CN113803472A - 一种高强韧铜合金通海阀及阀体检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及船舶技术领域，公开了一种高强韧铜合金通海阀及阀体检测方法，其阀体包括底部阀腔、上部阀腔和连通口，阀体顶部盖设有支架，阀体内设置有阀杆，阀杆的上端固定于支架，阀杆下端连接有压紧阀座，压紧阀座底部通过螺钉连接有球状阀盘，阀盘底部设置有先导孔，阀杆的下端设置有底部流道槽，底部流道槽的上部设置有中部流道槽。本发明的通海阀采用双密封先导式结构，开阀时海水先通过阀盘头部的先导孔进入阀座，再由阀杆导流槽进入到压紧阀座上方阀腔平衡开启力，解决了需要施加较大的作用力才能打开通海阀，不便于使用者使用的技术问题，阀体检测方法规范，检测步骤严谨，满足技术要求。

Description

一种高强韧铜合金通海阀及阀体检测方法
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种高强韧铜合金通海阀及 阀体检测方法。
背景技术
通海阀通常应用于管路穿过船体的舷侧部位，是舱内管路与舷外连接的第一道闭锁，内部流通介质为淡水、海水、污水、污油，属阀门类技术领域。
现有的通海阀包括阀体、阀杆和阀盘。所述阀体上开设有第一腔体和与第一腔体连通的第二腔体，介质可从入口进入第一腔体后，再进入第二腔体，然后从出口流出。所述阀杆一端可调整地设置于所述阀体上，所述阀盘固定于所述阀杆的另一端。在对所述阀杆施加一向上的作用力后，所述阀盘移动到隔开第一腔体和第二腔体的位置，使得第一腔体内的介质不能进入第二腔体，即使得所述通海阀处于关闭状态。
在使用过程中发现，在介质的作用力较大，需要开启通海阀时，则需要对所述阀杆施加一较大的作用力，才能够克服介质的作用力，打开所述通海阀，使得第一腔室和第二腔室连通，不便于使用者的使用。
发明内容
本申请提供一种高强韧铜合金通海阀，解决了现有技术中，在海水的作用力较大，需要开启通海阀时，则需要对所述阀杆施加一较大的作用力，才能够克服海水的作用力，打开所述通海阀，导致不便于使用者的使用的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强韧铜合金通海阀，包括阀体，所述阀体包括底部阀腔、上部阀腔和连通所述底部阀腔和所述上部阀腔的连通口，所述阀体的顶部盖设有支架，阀体内设置有阀杆，所述阀杆的上端可移动地固定于所述支架，阀杆的下端连接有压紧阀座，所述压紧阀座底部通过螺钉连接有球状阀盘，所述压紧阀座和阀盘在所述阀杆的带动下移动到密封所述连通口的位置，或者打开连通口的位置，所述阀盘底部设置有先导孔，所述阀杆的下端设置有底部流道槽，所述底部流道槽的上部设置有中部流道槽。
作为优选的，所述阀杆和压紧阀座通过阀杆密封面和压紧阀座底部密封面实现密封。
作为优选的，所述阀体和压紧阀座通过阀体密封面和压紧阀座上部密封面实现密封，密封方式为平面硬密封。
作为优选的，所述阀体与阀杆的中部连接处设置有多个环形填料，所述填料为柔性石墨。
作为优选的，所述填料上部设置有环形填料压盖，所述填料压盖设置于阀杆与支架之间。
作为优选的，所述阀体与支架通过螺栓固定。
作为优选的，所述阀体为铝青铜材料一体成型。
作为优选的，所述阀杆顶部固定有手轮。
本发明还公开了一种高强韧铜合金通海阀阀体检测方法，所述阀体检测方法包括以下步骤：
(1)材料：通海阀主要零部件的材料，其铸件的化学成分和力学性能应按GB/T1176—2013规定的方法进行检验，其他材料应用检查材料牌号和材料质量证明书的方法进行检查；
(2)铸件：通海阀阀体铸件的尺寸精度用相应等级的量具进行检查；通海阀阀体铸件的表面粗糙度应按GB/T 15056—2017的规定进行检查；
(3)外观：用目测的方法对通海阀进行检查，通海阀的外观要求应符合GB/T 600-2008中3.10的要求；
(4)标志：通海阀的标志用目测的方法进行检查，通海阀的标志应符合GB/T 3032的要求；
(5)尺寸和尺寸公差：通海阀的尺寸和线性尺寸公差用相应等级的量具进行检查；通海阀的形位公差用GB/T 1958—2017规定的方法进行检查；
(6)承压强度：通海阀在开启状态下，船体进口法兰安装在试验台上，排除阀腔内空气，封住管路出口法兰，压紧填料，从船体进口法兰施加液压，压力为7.5MPa，保压时间为10min，检查阀承压壁的渗漏情况以及结构和紧固件的变形、松动情况；
