一种外控球阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种球阀，尤其是一种从外部控制密封的球阀，属于阀门设计制造技术领域。
【背景技术】
[0002]进水主球阀是水电站水力发电机组的重要部件之一，它直接影响电站运行的安全性、可靠性、稳定性和经济效益。因此水电站使用的进水主球阀有其特殊的要求:一是使用通径范围大，可能从几十厘米至一、二百厘米；二是使用水头的范围大，可从几百米至上千米；三是对其安全性、可靠性及使用寿命的要求高。从目前国内市场的球阀设计、制造状况来看，其结构特点和工作原理大同小异，即在阀体内位于活门进、出水侧设有可移动的密封环，当活门转动到关闭位置时，需要用压力水或压力油来推动密封环，使密封环压紧活门的密封面，从而封住水流。但是，从实际使用情况来看，此类结构的球阀存在的主要问题如下:第一，由于密封环本身就相当一个活塞，与密封环相配的阀体就相当于活塞缸的缸体，因此要推动该密封环就必须使用压力油或压力水，这样必将需要多个密封环节和特定的结构来保证密封环的移动及移动过程中的密封，因此是造成此类球阀结构复杂的主要原因，加之密封环的工作环境恶劣，环节多，密封件极易失效，进而造成推动密封环移动的压力油或压力水极易与阀门流道内的有压水相混合，导致液压系统故障，使阀门不能正常工作。第二，密封环的工作位置需要进行锁定，密封环投入或退出时的位置信号需要及时、准确地反馈到阀外的自动控制系统。但由于受现有球阀的结构限制，密封环和锁锭的位置信号装置都不易设置和安装，致使球阀结构难于简化，并且信号装置的可靠性不易得到保证。第三，由于密封环与阀体就是活塞与缸体的关系，而密封环尺寸较大，其加工精度不易得到保证，会影响其使用效果。第四，密封环的使用环境和尺寸决定了它的工作液压源的压力等级不可能太高，故不易与控制活门的接力器共用高压油源；如果使用有压水源操作，则还需配套相应的过滤、减压装置来保证，这就带来了液压系统复杂、故障多、可靠性差等问题。
[0003]综上所述，在现有技术的背景下，对水电站进水主球阀的结构进行创新与改进是很有意义的，特别对中高水头的小型水轮发电机组来说，使用一种简明、可靠、安全、耐用的进水主球阀是非常有必要和有价值的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种结构简单，密封环移动方便、可靠，便于自动化精准控制的外控球阀。
[0005]本发明通过下列技术方案完成:一种外控球阀，包括内设活门的阀体，分别设于阀体进、出水侧的前盖和后盖，其特征在于阀体内位于前、后盖内端分别设有与前、后盖相配接的前、后密封环，且前、后密封环分别与接力器活塞杆相连，接力器活塞杆穿过对应的前、后盖与阀体外的接力器缸体相连，接力器缸体固定在前、后盖上，前、后密封环的密封面与活门相配接但不相连，当转动活门至关闭位置后，通过接力器推动密封环移动使其密封面与活门紧密接触而阻断水的流通，反之开启阀门时，先通过接力器拉动密封环使密封环的密封面退离活门，即可转动活门至开启位置。
[0006]所述前、后密封环均为带空腔的筒状体，筒状体的外端外圆柱面与对应的前、后盖内壁相配接，并沿对应的前、后盖内壁滑动，筒状体的空腔为水流通道的一部分，筒状体的内端设有多个径向凸耳，每个凸耳上设有通孔，每一个接力器活塞杆的内端都穿过通孔由螺母紧固，以便将密封环固定在多个接力器上，从而在多个接力器的共同操控下使密封环移动。
[0007]所述前、后密封环的外端外圆柱面上设有若干道环形密封槽，每道环形密封槽中设有密封圈，用于密封滑动面间的有压水。
