CN110715095B - 全焊接闸阀及其组装/焊接工艺和工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全焊接闸阀及其组装/焊接工艺和工装，包括阀体、阀座、阀盖、闸板、阀杆；其特征是阀盖下端面与阀体中腔上端面之间采用焊接连接，在阀盖下端面与阀体中腔上端面之间设置焊接口，该焊接口内侧的阀盖与阀体之间设置相互配合的环形嵌口平面。避免了现有技术采用法兰连接经过长期使用后产生泄漏的缺点，解决了野外长输管线地埋式免维护阀门法兰连接密封寿命短的问题，其泄漏点少、中道密封性能可靠，由于长输管线上阀门的启闭次数较少，其密封副的密封寿命较长，其产品使用寿命长。适用于长输管线介质输送管道的闸阀。

Description

全焊接闸阀及其组装/焊接工艺和工装

技术领域

本发明属于阀门领域，尤其涉及一种闸阀及其焊接工艺和工装。

背景技术

目前，闸阀的阀盖与阀体之间都是采用法兰连接，阀盖与阀体之间存在泄漏点，在户外长输管线上长期使用容易发生泄漏，造成安全事故，产品密封可靠性差，使用寿命短。因此，国内长输管线主管道上大部分采用进口阀门产品。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺点，提供一种免维护、泄漏点少、使用寿命长的全焊接闸阀及其组装/焊接工艺和工装。

本发明的全焊接闸阀，包括阀体、阀座、阀盖、闸板、阀杆，阀座安装在阀腔两侧的进出口通道内，闸板两侧平面具有与阀座相互配合的密封面，阀杆下端与闸板固定连接，阀杆与阀盖之间安装密封填料，阀盖上端面固定一安装支架；其特征是阀盖下端面与阀体中腔上端面之间采用焊接连接，在阀盖下端面与阀体中腔上端面之间设置焊接口，该焊接口内侧的阀盖与阀体之间设置相互配合的环形嵌口平面；安装支架上端面制有径向定位凹孔。

最好是，焊接口由过度圆弧焊道、锥形过渡焊道和主焊道组成，过渡圆弧焊道的底部圆弧环面由阀体和阀盖之间环形嵌口平面外侧的圆弧组成，过渡圆弧焊道的开口侧与锥形过渡焊道的小口侧连接，主焊道位于锥形过渡焊道的大口侧。

本发明全焊接闸阀的组装和焊接工艺，其特征是采用如下工艺步骤：

1、将阀体放置在焊接工装上，并进行水平校准；

2、组装：

1）将阀座装入阀腔两侧的进出口通道内；

2）阀杆下端与闸板上端固定连接，闸板装入两侧阀座的密封面中间；

3）将支架固定安装在阀盖上端面，阀盖/支架组件从阀杆上端插入，使阀盖与阀体之间的环形嵌口平面相互嵌装配合；

3、阀盖焊接：

1）焊接前先在支架上端面的径向定位凹孔内装入径向定位柱，调节径向定位柱在组装和焊接工装上的轴向位置，使其下端面的定位凸台与支架上端面的径向定位凹孔间隙配合；

2）在阀盖与阀体之间的焊接口内堆焊钨极；

4、阀座焊接：

1）焊接前先在阀盖与阀杆之间安装密封填料，将闸板与阀座关紧密封配合；

2）在阀座背面与阀体通道之间的焊接槽内堆焊钨极。

最好是，焊接口采用以下焊接工艺：

1、打底焊：采用加丝焊接，焊接过渡圆弧焊道底部的阀盖与阀体之间的环形嵌口平面连接处；

2、填充焊：采用弯钨极焊接过渡圆弧焊道，焊接至锥形过渡焊道连接处；

3、过度焊：锥形过渡焊道采用多层焊接，上层和下层采用弯钨极焊接；

4、主体焊：主焊道采用采用多层焊接，上层和下层采用弯钨极焊接。

本发明全焊接闸阀的组装和焊接工装，包括焊接工作台，在焊接工作台中间安装阀体安装架，该阀体安装架包括转盘和支撑板，支撑板具有两个，对称安装在转盘旋转中心线两侧的上平面内，支撑板上端具有与阀体通道外圆壁相同弧度的圆弧，在其中一个支撑板与转盘之间设置高度调节装置；在焊接工作台侧壁设有水平测量装置；焊接工作台上端安装径向定位柱，该径向定位柱外圆柱面与焊接工作台上部的安装孔之间采用螺纹相互配合，其中心线与转盘旋转中心线重合，下端面设有定位凸台，该定位凸台与支架上端面的径向定位凹孔间隙配合。

