CN110553054B - 阀部件单元、球阀和制造球阀的方法 - Google Patents

阀部件单元、球阀和制造球阀的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于球阀的***元件，该***元件是一体形成的组合式偏压和支撑型***元件，该***元件包括：入口和出口，入口通过内部流动路径与出口流体连接；朝向出口的支撑形状部，其成形为支撑密封元件；以及偏压区段，其设置于入口和支撑形状部之间。本发明还涉及一种球阀和制造球阀的方法。

Description

阀部件单元、球阀和制造球阀的方法
技术领域
本发明涉及阀部件单元、球阀和制造球阀的方法。
背景技术
球阀是公知的调节器并且包括在两个开口之间具有流动路径的球阀元件，其中，球阀元件可以简单地是中空的以形成流动路径。球阀元件定位在阀体内的腔内，并与分别为球阀限定入口和出口的两个连接的端管对齐，使得在第一转动位置，开口与形成从入口到出口的流动路径的管对齐，而在第二转动位置，球阀元件的侧面与管对齐，从而隔绝任何流动通过。
为了确保球阀元件与管的密封连接，密封环被定位成挤压在支撑密封环的支撑形状部和球阀元件之间，并且弹簧装置***其中以推压密封环。
把手通常附接到球阀元件以引起转动。
本发明介绍了一种更简单且更容易的球阀构造。
发明内容
为了实现本发明的目的，本发明提供一种用于球阀的***元件。所述***元件是一体形成的组合式偏压和支撑型***元件，包括：
-入口和出口，所述入口通过内部流动路径与所述出口流体连接，
-朝向所述出口的支撑形状部，其成形为支撑密封元件，以及
-偏压区段，其设置于所述入口和所述支撑形状部之间。
在实施例中，所述***元件适于定位在管内，所述管在具有开口的第一端和具有开口的第二端之间延伸，并且在其间在所述管的内壁面中包括内部形状部，使得所述***元件通过所述第二端的开口引入并朝向所述内部形状部定位，所述内部形状部形成为防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步移动。
在实施例中，阀部件单元由所述***元件***所述管中形成，其中，所述管形成有加宽区段，所述加宽区段具有在从所述第一端到所述第二端的方向上观察时逐渐增加的内径，并且其中，平坦区段从所述内部形状部通向所述加宽区段的起点并具有比所述管的相邻区段薄的壁厚度。
在实施例中，球阀由两个阀部件单元形成，并且所述两个阀部件单元定位成使其各自的第二端的表面包围定位在相应的两个支撑形状部之间球阀元件并且接触所述球阀元件，每个支撑形状部支撑与所述球阀元件接触的密封元件，并且其中，所述两个阀部件单元中的一个阀部件单元的第二端的表面例如通过焊接或钎焊固定连接到所述两个阀部件单元中的另一个阀部件单元的第二端的表面。
在实施例中，所述***元件的长度使得当所述两个阀部件单元连接时，所述***元件然后被压缩，使得偏压张力被构建到所述偏压区段中，所述偏压区段将所述密封元件和所述支撑形状部朝向所述球阀元件推压。
通过由这种阀部件单元形成球阀，阀体本身将简单地由端管单元替换。
在实施例中，阀部件单元(也称为球阀盒)由两个***元件形成，每个***元件均包括延伸部，所述延伸部延伸出到所述支撑形状部的外部，并且所述两个***元件中的一个***元件的延伸部例如通过焊接或钎焊固定连接到所述两个***元件中的另一个***元件的延伸部，并且其中，球阀元件被限制在所述延伸部和所述出口之间，并且其中，相应的两个支撑形状部各自支撑与所述球阀元件接触的密封元件。在实施例中，当所述***元件被连接并将所述球阀元件限制在它们之间时，所述***元件然后被压缩，使得偏压张力被构建到所述偏压区段中，所述偏压区段将所述密封元件和支撑形状部朝向所述球阀元件推压，从而形成密封连接。在实施例中，球阀由所述阀部件单元形成并且定位在管内，所述管在具有开口的第一端和具有开口的第二端之间延伸，并且在其间在所述管的内壁面中包括内部形状部，其中，所述***元件通过所述第二端的开口引入并朝向所述内部形状部定位，所述内部形状部形成为防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步移动。在实施例中，所述管是单个管。所述单个管具有预成形区段和未成形区段，所述预成形区段具有加宽区段，所述加宽区段具有在从所述第一端到所述第二端的方向上观察时逐渐增加的内径。在实施例中，所述未成形区段包括凹入部分，所述凹入部分形成为所述单个管的内侧壁中的凹部并且包括肩部，使得当成形所述阀部件单元周围的部分时，所述***元件的入口端配合到所述凹入部分中，然后成为该单个管的平坦区段。
