CN216447497U - 一种蜗壳或球阀进人门结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水轮机设备的技术领域，尤其涉及一种蜗壳或球阀进人门结构，包括进人门座、进人门体、铰链、螺栓紧固件和径向紧固结构；进人门体与进人门座通过铰链铰接，进人门体通过螺栓紧固件与进人门座紧固连接；径向紧固结构包括销子螺栓；进人门座侧面设置有径向穿孔，进人门体的侧面设置有径向连接槽；销子螺栓穿过径向穿孔，并插入径向连接槽，销子螺栓分别通过径向穿孔和径向连接槽与进人门座和进人门体紧固连接。本技术方案通过增设径向紧固结构分担进人门结构所承受的轴向水推力，降低螺栓紧固件的工作载荷，同时可有效避免出现进人门充压后鼓包，解决了进人门鼓包引起的螺栓紧固件弯曲问题，提高了螺栓紧固件使用的疲劳寿命和安全性。

Description

一种蜗壳或球阀进人门结构

技术领域

本实用新型属于水轮机设备的技术领域，尤其涉及一种蜗壳或球阀进人门结构。

背景技术

随着水泵、冲击式等水轮机的不断发展发展，工作水头不断升高，压力钢管—球阀—蜗壳中的压力也随之升高，为方便检修，球阀和蜗壳上都会开设进人门。随着球阀和蜗壳内部的工作压力升高，进人门附近管道的刚强度、进人门的刚强度及进人门把合螺栓的强度和疲劳寿命设计都会面临巨大挑战，尤其是水泵水轮机，由于工况转换频繁，其球阀或蜗壳进人门把合螺栓的疲劳寿命设计，将面临更大的挑战。

目前，球阀或蜗壳进人门的结构通常采用开孔补强后，用平法兰（进人门体的一部分）通过螺栓连接封堵，公告号为CN202926100U，名称为高水头电站金属蜗壳内开式进人门的专利文件，包括门框和门盖，门盖上设有顶丝，门框和门盖通过铰链以及连接螺栓连接，门盖上设置有加强板。该技术方案的水压完全由进人门门盖与门框共同来承受，即使发生连接螺栓断裂等情况，也可以起到备用减小漏水量的作用，不会在短时间内发生水淹厂房的事故，使用安全。但其存在以下问题：当水头升高时，门盖（具体为法兰）中间鼓包更明显，鼓包增大会使门盖的应力急剧升高，导致进人门的强度不足，同时也会使连接螺栓发生弯曲，连接螺栓在各工况下的应力幅明显增大，导致连接螺栓的疲劳寿命降低，进一步影响整体进人门结构的稳定性。

发明内容

本实用新型针对上述现有结束的不足，提供一种蜗壳或球阀进人门结构，该结构可降低连接螺栓（下称螺栓紧固件）的工作载荷，限制进人门充压后的鼓包，减少进人门鼓包引起的连接螺栓弯曲，充分提高了螺栓使用的疲劳寿命和安全性。

具体通过以下技术方案实现：

一种蜗壳或球阀进人门结构，包括进人门座、进人门体和铰链，进人门体与进人门座通过铰链铰接，进人门的顶部、沿周向间隔设置有若干螺栓紧固件，进人门体通过螺栓紧固件与进人门座紧固连接。进一步的，还包括至少一个径向紧固结构，且径向紧固结构包括销子螺栓；所述进人门座侧面设置有与径向紧固结构一一对应的径向穿孔，所述进人门体的侧面设置有与径向穿孔一一对应的径向连接槽；销子螺栓穿过径向穿孔，并插入径向连接槽，销子螺栓分别通过径向穿孔和径向连接槽与进人门座和进人门体紧固连接。

进一步的，所述径向紧固结构还包括嵌入设置于径向连接槽内部的密封圈Ⅰ和嵌入设置于径向穿孔内部的密封圈Ⅱ。

进一步的，所述销子螺栓呈锥形结构。

进一步的，沿进人门座和进人门体的周向等距间隔设置有四个径向紧固结构。

进一步的，所述进人门体上开设有环形凹槽，环形凹槽中嵌入设置有环形密封圈，进人门体通过环形密封圈与进人门座弹性密封。

进一步的，所述进人门座底部的内侧设置有倒圆结构。

进一步的，所述螺栓紧固件包括螺栓本体和螺母，螺栓本体包括一体成型的上段结构、中段结构和下段结构，其中，中段结构为光滑圆柱，上段结构和下段结构分别设置有外螺纹；螺栓本体的下段结构与进人门座螺旋连接，螺母与上段结构配合对进人门体进行紧固。

