一種新型球閥啟閉件及含其的球形單斜焊縫全焊接球閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及閥門領(lǐng)域，尤其是一種新型球閥啟閉件及含其的球形單斜焊縫全焊接球閥。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)過近百年的不斷演變發(fā)展，到目前為止，球閥結(jié)構(gòu)主要有兩大類。一類是多段式組裝球閥(兩段式、三段式)。使用螺栓將各段連接組裝而成，各段間靠密封件實(shí)現(xiàn)密封來防止泄露。在使用過程中，若發(fā)生泄露，可通過拆卸來更換內(nèi)件或進(jìn)行檢修。另一類是全焊接球閥。組裝焊接成型后，閥體無泄露點(diǎn)。在使用過程中，若內(nèi)件損壞，不可拆卸檢修。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外的全焊接球閥的外形主要有筒狀和近似球狀兩種。有的筒狀球閥由兩條垂直于通徑軸線的環(huán)形焊縫焊接而成，包括中間段、上下閥桿樞軸套和兩端接管段，即三段組裝焊接?，F(xiàn)有的兩段式近似球狀單焊縫全焊接球閥的組焊焊縫實(shí)際是環(huán)焊縫面與管道通徑軸線垂直并與上下閥桿同心軸線重合、對(duì)稱的兩道半環(huán)形焊縫與上下閥桿樞軸套與球形兩半體組裝焊接的兩道小環(huán)形焊縫相交組焊而成，即由一道斷開的大環(huán)形焊縫與上下閥桿樞軸套的兩個(gè)小焊接環(huán)焊縫相交，稱不上是一個(gè)連續(xù)的整圓單環(huán)焊縫。全焊接球閥因焊后不能再拆卸，因此最終組裝成形的焊縫數(shù)量越少越有利于閥門的整機(jī)性能。最佳理想狀態(tài)應(yīng)為一道連續(xù)的環(huán)焊縫。
[0004]無論是組裝式球閥還是全焊接式球閥，其內(nèi)部啟閉件是相同的。啟閉件是由一個(gè)球體與上下流側(cè)一對(duì)浮動(dòng)密封閥座組合而成。球體在與其相連的閥桿的帶動(dòng)下繞上下閥桿的同心軸線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°實(shí)現(xiàn)球閥關(guān)閉，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°實(shí)現(xiàn)開啟，其密封是靠上下流側(cè)浮動(dòng)閥座在一組彈簧力的作用下使其閥座密封面始終貼向球體表面與其接觸產(chǎn)生初始密封比壓來保證低壓密封，同時(shí)在介質(zhì)壓力作用下實(shí)現(xiàn)全壓差下雙向全密封。
[0005]現(xiàn)有的全焊接球閥存在以下問題:
[0006]I)全焊接球閥的各段的內(nèi)外構(gòu)造均是鍛造毛坯加工而成，材料的利用率低、加工量大、耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。尤其是用于海底石油及天然氣輸送用特殊材料全焊接球閥，如使用鎳基合金材料，閥體的加工更加困難，成本極高。
[0007]2)由于全焊接球閥是在全部組裝后實(shí)施焊接封閉，焊后不能進(jìn)行常規(guī)的熱處理消除焊接應(yīng)力，因此焊縫越少越好?，F(xiàn)有的三段式筒狀球閥是由兩道環(huán)形焊縫焊接成型;在施焊第一道焊縫過程中，中段另外一側(cè)的尚未焊接焊縫與相鄰對(duì)接段處于非約束狀態(tài)，所以尺寸精度難于保證;而在施焊第二道焊縫時(shí)，由于第一道已完成焊接的焊縫的約束又使得兩道對(duì)稱焊縫焊接后閥體兩側(cè)的尺寸難以保證完全一致，不能滿足兩側(cè)對(duì)稱要求。而正如前文所述，現(xiàn)有的近似球狀兩段式球閥的所謂單焊縫組焊實(shí)際是由兩段半環(huán)焊縫與閥體上下閥桿樞軸套的兩道小環(huán)形焊縫同時(shí)施焊相交而成，并不是真實(shí)的單焊縫，而且焊縫不連續(xù)，而焊縫相交結(jié)構(gòu)在壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范中是要求避免的，特別對(duì)高壓設(shè)備是不允許的。