在球阀盒的任何实施例中，可以在将该单个单元组装成完整球阀之前对其进行泄漏测试。这样更换故障部件会更容易和便宜。
实施例涉及一种制造球阀的方法。在实施例中，该方法包括：
-提供***元件，所述***元件作为一个部件形成为组合式偏压和支撑型***元件，所述***元件具有：入口和出口、朝向所述出口成形为支撑密封元件的支撑形状部、以及设置于所述入口和所述支撑形状部之间的偏压区段，以及
-从管的第二端将所述***元件***所述管内，使得所述入口的外表面朝向内部形状部定位在所述管的内壁面中，以防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步移动。
实施例涉及一种制造球阀的方法，所述方法包括：
-提供***元件，所述***元件作为一个部件形成为组合式偏压和支撑型***元件，所述***元件具有：入口和出口、朝向所述出口成形为支撑密封元件的支撑形状部、以及设置于所述入口和所述支撑形状部之间的偏压区段，
-提供两个阀部件单元，每个阀部件单元均由从管的第二端将所述***元件***所述管中而形成，使得所述入口的外表面朝向内部形状部定位在所述管的内壁面中，以防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步移动，以及
-通过例如通过焊接或钎焊将所述两个阀部件单元中的一个阀部件单元的第二端的表面连接到所述两个阀部件单元中的另一个阀部件单元的第二端的表面，并将它们固定在一起，从而将所述两个阀部件单元定位在一起。
实施例涉及一种制造球阀的方法，所述方法包括：
-提供***元件，所述***元件作为一个部件形成为组合式偏压和支撑型***元件，***元件具有：入口和出口、朝向所述出口成形为支撑密封元件的支撑形状部、以及设置于所述入口和所述支撑形状部之间的偏压区段，
-提供阀部件单元，所述阀部件单元由两个***元件连接到球阀元件形成，所述两个***元件均包括延伸部，所述延伸部伸出到所述支撑形状部外部并且适于将所述球阀元件限制在它们之间，以及
-从管的第二端将所述***元件***所述管中，使得所述入口的外表面朝向内部形状部定位在所述管的内壁面中，以防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步的移动。
在实施例中，所述管是单个管，其具有预成形区段和未成形区段，所述预成形区段具有加宽区段，所述加宽区段具有在从所述第一端到所述第二端的方向上观察时逐渐增加的内径，并且随后成形所述未成形区段。
上述任何实施例的优点均包括：仅有更少的组装部件需要被购买、运输、保持库存等。
此外，***元件和阀部件单元中的每一者均可以应用于待生产的一系列不同的球阀。
需要进一步更少的焊接等，从而减少了生产时间和成本，也减少了可能的薄弱区域，从而使其更耐内部压力，这增加了可能的荷载力。
此外，根据本发明的制造球阀的方法能够生产更紧凑的阀体。
附图说明
图1示出了根据现有技术的球阀的示例。
图2示出了根据实施例的由管和***元件形成的阀部件单元的实施例。
图3示出了两个这样的阀部件单元的实施例，这两个阀部件单元与定位在两个***单元之间的球阀元件连接。
图4示出了由这两个阀部件单元构造的球阀的实施例。
图5示出了形成为球阀盒的阀部件单元的实施例，其中，两个***元件连接并包围球阀元件。
图6示出了具有成形区段和未成形区段的单个管。
图7a、图7b示出了***单个管中的球阀盒，其中，未成形区段随后被成形为将球阀盒限制在内。
具体实施方式
应当理解的是，具体实施方式和特定示例虽然表明了本发明的实施例，但仅作为说明给出，这是因为根据具体实施方式，在本发明的精神和范围内的各种变化和修改对于本领域的技术人员而言将变得明显。
图1示出了根据现有技术的球阀1，其中，具有通孔3的球阀元件2通过端管5保持在阀体11的阀腔4内。端管5保持内部流体压力，并在打开和关闭位置为内部部件(诸如阀元件2)给予支撑。