(7)密封性：
a.开启密封性
通海阀在开启状态下，船体进口法兰安装在试验台上，排除阀腔内空气，封住管路出口法兰，从船体进口法兰施加液压，压力为6.25 MPa，稳压时间为10min，检查阀各连接处的泄漏情况；
b.正向密封性
通海阀在关闭状态下，船体进口法兰安装在试验台上，从船体进口法兰施加液压，压力为6.25MPa，稳压时间为10min，检查阀密封面处的泄漏情况；
c.反向密封性
通海阀在关闭状态下，管路出口法兰安装在试验台上，从管路出口法兰加液压，压力为0.63MPa，稳压时间为10min，检查阀密封面处的泄漏情况；
(8)静压寿命：
通海阀在开启状态下，按照CB/T 3397—1993规定的方法进行静压寿命试验，试验压力为5.0MPa，试验总次数为11500次，其中前 10000次试验介质为淡水，后1500次试验介质为含泥沙的水，允许根据试验具体情况作适当变更，试验前后应对通海阀进行拆检，检查主要零部件的损坏情况，试验后按要求进行承压强度和密封性试验。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本通海阀采用双密封先导式结构，当阀体的底部阀腔充满海水时，阀盘受向上介质力，使压紧阀座上部密封面与阀体密封面紧密接触，从而提高了通海阀正向密封性能，此时海水起到了一个自密封的作用；同时设计了先导孔、底部流道槽和中部流道槽，开阀时海水先通过阀盘头部的先导孔进入压紧阀座，再由阀杆导流槽进入到压紧阀座上部阀腔平衡开启力。解决了现有技术中在海水的作用力较大，需要开启通海阀时，则需要对所述阀杆施加一较大的作用力，才能够克服海水的作用力，打开所述通海阀，导致不便于使用者使用的技术问题；阀体检测方法规范，检测步骤严谨，满足技术要求。
附图说明
图1为本发明的开启状态结构示意图；
图2为本发明的关闭状态结构示意图；
图3为本发明的局部示意图；
图4为本发明的整体结构示意图；
图中，1.阀体；2.阀盘；3.螺钉；4.压紧阀座；5.阀杆；6.填料； 7.填料压盖；8.支架；9.螺栓；10.底部阀腔；11.连通口；12.上部阀腔；13.先导孔；14.底部流道槽；15.中部流道槽；16.阀杆密封面； 17.压紧阀座底部密封面；18.阀体密封面；19.压紧阀座上部密封面。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-4所示，一种高强韧铜合金通海阀，包括阀体1，所述阀体1包括底部阀腔10、上部阀腔12和连通所述底部阀腔10和所述上部阀腔12的连通口11，所述阀体1的顶部盖设有支架8，所述阀体1与支架8通过螺栓9固定，阀体1内设置有阀杆5，所述阀杆5 的上端可移动地固定于所述支架8，阀杆5的下端连接有压紧阀座4，所述压紧阀座4底部通过螺钉3连接有球状阀盘2，所述压紧阀座4 和阀盘2在所述阀杆5的带动下移动到密封所述连通口11的位置，或者打开连通口11的位置，所述阀盘2底部设置有先导孔13，所述阀杆5的下端设置有底部流道槽14，所述底部流道槽14的上部设置有中部流道槽15。
作为优选的，所述阀杆5和压紧阀座4通过阀杆密封面16和压紧阀座底部密封面17实现密封；所述阀体1和压紧阀座4通过阀体密封面18和压紧阀座上部密封面19实现密封，密封方式为平面硬密封。
进一步的，所述阀体1与阀杆5的中部连接处设置有多个环形填料6，所述填料6为柔性石墨，所述填料6上部设置有环形填料压盖 7，所述填料压盖7设置于阀杆5与支架8之间。
作为优选的，所述阀体1为铝青铜材料一体成型，阀盘2、压紧阀座4、阀杆5、支架8、填料压盖7的材料都为铝青铜，具有高强韧的优点。
进一步的，所述阀杆5顶部固定有手轮20。
工作原理：通海阀方案采用双密封先导式结构，其主要原理是开阀时海水先通过阀盘头部的先导孔进入阀座，再由阀杆导流槽进入到压紧阀座上方阀腔平衡开启力。
具体为：(1)开阀过程：阀杆5先克服外部海水的压力向下运动，此时驱动力仅需克服外部海水对阀杆5截面积所产生的压力，该运动使阀杆密封面16和压紧阀座底部密封面17打开，海水依次沿着阀盘 2底部先导孔13、阀杆5的头部流道槽14、打开的阀杆密封面16、压紧阀座底部密封面17和阀杆5中部的流道槽15进入压紧阀座4上方的上部阀腔。开启过程中高压海水作用在压紧阀座4上表面，产生向下的力，平衡了大部分外部高压海水对阀盘2产生的向上的作用力。阀杆5继续向下运动，推动阀盘2、压紧阀座4向下运动，直到通海阀完全打开。
