FI96538B

FI96538B - Fully opening ball valve and method for the manufacture thereof

Info

Publication number: FI96538B
Application number: FI943788A
Authority: FI
Inventors: Hannu Ekloef
Original assignee: Naval Oy
Priority date: 1994-08-17
Filing date: 1994-08-17
Publication date: 1996-03-29
Also published as: FI943788A0; FI96538C

Abstract

The invention relates to a fully opening ball valve 3 between two pipes 1, 2 and a method for the manufacture thereof. The pipe ends 6, 7 in the valve are sealed against a valve ball 5, rotatable about its axis 15 and serving to open and close the valve, the flow openings 9, 10 in the valve ball having a diameter essentially equal to the diameter of the flow cross-sectional area of the pipes. The valve ball and the pipe ends are enclosed by a cup-shaped shell 8, which at its ends 13 is connected to the sides of the pipes 1, 2. According to the invention a stepped widening 6, 7 has been made at the ends of both pipes 1, 2, in order to produce a sealing space inside the pipe casing and the valve ball 5, and the said widenings are situated in the internal space 14 defined by the shell 8 of the valve. When assembling the valve 3, the widened pipe ends 6, 7 and the matched seals 11, 12 inside the former are first connected to the valve ball and the shell 8 is then pressed against the sides of the pipes, and the ends 13 of the shell are fixed by welding. <IMAGE>

Description

9uf?,r Täysaukkoinen ρ all o venttiili ja sen valmistusmenetelmä Tämän keksinnön kohteena on menetelmä kahden putken välisen täysaukkoisen palloventtiilin valmistamiseksi, jossa menetelmässä putkien päät tiivistetään akse-5 linsa ympäri kierrettävää, venttiilin avaavaa ja sulkevaa venttiilipalloa vasten ja venttiilipallon ja putkien päiden ympärille sovitettu holkkimainen kuori kiinnitetään päistään putkien kylkiin venttiiliä koossapitäväksi elementiksi. Lisäksi keksintö kohdistuu menetelmän mukaisesti aikaansaatavaan täysaukkoiseen palloventtiiliin.The present invention relates to a method for manufacturing a full orifice ball valve between two pipes, in which the ends of the pipes are sealed against a valve ball rotatable about its axis-5, opening and closing the valve, and the valve ball and pipe ends are fitted around the valve ball and pipe ends. the shell is attached at its ends to the sides of the pipes as an element holding the valve together. In addition, the invention relates to a full orifice ball valve provided by the method.

Palloventtiilin täysaukkoisuudella tarkoitetaan sitä, että venttiilipallon virtausaukko-10 jen koko vastaa suurin piirtein putkien poikkileikkausta, jolloin venttiili ei olennaisesti kavenna putkien muodostamaa virtaustietä. Venttiili toimii kiertämällä venttiilipalloa karan avulla putkien suuntaan nähden kohtisuoran akselin ympäri niin, että venttiili on auki pallon virtausaukkojen ollessa käännettyinä putkia kohti ja suljettuna pallon umpinaisten kylkien ollessa käännettyinä putkia kohti.By full orifice of the ball valve is meant that the size of the flow orifices of the valve ball approximately corresponds to the cross-section of the pipes, whereby the valve does not substantially narrow the flow path formed by the pipes. The valve operates by rotating the valve ball by means of a mandrel about an axis perpendicular to the direction of the tubes so that the valve is open with the ball flow openings facing the tubes and closed with the closed sides of the ball facing the tubes.

15 Täysaukkoisten palloventtiilien ohella markkinoilla on supistetulla aukolla varustettuja palloventtiileitä, joissa venttiilipallon virtausaukot toisin sanoen ovat putkien muodostaman virtauskanavan poikkileikkausta pienemmät. Eräissä tämäntyyppisissä venttiilirakenteissa ei myöskään ole erillistä, venttiilipallon ja putkien päiden ympärille kiinnitettyä kuorta, vaan kuori liittyy integroidusti venttiilillä varustetun vir-20 tauskanavan muodostaviin putkiosiin. Tällaisia tunnettuja ratkaisuja on kuvattu esim. FI-kuulutusjulkaisussa 71609 ja US-patenttijulkaisussa 4 545 564.15 In addition to full orifice ball valves, there are ball valves with a reduced orifice on the market, in which the flow openings of the valve ball are, in other words, smaller than the cross-section of the flow channel formed by the pipes. Also, some valve constructions of this type do not have a separate shell attached around the valve ball and the ends of the pipes, but the shell is integrally connected to the pipe parts forming the flow channel with the valve. Such known solutions are described, for example, in FI publication 71609 and U.S. patent publication 4,545,564.

