CS211607B1

CS211607B1 - Ball shut-off valve rotor and method of production

Info

Publication number: CS211607B1
Application number: CS863779A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Zapletal
Original assignee: Zdenek Zapletal
Priority date: 1979-12-11
Filing date: 1979-12-11
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Vynález spadá do oboru uzavíracích armatur, a týká se rotoru kulové uzavírací armatury, zejména velkých rozměrů pro použití v chemicky a mechanicky agresivním prostředí, a způsobu jeho výroby. Podstatou vynélezu je rotor kulové uzavírací armatury, kulového nebo křížového tvaru opatřeného průtočným kanálem, funkčními těsnicími plochami s náboji pro uložení vodicího čepu a ovládacího vřetene, kde tento rotor je tvořen svařencem z výlisků střední části rotoru, z trubkového průtočného kanálu a z výlisků nábojů ovládacího vřetene a vodicího čepu, s ochrannou niklovou vrstvou na vnitřní stěně průtočného kanálu a na funkčních těsnicích plochách. Dále je podstatou vynálezu alternativní provedení, kde jsou střední kulové výlisky svařeny pod určitým úhlem k podélné ose průtočného kanálu. Způsob výroby rotoru je charakterizován postupem, při kterém se nejdříve svaří výlisky střední části rotoru, ke kterým se přivaří výlisky obou nábojů a do takto připraveného svařeno e se vyříznou otvory, do kterých se vevaří trubka průtočného kanálu, provede se mechanické obrobení funkčních ploch a nakonec se tento svařenec opatří ochrannou vrstvou niklu metodou bezproudého niklování, tak,- že se dutina průtočného kanálu vyhřívá po dobu 1 hodiny při teplotě 400 °C, takže přímým působením této teploty se vrstva niklu vytvrdí na 1 000 až 1 250 HV a prostupem této teploty stěnou rotoru se vrstva niklu na vnějším povrchu svařence vytvrdí na hodnotu 900 až 1 100 HV.The invention falls into the field of shut-off valves, and relates to a rotor of a spherical shut-off valve, especially of large dimensions for use in chemically and mechanically aggressive environments, and a method of its production. The essence of the invention is a rotor of a spherical shut-off valve, spherical or cross-shaped, provided with a flow channel, functional sealing surfaces with hubs for accommodating a guide pin and a control spindle, where this rotor is formed by welding from the moldings of the middle part of the rotor, from a tubular flow channel and from the moldings of the hubs of the control spindle and the guide pin, with a protective nickel layer on the inner wall of the flow channel and on the functional sealing surfaces. Furthermore, the essence of the invention is an alternative embodiment, where the middle spherical moldings are welded at a certain angle to the longitudinal axis of the flow channel. The rotor manufacturing method is characterized by a procedure in which the central part of the rotor is first welded, to which the hubs are welded, and holes are cut into the weld prepared in this way, into which the flow channel tube is welded, the functional surfaces are mechanically machined, and finally this weldment is provided with a protective layer of nickel by the electroless nickel plating method, so that the flow channel cavity is heated for 1 hour at a temperature of 400 °C, so that the direct effect of this temperature hardens the nickel layer to 1,000 to 1,250 HV and the penetration of this temperature through the rotor wall hardens the nickel layer on the outer surface of the weldment to a value of 900 to 1,100 HV.

Description

Vynález se týká rotoru kulová armatury, zejména velkých rozměrů pro použití v chemicky a mechanicky agresivním prostředí a způsobu jeho výroby.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a ball valve rotor, in particular of a large size for use in a chemically and mechanically aggressive environment, and to a process for its manufacture.

Kulové uzávěry představují v současné’ době jeden z velmi rozšířených typů uzavíracích armatur a vykazují se širokým rozsahem použití-, od potravinářského až po chemický průmysl, energetiku včetně jaderné. Zárukou spolehlivé funkce těchto uzávěrů je jejich odolnost proti korozi a otěru, kterou zajišluje dokonalá povrchové úprava a 'správná volba materiálu.Ball valves are currently one of the most widespread types of shut-off valves and have a wide range of applications - from the food industry to the chemical industry, power engineering, including nuclear. The reliable function of these closures is guaranteed by their corrosion and abrasion resistance, which is ensured by a perfect finish and the right choice of material.

