RU2815842C2 - Method for manufacturing ball valve for fluid regulation, ball valve and welding tool for holding and manipulating valve parts - Google Patents
Method for manufacturing ball valve for fluid regulation, ball valve and welding tool for holding and manipulating valve parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815842C2 RU2815842C2 RU2022100881A RU2022100881A RU2815842C2 RU 2815842 C2 RU2815842 C2 RU 2815842C2 RU 2022100881 A RU2022100881 A RU 2022100881A RU 2022100881 A RU2022100881 A RU 2022100881A RU 2815842 C2 RU2815842 C2 RU 2815842C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ball
- welding
- valve body
- indexer
- central part
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 211
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 66
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 3
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 13
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 11
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000001624 Espostoa lanata Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Настоящее изобретение относится к шаровому крану для регулирования текучей среды, при этом шаровой кран содержит корпус крана с центральной частью и двумя соединительными концами, при этом соединительные концы отходят от центральной части, причем внутри центральной части расположен шар по меньшей мере с одним сквозным отверстием, при этом шар расположен относительно одного или нескольких седел крана в центральной части корпуса крана.The present invention relates to a ball valve for regulating a fluid, the ball valve comprising a valve body with a central part and two connecting ends, the connecting ends extending from the central part, and a ball with at least one through hole is located inside the central part, with In this case, the ball is located relative to one or more valve seats in the central part of the valve body.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления шарового крана.The present invention also relates to a method for manufacturing a ball valve.
Наконец, настоящее изобретение также относится к сварочному инструменту для удерживания и манипулирования частями корпуса и шаром шарового крана во время сварки.Finally, the present invention also relates to a welding tool for holding and manipulating body parts and ball of a ball valve during welding.
Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Общеизвестен способ, при котором кран, например шаровой кран, и, следовательно корпусы кранов, изготавливают из нескольких частей, а затем собирают эти части вокруг седла крана и шара. Корпусы таких кранов традиционно изготавливались из латуни или другого сплава на основе меди.It is a well-known method in which a valve, such as a ball valve, and therefore valve bodies, is made from several parts, and then these parts are assembled around the valve seat and ball. The bodies of such faucets have traditionally been made of brass or another copper-based alloy.
В последнее время были внедрены способы изготовления корпусов кранов из стали, например из углеродистой стали или нержавеющей стали, которые дешевле и которые можно обрабатывать на современном производственном оборудовании непосредственно из листового или трубного отрезка быстрее и дешевле, чем это возможно при литье и механической обработке заготовок из латуни.Recently, methods have been introduced to manufacture valve bodies from steel, such as carbon steel or stainless steel, which are cheaper and can be machined directly from sheet or tubing on modern manufacturing equipment faster and cheaper than is possible by casting and machining blanks from brass
Корпус крана, как правило, собирают из нескольких частей, например, путем обработки соединительных концов и центральной части корпуса по отдельности, а затем путем сборки корпуса крана после установки шара и седел крана внутрь центральной части корпуса (см. фиг. 1). Корпус может быть собран с помощью соответствующей резьбы в соответствующих частях или, в качестве альтернативы, с помощью соединенных болтами фланцев, путем сварки частей друг с другом или комбинаций этого.The valve body is typically assembled from several parts, for example, by machining the connecting ends and the body center section separately, and then by assembling the valve body after installing the valve ball and seats inside the body center section (see FIG. 1). The housing may be assembled using appropriate threads in the appropriate parts or, alternatively, using bolted flanges, welding the parts together, or combinations thereof.
Если говорить о шаровом кране, шар, как следует из названия, обычно имеет сферическую форму и внешний размер больше, чем соединительные отверстия в корпусе крана. Шаровые краны также могут иметь несферические шары.When talking about a ball valve, the ball, as the name suggests, is usually spherical in shape and the outer size is larger than the connecting holes in the valve body. Ball valves can also have non-spherical balls.