[0008]3)因全焊接球閥在組裝焊接后不可拆卸，要求閥門內(nèi)件即閥門最關(guān)鍵的密封元件，即球體和閥座密封面，應(yīng)該與焊接閥體等壽命。而實(shí)際上，現(xiàn)有的球閥閥門在開啟和關(guān)閉過程中，由于需要依靠上下流側(cè)浮動(dòng)閥座在彈簧力的作用下使閥座密封面始終貼向球體表面并與其接觸所產(chǎn)生的初始密封比壓來保證低壓密封，使得閥座密封面與球體表面始終保持接觸摩擦，因此在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中極易擦傷損壞。對(duì)于螺栓連接組裝式球閥可以進(jìn)行拆卸維修或更換，而對(duì)于全焊接球閥則不能，所以現(xiàn)有的全焊接球閥的內(nèi)件(密封面)并不能與焊接閥體等壽命。
[0009]因此，需要一種新的球形單斜焊縫全焊接球閥，其在球體、閥座開關(guān)過程無摩擦，使用壽命長(zhǎng)，且加工簡(jiǎn)單，只有單焊縫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種新型球閥啟閉件。
[0011]本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種含有上述新型球閥啟閉件的球形單斜焊縫全焊接球閥，該球閥的球體、閥座開關(guān)過程無摩擦，且加工簡(jiǎn)單，只有單焊縫。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明采用以下內(nèi)容:
[0013]—種新型球閥啟閉件，包括:兩個(gè)閥座組件、球體和兩個(gè)閥座撐盤；
[0014]所述閥座組件分別包括閥座支撐架、閥座外環(huán)、第一擋環(huán)、彈簧、橡膠密封圈和第一螺釘;所述閥座支撐架為多臺(tái)階圓環(huán)件，內(nèi)前側(cè)為斜環(huán)面，外側(cè)壁上設(shè)有若干臺(tái)階部;在閥座支撐架的第一臺(tái)階部的外側(cè)設(shè)置橡膠密封圈和閥座外環(huán)，閥座外環(huán)將橡膠密封圈擋住；閥座外環(huán)的背部設(shè)置有第一擋環(huán)，經(jīng)第一螺釘與閥座支撐架固定成一體;第一擋環(huán)的孔中設(shè)置彈簧，彈簧的一端與閥座外環(huán)的背部接觸，另一端與球閥閥體接管接觸；
[0015]所述球體具有貫通的流體通孔和與流體通孔相垂直的兩個(gè)閥桿插入孔；
[0016]所述閥座撐盤為等徑圓盤，具有能與球體的設(shè)置有閥桿插入孔的頂端完全附形的結(jié)構(gòu)，包括平面底部和弧形側(cè)壁，平面底部上設(shè)有閥桿通孔，弧形側(cè)壁上0°、90°、180°和270°四個(gè)點(diǎn)到圓盤圓心的距離相等并小于圓盤等圓半徑。
[0017]所述球體與兩個(gè)閥座撐盤一體設(shè)置在球閥閥體形成的閥腔內(nèi)，并在兩個(gè)閥座組件中間。球閥閥體接管通道處設(shè)有閥座組件設(shè)置部，結(jié)構(gòu)與閥座組件相匹配。
[0018]為實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明采用以下內(nèi)容:
[0019]—種含有上述新型球閥啟閉件的球形單斜焊縫全焊接球閥，包括:右半球形閥體組件、左半球形閥體組件、兩個(gè)閥座組件、球體、兩個(gè)閥座撐盤和閥桿組件；
[0020]所述右半球形閥體組件和左半球形閥體組件各包括半球殼、接管和樞軸套;所述接管通道處的內(nèi)壁設(shè)有閥座組件設(shè)置部;所述樞軸套的中心軸線與接管的通道軸線垂直相交;所述半球殼殼口的對(duì)焊坡口環(huán)面為斜面，與樞軸套的中心軸線呈夾角；