Täysaukkoisen palloventtiilin valmistus tapahtuu nykytekniikan mukaan siten, että putkien, joiden sisähalkaisija vastaa venttiilipallon virtausaukkojen halkaisijaa, päihin sorvataan sisäpuoliset laajennukset putkien ja venttiilipallon välisten tiivisteiden 25 vaatimien tiivistepesien aikaansaamiseksi. Venttiilipalloa ja putken päitä ympäröivä kuori kiinnitetään hitsaamalla putkien kylkiin siten, että tiivistepesät jäävät kuoren rajaaman tilan sisäpuolelle. Esimerkki tällaisesta tunnetusta ratkaisusta on esitetty mm. Fl-patenttihakemuksessa 3532/72. Ratkaisu vaatii, että putken vaipan on oltava :' riittävän paksu, jotta tiivistepesän muodostaminen sen sisäpuolelle olisi mahdollista. 30 Käytännössä on menetelty siten, että vaippa on venttiiliin rajoittuvassa putken päässä ollut paksumpi kuin putken muissa osissa, minkä haittana on kuitenkin ollut rakenteen raskaus ja sen valmistuksen kalleus. Lisäksi kuoren hitsauksessa venttiili-pallon ja putkien päiden ympärille vaarana on ollut hitsausroiskeiden pääsy kuoren sisään, jossa ne saattavat haitata venttiilipallon liikettä, johon venttiilin koko toimin-"i 35 ta perustuu.According to the state of the art, a full orifice ball valve is manufactured by turning internal extensions at the ends of pipes having an inner diameter corresponding to the diameter of the valve ball flow openings to provide the seal housings required by the seals 25 between the pipes and the valve ball. The shell surrounding the valve ball and the ends of the pipe is attached by welding to the sides of the pipes so that the seal housings remain inside the space delimited by the shell. An example of such a known solution is presented e.g. In F1 patent application 3532/72. The solution requires that the pipe jacket be: 'thick enough to allow the formation of a seal housing inside it. 30 In practice, the procedure has been such that the jacket at the end of the pipe adjacent to the valve has been thicker than in other parts of the pipe, which, however, has been disadvantaged by the heaviness of the structure and the high cost of its manufacture. In addition, in welding the shell around the valve ball and pipe ends, there has been a risk of welding splashes entering the shell, where they may interfere with the movement of the valve ball on which the entire operation of the valve is based.

91 -'· 2 Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa ratkaisu, jolla mainitut tunnettujen täysaukkoisten palloventtiilien valmistuksen ongelmat ovat vältettävissä. Keksinnön mukaiselle venttiilin valmistusmenetelmälle on tunnusomaista se, että putkien päitä laajennetaan niiden vaippaan muodostettavalla porrasmaisella taipeella vaipan sisä-5 puolisten tiivistepesien aikaansaamiseksi, että putkien laajennetut päät tiivisteineen liitetään venttiilipalloon sen vastakkaisille puolille, että venttiilipalloa ja tiivistepesiä ympäröivä kuori taivutetaan sen jälkeen päistään putkien kylkiä vasten ja että lopuksi suoritetaan kuoren päiden kiinnitys putkien kylkiin.91 - '· 2 The object of the present invention is to provide a solution by which said problems of manufacturing known full-opening ball valves can be avoided. The valve manufacturing method according to the invention is characterized in that the ends of the pipes are widened by a stepped bend formed in their jacket to provide seal housings on the inside of the jacket. that finally the attachment of the shell ends to the sides of the tubes is performed.