Таким образом, такой кран имеет корпус крана с внутренней геометрией, в которой расположены седло крана и шар. Корпус крана обычно присоединяется в непосредственной близости от шара, так как последний требует наибольшего внутреннего размера. Такие краны обычно изготавливают из литых заготовок, или заготовки формируют из трубчатого или стержневого изделия. Заготовки формируют и придают им форму путем механической обработки до требуемой геометрической конфигурации. Однако этот процесс придания формы является довольно дорогостоящим по нескольким причинам. Отдельные заготовки должны быть отлиты, а затем обработаны и подвергнуты механической обработке одна за другой на подходящем металлорежущем агрегате. Поскольку детали подвергают механической обработке по отдельности, процесс занимает много времени, независимо от применения современных и быстрых процессов.Thus, such a valve has a valve body with an internal geometry in which the valve seat and ball are located. The valve body is usually attached in close proximity to the ball, since the latter requires the largest internal dimension. Such valves are usually made from castings, or the blanks are formed from a tubular or rod product. The blanks are formed and shaped by machining to the required geometric configuration. However, this shaping process is quite expensive for several reasons. The individual workpieces must be cast and then processed and machined one after another on a suitable metal-cutting unit. Since parts are machined individually, the process takes a long time, regardless of the use of modern and fast processes.
В дополнение к манипулированию и механической обработке литых заготовок перед их сборкой вокруг седла крана и шара значительную роль также играет стоимость материала. Латунь или другие сплавы чаще всего дороги и предполагают значительно большую стоимость, чем, например, обычная свариваемая углеродистая сталь или нержавеющая сталь.In addition to handling and machining the castings before assembling them around the valve seat and ball, material cost also plays a significant role. Brass or other alloys are often expensive and involve significantly more cost than, for example, conventional weldable carbon steel or stainless steel.
Существуют способы, в которых корпус шарового крана выполнен из двух частей корпуса, а сварной шов выполнен в виде единого сварного шва, расположенного по центру центральной части корпуса крана.There are methods in which the ball valve body is made of two parts of the body, and the weld is made in the form of a single weld located in the center of the central part of the valve body.
В этом известном способе внутри центральной части корпуса крана между шаром и внутренней поверхностью корпуса крана размещают защитную ленту. После окончания выполнения сварного шва эту защитную ленту необходимо снять с крана. Это довольно сложно и необходимо выполнять через соединительный конец. Шаровой кран находится в полуоткрытом положении, после чего защитную ленту можно извлечь из внутренней части крана. Это довольно сложно и требует много времени, так как пространство для извлечения этой защитной ленты из внутренней части крана ограничено.In this known method, a protective tape is placed inside the central part of the valve body between the ball and the inner surface of the valve body. After completing the weld, this protective tape must be removed from the tap. This is quite complicated and must be done through the connecting end. The ball valve is in the half-open position, after which the protective tape can be removed from the inside of the valve. This is quite difficult and time consuming as there is limited space to remove this protective tape from the inside of the faucet.
Если, например, используют плазменную сварку, высокие температуры приводят к тому, что чувствительные к температуре элементы, например, шар, седла крана и т.д., подвержены повреждению из-за повышенных температур, используемых при плазменной сварке. Этот способ также страдает, среди прочего, тем недостатком, что невозможно обеспечить сварной шов, который проплавляет корпус крана от внешней поверхности к внутренней поверхности. Это неполное проплавление сварного шва может привести к образованию полостей внутри сварного шва. Такие сварные швы с неполным проплавлением могут вызвать щелевую коррозию в сварном шве внутри корпуса крана. Кроме того, в большинстве случаев при сварке с использованием дополнительного материала в сварном шве расплавленный добавленный материал может попасть в корпус крана и затем прикрепиться (в виде закаленного металла) к внутренней поверхности корпуса крана и/или к шару, расположенному внутри центральной части. Это может привести к негодности крана.If, for example, plasma welding is used, the high temperatures cause temperature-sensitive components, such as the ball, valve seats, etc., to be damaged due to the elevated temperatures used in plasma welding. This method also suffers, among other things, from the disadvantage that it is not possible to provide a weld that melts the valve body from the outer surface to the inner surface. This incomplete weld penetration can result in cavities within the weld. These incomplete penetration welds can cause crevice corrosion in the weld inside the valve body. Additionally, in most cases, when welding with additional material in the weld, molten added material can enter the valve body and then attach (as hardened metal) to the inside surface of the valve body and/or to the ball located inside the center portion. This may cause the faucet to become unusable.