[0021]所述閥座組件分別包括閥座支撐架、閥座外環(huán)、第一擋環(huán)、彈簧、橡膠密封圈和第一螺釘;所述閥座支撐架為多臺(tái)階圓環(huán)件，內(nèi)前側(cè)為斜環(huán)面，外側(cè)壁上設(shè)有若干臺(tái)階部;在閥座支撐架的第一臺(tái)階部的外側(cè)設(shè)置橡膠密封圈和閥座外環(huán)，閥座外環(huán)將橡膠密封圈擋??；閥座外環(huán)的背部設(shè)置有第一擋環(huán)，經(jīng)第一螺釘與閥座支撐架固定成一體;第一擋環(huán)的孔中設(shè)置彈簧，彈簧的一端與閥座外環(huán)的背部接觸，另一端與接管的閥座組件設(shè)置部的后端面接觸；
[0022]所述球體具有貫通的流體通孔和與流體通孔相垂直的兩個(gè)閥桿插入孔；
[0023]所述閥座撐盤為等徑圓盤，具有能與球體的設(shè)置有閥桿插入孔的頂端完全附形的結(jié)構(gòu)，包括平面底部和弧形側(cè)壁，平面底部上設(shè)有閥桿通孔，弧形側(cè)壁上0°、90°、180°和270°四個(gè)點(diǎn)到圓盤圓心的距離相等并小于圓盤等圓半徑；
[0024]所述球體與兩個(gè)閥座撐盤一體設(shè)置在右半球形閥體組件和左半球形閥體組件形成的閥腔內(nèi)，并在兩個(gè)閥座組件中間;所述閥桿組件穿過樞軸套與球體連接，用來帶動(dòng)球體轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)球閥開啟與關(guān)閉。
[0025]進(jìn)一步地，在閥座支撐架的內(nèi)前側(cè)斜環(huán)面上設(shè)有唇形圈。
[0026]進(jìn)一步地，在閥座支撐架的徑向臺(tái)階部還設(shè)置有大橡膠O形圈和小橡膠O形圈。
[0027]進(jìn)一步地，所述閥桿組件包括第一閥桿、第二閥桿、銷軸和鍵，第一閥桿上設(shè)置有鍵，并通過鍵與驅(qū)動(dòng)裝置連接傳動(dòng)，第一閥桿與球體之間經(jīng)銷軸連接傳動(dòng)。
[0028]進(jìn)一步地，第一閥桿的底部設(shè)有若干第一銷軸定位孔，球體的閥桿插入孔在其底部設(shè)有若干第二銷軸定位孔，第一銷軸定位孔與第二銷軸定位孔的結(jié)構(gòu)均與銷軸匹配，銷軸放置在兩者之間。
[0029]進(jìn)一步地，閥桿組件與樞軸套之間裝有滑動(dòng)軸承。
[0030]進(jìn)一步地，所述右半球形閥體組件和左半球形閥體組件在半球殼的外表面上還設(shè)置有吊耳。
[0031 ]進(jìn)一步地，所述右半球形閥體組件和左半球形組件在靠近樞軸套一側(cè)的半球殼上還設(shè)置有泄放閥。
[0032]進(jìn)一步地，所述右半球形閥體組件和左半球形組件在接管的閥座組件設(shè)置部的外側(cè)上還設(shè)置有若干注脂閥。
[0033]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034]1、本發(fā)明的啟閉件使用的閥座撐盤與閥座的凸輪結(jié)構(gòu)，使得球閥的球體、閥座開關(guān)過程無摩擦，解決了現(xiàn)有技術(shù)中摩擦導(dǎo)致閥座與球體接觸密封面極易擦傷損壞的問題，可以應(yīng)用于全焊接球閥，還可應(yīng)用于現(xiàn)有的利用固定球式浮動(dòng)閥座結(jié)構(gòu)的所有球閥，包括軟密封結(jié)構(gòu)和硬密封結(jié)構(gòu)。
[0035]2、本發(fā)明的全焊接球閥僅具有單斜環(huán)形連續(xù)焊縫，無焊縫相交，且連續(xù)施焊能保證焊接質(zhì)量。
[0036]3、本發(fā)明的球閥是由完全半球殼體組對(duì)閥體，內(nèi)外球形無需加工，省時(shí)，材料利用率高。
[0037]4、本發(fā)明可作為流體控制類通用機(jī)械，廣泛應(yīng)用于石油、化工、等行業(yè)的管道流體輸送及控制，特別適用于大口徑高壓力的埋地或海底長(zhǎng)輸管線石油及天然氣等介質(zhì)的輸送。
【附圖說明】
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)