V současné době se kulová část uzavírací armatury zhotovuje nejčastěji z odlitku z korozivzdorné slitiny, kde těsnicí plochy se opatřují návarem z tvrdé slitiny. Další známou úpravou je výroba rotoru z uhlíkové ocelolitiny a jeho povrch je v konečné úpravě tvrdě chromován.At present, the spherical part of the shut-off fitting is usually made of a stainless steel casting, where the sealing surfaces are provided with a hard-alloy weld. Another known treatment is the production of a carbon steel cast rotor and its surface is hard-chromed in the final treatment.

.. í.. í

Se vzrůstajícími požadavky velkých světlosti potrubí a armatur narůstají rozměry a hmotnost kulových uzavíracích těles do. té míry, že ke svému zpracování vyžadují velkorozměrná výrobně technologická zařízení.With increasing demands on the large pipe and valve sizes, the dimensions and weight of the spherical valves are increasing. to the extent that they require large-scale production technology for their processing.

Nevýhodou známých výrobních postupů je velká spotřeba kvalitního materiálu, vysoká hmotnost rotorů, nedokonalý povrch, který vyžaduje úpravu funkčních ploch před vlastním nanesením vrstvy tvrdého chrómu. Tento postup tvrdého chromování je náročný na spotřebu elektrické energie, je poměrně složitý a neumožňuje bez náročných a složitých úprav provedení souvislé vrstvy chrómu ve stěny dutin v celé jejich délce.The disadvantages of the known manufacturing processes are the high consumption of high-quality material, the high weight of the rotors, and the imperfect surface which requires functional surfaces to be treated before the hard chromium layer is applied. This hard chromium plating process is energy-intensive, relatively complex, and does not allow for a continuous layer of chromium in the cavity walls along their entire length without complex and complex modifications.

Nevýhody a nedostatky známých řešení odstraňuje v podstatě vynález, kterým je rotor kulové uzavírací armatury, sestávající z tšlesa kulového nebo křížového tvaru, opatřeného průtočným kanálem, těsnicími plochami a úpravou pro vřetenové ovládání a jeho podstata spočívá v tom, že je tvořen svařencem sestávajícím z výlisků střední části rotoru, z trubkového průtočného kanálu a z nábojů pro uložení ovládacího vřetene a vodícího čepu, přičemž stěna průtočného kanálu a funkční těsnicí plochy jsou opatřeny ochrannou vrstvou niklu.Disadvantages and drawbacks of the known solutions are essentially eliminated by the invention, which is a spherical shut-off rotor consisting of a spherical or cross-shaped body, provided with a flow channel, sealing surfaces and a spindle actuation arrangement. the central part of the rotor, the tubular flow passage and the hubs for receiving the control spindle and the guide pin, the flow passage wall and the functional sealing surfaces being provided with a protective nickel layer.

Další podstatou vynálezu je, že rovina svaru obou polokulových výlisků svařence je vedena k.ose průtočného kanálu pod úhlem alfa.It is a further object of the invention that the weld plane of the two hemispherical moldings of the weldment is guided to the axis of the flow channel at an angle alpha.

Další podstatou vynálezu je, že střední část svařence pro případ kulového tvaru je tvořena dvěma polokulovými výlisky, zatímco pro případ svařence křížového tvaru je tvořena dvěma na sebe kolmými trubkami, přičemž jedna z trubek tvoří průtočný kanál, zatímco druhá trubka je na obou koncích zaslepena sedlovými kroužky.It is a further object of the invention that the central portion of the spherical weldment is formed by two hemispherical moldings while the cross-shaped weldment is formed by two perpendicular tubes, one of which forms a flow channel while the other tube is blinded at both ends by saddle rings.

Další podstatou vynálezu je, že nejdříve se svaří výlisky střední části rotoru, ke kterým se přivaří dva protilehlé náboje a do takto připraveného svařence se vyříznou dva protilehlé otvory, do kterých se vevaří průběžná.trubka průtočného kanálu, nato se provede mechanické obrobení vnějšího povrchu svařence a nakonec se tento svařenec opatří ochrannou vrstvou niklu metodou bezproudového niklování.It is a further object of the present invention to first weld the moldings of the central portion of the rotor, to which two opposing hubs are welded, and to cut the two welded holes into the weldment so as to pass through the throughflow duct. and finally, the weldment is provided with a protective nickel coating by the electroless nickel plating method.