В документе CN 107243704 А описан способ изготовления, при котором запорный элемент и корпус крана перед сборкой отливают и покрывают высокотемпературной краской. Перед сборкой к корпусу крана приваривают опоры. К корпусу крана и к запорному элементу на одном конце крепят инструментальный манипулятор. Запорный элемент поворачивают и фиксируют под углом 45 градусов. Корпус крана предварительно нагревают до 100°С перед сваркой первой части двух частей корпуса друг с другом. После этого запорный элемент поворачивают на 90 градусов и снова фиксируют. Оставшуюся часть двух частей корпуса затем сваривают друг с другом.Document CN 107243704 A describes a manufacturing method in which the shut-off element and the valve body are cast and coated with high-temperature paint before assembly. Before assembly, supports are welded to the crane body. A tool manipulator is attached to the valve body and to the shut-off element at one end. The locking element is turned and fixed at an angle of 45 degrees. The valve body is preheated to 100°C before the first part of the two body parts is welded to each other. After this, the locking element is turned 90 degrees and fixed again. The remainder of the two body parts are then welded together.
В документе JPH 07174253 А описан способ проверки сварки шарового крана, при котором вдоль внешней стороны сварного шва располагают пленку, а в корпус крана через соединительный конец вставляют манипулятор с поворотным элементом. Шар крепят к поворотному элементу винтами через отверстие шпинделя крана в корпусе крана. Шар поворачивают под углом приблизительно 45 градусов, чтобы сварной шов мог быть облучен источником излучения, расположенным на манипуляторе. Любые дефекты сварного шва затем заполняются пленкой.JPH 07174253 A describes a method for testing the welding of a ball valve in which a film is placed along the outside of the weld and a manipulator with a rotating element is inserted into the valve body through the connecting end. The ball is attached to the rotating element with screws through the hole in the valve spindle in the valve body. The ball is rotated at an angle of approximately 45 degrees so that the weld can be irradiated by a radiation source located on the manipulator. Any defects in the weld are then filled with film.
В то же время также крайне желательно выполнять как можно меньше сварочных процессов на кране и сокращать человеко-часы и, следовательно, затраты при изготовлении кранов. Это связано с тем, что такие этапы процесса сварки требуют много времени, что, конечно же, увеличивает общую стоимость изделия. Кроме того, сокращение количества сварных швов до минимума в целом повысит уровень качества изготовления крана, поскольку меньшее количество сварных швов также снижает риск появления дефектов или ошибок в каждом кране.At the same time, it is also highly desirable to carry out as few welding processes as possible on the crane and reduce man-hours and therefore costs in the manufacture of cranes. This is due to the fact that such stages of the welding process require a lot of time, which, of course, increases the overall cost of the product. In addition, reducing the number of welds to a minimum will generally improve the quality level of the faucet, since fewer welds also reduces the risk of defects or errors in each faucet.
Цель изобретенияPurpose of the invention
Целью настоящего изобретения является создание шарового крана, способа изготовления крана, а также сварочного инструмента для изготовления крана, который: предназначен для производства шаровых кранов и имеет следующие преимущества:The purpose of the present invention is to provide a ball valve, a method for manufacturing a valve, as well as a welding tool for manufacturing a valve, which: is intended for the production of ball valves and has the following advantages:
сведение сварочных операций к минимуму; reducing welding operations to a minimum;
высокоскоростное изготовление кранов; high-speed crane manufacturing;
возможность автоматизации сварочных работ; possibility of automation of welding works;
однородные сварные швы; homogeneous welds;
отсутствие образования лишнего материала во время сварочных процессов; no formation of excess material during welding processes;
прочные, равномерные и/или высококачественные сварные швы на корпусах кранов; strong, uniform and/or high-quality welds on valve bodies;
защита уплотнений, седел крана, шара и т.д. во время сварки, поскольку они монтируются в корпус крана до процесса сварки; protection of seals, valve seats, balls, etc. during welding, since they are mounted in the valve body before the welding process;
кран может быть изготовлен с минимальным весом и меньшими затратами на материалы; the crane can be manufactured with minimal weight and lower material costs;
возможность видеоконтроля внутри корпуса крана в процессе сварки обеспечивает 100% проверку качества сварного шва при его изготовлении. the possibility of video monitoring inside the valve body during the welding process ensures 100% verification of the quality of the weld during its manufacture.
