一種外控球閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種球閥，尤其是一種從外部控制密封的球閥，屬于閥門設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)水主球閥是水電站水力發(fā)電機組的重要部件之一，它直接影響電站運行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益。因此水電站使用的進(jìn)水主球閥有其特殊的要求:一是使用通徑范圍大，可能從幾十厘米至一、二百厘米；二是使用水頭的范圍大，可從幾百米至上千米；三是對其安全性、可靠性及使用壽命的要求高。從目前國內(nèi)市場的球閥設(shè)計、制造狀況來看，其結(jié)構(gòu)特點和工作原理大同小異，即在閥體內(nèi)位于活門進(jìn)、出水側(cè)設(shè)有可移動的密封環(huán)，當(dāng)活門轉(zhuǎn)動到關(guān)閉位置時，需要用壓力水或壓力油來推動密封環(huán)，使密封環(huán)壓緊活門的密封面，從而封住水流。但是，從實際使用情況來看，此類結(jié)構(gòu)的球閥存在的主要問題如下:第一，由于密封環(huán)本身就相當(dāng)一個活塞，與密封環(huán)相配的閥體就相當(dāng)于活塞缸的缸體，因此要推動該密封環(huán)就必須使用壓力油或壓力水，這樣必將需要多個密封環(huán)節(jié)和特定的結(jié)構(gòu)來保證密封環(huán)的移動及移動過程中的密封，因此是造成此類球閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜的主要原因，加之密封環(huán)的工作環(huán)境惡劣，環(huán)節(jié)多，密封件極易失效，進(jìn)而造成推動密封環(huán)移動的壓力油或壓力水極易與閥門流道內(nèi)的有壓水相混合，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障，使閥門不能正常工作。第二，密封環(huán)的工作位置需要進(jìn)行鎖定，密封環(huán)投入或退出時的位置信號需要及時、準(zhǔn)確地反饋到閥外的自動控制系統(tǒng)。但由于受現(xiàn)有球閥的結(jié)構(gòu)限制，密封環(huán)和鎖錠的位置信號裝置都不易設(shè)置和安裝，致使球閥結(jié)構(gòu)難于簡化，并且信號裝置的可靠性不易得到保證。第三，由于密封環(huán)與閥體就是活塞與缸體的關(guān)系，而密封環(huán)尺寸較大，其加工精度不易得到保證，會影響其使用效果。第四，密封環(huán)的使用環(huán)境和尺寸決定了它的工作液壓源的壓力等級不可能太高，故不易與控制活門的接力器共用高壓油源；如果使用有壓水源操作，則還需配套相應(yīng)的過濾、減壓裝置來保證，這就帶來了液壓系統(tǒng)復(fù)雜、故障多、可靠性差等問題。
[0003]綜上所述，在現(xiàn)有技術(shù)的背景下，對水電站進(jìn)水主球閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新與改進(jìn)是很有意義的，特別對中高水頭的小型水輪發(fā)電機組來說，使用一種簡明、可靠、安全、耐用的進(jìn)水主球閥是非常有必要和有價值的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，密封環(huán)移動方便、可靠，便于自動化精準(zhǔn)控制的外控球閥。
[0005]本發(fā)明通過下列技術(shù)方案完成:一種外控球閥，包括內(nèi)設(shè)活門的閥體，分別設(shè)于閥體進(jìn)、出水側(cè)的前蓋和后蓋，其特征在于閥體內(nèi)位于前、后蓋內(nèi)端分別設(shè)有與前、后蓋相配接的前、后密封環(huán)，且前、后密封環(huán)分別與接力器活塞桿相連，接力器活塞桿穿過對應(yīng)的前、后蓋與閥體外的接力器缸體相連，接力器缸體固定在前、后蓋上，前、后密封環(huán)的密封面與活門相配接但不相連，當(dāng)轉(zhuǎn)動活門至關(guān)閉位置后，通過接力器推動密封環(huán)移動使其密封面與活門緊密接觸而阻斷水的流通，反之開啟閥門時，先通過接力器拉動密封環(huán)使密封環(huán)的密封面退離活門，即可轉(zhuǎn)動活門至開啟位置。
[0006]所述前、后密封環(huán)均為帶空腔的筒狀體，筒狀體的外端外圓柱面與對應(yīng)的前、后蓋內(nèi)壁相配接，并沿對應(yīng)的前、后蓋內(nèi)壁滑動，筒狀體的空腔為水流通道的一部分，筒狀體的內(nèi)端設(shè)有多個徑向凸耳，每個凸耳上設(shè)有通孔，每一個接力器活塞桿的內(nèi)端都穿過通孔由螺母緊固，以便將密封環(huán)固定在多個接力器上，從而在多個接力器的共同操控下使密封環(huán)移動。
[0007]所述前、后密封環(huán)的外端外圓柱面上設(shè)有若干道環(huán)形密封槽，每道環(huán)形密封槽中設(shè)有密封圈，用于密封滑動面間的有壓水。
