一種耐磨球閥的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種管道控制閥門，特別涉及一種耐磨球閥。
【背景技術】
[0002]球閥由于具有流阻小、開關迅速、密封性能好、使用壽命長，便于氣控和電控等特點，在航天、石油、天然氣、長輸管線、輕工食品等行業得到廣泛的應用。隨著近幾年煤化工等行業的興起，球閥在高溫、高壓、高耐磨工況下，具有密封性能好，壽命長的特點，應用領域更加廣泛。
[0003]球閥是通過在閥座和球體之間設定的預緊力加上介質壓力在閥座密封面上產生的作用力形成足夠的密封比壓，從而實現密封。球閥的預緊力通常采用在閥座與閥體配合部位之間設置彈性元件，如圓柱狀彈簧或碟形彈簧等來形成。球閥在開關過程中，閥座與球體之間的預緊力和介質壓力始終作用在閥座與球體的密封面上，因此球閥的開關力矩大于其他類型閥門。而且，球閥中閥座與球體的密封面更容易發生磨損。通常，為了增強球體與閥座密封面之間的耐磨性，球體與閥座表面需要進行硬化處理。目前通常采用的方法是在球體表面與閥座表面分別堆焊斯太立合金或超音速噴涂硬質合金等，然后對球體與閥座表面進行研磨處理，這樣既能保證密封面的耐磨性，又能保證密封面的密封性。總之，耐磨球閥在開啟或關閉過程中，閥座和球體密封面始終保持接觸。由于閥座和球體密封面接觸面積大，需要克服的摩擦力矩大，導致需要選用大輸出力矩的執行機構，增大了閥門的外型尺寸；同時由于閥座與球體的密封面之間的磨損，加大了密封面發生泄漏的風險，影響了球閥的使用壽命。

【發明內容】

[0004]基于現有技術中的不足，本發明提供如下的技術方案。
[0005]本發明的第一個目的在于提供一種耐磨球閥，在球閥開啟或關閉過程中，由于球體密封面表面積相對減小，隨著球體的轉動，增加了介質流動路徑，減少了球體與閥座的接觸面積，減少了密封面的磨損，降低了密封面發生泄漏的風險，延長了球閥的使用壽命。
[0006]本發明的第二個目的在于提供一種耐磨球閥，由于球體與閥座的接觸面積減少，需要克服的摩擦力矩減小，開關速度加快，可選用輸出力矩較小的執行機構，減小了球閥的外型尺寸。
[0007]本發明的第三個目的在于提供一種耐磨球閥，由于球體密封面面積減小，需要硬化的球體表面積減小，而且需要精加工與研磨的球體表面積減小，不但節約了原料成本，也節約了加工成本，提高了工作效率。
[0008]本發明的第四個目的在于提供一種耐磨球閥，采用了鑲嵌式硬質合金閥座的設計，在閥門開啟或關閉時能夠保持閥座表面清潔，避免介質顆粒沉積，保證了球體與閥座的密封。
[0009]本發明提供了一種耐磨球閥，包括閥體、閥座及球體，所述球體設置在所述閥體的內腔中，所述閥座設置于所述閥體的內腔壁上，其特征在于:所述球體包括球基，所述球基的外表面的一部分向外突出形成凸臺，所述凸臺與所述閥座相接觸；球體的非密封面處與閥座之間存在介質流動路徑；隨著所述球體在開關過程中逆時針或順時針地90°旋轉，所述凸臺與所述閥座的接觸面積周期性地變化。
[0010]在進一步的技術方案中，所述凸臺包括通道型凸臺和封閉型凸臺，所述通道型凸臺和所述封閉性凸臺交替分布在所述球體上。當球體由閥桿帶動時，球體繞球閥軸線做逆時針或順時針的90°旋轉運動，通過通道型凸臺和封閉型凸臺實現球閥的開啟或關閉。
[0011]在進一步的技術方案中，所述凸臺包括基部和摩擦部。優選地，所述摩擦部的材料為硬質合金，起到表面硬化和耐磨的作用。通過這種設計，減小了需要硬化的球體表面積，減小了需要精加工與研磨的球體表面積，節約了原料成本和加工成本，提高了工作效率。
[0012]在進一步的技術方案中，所述閥座包括閥座襯套和閥座環，所述閥座環鑲嵌入所述閥座襯套中。優選地，所述閥座環的材料為硬質合金，起到表面硬化和耐磨的作用。更優選地，閥座環鑲嵌入閥座襯套后形成一處突出的唇邊，可起到刮刀的作用。通過這種鑲嵌式硬質合金閥座的設計，在閥門開關過程中能夠保持閥座表面清潔，避免顆粒介質沉積，保證了球體與閥座的密封。
[0013]在進一步的技術方案中，所述閥體中設有彈性元件，所述閥體與彈性元件相接觸，通過彈性元件提供的預緊力，閥座與球體密封面始終緊密接觸。
[0014]在進一步的技術方案中，所述彈簧一側設有壓環，所述壓環與所述閥座間設有密封環。
[0015]在進一步的技術方案中，所述彈性元件為彈簧。
[0016]在進一步的技術方案中，所述閥體包括第一閥體部和第二閥體部；優選地，所述第一閥體部和第二閥體部可拆卸連接。
[0017]在進一步的技術方案中，所述球閥還包括用于驅動球體旋轉的閥桿。
[0018]本發明提供的球閥，同現有技術相比，采用了新的球體密封面設計，在閥門開關過程中增加了介質流動路徑，使球體與閥座之間在閥門開關過程中具有最小的接觸面積。因此閥門在開關的過程中，減少了球體與閥座的摩擦，從而減少了球體與閥座的磨損，減小了操作扭矩，延長了密封面的使用壽命；由于球體與閥座的接觸面積減少，需要克服的摩擦力矩減小，開關速度加快，可選用輸出力矩較小的執行機構，減小了球閥的外型尺寸；同時，采用了鑲嵌式硬質合金閥座的設計，在閥門開關過程中能夠保持閥座表面清潔，避免顆粒介質沉積，保證了球體與閥座的密封。
【附圖說明】
[0019]圖1為球閥的全關狀態結構示意圖；
[0020]圖2為球閥的全開狀態結構示意圖；
[0021]圖3為球體與閥座結構示意圖；
[0022]圖4為球體結構示意圖。
[0023]圖中，1、第一閥體部，2、第二閥體部，3、閥桿，4、固定軸，5、球體，5-1、球體基體，5-2、摩擦部，6、閥座，6-1、閥座襯套，6-2、閥座環，7、密封環，8、壓環，9、彈簧。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對于本發明的保護范圍有任何限制作用。
[0025]按照本發明的一種【具體實施方式】，其包括有閥體，閥桿3、固定軸4、球體5、閥座6、密封環7、壓環8和彈簧9，其中球體5與設置在閥體內腔中的閥座6形成滑動密封接觸，通過彈簧9提供的預緊力，閥座6與球體5密封面始終緊密接觸。在本實施例中，閥體包括第一閥體部I和第二閥體部2，其中第一閥體部I和第二閥體部2可拆卸連接，兩者彼此對合形成完整的閥體，如圖1和圖2所示。
[0026]耐磨球閥的球體采用的是非球型設計，當