最好是，所述高度调节装置包括手轮、转轴、伞形齿轮和螺杆，伞形齿轮由主动轮和从动轮组成，从动轮由上轴承和下轴承安装在支撑板正下方的转盘内，其中心制有与螺杆相互配合的螺孔，螺杆上端面与支撑板下端面中心位置顶触；转轴由轴承水平安装于转盘内，其一端与手轮固定连接，另一端与主动轮固定连接，主动轮与从动轮采用45°斜齿轮相互啮合。

最好是，水平测量装置由基准板和水平仪组成，水平仪垂直安装在基准板上，基准板通过伸缩杆活动安装在焊接工作台的侧壁上，水平仪采用铰接连接在基准板上。

本发明与现有技术相比的有益效果是阀盖与阀体之间采用焊接连接，避免了现有技术采用法兰连接经过长期使用后产生泄漏的缺点，解决了野外长输管线地埋式免维护阀门法兰连接密封寿命短的问题，其泄漏点少、中道密封性能可靠，由于长输管线上阀门的启闭次数较少，其密封副的密封寿命较长，其产品使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明图1中阀盖与阀体之间焊接口的结构示意图。

具体实施方式

现以实施例详细描述本发明的结构和工艺过程：

如图1所示的全焊接闸阀，包括阀体1、阀座2、阀盖6、闸板3、阀杆4，阀体1和阀盖6采用锻钢件，阀座2焊接在阀腔两侧的进出口通道内，阀座2密封面堆焊硬质合金，闸板3两侧平面具有与阀座2相互配合的密封面，阀杆4下端与闸板3固定连接，阀杆4与阀盖6之间安装密封填料7，阀盖6上端面固定安装支架8；其特征是阀盖6焊接在阀体1中腔上端面，在阀盖6下端面与阀体1中腔上端面之间设置焊接口5，焊接口5内侧具有环形嵌口平面9，所述环形嵌口平面9是指阀体1与阀盖6相互接触的平面分别由上平面和下平面组成，阀体1的上平面与下平面之间构成内圆壁，阀盖6的上平面与下平面之间构成外圆壁，阀盖6的外圆壁嵌装在阀体1的内圆壁内，对阀盖6与阀体1径向定位，如图2所示。在焊接口5内堆焊钨极材料，将阀盖6与阀体1焊接连接，减少了泄漏点，适用于野外长输管线地埋式免维护工况。

闸板3采用楔形金属密封面，该楔形金属密封面与两侧阀座2构成的V形金属密封面相互配合组成密封副。

焊接口5由过度圆弧焊道51、锥形过渡焊道52和主焊道53组成，过渡圆弧焊道51的底部圆弧环面由阀体1和阀盖6之间环形嵌口平面外侧的圆弧组成，过渡圆弧焊道51的开口侧与锥形过渡焊道52的小口侧连接，主焊道53位于锥形过渡焊道52的大口侧。本发明的焊接口5采用多焊道设计，可提高阀盖6与阀体1之间的焊接强度，如图2所示。

本发明全焊接闸阀的组装/焊接工艺为：

1、将阀体1放置在焊接工装上，并进行水平校准，确保阀体1通道中心线水平位置；

2、组装：

1）将阀座2装入阀腔两侧的进出口通道内；

2）阀杆4下端与闸板3上端固定连接，闸板3装入两侧阀座2的密封面中间，使闸板3与阀座2处于密封配合状态；

3）将支架8固定安装在阀盖6上端面，阀盖/支架组件从阀杆4上端插入，使阀盖6与阀体1之间的环形嵌口平面9相互嵌装配合；

3、阀盖焊接：

1）焊接前先在支架8上端面的径向定位凹孔内装入径向定位柱10，调节径向定位柱10在组装和焊接工装上的轴向位置，使其下端面的定位凸台与支架8上端面的径向定位凹孔间隙配合，对阀盖6和阀体1圆周方向径向定位，保持阀杆4的垂直度；

