一种新型球阀启闭件及含其的球形单斜焊缝全焊接球阀制造技术

本发明专利技术公开了一种新型球阀启闭件，包括：两个阀座组件、球体和两个阀座撑盘。本发明专利技术的启闭件使用的阀座撑盘与阀座的凸轮结构，使得球阀的球体、阀座开关过程无摩擦。本发明专利技术还公开了含有该新型球阀启闭件的球形单斜焊缝全焊接球阀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阀门领域，尤其是一种新型球阀启闭件及含其的球形单斜焊缝全焊接球阀。
技术介绍
经过近百年的不断演变发展，到目前为止，球阀结构主要有两大类。一类是多段式组装球阀(两段式、三段式)。使用螺栓将各段连接组装而成，各段间靠密封件实现密封来防止泄露。在使用过程中，若发生泄露，可通过拆卸来更换内件或进行检修。另一类是全焊接球阀。组装焊接成型后，阀体无泄露点。在使用过程中，若内件损坏，不可拆卸检修。目前，国内外的全焊接球阀的外形主要有筒状和近似球状两种。有的筒状球阀由两条垂直于通径轴线的环形焊缝焊接而成，包括中间段、上下阀杆枢轴套和两端接管段，即三段组装焊接。现有的两段式近似球状单焊缝全焊接球阀的组焊焊缝实际是环焊缝面与管道通径轴线垂直并与上下阀杆同心轴线重合、对称的两道半环形焊缝与上下阀杆枢轴套与球形两半体组装焊接的两道小环形焊缝相交组焊而成，即由一道断开的大环形焊缝与上下阀杆枢轴套的两个小焊接环焊缝相交，称不上是一个连续的整圆单环焊缝。全焊接球阀因焊后不能再拆卸，因此最终组装成形的焊缝数量越少越有利于阀门的整机性能。最佳理想状态应为一道连续的环焊缝。无论是组装式球阀还是全焊接式球阀，其内部启闭件是相同的。启闭件是由一个球体与上下流侧一对浮动密封阀座组合而成。球体在与其相连的阀杆的带动下绕上下阀杆的同心轴线顺时针旋转90°实现球阀关闭，逆时针旋转90°实现开启，其密封是靠上下流侧浮动阀座在一组弹簧力的作用下使其阀座密封面始终贴向球体表面与其接触产生初始密封比压来保证低压密封，同时在介质压力作用下实现全压差下双向全密封。现有的全焊接球阀存在以下问题：1)全焊接球阀的各段的内外构造均是锻造毛坯加工而成，材料的利用率低、加工量大、耗费时间长。尤其是用于海底石油及天然气输送用特殊材料全焊接球阀，如使用镍基合金材料，阀体的加工更加困难，成本极高。2)由于全焊接球阀是在全部组装后实施焊接封闭，焊后不能进行常规的热处理消除焊接应力，因此焊缝越少越好。现有的三段式筒状球阀是由两道环形焊缝焊接成型；在施焊第一道焊缝过程中，中段另外一侧的尚未焊接焊缝与相邻对接段处于非约束状态，所以尺寸精度难于保证；而在施焊第二道焊缝时，由于第一道已完成焊接的焊缝的约束又使得两道对称焊缝焊接后阀体两侧的尺寸难以保证完全一致，不能满足两侧对称要求。而正如前文所述，现有的近似球状两段式球阀的所谓单焊缝组焊实际是由两段半环焊缝与阀体上下阀杆枢轴套的两道小环形焊缝同时施焊相交而成，并不是真实的单焊缝，而且焊缝不连续，而焊缝相交结构在压力容器设计规范中是要求避免的，特别对高压设备是不允许的。3)因全焊接球阀在组装焊接后不可拆卸，要求阀门内件即阀门最关键的密封元件，即球体和阀座密封面，应该与焊接阀体等寿命。而实际上，现有的球阀阀门在开启和关闭过程中，由于需要依靠上下流侧浮动阀座在弹簧力的作用下使阀座密封面始终贴向球体表面并与其接触所产生的初始密封比压来保证低压密封，使得阀座密封面与球体表面始终保持接触摩擦，因此在长期运行过程中极易擦伤损坏。