(2)关阀过程：阀杆5带动阀盘2和压紧阀座4向上运动，此时，阀杆密封面16、压紧阀座底部密封面17可能处于开启或关闭状态，压紧阀座4上方的水或由阀杆5中部流道槽15流出或通过打开的阀体密封面18和压紧阀座上部密封面19流出。待阀体密封面18 和压紧阀座上部密封面19接触密封后，阀杆5继续向上运动直到阀杆密封面16和压紧阀座底部密封面17也完全密封。此时外界高压水作用在阀盘2下表面，推动阀盘2、压紧阀座4和阀杆5，使阀杆密封面16、压紧阀座底部密封面17和阀体密封面18、压紧阀座上部密封面19得到更好密封。
本发明还公开了一种高强韧铜合金通海阀阀体检测方法，所述阀体检测方法包括以下步骤：
(1)材料：通海阀主要零部件的材料，其铸件的化学成分和力学性能应按GB/T1176—2013规定的方法进行检验，其他材料应用检查材料牌号和材料质量证明书的方法进行检查；通海阀主要零部件的材料按表1的规定
表1主要零部件材料
Figure BDA0003219917350000071
Figure BDA0003219917350000081
(2)铸件：通海阀阀体铸件的尺寸精度用相应等级的量具进行检查；通海阀阀体铸件的表面粗糙度应按GB/T 15056—2017的规定进行检查；
每炉应至少有三个带炉号的备查试棒，保存期不少于3a；
通海阀阀体铸件尺寸精度≥CT7；
通海阀阀体铸件铸件表面粗糙度≤Ra3.2；
(3)外观：用目测的方法对通海阀进行检查，通海阀的外观要求应符合GB/T 600-2008中3.10的要求；
(4)标志：通海阀的标志用目测的方法进行检查，通海阀的标志应符合GB/T 3032的要求；
(5)尺寸和尺寸公差：通海阀的尺寸和线性尺寸公差用相应等级的量具进行检查；通海阀的形位公差用GB/T 1958—2017规定的方法进行检查；
(6)承压强度：通海阀在开启状态下，船体进口法兰安装在试验台上，排除阀腔内空气，封住管路出口法兰，压紧填料，从船体进口法兰施加液压，压力为7.5MPa，保压时间为10min，检查阀承压壁的渗漏情况以及结构和紧固件的变形、松动情况；通海阀在7.5MPa 的液压下，承压壁不应有可见渗漏，结构无明显变形，紧固件无松动；
(7)密封性：
a.开启密封性
通海阀在开启状态下，船体进口法兰安装在试验台上，排除阀腔内空气，封住管路出口法兰，从船体进口法兰施加液压，压力为6.25 MPa，稳压时间为10min，检查阀各连接处的泄漏情况；
通海阀处于开启状态时，当压力来自船体进口法兰时，在6.25 MPa的液压下，阀各连接处应无泄漏；
b.正向密封性
通海阀在关闭状态下，船体进口法兰安装在试验台上，从船体进口法兰施加液压，压力为6.25MPa，稳压时间为10min，检查阀密封面处的泄漏情况；
通海阀处于关闭状态时，当压力来自船体进口法兰时，在6.25 MPa的液压下，密封面处应无泄漏
c.反向密封性
通海阀在关闭状态下，管路出口法兰安装在试验台上，从管路出口法兰加液压，压力为0.63MPa，稳压时间为10min，检查阀密封面处的泄漏情况；
通海阀处于关闭状态时，当压力来自管路出口法兰时，在0.63 MPa的液压下，密封面处应无泄漏。
(8)静压寿命：
通海阀在开启状态下，按照CB/T 3397—1993规定的方法进行静压寿命试验，试验压力为5.0MPa，试验总次数为11500次，其中前 10000次试验介质为淡水，后1500次试验介质为含泥沙的水，试验中的检测次数与试验的对应关系见表2，允许根据试验具体情况作适当变更，当试验进行到各检测次数时，按表3的要求进行检测。试验前后应对通海阀进行拆检，检查主要零部件的损坏情况，试验后按要求进行承压强度和密封性试验。
表2静压寿命试验检验次数与试验次数的对应关系
Figure BDA0003219917350000101
表3通海阀静压寿命试验记录
Figure BDA0003219917350000102
通海阀总有效静压寿命试验次数为11500次，试验过程中及试验完成后的压力检测、拆卸检查中，未出现以下故障：
a)由于密封面损坏，经关紧后仍达不到规定指标；
b)阀杆、压紧阀座等损坏，无法进行正常试验；
c)填料函损坏，经压紧和增加填料圈数后仍不能保证密封；