2）在阀盖6与阀体1之间的焊接口5内堆焊钨极；

4、阀座焊接：

1）焊接前先在阀盖6与阀杆4之间安装密封填料7，将闸板3与阀座2关紧密封配合，确保阀座2与闸板3的配合精度；

2）在阀座2背面与阀体1通道之间的焊接槽内堆焊钨极。

焊接口5采用以下焊接工艺：

1、打底焊：采用加丝焊接，焊接过渡圆弧焊道51底部的阀盖6与阀体1之间的环形嵌口平面9连接处，使阀盖6与阀体1环形嵌口平面处单面焊双面成型、一次熔透、背部熔透均匀、成型好；

2、填充焊：采用弯钨极焊接过渡圆弧焊道51，钨极弯度采用20°最佳，使侧壁熔透良好，焊接至锥形过渡焊道52连接处；

3、过度焊：锥形过渡焊道52采用多层焊接，上层和下层采用弯钨极焊接，使侧壁熔透良好，中间焊道可采用直钨极或弯钨极，中间焊道数量根据锥形过渡焊道52的坡口宽度确定；

4、主体焊：主焊道53采用多层焊接，上层和下层采用弯钨极焊接，使侧壁熔透良好。

本发明全焊接闸阀的组装和焊接工装，包括焊接工作台11，在焊接工作台11中间安装阀体安装架，该阀体安装架包括转盘12和支撑板13，支撑板13具有两个，对称安装在转盘12旋转中心线两侧的上平面内，转盘12可以相对于焊接工作台11旋转，其旋转方式可以采用电动，旋转速度根据焊接需要调节，支撑板13上端具有与阀体1通道外圆壁相同弧度的圆弧，使阀体1可稳定放置在支撑板13上端的圆弧内，在其中一个支撑板13与转盘12之间设置高度调节装置，用来调节阀体1通道中心线的水平度；在焊接工作台11侧壁设有水平测量装置，用来测量阀体1通道中心线的水平度；焊接工作台11上端安装径向定位柱10，该径向定位柱10外圆柱面与焊接工作台11上部的安装孔之间采用螺纹相互配合，其中心线与转盘12旋转中心线重合，下端面设有定位凸台，该定位凸台与支架8上端面的径向定位凹孔间隙配合，实现对阀盖6和阀体1圆周方向的径向定位，保证装配后阀杆4的垂直度。

所述高度调节装置包括手轮14、转轴15、伞形齿轮和螺杆19，伞形齿轮由主动轮17和从动轮18组成，从动轮18由上轴承21和下轴承20安装在支撑板13正下方的转盘12内，其中心制有与螺杆19相互配合的螺孔，螺杆19上端面与支撑板13下端面中心位置顶触；转轴15由轴承16水平安装于转盘12内，其一端与手轮14固定连接，另一端与主动轮17固定连接，主动轮17与从动轮18采用45°斜齿轮相互啮合。转动手轮14带动伞形齿轮旋转，使螺杆19上下移动，推动螺杆19上方的支撑板13上下移动，实现阀体1水平度调整。

支撑板13具有弧度调节装置，根据阀体1通道外径的变化相应调节其圆弧的弧度。支撑板13也可以采用可更换结构，根据阀体1口径的大小进行更换支撑板13的圆弧弧度。

水平测量装置由基准板和水平仪组成，水平仪垂直安装在基准板上，水平测量时，基准板的平面贴紧在阀体1通道端面上。基准板通过伸缩杆活动安装在焊接工作台11的侧壁上，测量时伸缩杆伸出将基准板的平面与阀体1通道端面压紧，测量完成后，将基准板收缩到焊接工作台11的侧壁内。基准板也可以挂装在焊接工作台11的侧壁上，测量时取下，测量完成后挂上。水平仪采用铰接连接在基准板上，测量完成后可以收入到基准板内。

Claims (5)

1.一种全焊接闸阀的组装/焊接工装，闸阀包括阀体（1）、阀座（2）、阀盖（6）、闸板（3）、阀杆（4），阀座（2）焊接在阀腔两侧的进出口通道内，闸板（3）两侧平面具有与阀座（2）相互配合的密封面，阀杆（4）下端与闸板（3）固定连接，阀杆（4）与阀盖（6）之间安装密封填料（7），阀盖（6）上端面固定安装支架（8）；其特征是阀盖（6）焊接在阀体（1）中腔上端面，在阀盖（6）下端面与阀体（1）中腔上端面之间设置焊接口（5），焊接口（5）内侧具有环形嵌口平面（9）；

