RU2193130C2

RU2193130C2 - Method of ball cock manufacture

Info

Publication number: RU2193130C2
Application number: RU2001117168/06A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Галаганов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ГИРАС"
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2002-11-20

Abstract

FIELD: valves designed for manufacture of devices for regulation and shutoff of working media flows conveyed through pipelines. SUBSTANCE: method includes preliminary preparation of cock body blank with branch pipes, spherical plug and rod; placing of plug into blank internal cavity and its locking; placing of blank into mold and reducing of blank and mold. At least one seat seal is preliminarily made and introduced into contact with plug and blank. Reduction is performed to reduce diameter of at least one branch pipe relative to diameter of body with formation of conjugating section in the form of truncated cone or round ring. EFFECT: reduced metals usage and labor input in manufacture of ball cock. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к запорной арматуре и может быть использовано для изготовления устройств для регулирования и перекрытия потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу. The invention relates to valves and can be used for the manufacture of devices for regulating and blocking the flow of the working medium transported through the pipeline.

Известен способ изготовления шарового крана выдавливанием корпуса и патрубков из трубчатой заготовки (RU, 2016316, F 16 K 5/06, 1994). Способ реализуется с применением вязкопластичного материала, вызывающего под давлением деформацию материала заготовки. Известен способ (RU, 2156908, F 16 K 5/06, 2000), наиболее близкий к заявляемому по числу совпадающих признаков, при котором шаровой кран изготавливают путем обжатия в пресс-форме. Этот способ пригоден для изготовления кранов, в которых диаметры корпуса и патрубков одинаковы. A known method of manufacturing a ball valve by extruding the housing and nozzles from a tubular workpiece (RU, 2016316, F 16 K 5/06, 1994). The method is implemented using a viscoplastic material that causes pressure to deform the workpiece material. A known method (RU, 2156908, F 16 K 5/06, 2000), closest to the claimed by the number of matching features, in which the ball valve is made by crimping in the mold. This method is suitable for the manufacture of cranes in which the diameters of the housing and nozzles are the same.

Настоящее изобретения решает задачу создания способа, позволяющего выполнить шаровой кран с патрубками, диаметр которых меньше диаметра корпуса, без применения механических операций, наименее трудоемкого и металлоемкого. The present invention solves the problem of creating a method that allows you to perform a ball valve with nozzles, the diameter of which is less than the diameter of the housing, without the use of mechanical operations, the least time-consuming and metal-intensive.

