图3的局部放大图。在图中1、阀体；2、阀座；3、螺塞；4、垫片；5、调节圈支头螺钉；6、垫片；7、调节圈；8、反冲盘；9、阀瓣；10、垫片；11、波纹管组合件；12、调整垫；13、垫块；14、导向套；15、垫片；16、螺母；17、螺拄；18、弹簧座；19、弹簧；20、阀杆；21、阀盖；22、铅封；23、调整螺杆；24、垫片；25、螺母；26、保护罩；27、保护套；28、波纹管保护套；29、内环；30、外环；31、卸压槽。五具体实施例方式根据附图，本专利技术产品作用原理及其结构、特点如下所述。作用原理在被保护的承压系统处于正常工作状态时，作用在阀瓣上的弹簧力同介质作用力及阀瓣和阀座间密封力相平衡，安全阀处于密封状态。随着系统压力的逐渐升高，阀瓣和阀座间的密封力随之减小，当系统压力升高至规定值时，阀瓣和阀座间的密封力减小到零，阀瓣随即开启，安全阀开始排出介质。系统压力继续上升，当达到一定值时，阀瓣被升高到规定高度，安全阀处于全开状态，此时安全阀开始大量排出介质，达到安全阀的额定排放量。随着系统介质的排出，系统压力逐渐降低，当系统压力降低到规定值时，阀瓣自动关闭，并保持密封，避免介质过多排出，影响系统运行的经济性。结构、特点1、阀座2与阀体1为可分离式，维修方便、经济。2、伞型反冲盘8能够有效地提升升力，阀瓣9在较小超压下就能够迅速地全开启，排放介质，从而达到保护设备的目的。3、安全阀设有阀座调节圈7，能够调整满意的启闭压差。4、对反冲盘8和导向套14、阀杆20和调整螺杆23的材料进行合适的选择以及合理的间隙配合，保证阀瓣运动灵活。5、本专利技术产品铝业专用安全阀门，包括阀瓣、阀座和波纹管组合件。阀瓣9采用弹性结构，在阀瓣的密封面上部设计成使阀瓣密封面具有一定弹性的带锐角的沟槽型；在阀座和阀瓣的密封面中设计成起密封作用的内环29和起支持弹簧力作用的外环30，内环29比外环30高出0.01mm，内、外环间加工有一条半圆形卸压槽31；在阀座和阀瓣的密封面上堆焊钴基高硬度硬质合金，并使用在高温蒸汽介质时可以对阀座密封面产生的变形进行补偿，从而有效地改善阀门的密封性。阀瓣材料采用17-4PH沉淀硬化型不锈钢，硬度高耐磨性好抗腐蚀能力强，阀座密封面堆焊STELLITE钴基硬质合金，表面精研后保证高密封性，延长了阀门的使用寿命。6、本专利技术产品铝业专用安全阀采用波纹管结构，在阀门开启时波纹管能有效保护弹簧和其它内件免受介质的腐蚀，阻止介质中颗粒的进入，保护导向套和反冲盘之间的导向面不被介质中的颗粒卡阻。在氧化铝生产的溶出系统和自蒸发系统，由于容器中介质处于汽液双相状态，排量易产生剧变，容易引起安全阀出口排放背压的变化。通过波纹管的背压平衡作用，能消除背压波动对阀门性能的影响，从而保证安全阀长期安全可靠稳定运行。7、在安全阀排放时，为了保护波纹管免受排放介质中颗粒的冲刷，在波纹管组合件外设置了波纹管保护套28，从而避免了波纹管被冲坏或被磨损的危险，延长了波纹管和安全阀的使用寿命。8、另外，弹簧和波纹管选材及加工工艺讲究，并进行严格的测试和检查。本专利技术的有益效果本专利技术产品在结构上的创新，使安全阀的密封性、动作性能比之现有新品都有很大提高，并且关键零部件材料的改革，大大提高了安全阀的使用寿命，本专利技术产品改变了我国炼铝行业专用安全阀依赖进口的现状。如果采用本专利技术产品，一套安全阀的价格在180万人民币左右，则11套炼铝装置的安全阀配套费用在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝业专用安全阀门，包括阀瓣、阀座和波纹管组合件，其特征在于：在阀瓣的密封面上部设计成使阀瓣密封面具有一定弹性的带锐角的沟槽型；在阀座和阀瓣的密封面中设计成起密封作用的内环和起支持弹簧力作用的外环，内环比外环高出０．０１ｍｍ，内、外环间加工有一条半圆形卸压槽；在阀座和阀瓣的密封面上堆焊钴基高硬度硬质合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵南平，
申请(专利权)人：上海凯特阀门制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]