Konečně je podstatou vynálezu, že dutina průtočného kanálu se vyhřívá po dobu 1 hodiny při teplotě 400 °C, kde přímým působením této teploty se vytvrdí vrstva niklu na stěně průtočného kanálu na hodnotu 1 000 až 1 250 HV a prostupem této teploty stěnou rotoru se vrstva niklu na vnějším povrchu svařence vytvrdí na hodnotu 900 až 1 100 HV.Finally, it is the object of the invention that the flow channel cavity is heated for 1 hour at 400 ° C, where the direct action of this temperature hardens the nickel layer on the flow channel wall to between 1000 and 1,250 HV and passes this temperature through the rotor wall. of nickel on the outer surface of the weldment hardens to a value of 900 to 1,100 HV.

Vyšší účinek vynálezu lze spatřovat zejména ve značné úspoře elektrické energie, ve snížení hmotnosti vlastního rotoru kulového uzávěru, v tom, že se dosáhne ochranné vrstvy na všech funkčních plochách rotoru v dostatečné tloušlce a požadované tvrdosti, která může být rozdílná, a zejména v tom, že průtočný kanál lze opatřit, souvislou vrstvou v celé jeho délce.The greater effect of the invention can be seen in particular in the considerable saving of electrical energy, in the reduction of the weight of the rotor of the ball closure, in that a protective layer is achieved on all functional surfaces of the rotor in sufficient thickness and required hardness which can be different, that the flow channel can be provided with a continuous layer over its entire length.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je znázorněn schematicky na připojeném výkrese, kde obr. 1 je částečný řez rotorem kulového tvaru, obr. 2 je alternativní provedení svaru rotoru z obr. 1 a obr. 3 je alternativní provedení rotoru křížového tvaru.An example of a particular embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawing, wherein Fig. 1 is a partial section of a spherical rotor, Fig. 2 is an alternative embodiment of the rotor weld of Fig. 1, and Fig. 3 is an alternative embodiment of a cross-shaped rotor.

Podle vynálezu je rotor kulové armatury tvořen svařencem g, sestávajícím ze dvou polokulových výlisků 2 průběžné trubky g a dvou protilehlých nábojů g opatřených dutinami g,.6 pro uložení ovládacího vřetena 2 a vodícího čepu 8. . . 'According to the invention, the ball valve rotor is formed by a weldment g consisting of two hemispherical moldings 2 of the continuous tube g and two opposing hubs g provided with cavities g, 6 for receiving the actuating spindle 2 and the guide pin 8. . '

Výlisky 2 jsou vyrobeny z uhlíkaté nebo nízkolegované oceli nebo i z neželezných kovů, kupříkladu z hydronalia. Stěna průtočného kanálu g a vnějěí funkční plochy 10 jsou opatřeny ochrannou vrstvou 11 niklu. V případě alternativního provedení podle obr. 3 sestává svařeneo g ze dvou na sebe kolmých trubek 12. gg, kde průběžná trubka 12 vytváří průtočný kanál g a druhé trubka 13 je na obou koncích zaslepena sedlovými kroužky 14 a představuje těsnicí sedlové plochy 10. Kolmo na průtočný kanál g, v průsečíku obou trubek gg, gg jsou přivařený náboje g, z nichž horní je upraven pro uložení ovládacího vřetene 2 a spodní pro uloženi vodicího čepu 8.The moldings 2 are made of carbon or low-alloy steel or even of non-ferrous metals, for example hydronium. The wall of the flow channel g and the outer functional surface 10 are provided with a protective layer 11 of nickel. In the alternative embodiment of FIG. 3, the welded g consists of two perpendicular tubes 12. gg, wherein the continuous tube 12 forms a flow channel g and the other tube 13 is blinded at both ends by seat rings 14 and represents sealing seat surfaces 10. Perpendicular to the flow a channel g, at the intersection of the two tubes gg, gg are welded hubs g, of which the upper one is adapted to receive the control spindle 2 and the lower one to receive the guide pin 8.

I u tohoto uspořádání jsou funkční plochy 10 a průtočný kanál g opatřeny vrstvou 11 niklu.In this arrangement too, the functional surfaces 10 and the flow channel g are provided with a layer 11 of nickel.