Keksinnön mukainen ratkaisu ensinnäkin keventää venttiilin rakennetta ja säästää 10 materiaalia ennestään tunnettuihin täysaukkoisiin palloventtiileihin verrattuna. Kun venttiilin kuoren kiinnityskohdat sijaitsevat venttiilipallosta katsoen putkien tiiviste-pesiksi laajennettujen päiden takana, lyhenevät kuoren kiinnittävät, putkien ympäri kiertävät hitsaussaumat aikaisemmasta samalla kun putkien laajennetut päät toimivat roiskesuojina, jotka vaikeuttavat hitsausroiskeiden pääsyä kuoren rajaaman tilan si-15 sään.The solution according to the invention firstly simplifies the structure of the valve and saves 10 material compared to the previously known full orifice ball valves. When the valve shell attachment points are located behind the expanded ends of the pipe ball sockets as viewed from the valve ball, the shell-securing weld seams around the pipes are shortened, while the expanded pipe ends act as splash guards, making it difficult for welding splashes to enter the shell space.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä venttiilin osien kokoonpanojärjestys on sikäli aikaisemmasta poikkeava, että tiivistepesiksi laajennetut putkien päät niihin sovitet-tuine tiivisteineen on liitettävä ensin venttiilipalloon ja vasta sen jälkeen kuori voidaan taivuttaa venttiilipallon ja tiivistepesien ympärille hitsattavaksi päistään kiinni 20 putkien kylkiin. Putkien päiden laajennukset estävät aikaisemman menettelyn, jossa holkkimainen kuori voitiin etukäteen puristaa päistään vastaamaan suurin piirtein ulkopuolelta vakiomittaisten putkien ulkohalkaisijaa.In the method according to the invention, the order of assembly of the valve parts is different in that the ends of the pipes extended into seals with their fitted seals must first be connected to the valve ball and only then the shell can be bent around the valve ball and seals to be welded to the sides. Extensions of the pipe ends preclude the previous procedure in which the sleeve-like shell could be pre-compressed at its ends to correspond approximately to the outside diameter of the standard-sized pipes.

Keksinnön mukaan kuoren puristus venttiilipalloon liitettyjen putkien kylkiä vasten voi tapahtua putkien pituussuunnassa liikkuvilla, kuoren ympärille pakotettavilla 25 muottikappaleilla. Venttiilin vastakkaisilta puolilta toisiaan kohti johdettavat muot-tikappaleet voidaan tällöin jäljestää puristuksen lopussa törmäämään toinen toisiinsa venttiilipallon kiertoakselin eli venttiiliä kiertävän karan kohdalla.According to the invention, the pressing of the shell against the sides of the pipes connected to the valve ball can take place by means of moldings 25 which move in the longitudinal direction of the pipes and are forced around the shell. The molded parts, which are guided towards each other from opposite sides of the valve, can then be traced at the end of the compression to collide with each other at the axis of rotation of the valve ball, i.e. the stem rotating the valve.

Keksinnön mukaiselle kahden putken väliselle täysaukkoiselle palloventtiilille, jossa : * putkien päät ovat tiivistettyinä akselinsa ympäri kiertyvää, venttiilin avaavaa ja sul-30 kevaa venttiilipalloa vasten ja jossa venttiilipalloa ja putken päitä ympäröi holkkimainen kuori, joka on kiinnitetty päistään putkien kylkiin niin, että se toimii venttiiliä koossa pitävänä elementtinä, on tunnusomaista se, että kummankin putken päähän on putken vaippaa taivuttamalla muodostettu porrasmainen laajenema vaipan sisäpuolisen tiivistepesän aikaansaamiseksi ja että kuori, joka on muotoiltu päitään • ·A full orifice ball valve between two pipes according to the invention, wherein: * the ends of the pipes are sealed against a valve ball rotating about its axis, opening and closing the valve, and wherein the valve ball and pipe ends are surrounded by a sleeve-like shell attached to the sides of the pipe as a cohesive element, is characterized by a stepped expansion formed at each end of the tube by bending the tube jacket to provide a seal housing inside the jacket, and that a shell shaped at its ends • ·

IIII

•S K. V. I..• S K. V. I ..

3 kohti suppenevaksi, on kiinnitetty putkien kylkiin niin, että venttiilipallo ja putkien laajennetut päät ovat kuoren rajaaman tilan sisällä.3, is attached to the sides of the tubes so that the valve ball and the expanded ends of the tubes are within the space delimited by the shell.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 5 kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista kahden putken välistä täysaukkoista palloventtiiliä ja kuviot 2-4 esittävät kuvion 1 mukaisen venttiilin eri valmistusvaiheita.The invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a full orifice ball valve between two pipes according to the invention and Figures 2-4 show different manufacturing steps of the valve of Figure 1.