进一步的，所述中段结构的长度L与其直径D的关系满足L/D≥5。

进一步的，还包括椭圆形补强板，椭圆形补强板的正中间开设有直径为N的安装孔，进人门座外径为M，则有N=M；进人门座通过安装孔与椭圆形补强板密封连接。

本技术方案带来的有益效果：

1）本技术方案通过螺栓紧固件对进人门结构提供最基本的紧固条件，在此基础上，通过增设径向紧固结构分担大部分进人门结构所承受的轴向水推力，降低螺栓紧固件的工作载荷，同时可有效避免出现进人门充压后鼓包，解决了进人门鼓包引起的螺栓紧固件弯曲问题，充分提高了螺栓紧固件使用的疲劳寿命和安全性以及整体进人门结构的稳定性。

2）本实施例通过设置密封圈Ⅰ和密封圈Ⅱ以确保径向紧固结构的密封性，并采用锥形结构的销子螺栓，增加了保径向紧固结构防水密封的可靠性，并确保了径向紧固结构的稳定性。另外，通过在进人门体和进人门座之间设置环形密封圈，确保进人门结构的密封性。

3）本技术方案基于力学的角度设置了四个径向紧固结构，在确保预留足够空间用于安装螺栓紧固件的前期下，采用有限数量的径向紧固结构实现对进人门结构的均匀加固，可达到对轴向水推力的最佳分担效果。

4）本技术方案通过增设椭圆形补强板以及在进人门座底部的内侧设置倒圆结构，可提高球阀或蜗壳进人门孔附近管壁的刚强度。

5）本技术方案采用了一种特殊结构的螺栓紧固件，螺栓紧固件的螺栓本体包括一体成型的上段结构、中段结构和下段结构，中段结构的长度L与其直径D的关系满足L/D≥5，如此可增加螺栓的柔性，进一步提高螺栓本体的疲劳寿命和安全性。

附图说明

本实用新型的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，其中：

图1为进人门结构使用状态示意图；

图2为图1中沿A-A方向剖开的结构示意图；

图中：

1、进人门座；1.1、倒圆结构；2、进人门体；3、铰链；4、螺栓紧固件；4.1、螺栓本体；4.1.1、上段结构；4.1.2、中段结构；4.1.3、下段结构；4.2、螺母；5、径向紧固结构；5.1、销子螺栓；5.2、密封圈Ⅰ；5.3、密封圈Ⅱ；5.4、径向穿孔；5.5、径向连接槽；6、环形密封圈；7、椭圆形补强板。

具体实施方式

为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例公开了一种蜗壳或球阀进人门结构，作为本实用新型一种基本的实施方案，如图1和图2所示，包括进人门座1、进人门体2和铰链3，进人门体2与进人门座1通过铰链3铰接，进人门的顶部、沿周向间隔设置有若干螺栓紧固件4，进人门体2通过螺栓紧固件4与进人门座1紧固连接。进一步的，还包括至少一个径向紧固结构5，且径向紧固结构5包括销子螺栓5.1；所述进人门座1侧面设置有与径向紧固结构5一一对应的径向穿孔5.4，所述进人门体2的侧面设置有与径向穿孔5.4一一对应的径向连接槽5.5；销子螺栓5.1穿过径向穿孔5.4，并插入径向连接槽5.5，销子螺栓5.1分别通过径向穿孔5.4和径向连接槽5.5与进人门座1和进人门体2紧固连接。

在本实施例中，首先通过螺栓紧固件4对进人门结构提供最基本的紧固条件，在此基础上，通过增设径向紧固结构5分担大部分进人门结构所承受的轴向水推力，降低螺栓紧固件4的工作载荷，同时可有效避免出现进人门充压后鼓包，解决了进人门鼓包引起的螺栓紧固件4弯曲问题，充分提高了螺栓紧固件4使用的疲劳寿命和安全性以及整体进人门结构的稳定性。

实施例2

本实施例公开了一种蜗壳或球阀进人门结构，作为本实用新型一种基本的实施方案，包括进人门座1、进人门体2和铰链3，进人门体2与进人门座1通过铰链3铰接，进人门的顶部、沿周向间隔设置有若干螺栓紧固件4，进人门体2通过螺栓紧固件4与进人门座1紧固连接。进一步的，还包括至少一个径向紧固结构5；所述进人门座1侧面设置有与径向紧固结构5一一对应的径向穿孔5.4，所述进人门体2的侧面设置有与径向穿孔5.4一一对应的径向连接槽5.5；径向紧固结构5包括销子螺栓5.1、嵌入设置于径向连接槽5.5内部的密封圈Ⅰ5.2和嵌入设置于径向穿孔5.4内部的密封圈Ⅱ5.3；销子螺栓5.1穿过径向穿孔5.4，并插入径向连接槽5.5，销子螺栓5.1分别通过径向穿孔5.4和径向连接槽5.5与进人门座1和进人门体2紧固连接。