对于螺栓连接组装式球阀可以进行拆卸维修或更换，而对于全焊接球阀则不能，所以现有的全焊接球阀的内件(密封面)并不能与焊接阀体等寿命。因此，需要一种新的球形单斜焊缝全焊接球阀，其在球体、阀座开关过程无摩擦，使用寿命长，且加工简单，只有单焊缝。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种新型球阀启闭件。本专利技术的第二个目的在于提供一种含有上述新型球阀启闭件的球形单斜焊缝全焊接球阀，该球阀的球体、阀座开关过程无摩擦，且加工简单，只有单焊缝。为实现上述第一个目的，本专利技术采用以下内容：一种新型球阀启闭件，包括：两个阀座组件、球体和两个阀座撑盘；所述阀座组件分别包括阀座支撑架、阀座外环、第一挡环、弹簧、橡胶密封圈和第一螺钉；所述阀座支撑架为多台阶圆环件，内前侧为斜环面，外侧壁上设有若干台阶部；在阀座支撑架的第一台阶部的外侧设置橡胶密封圈和阀座外环，阀座外环将橡胶密封圈挡住；阀座外环的背部设置有第一挡环，经第一螺钉与阀座支撑架固定成一体；第一挡环的孔中设置弹簧，弹簧的一端与阀座外环的背部接触，另一端与球阀阀体接管接触；所述球体具有贯通的流体通孔和与流体通孔相垂直的两个阀杆插入孔；所述阀座撑盘为等径圆盘，具有能与球体的设置有阀杆插入孔的顶端完全附形的结构，包括平面底部和弧形侧壁，平面底部上设有阀杆通孔，弧形侧壁上0°、90°、180°和270°四个点到圆盘圆心的距离相等并小于圆盘等圆半径。所述球体与两个阀座撑盘一体设置在球阀阀体形成的阀腔内，并在两个阀座组件中间。球阀阀体接管通道处设有阀座组件设置部，结构与阀座组件相匹配。为实现上述第二个目的，本专利技术采用以下内容：一种含有上述新型球阀启闭件的球形单斜焊缝全焊接球阀，包括：右半球形阀体组件、左半球形阀体组件、两个阀座组件、球体、两个阀座撑盘和阀杆组件；所述右半球形阀体组件和左半球形阀体组件各包括半球壳、接管和枢轴套；所述接管通道处的内壁设有阀座组件设置部；所述枢轴套的中心轴线与接管的通道轴线垂直相交；所述半球壳壳口的对焊坡口环面为斜面，与枢轴套的中心轴线呈夹角；所述阀座组件分别包括阀座支撑架、阀座外环、第一挡环、弹簧、橡胶密封圈和第一螺钉；所述阀座支撑架为多台阶圆环件，内前侧为斜环面，外侧壁上设有若干台阶部；在阀座支撑架的第一台阶部的外侧设置橡胶密封圈和阀座外环，阀座外环将橡胶密封圈挡住；阀座外环的背部设置有第一挡环，经第一螺钉与阀座支撑架固定成一体；第一挡环的孔中设置弹簧，弹簧的一端与阀座外环的背部接触，另一端与接管的阀座组件设置部的后端面接触；所述球体具有贯通的流体通孔和与流体通孔相垂直的两个阀杆插入孔；所述阀座撑盘为等径圆盘，具有能与球体的设置有阀杆插入孔的顶端完全附形的结构，包括平面底部和弧形侧壁，平面底部上设有阀杆通孔，弧形侧壁上0°、90°、180°和270°四个点到圆盘圆心的距离相等并小于圆盘等圆半径；所述球体与两个阀座撑盘一体设置在右半球形阀体组件和左半球形阀体组件形成的阀腔内，并在两个阀座组件中间；所述阀杆组件穿过枢轴套与球体连接，用来带动球体转动实现球阀开启与关闭。进一步地，在阀座支撑架的内前侧斜环面上设有唇形圈。