Kuviossa 1 on esitetty kahden poikkileikkaukseltaan pyöreän putken 1, 2 välinen täysaukkoinen palloventtiili 3, joka käsittää putkiin nähden kohtisuoraan karaan 4 10 kytketyn venttiilipallon 5 sekä venttiilipalloa ja putkien päitä 6, 7 ympäröivän holk-kimaisen kuoren, ns. runkoputken 8. Venttiilipallo 5 on onttoja varustettu pyöreillä virtausaukoilla 9, 10, joiden halkaisija on oleellisesti sama kuin putkien 1, 2 sisähal-kaisija, eli virtausaukot vastaavat putkien virtauspoikkipintaa Putkien 1, 2 päihin on niiden valussa tai jälkikäteen suoritetussa venytyksessä muodostettu porrasmaiset 15 laajenemat 6, 7, joilla on aikaansaatu tiivistepesät putkien ja venttiilipallon 5 välisiä rengastiivisteitä 11,12 varten. Putken vaipan materiaalipaksuus laajenemien 6, 7 kohdalla on sama kuin putkien 1, 2 muissa osissa tai korkeintaan hiukan pienempi vaippaan laajenemien työstössä kohdistuneen venytyksen johdosta. Venttiilipalloa ja putkien laajennettuja päitä 6, 7 ympäröivä kuori 8 on muovattu puristamalla kartio-20 maisesti päitään kohti suppenevaksi ja kiinnitetty putkien 1, 2 kylkiin niiden ympäri kiertävillä hitsisaumoilla 13 siten, että putkien päät 6, 7 tiivistepesineen jäävät kokonaisuudessaan kuoren sisäpuolelleen rajaamaan tilaan 14.Figure 1 shows a full-bore ball valve 3 between two pipes 1, 2 of circular cross-section, comprising a valve ball 5 connected to a stem 4 10 perpendicular to the pipes and a sleeve-like shell surrounding the valve ball and the pipe ends 6, 7, the so-called the body ball 8. The valve ball 5 is hollow provided with circular flow openings 9, 10 having a diameter substantially the same as the inner diameter of the pipes 1, 2, i.e. the flow openings correspond to the flow cross-section of the pipes at the ends of the pipes 1, 2. , 7, which are provided with seal housings for annular seals 11,12 between the pipes and the valve ball 5. The material thickness of the pipe jacket at the expansions 6, 7 is the same as in other parts of the pipes 1, 2 or at most slightly smaller due to the stretching applied to the jacket in the machining. The shell 8 surrounding the valve ball and the expanded ends 6, 7 of the tubes is molded to be tapered to taper towards their ends and secured to the sides of the tubes 1, 2 by circumferential weld seams 13 so that the tube ends 6, 7 with their seal housings remain entirely inside the shell.

Kuvio 1 esittää avoinna olevaa venttiiliä 3, jossa venttiilipallon virtausaukot 9, 10 ovat käännettyinä putkien 1, 2 suuntaan mahdollistamaan nesteen virtauksen vent-25 tiilin läpi. Venttiili suljetaan kiertämällä karan 4 avulla venttiilipalloa 5 90° akselinsa 15 ympäri niin, että virtausaukot 9, 10 kääntyvät sivuun ja pallon umpinaiset kyljet kääntyvät putkien tiivistettyjä päitä 6, 7 vasten.Figure 1 shows an open valve 3 in which the flow openings 9, 10 of the valve ball are turned in the direction of the pipes 1, 2 to allow the flow of liquid through the valve-25. The valve is closed by rotating the valve ball 5 90 ° about its axis 15 by means of a stem 4 so that the flow openings 9, 10 turn to the side and the closed sides of the ball turn against the sealed ends 6, 7 of the pipes.