本实施例通过设置密封圈Ⅰ5.2和密封圈Ⅱ5.3以确保径向紧固结构5的密封性，进一步的，如图2所示，销子螺栓5.1呈锥形结构，即，销子螺栓5.1的直径从销子螺栓5.1一端到另一端逐渐缩小，为了与销子螺栓5.1适配，径向连接槽5.5、径向穿孔5.4、密封圈Ⅰ5.2和密封圈Ⅱ5.3也存在与销子螺栓5.1一致的锥度。在实际连接结构中，销子螺栓5.1直径小的一端设置了螺纹结构，销子螺栓5.1通过螺纹结构与径向连接槽5.5螺纹紧固连接，在销子螺栓5.1螺旋推进的过程中，销子螺栓5.1通过自身的锥面挤压密封圈Ⅰ5.2和密封圈Ⅱ5.3，若此一来，不仅实现了防水密封，还确保了径向紧固结构5的稳定性。

进一步的，进人门体2上开设有环形凹槽，环形凹槽中嵌入设置有环形密封圈6，进人门体2通过环形密封圈6与进人门座1弹性密封。即，本技术方案通过设置环形密封圈6以进一步确保进人门结构的密封性。

实施例3

本实施例公开了一种蜗壳或球阀进人门结构，作为本实用新型一种基本的实施方案，包括进人门座1、进人门体2和铰链3，进人门体2与进人门座1通过铰链3铰接，进人门的顶部、沿周向间隔设置有若干螺栓紧固件4，进人门体2通过螺栓紧固件4与进人门座1紧固连接。进一步的，如图1所示还包括四个径向紧固结构5，且四个径向紧固结构5沿进人门座1和进人门体2的周向等距间隔设置，每相邻两个径向紧固结构5之间，可存在若干个螺栓紧固件4，如在图1中，每相邻两个径向紧固结构5之间存在四个螺栓紧固件4。所述进人门座1侧面设置有与径向紧固结构5一一对应的径向穿孔5.4，所述进人门体2的侧面设置有与径向穿孔5.4一一对应的径向连接槽5.5；径向紧固结构5包括销子螺栓5.1、嵌入设置于径向连接槽5.5内部的密封圈Ⅰ5.2和嵌入设置于径向穿孔5.4内部的密封圈Ⅱ5.3；销子螺栓5.1穿过径向穿孔5.4，并插入径向连接槽5.5，销子螺栓5.1分别通过径向穿孔5.4和径向连接槽5.5与进人门座1和进人门体2紧固连接。

本实施例基于力学的角度设置了四个径向紧固结构5，在确保预留足够空间用于安装螺栓紧固件4的前期下，采用有限数量的径向紧固结构5实现对进人门结构的均匀加固，可达到对轴向水推力的最佳分担效果。

实施例4

本实施例公开了一种蜗壳或球阀进人门结构，作为本实用新型一种基本的实施方案，包括进人门座1、进人门体2、铰链3、椭圆形补强板7和至少一个径向紧固结构5。进人门体2与进人门座1通过铰链3铰接，进人门的顶部、沿周向间隔设置有若干螺栓紧固件4，进人门体2通过螺栓紧固件4与进人门座1紧固连接。椭圆形补强板7的正中间开设有直径为N的安装孔，进人门座1外径为M，则有N=M；进人门座1通过安装孔与椭圆形补强板7密封连接。径向紧固结构5包括销子螺栓5.1，进人门座1侧面设置有与径向紧固结构5一一对应的径向穿孔5.4，所述进人门体2的侧面设置有与径向穿孔5.4一一对应的径向连接槽5.5；销子螺栓5.1穿过径向穿孔5.4，并插入径向连接槽5.5，销子螺栓5.1分别通过径向穿孔5.4和径向连接槽5.5与进人门座1和进人门体2紧固连接。

在本技术方案中，球阀或蜗壳开设进人孔后，采用等厚椭圆形的钢板进行补强（即椭圆形补强板7），并在进人门座1底部的内侧设置有倒圆结构1.1，倒圆结构1.1的半径R=100~150mm，如此可提高进人门孔附近管壁的刚强度。其中，椭圆形补强板7的短轴沿着流道的轴向摆放且长轴方向沿着流道的环向摆放，椭圆形补强板7与流道管壁之间可通过K形坡口焊缝连接，椭圆形补强板7的内面充当部分流道面。