由支撑环7和盘簧8支撑的密封环6定位在端管5和阀元件2之间，使得盘簧8以密封方式将密封环6偏压在阀元件2上。此外，当处于关闭位置时，作用在阀元件2上的流体力将其推在密封环6上，从而确保了进一步密封。
端管5通过焊接固定在阀体11上，并且把手9连接到固定在阀元件2上的杆10，以通过把手9使该杆10在打开位置和关闭位置之间转动。
图2示出了根据本发明的构造元件，示出了形成有加宽区段22的端管单元21，该加宽区段22在从第一端23到第二端24的方向上看具有增加的内径。虽然在图示中这是逐渐的线性增加，但也可以替代性地是突然的、弯曲的等，并且从第一内径d1变化到第二内径d2，其中，d2大于d1。
在从第一端23到加宽区段22的起点(其内径最小的地方)看到的第一区段处的端管单元21的内径可以是恒定的并且类似于第一内径d1，正如从加宽区段的端部(其内径最大的地方)到第二端24看到的内径可以是恒定的并且类似于第二内径d2。
在图2所示的实施例中，在加宽区段22的起点(其内径最小的位置)周围的区域中的端管单元21的内壁和具有扩大的直径的一部分内壁中，由内肩部26或内台阶或简单的内部形状部形成中断部分25。在中断部分25中，从内肩部26通向加宽区段22的起点的区段与第一内径d1“齐平”(flat)，因此中断部分25的内径比从第一端23到内肩部26的区段的内径略大。因此，诸如通过在管的未成形区段中形成凹部，在该区段上的端管单元21的中断部分25具有比端管单元21的相邻区段薄的壁厚度，所述凹部随后根据端管单元21进行成形，并将从第一端23到加宽区段22的区段连接。
组合式偏压和支撑型***元件30a***端管单元21中，***元件30a形成从其入口31a到出口31b的通道，并且其中，入口31a处的外径可以略大于端管单元21的至少第一端23的内径。在具有内肩部26的所示实施例中，入口31a处的外径大于端管单元21在从第一端23到内肩部26的区段中的内径，但是配合到从内肩部26到加宽区段22的起点的区段中，因此该外径大致为d1。
更一般地，端管单元21具有内壁，并且***元件30a的第一端被成形为使得端管单元21的内壁中的内部形状部(例如内肩部26)形成为与***元件30a的入口31a端的外部形状匹配，使得当***元件30a***端管单元21中时，它的入口31a端牢固地定位在端管单元21的内壁中的内部形状部(例如内肩部26)处，以防止在朝向端管元件21的第一端23的方向上的任何进一步移动。
***元件30a的朝向入口31a的区段可以形成为使得当***端管单元21中时，该区段被略微压缩。
***元件30a的朝向出口31b的区段被成形为支撑密封元件6(诸如密封环)，并因此用其替换支撑环7。
***元件30a的在入口31a和支撑形状部32之间的区段是偏压区段33，其被限定为具有内置偏压或弹簧能力。
在端管单元21的朝向第二端24的区域中，可以在其壁中形成有凹部29。
图2示出了根据本发明的由***元件30a***端管单元21中形成的阀部件单元50a的第一实施例。
图3和图4示出了如何由定位成包围(球形)阀元件2的两个这样的阀部件单元50a构造球阀1。密封元件6定位在支撑形状部32中并与球阀元件2接触以进行密封。***元件30a的长度使得阀部件单元50a连接，然后将张力存储在它们的偏压区段33中，使得它们将密封元件6推向球阀元件2并将其挤压在球阀元件2上。
当在第二端24的表面处连接时，阀部件单元50a例如通过在周边处的钎焊、焊接51等固定在一起，并且如图4所示，通过由连接的两个凹部29形成的开口，把手9连接到杆10，该杆10固定到球阀元件2上。还可以包括包装箱和密封元件。
图4还示出了连接到端管21的示例性法兰52，其可以连接或不连接到根据本发明的实施例中的任何实施例。
图5示出了阀部件单元的替代性实施例，其中，阀部件单元50b包括连接到球阀元件2的***元件30b，阀部件单元50b也可以称为球阀盒50b。图5中所示的实施例中的两个***元件30b均包括延伸部34，该延伸部34伸出密封元件6的支撑形状部32之外，并且适于将球阀元件2限制在它们之间。两个***元件30b的延伸部34可以固定在一起(例如通过焊接、钎焊等)，从而形成稳定的球阀盒50b，因此可以在组装成最终球阀产品之前测试该球阀盒的泄漏。