Kuvion 1 mukaisen palloventtiilin 3 vaiheittainen kokoaminen on esitetty kuvioissa : ’ 2-4. Venttiilipallo 5 ja kara 4 ovat kytkettyinä vakioläpimittaiseen putkikappalee- 30 seen 16, joka tullaan muovaamaan venttiilin kuoreksi 8. Tätä ennen venttiilipalloon 5 kuitenkin liitetään porrasmaisesti laajennetuilla päillä 6, 7 varustetut putket 1, 2, jotka työnnetään kuviossa 2 olevien nuolten mukaisesti mainitun putkikappaleen 16 sisään ja tiivistetään venttiilipallon virtausaukkoihin kuvion 3 mukaisesti. Tämän jälkeen suoritetaan putkikappaleen 16 muovaus venttiilipalloa 5 ja putkien päitä 6, 7 35 ympäröiväksi kuoreksi kuvioissa 3 ja 4 nähtävien muottikappaleiden 17, 18 avulla.The step-by-step assembly of the ball valve 3 according to Figure 1 is shown in Figures: ‘2-4. The valve ball 5 and the stem 4 are connected to a standard diameter pipe piece 16 which will be formed into a valve shell 8. Before that, however, pipes 1, 2 with stepped ends 6, 7 are connected to the valve ball 5 and inserted into said pipe piece 16 according to the arrows in Fig. 2. and sealing to the valve ball flow ports as shown in Figure 3. The pipe body 16 is then formed into a shell surrounding the valve ball 5 and the pipe ends 6, 7 35 by means of the moldings 17, 18 shown in Figures 3 and 4.

4 9c 5?v4 9c 5? V

Putkien 1, 2 ympärillä olevat muottikappaleet 17, 18 johdetaan venttiilin vastakkaisilta puolilta putkien suuntaisesti toisiaan vasten, jolloin niiden sisäpuoliset, katkaistun kartion muotoiset pinnat puristavat putkikappaleen 16 vastaavaan muotoon, jossa kappaleen päät puristuvat putkien 1, 2 kylkiä vasten. Kuviossa 4 nähdään puris-5 tuksen loppuvaihe, jossa muottikappaleet 17, 18 ovat törmänneet venttiilipallon ja karan akselilla 15 toisiinsa. Kun muottikappaleet 17, 18 on poistettu, hitsataan mainitusta putkikappaleesta 16 puristettu, päitään kohti suppenevaksi muovattu kuori 8 putkien 1, 2 kylkiin, jolloin lopputuloksena on kuvion 1 mukainen, putkien 1, 2 välinen palloventtiili 3.The moldings 17, 18 around the pipes 1, 2 are guided from opposite sides of the valve parallel to each other in the direction of the pipes, whereby their inner truncated cone-shaped surfaces press the pipe body 16 into a corresponding shape where the ends of the body press against the sides of the pipes 1, 2. Figure 4 shows the final stage of the pressing, in which the mold pieces 17, 18 have collided with each other on the shaft 15 of the valve ball and the stem. After the moldings 17, 18 have been removed, a shell 8 molded from said pipe piece 16, shaped to taper towards its ends, is welded to the sides of the pipes 1, 2, resulting in a ball valve 3 between the pipes 1, 2 according to Fig. 1.

10 Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusmuodot eivät rajoitu edellä olevaan esimerkkiin vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.It will be apparent to those skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the above example but may vary within the scope of the appended claims.

·« li· «Li

Claims

5ι; ?

A method of manufacturing a full orifice ball valve (3) between two pipes (1, 2), the method comprising sealing the pipe ends (6, 7) against a valve ball (5) rotatable about its axis (15) and opening the valve ball (5) and a sleeve-like shell (8) arranged around the ends of the pipes is fastened at its ends (13) to the sides of the pipes as a valve-holding element, characterized in that the pipe ends (6, 7) are expanded by a stepped bend formed in their jacket to provide sealing housings inside the jacket; 12) is connected to the valve ball (5) on opposite sides 10 by pressing the shell (8) surrounding the valve ball and seal housing against its ends against the sides of the pipes and finally attaching the ends of the shell (13) to the sides of the pipes.

Method according to Claim 1, characterized in that the shell (8) 15 is compressed by moldings (17, 18) which are forced around the shell and move in the longitudinal direction of the tubes (1, 2).

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the ends (13) of the shell (8) are attached to the sides of the pipes (1, 2) by welding. 20

A full orifice ball valve (3) between two pipes (1,2), wherein the pipe ends (6, 7) are sealed against a valve ball (5) rotating about its axis (15), opening and closing the valve, and wherein the valve ball and the pipe ends are surrounded by a sleeve-like a shell (8) attached at its ends (13) to the sides of the tubes so as to act as a valve-holding element, characterized in that at the end of each tube (1,2) a stepped expansion (6, 7) formed by bending the tube jacket to provide a seal housing and that the shell (8) shaped to taper towards its ends (13) is attached to the sides of the tubes so that the valve ball (5) and the expanded ends (6, 7) of the tubes are within the space (14) defined by the shell. Q f r7; iS \ »V Vx '