焊接口（5）由过渡圆弧焊道（51）、锥形过渡焊道（52）和主焊道（53）组成，过渡圆弧焊道（51）的底部圆弧环面由阀体（1）和阀盖（6）之间环形嵌口平面（9）外侧的圆弧组成，过渡圆弧焊道（51）的开口侧与锥形过渡焊道（52）的小口侧连接，主焊道（53）位于锥形过渡焊道（52）的大口侧；

其特征是：阀体（1）通过阀体安装架固定安装在焊接工作台（11）中间，阀体安装架包括转盘（12）和支撑板（13），支撑板（13）具有两个，对称安装在转盘（12）旋转中心线两侧的上平面内，支撑板（13）上端具有与阀体（1）通道外圆壁相同弧度的圆弧，在其中一个支撑板（13）与转盘（12）之间设置高度调节装置；在焊接工作台（11）侧壁设有水平测量装置；焊接工作台（11）上端安装径向定位柱（10），该径向定位柱（10）外圆柱面与焊接工作台（11）上部的安装孔之间采用螺纹相互配合，其中心线与转盘（12）旋转中心线重合，径向定位柱（10）下端面设有定位凸台，该定位凸台与支架（8）上端面的径向定位凹孔间隙配合。

2.根据权利要求1所述的全焊接闸阀的组装/焊接工装，其特征是：所述高度调节装置包括手轮（14）、转轴（15）、伞形齿轮和螺杆（19），伞形齿轮由主动轮（17）和从动轮（18）组成，从动轮（18）由上轴承（21）和下轴承（20）安装在支撑板（13）正下方的转盘（12）内，其中心制有与螺杆（19）相互配合的螺孔，螺杆（19）上端面与支撑板（13）下端面中心位置顶触；转轴（15）由轴承（16）水平安装于转盘（12）内，其一端与手轮（14）固定连接，另一端与主动轮（17）固定连接，主动轮（17）与从动轮（18）采用45°斜齿轮相互啮合。

3.根据权利要求2所述的全焊接闸阀的组装/焊接工装，其特征是：水平测量装置由基准板和水平仪组成，水平仪垂直安装在基准板上，基准板通过伸缩杆活动安装在焊接工作台（11）的侧壁上，水平仪采用铰接连接在基准板上。

4.根据权利要求1或2或3所述的全焊接闸阀的组装/焊接工装的组装/焊接工艺，其特征是采用以下工艺：

（一）、将阀体（1）放置在焊接工装上，并进行水平校准；

（二）、组装：

1）将阀座（2）装入阀腔两侧的进出口通道内；

2）阀杆（4）下端与闸板（3）上端固定连接，闸板（3）装入两侧阀座（2）的密封面中间；

3）将支架（8）固定安装在阀盖（6）上端面，阀盖/支架组件从阀杆（4）上端插入，将阀盖（6）与阀体（1）之间的环形嵌口平面（9）相互嵌装配合；

（三）、阀盖焊接：

1）焊接前先在支架（8）上端面的径向定位凹孔内装入径向定位柱（10），调节径向定位柱（10）在组装和焊接工装上的轴向位置，使其下端面的定位凸台与支架（8）上端面的径向定位凹孔间隙配合；

2）在阀盖（6）与阀体（1）之间的焊接口（5）内堆焊钨极；

（四）、阀座焊接：

1）焊接前先在阀盖（6）与阀杆（4）之间安装密封填料（7），将闸板（3）与阀座（2）关紧密封配合；

2）在阀座（2）背面与阀体（1）通道之间的焊接槽内堆焊钨极。

5.根据权利要求4所述的组装/焊接工艺，其特征是焊接口（5）采用以下焊接工艺：

（一）、打底焊：采用加丝焊接，焊接过渡圆弧焊道（51）底部的阀盖（6）与阀体（1）之间的环形嵌口平面（9）连接处；

（二）、填充焊：采用弯钨极焊接过渡圆弧焊道（51），焊接至锥形过渡焊道（52）连接处；

（三）、过度焊：锥形过渡焊道（52）采用多层焊接，上层和下层采用弯钨极焊接；

（四）、主体焊：主焊道（53）采用多层焊接，上层和下层采用弯钨极焊接。