d)其它零部件损坏，无法进行正常试验。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种高强韧铜合金通海阀，包括阀体(1)，其特征在于：所述阀体(1)包括底部阀腔(10)、上部阀腔(12)和连通所述底部阀腔(10)和所述上部阀腔(12)的连通口(11)，所述阀体(1)的顶部盖设有支架(8)，阀体(1)内设置有阀杆(5)，所述阀杆(5)的上端可移动地固定于所述支架(8)，阀杆(5)的下端连接有压紧阀座(4)，所述压紧阀座(4)底部通过螺钉(3)连接有球状阀盘(2)，所述压紧阀座(4)和阀盘(2)在所述阀杆(5)的带动下移动到密封所述连通口(11)的位置，或者打开连通口(11)的位置，所述阀盘(2)底部设置有先导孔(13)，所述阀杆(5)的下端设置有底部流道槽(14)，所述底部流道槽(14)的上部设置有中部流道槽(15)。
2.根据权利要求1所述的一种高强韧铜合金通海阀，其特征在于：所述阀杆(5)和压紧阀座(4)通过阀杆密封面(16)和压紧阀座底部密封面(17)实现密封。
3.根据权利要求1所述的一种高强韧铜合金通海阀，其特征在于：所述阀体(1)和压紧阀座(4)通过阀体密封面(18)和压紧阀座上部密封面(19)实现密封，密封方式为平面硬密封。
4.根据权利要求1所述的一种高强韧铜合金通海阀，其特征在于：所述阀体(1)与阀杆(5)的中部连接处设置有多个环形填料(6)，所述填料(6)为柔性石墨。
5.根据权利要求4所述的一种高强韧铜合金通海阀，其特征在于：所述填料(6)上部设置有环形填料压盖(7)，所述填料压盖(7)设置于阀杆(5)与支架(8)之间。
6.根据权利要求1所述的一种高强韧铜合金通海阀，其特征在于：所述阀体(1)与支架(8)通过螺栓(9)固定。
7.根据权利要求1所述的一种高强韧铜合金通海阀，其特征在于：所述阀体(1)为铝青铜材料一体成型。
8.根据权利要求1所述的一种高强韧铜合金通海阀，其特征在于：所述阀杆(5)顶部固定有手轮(20)。
9.根据权利要求1所述的一种高强韧铜合金通海阀的阀体检测方法，其特征在于：所述阀体检测方法包括以下步骤：
(1)材料：通海阀主要零部件的材料，其铸件的化学成分和力学性能应按GB/T 1176—2013规定的方法进行检验，其他材料应用检查材料牌号和材料质量证明书的方法进行检查；
(2)铸件：通海阀阀体铸件的尺寸精度用相应等级的量具进行检查；通海阀阀体铸件的表面粗糙度应按GB/T 15056—2017的规定进行检查；
(3)外观：用目测的方法对通海阀进行检查，通海阀的外观要求应符合GB/T 600-2008中3.10的要求；
(4)标志：通海阀的标志用目测的方法进行检查，通海阀的标志应符合GB/T 3032的要求；
(5)尺寸和尺寸公差：通海阀的尺寸和线性尺寸公差用相应等级的量具进行检查；通海阀的形位公差用GB/T 1958—2017规定的方法进行检查；
(6)承压强度：通海阀在开启状态下，船体进口法兰安装在试验台上，排除阀腔内空气，封住管路出口法兰，压紧填料，从船体进口法兰施加液压，压力为7.5MPa，保压时间为10min，检查阀承压壁的渗漏情况以及结构和紧固件的变形、松动情况；
(7)密封性：
a.开启密封性
通海阀在开启状态下，船体进口法兰安装在试验台上，排除阀腔内空气，封住管路出口法兰，从船体进口法兰施加液压，压力为6.25MPa，稳压时间为10min，检查阀各连接处的泄漏情况；
b.正向密封性
通海阀在关闭状态下，船体进口法兰安装在试验台上，从船体进口法兰施加液压，压力为6.25MPa，稳压时间为10min，检查阀密封面处的泄漏情况；
c.反向密封性
通海阀在关闭状态下，管路出口法兰安装在试验台上，从管路出口法兰加液压，压力为0.63MPa，稳压时间为10min，检查阀密封面处的泄漏情况；
(8)静压寿命：
通海阀在开启状态下，按照CB/T 3397—1993规定的方法进行静压寿命试验，试验压力为5.0MPa，试验总次数为11500次，其中前10000次试验介质为淡水，后1500次试验介质为含泥沙的水，允许根据试验具体情况作适当变更，试验前后应对通海阀进行拆检，检查主要零部件的损坏情况，试验后按要求进行承压强度和密封性试验。
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