Описание изобретенияDescription of the invention
Этим целям отвечает способ изготовления крана для регулирования текучей среды, причем кран содержит корпус крана с центральной частью и двумя соединительными концами, при этом соединительные концы отходят от центральной части. Внутри центральной части расположен шар, например шар с по меньшей мере одним сквозным отверстием. Шар расположен относительно одного или нескольких седел крана в центральной части корпуса крана.These objectives are met by a method of manufacturing a valve for regulating a fluid, the valve comprising a valve body with a central part and two connecting ends, the connecting ends extending from the central part. Inside the central part there is a ball, for example a ball with at least one through hole. The ball is located relative to one or more valve seats in the central part of the valve body.
Способ изготовления корпуса крана включает по меньшей мере следующие этапы:A method for manufacturing a valve body includes at least the following steps:
- предоставление по меньшей мере первой и второй частей корпуса, причем каждая из указанных первой и второй частей корпуса содержит по меньшей мере центральную часть корпуса и соединительный конец, и - предоставление шара,- providing at least first and second body parts, each of said first and second body parts comprising at least a central body part and a connecting end, and - providing a ball,
- размещение первой и второй частей корпуса в положении, при котором концы центральных частей обращены друг к другу, и дополнительно размещение шара в положении внутри внутреннего пространства центральной части,- placing the first and second body parts in a position in which the ends of the central parts face each other, and additionally placing the ball in a position inside the internal space of the central part,
- сварку первой и второй частей корпуса с использованием сварочного инструмента при выполнении относительного вращения в направлении вращения вокруг оси осевого вращения между положением первой и второй частей корпуса и положениями шара и сварочного инструмента для обеспечения в корпусе крана одного сварного шва, расположенного в центральной части корпуса крана, ось вращения которого совпадает с центральной осью шара.- welding the first and second body parts using a welding tool while performing relative rotation in the direction of rotation around an axis of axial rotation between the position of the first and second body parts and the positions of the ball and welding tool to provide one weld in the valve body, located in the central part of the valve body , the axis of rotation of which coincides with the central axis of the ball.
Таким образом, достигается быстрый и эффективный способ изготовления шаровых кранов и размещения шаров внутри центральной части корпуса крана перед сборкой корпуса крана.This provides a fast and efficient method of manufacturing ball valves and placing the balls inside the central part of the valve body before assembling the valve body.
В способе используют сварочный инструмент, как описано ниже, который вращает части корпуса во время их сварки, удерживая шар в фиксированном положении без вращения, или наоборот. Альтернативно, как части корпуса, так и шар могут вращать во время сварки, предпочтительно в противоположных направлениях вращения.The method uses a welding tool, as described below, which rotates the body parts while welding them, holding the ball in a fixed position without rotating, or vice versa. Alternatively, both the body parts and the ball may be rotated during welding, preferably in opposite directions of rotation.
Если не указано иное, в контексте данного документа термин «относительное вращение» относится к любому вращательному движению, совершаемому между частями корпуса крана и шаром (и сварочным лазером/горелкой), если смотреть в направлении вращения вокруг оси вращения.Unless otherwise specified, as used herein, the term "relative rotation" refers to any rotational motion made between the valve body parts and the ball (and welding laser/torch) when viewed in the direction of rotation about the axis of rotation.
Это также позволяет изготавливать корпус крана с минимальным весом и меньшими затратами на материалы, поскольку при производстве практически не образуется излишков/отходов.This also allows the valve body to be manufactured with minimal weight and lower material costs, as there is virtually no excess/waste generated during production.
Таким образом, на практике можно обеспечить сферическую центральную часть на корпусе крана, которая лишь немного больше, чем шар, установленный внутри корпуса крана. Таким образом, между внешней стороной шара и внутренней частью корпуса крана может быть всего 0,5-5 мм свободного пространства в зависимости от общего размера крана.Thus, in practice, it is possible to provide a spherical center portion on the valve body that is only slightly larger than the ball mounted inside the valve body. Thus, there may be as little as 0.5-5mm of free space between the outside of the ball and the inside of the faucet body, depending on the overall size of the faucet.