[0008]所述前、后密封环上的凸耳及接力器数量均可随阀体直径增大而增加，以实现密封环的稳定移动及良好的密封效果。
[0009]所述接力器为常规的液压缸，可使用高压油源，该液压缸上的进、出油管与操控活门接力器的液压站相连，以便采用同一液压站向密封环接力器、活门接力器提供高压油源，减小接力器的体积，简化球阀的液压管路，提高液压站工作效率。
[0010]所述接力器活塞杆上设有限位开关，限位开关通过导线与阀外的常规自动控制装置连接，将密封环所在位置信号准确、及时反馈到自动控制装置，从而完成密封环的锁定，制止密封环的误动作，提高阀门安全性。
[0011]所述前、后盖上分别设有与旁通管相连的法兰，旁通管上设有阀门，以便在开启球阀时，先通过旁通管使活门前、后均压，减小控制活门的操作力；避免开阀时压力管道内可能出现过大的水锤压力；避免在小缝隙时高速水流对密封面的冲刷破坏。
[0012]本发明具有下列优点和效果:采用上述方案:
第一，简化了前、后密封环自身的结构以及驱动密封环移动的结构，仅用阀体外的多个小型液压接力器，即可从外部推动阀体内的前、后密封环移动，实现球阀密封环的投退，结构上减少了多道密封环节，避免了油、水可能相混的问题，同时使密封环、前、后盖具有重量轻、易于加工的特点。
[0013]第二，推动密封环移动的接力器为常规的小型液压缸，其体积小，不占空间，工作可靠，且接力器与前、后盖之间是极易实现的静密封，加工、安装方便。接力器的数量可根据阀门大小及所需操作力的大小来设置。
[0014]第三，密封环接力器与球阀活门接力器的动力源均来自同一液压站，简化了球阀的液压管路系统，提高了液压站的使用效率和工作效率，增加了阀门工作的可靠性。
[0015]第四，由于阀体内的密封环与阀体外的接力器相连，因此可通过设置在接力器活塞杆上的限位开关将密封环的位置信息及时、准确地反馈给自动控制装置，可在阀门关闭的状态下锁定密封环接力器，有效制止了密封环的误动作，提高了阀门工作的安全性。
[0016]第五，此球阀的使用范围较大:使用通径范围500~2000CM，使用水头范围100~1000M，液压站的压力等级为16MPa。
[0017]本发明的技术经济效益在于:由于结构简单，减少了出故障的环节，明确并完善了各零部件的使用功能，降底了制造难度，简化了产品所需的液压、反馈、锁锭系统，提高了产品的整体性能，使产品的故障率大幅减小，可靠性和使用寿命明显增加，使水电站水轮发电机组运行的安全性和技术经济效益得以提高。
【附图说明】
[0018]图1为本发明结构示意图；
图2为图1中的密封环侧视图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明做进一步描述。
[0020]本发明提供的外控球阀，包括内设活门4的阀体3，分别设于阀体3进、出水侧的前盖1和后盖7，其中前、后盖1、7的内端分别设有与前、后盖1、7相配接的前、后密封环11(前、后密封环11结构完全相同，安装方向相反)，且前、后密封环11分别与接力器2的活塞杆相连，接力器2活塞杆穿过对应的前、后盖1、7与阀体3外的接力器缸体6相连，接力器缸体6固定在前、后盖上。前、后密封环11的密封面(即内端面)可与活门4相配接但不相连。
[0021]所述前、后密封环11均为带空腔的筒状体，筒状体的外端外圆柱面与对应的前、后盖1、7内壁相配接，并沿对应的前、后盖1、7内壁滑动，筒状体的空腔为水流通道的一部分，筒状体的内端设有多个径向凸耳12，每个凸耳12上设有通孔，每一个接力器2活塞杆的内端都穿过通孔由螺母紧固，以便将密封环11固定在多个接力器2上，从而在多个接力器2的共同操控下使密封环11移动。