[0008]所述前、后密封環(huán)上的凸耳及接力器數(shù)量均可隨閥體直徑增大而增加，以實現(xiàn)密封環(huán)的穩(wěn)定移動及良好的密封效果。
[0009]所述接力器為常規(guī)的液壓缸，可使用高壓油源，該液壓缸上的進(jìn)、出油管與操控活門接力器的液壓站相連，以便采用同一液壓站向密封環(huán)接力器、活門接力器提供高壓油源，減小接力器的體積，簡化球閥的液壓管路，提高液壓站工作效率。
[0010]所述接力器活塞桿上設(shè)有限位開關(guān)，限位開關(guān)通過導(dǎo)線與閥外的常規(guī)自動控制裝置連接，將密封環(huán)所在位置信號準(zhǔn)確、及時反饋到自動控制裝置，從而完成密封環(huán)的鎖定，制止密封環(huán)的誤動作，提高閥門安全性。
[0011]所述前、后蓋上分別設(shè)有與旁通管相連的法蘭，旁通管上設(shè)有閥門，以便在開啟球閥時，先通過旁通管使活門前、后均壓，減小控制活門的操作力；避免開閥時壓力管道內(nèi)可能出現(xiàn)過大的水錘壓力；避免在小縫隙時高速水流對密封面的沖刷破壞。
[0012]本發(fā)明具有下列優(yōu)點和效果:采用上述方案:
第一，簡化了前、后密封環(huán)自身的結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動密封環(huán)移動的結(jié)構(gòu)，僅用閥體外的多個小型液壓接力器，即可從外部推動閥體內(nèi)的前、后密封環(huán)移動，實現(xiàn)球閥密封環(huán)的投退，結(jié)構(gòu)上減少了多道密封環(huán)節(jié)，避免了油、水可能相混的問題，同時使密封環(huán)、前、后蓋具有重量輕、易于加工的特點。
[0013]第二，推動密封環(huán)移動的接力器為常規(guī)的小型液壓缸，其體積小，不占空間，工作可靠，且接力器與前、后蓋之間是極易實現(xiàn)的靜密封，加工、安裝方便。接力器的數(shù)量可根據(jù)閥門大小及所需操作力的大小來設(shè)置。
[0014]第三，密封環(huán)接力器與球閥活門接力器的動力源均來自同一液壓站，簡化了球閥的液壓管路系統(tǒng)，提高了液壓站的使用效率和工作效率，增加了閥門工作的可靠性。
[0015]第四，由于閥體內(nèi)的密封環(huán)與閥體外的接力器相連，因此可通過設(shè)置在接力器活塞桿上的限位開關(guān)將密封環(huán)的位置信息及時、準(zhǔn)確地反饋給自動控制裝置，可在閥門關(guān)閉的狀態(tài)下鎖定密封環(huán)接力器，有效制止了密封環(huán)的誤動作，提高了閥門工作的安全性。
[0016]第五，此球閥的使用范圍較大:使用通徑范圍500~2000CM，使用水頭范圍100~1000M，液壓站的壓力等級為16MPa。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益在于:由于結(jié)構(gòu)簡單，減少了出故障的環(huán)節(jié)，明確并完善了各零部件的使用功能，降底了制造難度，簡化了產(chǎn)品所需的液壓、反饋、鎖錠系統(tǒng)，提高了產(chǎn)品的整體性能，使產(chǎn)品的故障率大幅減小，可靠性和使用壽命明顯增加，使水電站水輪發(fā)電機組運行的安全性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益得以提高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中的密封環(huán)側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0020]本發(fā)明提供的外控球閥，包括內(nèi)設(shè)活門4的閥體3，分別設(shè)于閥體3進(jìn)、出水側(cè)的前蓋1和后蓋7，其中前、后蓋1、7的內(nèi)端分別設(shè)有與前、后蓋1、7相配接的前、后密封環(huán)11(前、后密封環(huán)11結(jié)構(gòu)完全相同，安裝方向相反)，且前、后密封環(huán)11分別與接力器2的活塞桿相連，接力器2活塞桿穿過對應(yīng)的前、后蓋1、7與閥體3外的接力器缸體6相連，接力器缸體6固定在前、后蓋上。前、后密封環(huán)11的密封面(即內(nèi)端面)可與活門4相配接但不相連。
[0021]所述前、后密封環(huán)11均為帶空腔的筒狀體，筒狀體的外端外圓柱面與對應(yīng)的前、后蓋1、7內(nèi)壁相配接，并沿對應(yīng)的前、后蓋1、7內(nèi)壁滑動，筒狀體的空腔為水流通道的一部分，筒狀體的內(nèi)端設(shè)有多個徑向凸耳12，每個凸耳12上設(shè)有通孔，每一個接力器2活塞桿的內(nèi)端都穿過通孔由螺母緊固，以便將密封環(huán)11固定在多個接力器2上，從而在多個接力器2的共同操控下使密封環(huán)11移動。