Při výrobě rotoru kulové armatury podle vynálezu se postupuje tak, že v případě svařence g kulového tvaru se nejdříve svaří polokulové výlisky g a oba protilehlé náboje g, takto vzniklý svařenec g se opatři dvěma protilehlými otvory, kolmo na osu ovládání rotoru, a do těchto otvorů se vevaří průběžná trubka g, která tvoří průtočný kahál g.In the manufacture of the ball valve rotor according to the invention, in the case of a spherical weldment g, the hemispherical compacts g are first welded together with the two opposing hubs g, the weldment g thus formed having two opposing holes perpendicular to the rotor axis. the continuous pipe g forms the flow pipe g.

Tento základní svařenec g se mechanicky opracuje na vnějším povrchu a na opracovaný vnější kulový povrch 10 a na stěnu průtočného kanálu g se nanese vrstva gg niklu metodou bezproudého niklování na zařízení, tvořícím předmět vynálezu stejného autora.This basic weldment g is mechanically machined on the outer surface and on the machined outer spherical surface 10 and on the wall of the flow channel g a nickel layer gg is deposited by the electroless nickel plating method on the device forming the subject-matter of the invention of the same author.

Podle obr. 2 je rovina svaru obou polokulovýeh výlisků g svařence g kulového tvaru vedena na podélnou osu průtočného kanálu g pod úhlem alfa v poloze uzavřeno, spojovací svar 15 není namáhán tlakem média v potrubí.According to FIG. 2, the weld plane of the two hemispherical moldings g of the weldment g of spherical shape is guided to the longitudinal axis of the flow channel g at an angle alpha at the closed position, the joint weld 15 not being stressed by the fluid pressure in the pipe.

Při výrobě svařence g křížového tvaru se nejdříve svaří dvě na sebe kolmé trubky 12.In the manufacture of a cross-shaped weldment g, two perpendicular tubes 12 are first welded together.

13. kde jedna z trubek·12 vytváří průtočný kanál g, zatímco druhá trubka 13 je zaslepena na obou protilehlých koncích věvařenými sedlovými kroužky gg. '13. wherein one of the tubes 12 forms a flow channel g, while the other tube 13 is blinded at both opposite ends by welded seat rings gg. '

Kolmo na průtočný kanál g, v průsečíku obou trubek gg, gg sě přivaří dva protilehlé náboje g pro uložení ovládacího vřetene 2 ^a vodicího čepu 8. Tento svařenec g se po opracování do kulové plochy opatří na stěně průtočného kanálu g a na funkčních plochách 10 sedlových kroužků 14 ochrannou vrstvou niklu metodou bezproudového niklování.Perpendicular to the flow channel g, at the point of intersection of the two tubes gg, gg, weld two opposing hubs g to receive the control spindle 2 ^{and the} guide pin 8. This weld g is machined on the flow channel wall g on the functional surfaces 10 of the seat rings. 14 by means of the electroless nickel plating method.

Claims

A ball valve, comprising a spherical or cross-shaped body provided with a flow passage, functional sealing surfaces and a hub for receiving a control spindle and a guide pin, characterized in that it consists of a weldment (1) consisting of moldings (2) medium parts of the rotor, of the tubular flow channel (9) and of the hubs (4) for receiving the control spindle (7) and the guide pin (8), the flow channel wall (9) and the functional sealing surfaces (10) being provided with a protective layer (11) nickel.

A ball valve rotor according to claim 1, characterized in that the weld plane (15) of the two hemispherical moldings (2) of the weldment (1) is directed to the axis of the flow channel (9). at angle (alpha).

21.1607

3. A ball valve rotor according to claim 1, characterized in that the central part of the weldment (1) for the spherical shape is formed by two hemispherical moldings (2), while for the weldment (1) of the cross shape it is formed by two perpendicular tubes (1). 12, 13), wherein one of the tubes (12) forms a flow channel (9), while the other tube (13) is blinded at both ends by seat rings (14).

4. A method of manufacturing a ball valve rotor as claimed in claim 1 or 3, wherein first the moldings of the central portion of the rotor are welded to which two opposing hubs are welded and two opposing holes are cut into the weldment thus prepared. Afterwards, mechanical machining of the outer surface of the weldment is carried out and finally the clamping layer is provided with a protective nickel coating by the electroless nickel plating method.

5. The method of claim 4, wherein the flow channel cavity is heated at 400 [deg.] C. for 1 hour, the direct effect of this temperature hardening the nickel layer on the flow channel wall to a value of 10,000 to 1,250 HV and penetration. at this temperature through the rotor wall, the nickel layer on the outer surface of the weldment is cured to a value of 900 to 1000 H7.