[0022]所述前、后密封环11的外端外圆柱面上设有若干道环形密封槽，每道槽中设置密封圈10，用于密封滑动面间的有压水。前、后密封环11上的凸耳12及接力器2的数量可随阀体直径增大而增加，以实现密封环的稳定移动及良好的密封效果。
[0023]所述接力器2为常规的液压缸，该液压缸上的进、出油管5与液压站相连，活门接力器14也共用同一液压站，提高了液压站的使用效率。
[0024]所述接力器2活塞杆上设有常规限位开关，限位开关通过导线与自动控制装置相连接，将密封环11所在位置信号准确、及时反馈到自动控制装置，从而安全准确地控制阀门的启闭。
[0025]所述前、后盖1、7上分别设有与旁通管9相连的法兰，旁通管9上设有阀门13。14为活门4的操作接力器，也是常规液压缸。
[0026]工作时，转动活门4至关闭位置(如图1的上半部分)后，通过接力器2推动密封环11至其密封面紧密接触活门4以阻断水流，反之开启阀门时，先通过旁通管9使活门4前、后均压，减小控制活门的操作力，避免开阀时压力管道内可能出现过大的水锤压力，避免在小缝隙时高速水流对密封面的冲刷破坏，再通过接力器2推动密封环11使其密封面退离活门4，再转动活门4至开启位置。
【主权项】
1.一种外控球阀，包括内设活门的阀体，分别设于阀体进、出水侧的前盖和后盖，其特征在于阀体内位于前、后盖内端分别设有与前、后盖相配接的前、后密封环，且前、后密封环分别与接力器活塞杆相连，接力器活塞杆穿过对应的前、后盖与阀体外的接力器缸体相连，接力器缸体固定在前、后盖上，前、后密封环的密封面与活门相配接但不相连。2.根据权利要求1所述的外控球阀，其特征在于所述前、后密封环均为带空腔的筒状体，筒状体的外端外圆柱面与对应的前、后盖内壁相配接，并沿对应的前、后盖内壁滑动，筒状体的空腔为水流通道的一部分，筒状体的内端设有多个径向凸耳，每个凸耳上设有通孔，每一个接力器活塞杆的内端都穿过通孔由螺母紧固。3.根据权利要求1所述的外控球阀，其特征在于所述前、后密封环的外端外圆柱面上设有若干道环形密封槽，每道环形密封槽中设有密封圈。4.根据权利要求1所述的外控球阀，其特征在于所述前、后密封环上的凸耳及接力器数量均随阀体直径增大而增加。5.根据权利要求1所述的外控球阀，其特征在于所述接力器为常规的液压缸。6.根据权利要求1所述的外控球阀，其特征在于所述接力器活塞杆上设有限位开关，限位开关通过导线与阀外的常规自动控制装置连接。7.根据权利要求1所述的外控球阀，其特征在于所述前、后盖上分别设有与旁通管相连的法兰，旁通管上设有阀门。
【专利摘要】本发明提供一种外控球阀，包括内设活门的阀体，分别设于阀体进、出水侧的前盖和后盖，其特征在于阀体内位于前、后盖内端分别设有与前、后盖相配接的前、后密封环，且前、后密封环分别与接力器活塞杆相连，接力器活塞杆穿过对应的前、后盖与阀体外的接力器缸体相连，接力器缸体固定在前、后盖上，前、后密封环的密封面与活门相配接但不相连。简化了前、后密封环自身的结构以及驱动密封环移动的结构，仅用外设的接力器推动阀体内的密封环移动后，即可实现开阀或闭阀。简化球阀结构，且密封可靠，避免了油、水相混的问题，使密封环、前、后盖重量减轻、易于加工。
【IPC分类】F16K5/06
【公开号】CN105299257
【申请号】CN201510838369
【发明人】冯江昆
【申请人】哈尔滨电机厂（昆明）有限责任公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月26日