[0022]所述前、后密封環(huán)11的外端外圓柱面上設(shè)有若干道環(huán)形密封槽，每道槽中設(shè)置密封圈10，用于密封滑動面間的有壓水。前、后密封環(huán)11上的凸耳12及接力器2的數(shù)量可隨閥體直徑增大而增加，以實現(xiàn)密封環(huán)的穩(wěn)定移動及良好的密封效果。
[0023]所述接力器2為常規(guī)的液壓缸，該液壓缸上的進(jìn)、出油管5與液壓站相連，活門接力器14也共用同一液壓站，提高了液壓站的使用效率。
[0024]所述接力器2活塞桿上設(shè)有常規(guī)限位開關(guān)，限位開關(guān)通過導(dǎo)線與自動控制裝置相連接，將密封環(huán)11所在位置信號準(zhǔn)確、及時反饋到自動控制裝置，從而安全準(zhǔn)確地控制閥門的啟閉。
[0025]所述前、后蓋1、7上分別設(shè)有與旁通管9相連的法蘭，旁通管9上設(shè)有閥門13。14為活門4的操作接力器，也是常規(guī)液壓缸。
[0026]工作時，轉(zhuǎn)動活門4至關(guān)閉位置(如圖1的上半部分)后，通過接力器2推動密封環(huán)11至其密封面緊密接觸活門4以阻斷水流，反之開啟閥門時，先通過旁通管9使活門4前、后均壓，減小控制活門的操作力，避免開閥時壓力管道內(nèi)可能出現(xiàn)過大的水錘壓力，避免在小縫隙時高速水流對密封面的沖刷破壞，再通過接力器2推動密封環(huán)11使其密封面退離活門4，再轉(zhuǎn)動活門4至開啟位置。
【主權(quán)項】
1.一種外控球閥，包括內(nèi)設(shè)活門的閥體，分別設(shè)于閥體進(jìn)、出水側(cè)的前蓋和后蓋，其特征在于閥體內(nèi)位于前、后蓋內(nèi)端分別設(shè)有與前、后蓋相配接的前、后密封環(huán)，且前、后密封環(huán)分別與接力器活塞桿相連，接力器活塞桿穿過對應(yīng)的前、后蓋與閥體外的接力器缸體相連，接力器缸體固定在前、后蓋上，前、后密封環(huán)的密封面與活門相配接但不相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外控球閥，其特征在于所述前、后密封環(huán)均為帶空腔的筒狀體，筒狀體的外端外圓柱面與對應(yīng)的前、后蓋內(nèi)壁相配接，并沿對應(yīng)的前、后蓋內(nèi)壁滑動，筒狀體的空腔為水流通道的一部分，筒狀體的內(nèi)端設(shè)有多個徑向凸耳，每個凸耳上設(shè)有通孔，每一個接力器活塞桿的內(nèi)端都穿過通孔由螺母緊固。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外控球閥，其特征在于所述前、后密封環(huán)的外端外圓柱面上設(shè)有若干道環(huán)形密封槽，每道環(huán)形密封槽中設(shè)有密封圈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外控球閥，其特征在于所述前、后密封環(huán)上的凸耳及接力器數(shù)量均隨閥體直徑增大而增加。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外控球閥，其特征在于所述接力器為常規(guī)的液壓缸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外控球閥，其特征在于所述接力器活塞桿上設(shè)有限位開關(guān)，限位開關(guān)通過導(dǎo)線與閥外的常規(guī)自動控制裝置連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外控球閥，其特征在于所述前、后蓋上分別設(shè)有與旁通管相連的法蘭，旁通管上設(shè)有閥門。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種外控球閥，包括內(nèi)設(shè)活門的閥體，分別設(shè)于閥體進(jìn)、出水側(cè)的前蓋和后蓋，其特征在于閥體內(nèi)位于前、后蓋內(nèi)端分別設(shè)有與前、后蓋相配接的前、后密封環(huán)，且前、后密封環(huán)分別與接力器活塞桿相連，接力器活塞桿穿過對應(yīng)的前、后蓋與閥體外的接力器缸體相連，接力器缸體固定在前、后蓋上，前、后密封環(huán)的密封面與活門相配接但不相連。簡化了前、后密封環(huán)自身的結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動密封環(huán)移動的結(jié)構(gòu)，僅用外設(shè)的接力器推動閥體內(nèi)的密封環(huán)移動后，即可實現(xiàn)開閥或閉閥。簡化球閥結(jié)構(gòu)，且密封可靠，避免了油、水相混的問題，使密封環(huán)、前、后蓋重量減輕、易于加工。
【IPC分類】F16K5/06
【公開號】CN105299257
【申請?zhí)枴緾N201510838369
【發(fā)明人】馮江昆
【申請人】哈爾濱電機廠（昆明）有限責(zé)任公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月26日