Сварку предпочтительно выполнять из внутреннего пространства или с внешней стороны центральной части. По сравнению с обычными способами сварки этот способ обеспечивает более гибкую сварку частей корпуса крана, при этом сварочный лазер/горелка может располагаться либо снаружи, либо внутри центральной части корпуса крана. Таким образом, сварку можно выполнять на одной или обеих сторонах частей корпуса в зависимости от конкретной сварочной установки и/или конструкции шарового крана.Welding is preferably done from the internal space or from the outside of the central part. Compared to conventional welding methods, this method allows for more flexible welding of valve body parts, and the welding laser/torch can be located either outside or inside the central part of the valve body. Thus, welding can be performed on one or both sides of the body parts depending on the specific welding setup and/or ball valve design.
Это также позволяет изготавливать корпус крана с минимальным количеством сварочных операций, так как корпус крана может быть выполнен с одним сварочным швом на центральной части корпуса крана.This also allows the valve body to be manufactured with a minimum number of welding operations, since the valve body can be made with one weld seam on the central part of the valve body.
Кроме того, способ обеспечивает получение однородных сварных швов и прочных однородных и/или высококачественных сварных швов на корпусах кранов.In addition, the method provides uniform welds and strong, uniform and/or high quality welds on valve bodies.
Сварной шов предпочтительно выполнять с помощью лазерной сварки, которая предусматривать подвод небольшого количества тепла к металлу, образующему корпус крана. Лазерная сварка также обеспечивает равномерный и однородный сварной шов высокого качества. Кроме того, лазерная сварка не добавляет значительного сварного шва и, следовательно, не добавляет материала, поскольку лазерная сварка основана на плавлении небольшой части свариваемых концов корпуса крана. Это еще больше снижает риск повреждения или разрушения шара и/или седел крана, уплотнений или набивок и т.д., которые предварительно устанавливают внутри центральной части корпуса крана перед сваркой частей корпуса крана. Сварной шов также может быть выполнен с помощью сварки с холодным переносом металла (СМТ). Также могут применяться другие технологии сварки, в частности, процесс сварки с низким тепловыделением.The weld is preferably made using laser welding, which involves introducing a small amount of heat to the metal that forms the valve body. Laser welding also produces a consistent, uniform, high-quality weld. Additionally, laser welding does not add a significant weld and therefore does not add material since laser welding relies on melting a small portion of the faucet body ends being welded. This further reduces the risk of damage or destruction to the ball and/or valve seats, seals or packings, etc., which are pre-installed within the central portion of the valve body before welding the valve body parts. The weld can also be made using cold metal transfer (CMT) welding. Other welding technologies may also be used, particularly low heat welding processes.
Защитный газ обеспечивает защиту от коррозии в зоне сварки, так как кислород удаляется во время сварки. Кроме того, защитный газ может также обеспечивать защиту уплотнений, седел крана, шара и т.д. во время сварки. Благодаря обеспечению защитного газа внутри корпуса крана, этот газ может также обеспечить некоторое охлаждение внутренних частей, что обеспечивает защиту от нагревания во время сварки термочувствительных частей, которые были расположены внутри корпуса крана до этапа сварки. Таким образом, защитный газ может также способствовать защите уплотнений, седел крана, шаров и т.д. во время сварки. Защитный газ может быть выбран специалистом в данной области техники в зависимости от материалов, используемых для корпуса крана и/или шара, и/или для применения в выбранном процессе сварки.Shielding gas provides protection against corrosion in the welding area as oxygen is removed during welding. In addition, the shielding gas can also provide protection for seals, valve seats, balls, etc. during welding. By providing a shielding gas inside the valve body, this gas can also provide some cooling to the internal parts, which provides heat protection during welding to heat sensitive parts that were located inside the valve body prior to the welding step. Thus, the shielding gas can also help protect seals, valve seats, balls, etc. during welding. The shielding gas may be selected by one skilled in the art depending on the materials used for the valve body and/or ball, and/or for use in the selected welding process.
Защитный газ может подаваться во внутреннее пространство центральной части корпуса крана несколькими возможными способами, например, через одно или несколько отверстий/трубных соединений посредством манипулятора и/или через отверстие соединительного конца.Shielding gas can be supplied to the interior of the central part of the valve body in several possible ways, for example, through one or more openings/pipe connections by means of a manipulator and/or through a connecting end opening.