然后，可以以与关于图2至图4所解释的相同方式将球阀盒50b定位在两个端管单元21内来形成最终球阀1。
球阀盒50b的替代性组件可以是将***元件30b形成为一个管状件，可以根据图5的描述在一半处预成形，在其内部放置球阀元件2，然后将两半或球阀元件2周围的未成形的一半成形为如图5所示的形状。
图6示出了两个端管单元21的构造的替代性实施例，仅单个管60以与关于图2所描述的相同的方式预成形在单个区段61a处(即预成形区段，可以是管60的第一半)，但是在第二区段61b处未成形(即未成形区段，可以是管60的第二半)。图5所示的实施例的球阀盒50b或图2和图3所示的实施例的各个部件2、6、30a被引入到未成形的单个管60的一个开口中，直到第一端23到达预成形区段61a的内肩部26。
在图6所示的实施例中，未成形区段61b然后包括中断部分62，该中断部分62包括第二区段61b的内肩部26，其中，中断部分62形成为单个管60的内侧壁中的凹部。当成形阀部件单元50a、50b周围的部分时，入口31a端配合到中断部分62的内肩部26中。
图7a和图7b示出了管60是单个管的情况，其中，作为球阀盒50b的阀部件单元***未成形区段61b的开口中，随后根据预成形区段61a来成形该未成形区段61b，从而固定球阀盒50b、单个管60，从而形成阀体。

Claims (18)

1.一种球阀，其由两个阀部件单元形成，每个阀部件单元均由***元件***在管中形成，所述***元件是一体形成的组合式偏压和支撑型***元件，
所述***元件包括：
入口和出口，所述入口通过内部流动路径与所述出口流体连接，
朝向所述出口的支撑形状部，其成形为支撑密封元件，以及
偏压区段，其设置于所述入口和所述支撑形状部之间，
其中，所述***元件适于定位在管内，所述管在具有开口的第一端和具有开口的第二端之间延伸，并且在其间在所述管的内壁面中包括内部形状部，使得所述***元件通过所述第二端的开口引入并朝向所述内部形状部定位，所述内部形状部形成为防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步移动，
其中，所述管形成有加宽区段，所述加宽区段具有在从所述第一端到所述第二端的方向上观察时逐渐增加的内径，并且
其中，平坦区段从所述内部形状部通向所述加宽区段的起点并具有比所述管的相邻区段薄的壁厚度，
其特征在于，所述两个阀部件单元定位成使其各自的第二端的表面包围定位在相应的两个支撑形状部之间的球阀元件并且接触所述球阀元件，每个支撑形状部支撑与所述球阀元件接触的密封元件，并且其中，所述两个阀部件单元中的一个阀部件单元的第二端的表面固定连接到所述两个阀部件单元中的另一个阀部件单元的第二端的表面。
2.根据权利要求1所述的球阀，其中，所述***元件的长度使得当所述两个阀部件单元连接时，所述***元件然后被压缩，使得偏压张力被构建到所述偏压区段中，所述偏压区段将所述密封元件和所述支撑形状部朝向所述球阀元件推压。
3.根据权利要求1所述的球阀，其中，所述两个阀部件单元中的一个阀部件单元的第二端的表面通过焊接固定连接到所述两个阀部件单元中的另一个阀部件单元的第二端的表面。
4.根据权利要求3所述的球阀，其中，所述两个阀部件单元中的一个阀部件单元的第二端的表面通过钎焊固定连接到所述两个阀部件单元中的另一个阀部件单元的第二端的表面。
5.一种阀部件单元，其由两个***元件形成，每个***元件均是一体形成的组合式偏压和支撑型***元件，每个***元件均包括：
入口和出口，所述入口通过内部流动路径与所述出口流体连接，
朝向所述出口的支撑形状部，其成形为支撑密封元件，
偏压区段，其设置于所述入口和所述支撑形状部之间，以及
延伸部，其伸出到所述支撑形状部的外部，
其中，所述两个***元件中的一个***元件的延伸部固定连接到所述两个***元件中的另一个***元件的延伸部，
其中，球阀元件被限制在所述延伸部和所述出口之间，并且
其中，相应的两个支撑形状部各自支撑与所述球阀元件接触的密封元件。
6.根据权利要求5所述的阀部件单元，其中，当所述***元件被连接并将球阀元件限制在所述***元件之间时，所述***元件然后被压缩，使得偏压张力被构建到所述偏压区段中，所述偏压区段将所述密封元件和支撑形状部朝向所述球阀元件推压。