进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型球阀启闭件，其特征在于，所述启闭件包括：两个阀座组件(Z3)、球体(15)和两个阀座撑盘(16)；所述阀座组件(Z3)包括阀座支撑架(6)、阀座外环(7)、第一挡环(8)、弹簧(9)、橡胶密封圈(12)和第一螺钉(14)；所述阀座支撑架(6)为多台阶圆环件，内前侧为斜环面，外侧壁上设有若干台阶部；在阀座支撑架(6)的第一台阶部的外侧设置橡胶密封圈(12)和阀座外环(7)，阀座外环(7)将橡胶密封圈(12)挡住；阀座外环(7)的背部设置有第一挡环(8)，经第一螺钉(14)与阀座支撑架(6)固定成一体；第一挡环(8)的孔中设置弹簧(9)，弹簧(9)的一端与阀座外环(7)的背部接触，另一端与球阀阀体接管接触；所述球体(15)具有贯通的流体通孔和与流体通孔相垂直的两个阀杆插入孔；所述阀座撑盘(16)为等径圆盘，具有能与球体(15)的设置有阀杆插入孔的顶端完全附形的结构，包括平面底部和弧形侧壁，平面底部上设有阀杆通孔，弧形侧壁上0°、90°、180°和270°四个点到圆盘圆心的距离相等并小于圆盘等圆半径。

【技术特征摘要】
2016.02.22 CN 20161009476361.一种新型球阀启闭件，其特征在于，所述启闭件包括：两个
阀座组件(Z3)、球体(15)和两个阀座撑盘(16)；
所述阀座组件(Z3)包括阀座支撑架(6)、阀座外环(7)、第一
挡环(8)、弹簧(9)、橡胶密封圈(12)和第一螺钉(14)；所述阀
座支撑架(6)为多台阶圆环件，内前侧为斜环面，外侧壁上设有若
干台阶部；在阀座支撑架(6)的第一台阶部的外侧设置橡胶密封圈
(12)和阀座外环(7)，阀座外环(7)将橡胶密封圈(12)挡住；
阀座外环(7)的背部设置有第一挡环(8)，经第一螺钉(14)与阀
座支撑架(6)固定成一体；第一挡环(8)的孔中设置弹簧(9)，弹
簧(9)的一端与阀座外环(7)的背部接触，另一端与球阀阀体接管
接触；
所述球体(15)具有贯通的流体通孔和与流体通孔相垂直的两个
阀杆插入孔；
所述阀座撑盘(16)为等径圆盘，具有能与球体(15)的设置有
阀杆插入孔的顶端完全附形的结构，包括平面底部和弧形侧壁，平面
底部上设有阀杆通孔，弧形侧壁上0°、90°、180°和270°四个点到圆
盘圆心的距离相等并小于圆盘等圆半径。
2.一种含有如权利要求1所述的新型球阀启闭件的球形单斜焊
缝全焊接球阀，其特征在于，所述球阀包括：右半球形阀体组件(Z1)、
左半球形阀体组件(Z2)、两个阀座组件(Z3)、球体(15)、两个阀
座撑盘(16)和阀杆组件；
所述右半球形阀体组件(Z1)和左半球形阀体组件(Z2)各包括

\t半球壳(1)、接管(2)和枢轴套(3)；所述接管(2)通道处的内壁
设有阀座组件设置部；所述枢轴套(3)的中心轴线与接管(2)的通
道轴线垂直相交；所述半球壳(1)壳口的对焊坡口环面为斜面，与
枢轴套(3)的中心轴线呈夹角；
所述阀座组件(Z3)包括阀座支撑架(6)、阀座外环(7)、第一
挡环(8)、弹簧(9)、橡胶密封圈(12)和第一螺钉(14)；所述阀
座支撑架(6)为多台阶圆环件，内前侧为斜环面，外侧壁上设有若
干台阶部；在阀座支撑架(6)的第一台阶部的外侧设置橡胶密封圈
(12)和阀座外环(7)，阀座外环(7)将橡胶密封圈(12)挡住；
阀座外环(7)的背部设置有第一挡环(8)，经第一螺钉(14)与阀
座支撑架(6)固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲德湖，
申请(专利权)人：曲德湖，
类型：发明
国别省市：上海;31