Задача решается тем, что в способе изготовления шарового крана, при котором изготавливают заготовку корпуса с патрубками, сферическую пробку и шток, помещают пробку во внутреннюю полость заготовки и фиксируют ее, после чего помещают заготовку в пресс-форму и осуществляют обжатие, предварительно изготавливают по меньшей мере одно седловое уплотнение, вводят его в контакт с пробкой и заготовкой корпуса, а обжатие осуществляют с уменьшением диаметра по меньшей мере одного патрубка относительно диаметра корпуса с образованием сопрягающего участка в виде усеченного конуса либо кругового кольца. Угол при вершине упомянутого конуса может быть обращен как в сторону пробки, так и от нее. Величина угла определяется пластическими свойствами материала заготовки и его толщиной, а также требуемой строительной длиной крана и, как правило, выполняется не более 60^o. Однако способ позволяет выполнить угол и большим упомянутого, причем при угле, равном 90^o, участок заготовки, сопрягающий корпус с патрубком, приобретает вид кругового кольца, расположенного перпендикулярно продольной оси заготовки. В том случае, если для выполнения диаметра патрубка, значительно уменьшенного относительно диаметра корпуса, требуется большое расчетное усилие обжатия, операцию обжатия повторяют по меньшей мере еще раз, при этом меняя пресс-форму. Если и этого недостаточно, то на внутренней поверхности заготовки в зоне торцевой поверхности седлового уплотнения (расположенного со стороны патрубка меньшего диаметра), обращенной от пробки, предварительно выполняют кольцевую канавку остроугольного в продольном сечении корпуса профиля, а обжатие производят до смыкания сторон канавки, при этом патрубок выполняют диаметром, меньшим диаметра корпуса. Выполненная канавка предотвращает излом материала корпуса, позволяет уменьшить энергетические затраты на обжатие и выполнить плавное сопряжение патрубка с корпусом. Угол профиля упомянутой канавки выбирают при этом исходя из пластических свойств материала и получения необходимого соотношения диаметров патрубка и корпуса, но, как правило, значение угла не превышает 30^o. В том случае, если седловое уплотнение выполнено в виде набора элементов, канавку выполняют в зоне торцевой поверхности последнего из элементов, размещенного от пробки. Операция обжатия осуществляется, как правило, при нормальной температуре заготовки предварительно рассчитанным усилием, определяемым пластическими свойствами материала и необходимыми размерами изделия, однако при необходимости заготовка может быть предварительно нагрета.The problem is solved in that in the method of manufacturing a ball valve, in which a body blank with nozzles, a spherical plug and a stem are made, the plug is placed in the inner cavity of the blank and fixed, after which the blank is placed in the mold and crimped, pre-made at least at least one seat seal, bring it into contact with the cork and the workpiece of the body, and the compression is carried out with a decrease in the diameter of at least one pipe relative to the diameter of the body with the formation of mating plot in the form of a truncated cone or circular ring. The angle at the apex of the mentioned cone can be turned both towards the cork and from it. The angle is determined by the plastic properties of the workpiece material and its thickness, as well as the required construction length of the crane and, as a rule, is performed no more than 60 ^o . However, the method allows you to make an angle greater than the aforementioned, and at an angle equal to 90 ^o , the portion of the workpiece, the mating housing with the nozzle, takes the form of a circular ring located perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece. In the event that, to make the diameter of the nozzle significantly reduced relative to the diameter of the housing, a large calculated compression force is required, the compression operation is repeated at least once more, while changing the mold. If this is not enough, then on the inner surface of the workpiece in the area of the end surface of the saddle seal (located on the side of the nozzle of smaller diameter), facing away from the plug, an annular groove of an acute-angled longitudinal section of the profile body is preliminarily made, and compression is performed before the sides of the groove are closed, while the pipe is made with a diameter smaller than the diameter of the housing. The performed groove prevents fracture of the housing material, allows to reduce the energy consumption for compression and to smoothly pair the nozzle with the housing. The angle of the profile of the said grooves is chosen based on the plastic properties of the material and obtaining the necessary ratio of the diameters of the pipe and the housing, but, as a rule, the angle does not exceed 30 ^o . In the event that the saddle seal is made in the form of a set of elements, a groove is made in the area of the end surface of the last of the elements placed from the cork. The crimping operation is carried out, as a rule, at a normal temperature of the workpiece with a pre-calculated force determined by the plastic properties of the material and the required dimensions of the product, however, if necessary, the workpiece can be preheated.

Изобретение поясняется описанием примера выполнения шарового крана и чертежами. The invention is illustrated by a description of an example implementation of a ball valve and drawings.

На фиг.1 изображен продольный разрез шарового крана, изготовленного заявленным способом; на фиг.2 - фрагмент продольного разреза шарового крана с другой формой сопрягающего элемента; на фиг.3 - фрагмент продольного разреза заготовки. Figure 1 shows a longitudinal section of a ball valve made by the claimed method; figure 2 is a fragment of a longitudinal section of a ball valve with another form of the mating element; figure 3 is a fragment of a longitudinal section of the workpiece.

Шаровой кран содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2. Каждый из патрубков выполнен диаметром, меньшим диаметра корпуса, и сопряжен с последним усеченным конусом 3, угол при вершине которого выполнен не более 60^o и обращен в сторону от пробки. В корпусе размещены сферическая пробка 4, а по обе стороны пробки - седловые уплотнения, выполненные в виде набора элементов: упругодеформируемого кольца 5, сдвоенной тарельчатой пружины 6 и поджимающего кольца 7, расположенного таким образом, что внутренняя коническая поверхность сопрягающего элемента контактирует с торцевой поверхностью кольца 7, обращенной от пробки, поджимая уплотнение к пробке. Угол конуса может быть обращен также и в сторону пробки (на чертеже не показан). Сопряжение патрубка с корпусом может быть осуществлено также и посредством кругового кольца 8. Сферическая пробка сопряжена со штоком 9, размещенным в бобышке 10, жестко соединенной с корпусом 1.The ball valve comprises a housing 1 with inlet and outlet nozzles 2. Each of the nozzles is made with a diameter smaller than the diameter of the housing, and is associated with the last truncated cone 3, the angle at the apex of which is made no more than 60 ^o and faces away from the tube. A spherical plug 4 is placed in the housing, and on both sides of the plug are saddle seals made in the form of a set of elements: an elastically deformable ring 5, a double disk spring 6 and a compression ring 7 located so that the inner conical surface of the mating element contacts the end surface of the ring 7 facing away from the plug, pressing the seal against the plug. The cone angle can also be turned towards the cork (not shown in the drawing). The connection of the pipe with the body can also be carried out by means of a circular ring 8. The spherical tube is paired with a rod 9 located in the boss 10, rigidly connected to the body 1.