7.根据权利要求5所述的阀部件单元，其中，所述两个***元件中的一个***元件的延伸部通过焊接固定连接到所述两个***元件中的另一个***元件的延伸部。
8.根据权利要求7所述的阀部件单元，其中，所述两个***元件中的一个***元件的延伸部通过钎焊固定连接到所述两个***元件中的另一个***元件的延伸部。
9.一种球阀，其由根据权利要求5至8中任一项所述的阀部件单元定位在管内而形成，所述管在具有开口的第一端和具有开口的第二端之间延伸，并且在其间在所述管的内壁面中包括内部形状部，
其中，所述***元件通过所述第二端的开口引入并朝向所述内部形状部定位，所述内部形状部形成为防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步移动。
10.根据权利要求9所述的球阀，其中，所述管是单个管，所述单个管具有预成形区段和未成形区段，所述预成形区段具有加宽区段，所述加宽区段具有在从所述第一端到所述第二端的方向上观察时逐渐增加的内径。
11.根据权利要求10所述的球阀，其中，所述未成形区段包括凹入部分，所述凹入部分形成为所述单个管的内侧壁中的凹部并且包括肩部，使得当成形所述阀部件单元周围的部分时，所述***元件的入口端配合到所述凹入部分中，然后成为该单个管的平坦区段。
12.根据权利要求11所述的球阀，其中，所述凹部具有比所述管的相邻区段薄的壁厚度。
13.一种制造根据权利要求1-4和9-12中任一项所述的球阀的方法，所述方法包括：
提供***元件，所述***元件作为一个部件形成为组合式偏压和支撑型***元件，以及
从管的第二端将所述***元件***所述管内，使得所述入口的外表面朝向所述管的内部形状部定位在所述管的内壁面中，以防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步移动。
14.一种制造球阀的方法，所述方法包括：
提供***元件，所述***元件作为一个部件形成为组合式偏压和支撑型***元件，所述***元件具有：入口和出口、朝向所述出口成形为支撑密封元件的支撑形状部、以及设置于所述入口和所述支撑形状部之间的偏压区段，
提供两个阀部件单元，每个阀部件单元均由通过管的第二端将所述***元件***所述管中而形成，使得所述入口的外表面朝向内部形状部定位在所述管的内壁面中，以防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步移动，以及
将所述两个阀部件单元中的一个阀部件单元的第二端的表面连接到所述两个阀部件单元中的另一个阀部件单元的第二端的表面，并将它们固定在一起，从而将所述两个阀部件单元定位在一起。
15.根据权利要求14所述的方法，通过焊接将所述两个阀部件单元中的一个阀部件单元的第二端的表面固定连接到所述两个阀部件单元中的另一个阀部件单元的第二端的表面。
16.根据权利要求15所述的方法，通过钎焊将所述两个阀部件单元中的一个阀部件单元的第二端的表面固定连接到所述两个阀部件单元中的另一个阀部件单元的第二端的表面。
17.一种制造球阀的方法，所述方法包括：
提供***元件，所述***元件作为一个部件形成为组合式偏压和支撑型***元件，所述***元件具有：入口和出口、朝向所述出口成形为支撑密封元件的支撑形状部、以及设置于所述入口和所述支撑形状部之间的偏压区段，
提供阀部件单元，所述阀部件单元由两个***元件连接到球阀元件形成，所述两个***元件均包括延伸部，所述延伸部伸出到所述支撑形状部外部并且适于将所述球阀元件限制在它们之间，以及
从管的第二端将所述***元件***所述管中，使得所述入口的外表面朝向内部形状部定位在所述管的内壁面中，以防止所述***元件朝向所述管的第一端的任何进一步移动。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述管是单个管，其具有预成形区段和未成形区段，所述预成形区段具有加宽区段，所述加宽区段具有在从所述第一端到所述第二端的方向上观察时逐渐增加的内径，并且随后成形所述未成形区段。
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