实施例5

本实施例公开了一种蜗壳或球阀进人门结构，作为本实用新型一种基本的实施方案，即前述任意一个实施例中，螺栓紧固件4包括螺栓本体4.1和螺母4.2，螺栓本体4.1包括一体成型的上段结构4.1.1、中段结构4.1.2和下段结构4.1.3，其中，中段结构4.1.2为光滑圆柱，上段结构4.1.1和下段结构4.1.3分别设置有外螺纹，进一步的，中段结构4.1.2的直径小于上段结构4.1.1和下段结构4.1.3的直径；螺栓本体4.1的下段结构4.1.3与进人门座1螺旋连接，螺母4.2与上段结构4.1.1配合对进人门体2进行紧固。其中，中段结构的长度L与其直径D的关系满足L/D≥5，如此可增加螺栓的柔性，进一步提高螺栓本体4.1的疲劳寿命和安全性。若由于进人门座1和进人门体2的空间限制，不能满足 L/D≥5的条件，则可以在进人门体2与螺母4.2之间增设一定高度的垫圈，以最终满足 L/D≥5的条件。垫圈与进人门体2的连接方式可以为胶粘、螺纹或点焊连接。

Claims (9)

1.一种蜗壳或球阀进人门结构，包括进人门座（1）、进人门体（2）和铰链（3），进人门体（2）与进人门座（1）通过铰链（3）铰接，进人门的顶部、沿周向间隔设置有若干螺栓紧固件（4），进人门体（2）通过螺栓紧固件（4）与进人门座（1）紧固连接，其特征在于：还包括至少一个径向紧固结构（5），且径向紧固结构（5）包括销子螺栓（5.1）；所述进人门座（1）侧面设置有与径向紧固结构（5）一一对应的径向穿孔（5.4），所述进人门体（2）的侧面设置有与径向穿孔（5.4）一一对应的径向连接槽（5.5）；销子螺栓（5.1）穿过径向穿孔（5.4），并插入径向连接槽（5.5），销子螺栓（5.1）分别通过径向穿孔（5.4）和径向连接槽（5.5）与进人门座（1）和进人门体（2）紧固连接。

2.如权利要求1所述一种蜗壳或球阀进人门结构，其特征在于：所述径向紧固结构（5）还包括嵌入设置于径向连接槽（5.5）内部的密封圈Ⅰ（5.2）和嵌入设置于径向穿孔（5.4）内部的密封圈Ⅱ（5.3）。

3.如权利要求1所述一种蜗壳或球阀进人门结构，其特征在于：所述销子螺栓（5.1）呈锥形结构。

4.如权利要求1所述一种蜗壳或球阀进人门结构，其特征在于：沿进人门座（1）和进人门体（2）的周向等距间隔设置有四个径向紧固结构（5）。

5.如权利要求1所述一种蜗壳或球阀进人门结构，其特征在于：所述进人门体（2）上开设有环形凹槽，环形凹槽中嵌入设置有环形密封圈（6），进人门体（2）通过环形密封圈（6）与进人门座（1）弹性密封。

6.如权利要求1所述一种蜗壳或球阀进人门结构，其特征在于：所述进人门座（1）底部的内侧设置有倒圆结构（1.1）。

7.如权利要求1所述一种蜗壳或球阀进人门结构，其特征在于：所述螺栓紧固件（4）包括螺栓本体（4.1）和螺母（4.2），螺栓本体（4.1）包括一体成型的上段结构（4.1.1）、中段结构（4.1.2）和下段结构（4.1.3），其中，中段结构（4.1.2）为光滑圆柱，上段结构（4.1.1）和下段结构（4.1.3）分别设置有外螺纹；螺栓本体（4.1）的下段结构（4.1.3）与进人门座（1）螺旋连接，螺母（4.2）与上段结构（4.1.1）配合对进人门体（2）进行紧固。

8.如权利要求7所述一种蜗壳或球阀进人门结构，其特征在于：所述中段结构（4.1.2）的长度L与其直径D的关系满足L/D≥5。

9.如权利要求1所述一种蜗壳或球阀进人门结构，其特征在于：还包括椭圆形补强板（7），椭圆形补强板（7）的正中间开设有直径为N的安装孔，进人门座（1）外径为M，则有N=M；进人门座（1）通过安装孔与椭圆形补强板（7）密封连接。

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