Шаровой кран изготавливают заявленным способом. Изготавливают металлическую трубчатую заготовку корпуса 1. Изготавливают и механически обрабатывают сферическую пробку 4, уплотнительные элементы 5, 6 и 7 и шток 9. В заготовке предварительно выполняют отверстие под шток, однако оно может быть выполнено и в уже готовом изделии. На специальной оправке размещают в необходимом порядке пробку и уплотнительные элементы, помещают во внутреннюю полость заготовки и фиксируют их. Заготовку помещают в пресс-форму и производят обжатие с заранее рассчитанным усилием, выполняя при этом патрубок 2 меньшим по отношению к корпусу диаметром и сопряженным с корпусом посредством либо усеченного конуса, либо кругового кольца. При необходимости на внутренней поверхности заготовки в предварительно намеченном месте в зоне торцевой поверхности последнего из элементов уплотнения выполняют кольцевую канавку 11 остроугольного в продольном сечении заготовки профиля. В этом случая обжатие осуществляют до смыкания сторон канавки. Если материал заготовки недостаточно пластичен, а требуемая разница диаметров корпуса и патрубка значительна, обжатие повторяют по меньшей мере еще раз, при этом перед каждым последующим обжатием помещают заготовку в новую пресс-форму. После извлечения из пресс-формы соединяют, например сваркой, бобышку 10 с корпусом 1 и сочленяют шток 9 с пробкой 4. При необходимости производят нарезку резьбы на внутренней поверхности патрубков либо обрабатывают патрубки под приварку. Ball valve is made by the claimed method. A metal tubular blank of the housing is made 1. A spherical plug 4, sealing elements 5, 6 and 7 and the stem 9 are made and machined. A hole for the stem is preliminarily made in the blank, however, it can also be made in the finished product. On a special mandrel, the cork and sealing elements are placed in the necessary order, placed in the inner cavity of the workpiece and fixed. The workpiece is placed in the mold and compression is performed with a pre-calculated force, while making the pipe 2 smaller in diameter with respect to the body and mating with the body by means of either a truncated cone or a circular ring. If necessary, on the inner surface of the workpiece in a previously designated location in the area of the end surface of the last of the sealing elements, an annular groove 11 is made of an acute-angled longitudinal section of the workpiece profile. In this case, the compression is carried out until the sides of the groove are closed. If the workpiece material is not sufficiently plastic, and the required difference between the diameters of the body and the nozzle is significant, the compression is repeated at least once more, and before each subsequent compression, the workpiece is placed in a new mold. After removing from the mold, for example, welding, the boss 10 with the housing 1 is connected and the stem 9 is joined with the plug 4. If necessary, thread the threads on the inner surface of the nozzles or weld the nozzles.

Шаровой кран работает следующим образом. Ball valve works as follows.

В положении "открыт" сферическая пробка расположена таким образом, что ее проходное отверстие совпадает с проходными каналами патрубков и корпуса и рабочая среда свободно проходит через кран. Поворотом штока на угол 90^o посредством привода перемещают пробку таким образом, что она перекрывает путь рабочей среде. Уплотнения, плотно взаимодействующие с пробкой, предотвращают нежелательную протечку рабочей среды.In the “open” position, the spherical plug is located in such a way that its passage opening coincides with the passage channels of the nozzles and the housing and the working medium passes freely through the crane. By rotating the rod through an angle of 90 ^° by means of a drive, the plug is moved so that it blocks the path to the working medium. Seals that tightly interact with the plug prevent unwanted leakage of the fluid.

Изобретение используется для изготовления шаровых кранов для трубопроводов, транспортирующих жидкости и газы. The invention is used for the manufacture of ball valves for pipelines transporting liquids and gases.

Claims

1. A method of manufacturing a ball valve, in which a blank of the housing with nozzles, a spherical plug and a rod is made, the plug is placed in the inner cavity of the blank and fixed, after which the blank is placed in the mold and crimping is performed, characterized in that it is prefabricated at least one seat seal and bring it into contact with the cork and the workpiece, and the compression is carried out with a decrease in the diameter of at least one of the nozzles relative to the diameter of the housing with the formation of the mating section in the form of a truncated cone or circular ring.

2. A method of manufacturing a ball valve according to claim 1, characterized in that on the inner surface of the workpiece in the area of the end surface of at least one of the seals facing the cork, an annular groove is acute-angled in the longitudinal section of the workpiece profile, and the compression is carried out before closing sides of said groove.

3. A method of manufacturing a ball valve according to claim 1, characterized in that the crimping is repeated at least once more, and before each subsequent crimping, the blank is placed in a new mold.