硬密封球阀阀座改进方案本实用新型涉及一种硬密封球阀阀座的密封结构，包括球阀的阀座和阀球，阀座与阀球弧面接触的密封面为内凹圆弧，所述阀座密封面的内凹圆弧上设有多个开口朝向阀球的环形凹槽，这些环形凹槽将阀座密封面分成几个不相连的密封段，所述环形凹槽的横截面为V形直角凹槽，所述V形直角凹槽的一槽壁与阀座轴心线平行，另一槽壁与阀座轴心线垂直，各V形直角凹槽槽口的转角形成刮垢刃。本实用新型降低了球阀的转动扭矩，防止垢层影响密封效果，延长了球阀的使用寿命。
本实用新型涉及阀门领域，特别涉及一种硬密封球阀阀座的密封结构。球阀被广泛的应用在各大领域，球阀按照密封可分为软密封球阀和硬密封球阀两种。金属硬密封球阀目前金属硬密封球阀球体表面常用的硬化工艺主要有以下几种：
1、球体表面堆焊（或喷焊）硬质合金，硬度可达40HRC以上，球体表面堆焊硬质合金工艺复杂，生产效率低，且大面积堆焊易使零件产生变形，目前对球体表面硬化的工艺使用较少。
2、球体表面镀硬铬，硬度可达60～65HRC，厚度0.07～0.10mm，镀铬层硬度高、耐磨、耐蚀并能长期保持表面光亮，工艺相对简单，成本较低。但硬铬镀层的硬度在温度升高时会因其内应力的释放而迅速降低，其工作温度不能高于427℃。另外镀铬层结合力低，镀层易发生脱落。 3、球体表面采用等离子氮化，表面硬度可达60～65HRC，氮化层厚度0.20～0.40mm，等离子氮化处理硬化工艺由于耐腐蚀性较差，不能在化工强腐蚀等领域使用。
4、球体表面超音速喷涂工艺，硬度高可达70～75HRC，集合强度高，厚度0.3～0.4mm，超音速喷涂是球体表面硬化主要工艺手段。在火力发电厂、石油化工系统、煤化工领域的高粘性流体；带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体介质中大部分使用该硬化工艺。 
【硬密封球阀阀座改进方案背景技术】
目前硬密封球阀的阀座与阀球之间的密封面局限于斜面密封、点密封、以及弧面密封，这三种类型的密封结构分别具有如下缺陷:
斜面密封:是球阀较多采用的一种密封形式，球阀阀座的斜面垂直于阀球的圆弧面，阀座斜面上的一条密封线与阀球圆弧面接触起密封作用，斜面密封结构为线密封，密封效果较好，但阀座斜面与阀球圆弧面之间存在夹角，阀球在转动过程中，夹角处极易进渣，导致线密封不严，缩短了球阀的使用寿命。
点密封:球阀阀座的密封点与阀球接触，形成点密封，但此类密封结构的阀座与阀球为点接触，密封面积太小，在高压环境中使用时，密封点极易被冲刷，使用寿命较短。
弧面密封:球阀阀座的密封面设置为与阀球圆弧面对应的弧面，是*较好的一种密封结构，其密封效果较好，但此类密封结构，由于阀座密封面与阀球弧面接触积过大，阀球在转动过程中，扭矩较大，转动较为困难，不便使用；同时此类弧面密封结构只有一个密封面，一旦密封面受损，就无法保证球阀的密封效果，降低了球阀的使用寿命。 
硬密封球阀阀座改进方案硬密封球阀球体和阀座硬化注意问题：
金属硬密封球阀阀球和阀座材料一般都选择不锈钢或耐腐蚀材料，否则硬质合金与阀座（或阀球）结合层容易被介质腐蚀，发生硬质合金层脱落，影响球阀寿命。
另外针对不同的阀座（或阀球）材料应选择合适的硬化工艺，在煤化工领域中双相不锈钢材料被广泛使用，双相不锈钢材料具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。双相不锈钢材料是一种既具有铁素体又具有奥氏体组织结构的钢种，铁素体和奥氏体组织结构各占约50%，且二相组织是独立存在的，其性能特点是兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特性。在铁素体不锈钢特性中，当温度在400～500℃范围内，长时间保温会产生强烈的脆化，这种现象一般称为475℃脆化；温度超过400～500℃时，双相不锈钢性能会被破坏。
双相不锈钢材料若采用喷焊或堆焊硬质合金工艺方法，该工艺硬质合金和基体发生融溶过程（温度一般均大于900℃），会破坏双相不锈钢材料的金相组织，故双相不锈钢材料不适合用喷焊（或堆焊）硬质合金的硬化工艺。双相不锈钢材料表面硬化工艺适合使用超音速喷涂工艺，硬化工艺必须保证不能对双相不锈钢材料基体金相组织产生破坏。
【硬密封球阀阀座改进方案发明内容】
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种硬密封球阀阀座的密封结构，降低了球阀的转动扭矩，防止垢层影响密封效果，延长了球阀的使用寿命。
本实用新型的技术方案是:一种硬密封球阀阀座的密封结构，包括球阀的阀座和阀球，阀座与阀球弧面接触的密封面为内凹圆弧，所述阀座密封面的内凹圆弧上设有多个开口朝向阀球的环形凹槽，这些环形凹槽将阀座密封面分成几个不相连的密封段，所述环形凹槽的横截面为V形直角凹槽，所述V形直角凹槽的一槽壁与阀座轴心线平行，另一槽壁与阀座轴心线垂直，各V形直角凹槽槽口的转角形成刮垢刃。
所述V形直角凹槽平行于阀座轴心线的槽壁高为24 mm。
所述V形直角凹槽垂直于阀座轴心线的槽壁高为24mm。
所述V形直角凹槽的数量至少为两个。
所述阀座的轴向端面与相邻密封段的相交部形成刮垢刃。  硬密封球阀阀座改进方案
采用上述技术方案:一种硬密封球阀阀座的密封结构,包括球阀的阀座和阀球，阀座与阀球弧面接触的密封面为内凹圆弧，阀座的密封面与阀球弧面接触形成弧面密封，具有弧面密封类球阀密封效果较好的优点。所述阀座密封面的内凹圆弧上设有多个开口朝向阀球的环形凹槽，这些环形凹槽将阀座密封面分成几个不相连的密封段，所述环形凹槽的横截面为V形直角凹槽，这些V形直角凹槽减少了球阀阀座与阀球的接触面积，降低了阀门的扭矩，方便球阀使用，阀座密封面被分成几个不相连的密封段，每个密封段分别与阀球接触形成密封，即使有密封段损坏、变形，使得该密封段与阀球密封不严，余下的密封段也能有效保证阀球良好的密封性。所述V形直角凹槽的一槽壁与阀座轴心线平行，另一槽壁与阀座轴心线垂直，各V形直角凹槽槽口的转角形成刮垢刃，球阀的阀球在转动过程中，阀球弧面上粘附介质形成的垢层通过刮垢刃被刮去，避免了垢层转移至弧面与密封段之间的间隙中，防止介质泄漏，有效延长阀球的使用寿命。
所述V形直角凹槽的数量至少为两个，至少两个V形直角凹槽能保证分隔出的密封段数量至少为三个，当密封段数量为三个时，处于两端的密封段与阀球接触形成密封，位于中间的密封段与球阀弧面接触，而不与介质接触，能显著延长球阀的使用寿命，并保证球阀具有良好的密封效果。 |