Первая и вторая части корпуса предпочтительно имеют одинаковую форму. Это обеспечит получение конечного корпуса крана с единым сварным швом по центру центральной части корпуса крана и симметричным корпусом крана. Это уменьшает количество различных частей на складе при изготовлении кранов согласно настоящему изобретению. Таким образом, центральное отверстие в центральной части для установки шпинделя крана может быть выровнено с индексатором и, таким образом, может использоваться для проверки правильного положения и т.д. индексатора сварочного инструмента (описание индексатора см. ниже).The first and second housing parts preferably have the same shape. This will ensure a final valve body with a single weld centered on the central part of the valve body and a symmetrical valve body. This reduces the number of different parts in stock when manufacturing the cranes of the present invention. In this way, the center hole in the center portion for installing the faucet spindle can be aligned with the indexer and thus can be used to check the correct position, etc. welding tool indexer (see below for a description of the indexer).
Частям корпуса предварительно придают окончательную форму перед тем, как подвергнуть их операции сварки. Части корпуса предпочтительно изготавливают из трубчатого элемента, при этом центральная часть корпуса и соединительные концы формируются на современном технологическом оборудовании непосредственно из трубного отрезка способом пластической деформации. Пластическая деформация может, например, включать увеличение диаметра первой концевой части и, таким образом, формирование и/или придание формы центральной части корпуса крана и/или уменьшение диаметра по меньшей мере части трубчатого элемента, образующего соединительную концевую часть.The body parts are first given their final shape before being subjected to a welding operation. The housing parts are preferably made from a tubular element, while the central part of the housing and the connecting ends are formed on modern technological equipment directly from a pipe section by plastic deformation. Plastic deformation may, for example, include increasing the diameter of the first end portion and thereby shaping and/or shaping the central portion of the faucet body and/or reducing the diameter of at least a portion of the tubular member forming the connecting end portion.
Таким образом также можно снабдить дальние концы (т.е. концы соединительных концов, которые обращены в сторону от центральной части) соединительных концов средствами для соединения с другим элементом, например с другой трубой. Таким образом, форма дальнего конца может зависеть от средств соединения, предусмотренных на другом трубном элементе. Таким образом, на дальних концах могут быть предусмотрены фланцы увеличенного или уменьшенного диаметра или без изменения диаметра, как это необходимо для обеспечения надлежащего соединения с другим трубным элементом с помощью обычных средств.In this way, it is also possible to provide the distal ends (ie the ends of the connecting ends that face away from the central part) of the connecting ends with means for connecting to another element, for example another pipe. Thus, the shape of the distal end may depend on the connection means provided on the other tubular element. Thus, the distal ends may be provided with flanges of increased or decreased diameter, or without changing the diameter, as necessary to ensure proper connection with another tubular element by conventional means.
Пластически деформированные заготовки обычно подвергают отжигу для снятия напряжений с целью восстановления первоначальных свойств. При использовании настоящего способа части корпуса могут быть предварительно сформованы, а затем подвергнуты отжигу для снятия напряжений перед сваркой друг с другом частей корпуса крана.Plastically deformed workpieces are usually annealed to relieve stress in order to restore their original properties. Using the present method, the body parts may be preformed and then subjected to stress relief annealing before the valve body parts are welded together.
Также возможны традиционное литье и механическая обработка заготовок для получения требуемой формы конечных частей корпуса, хотя при этом ожидается более высокая общая стоимость из-за увеличения количества различных рабочих процессов для получения частей корпуса.Traditional casting and machining of blanks to obtain the desired shape of the final body parts is also possible, although a higher overall cost is expected due to the increased number of different work processes to produce the body parts.
Седло (седла) крана может быть размещено в первой и/или второй частях корпуса перед сборкой корпуса крана.The valve seat(s) may be placed in the first and/or second body portions prior to assembly of the valve body.
Как уже было указано выше, шар удерживают в неподвижном положении без вращения внутри центральной части корпуса крана с помощью сварочного инструмента. Сварочный инструмент содержит удерживающие средства для удерживания шара в положении внутри центральной части корпуса крана. Удерживающее средство может представлять собой, например, манипулятор с индексатором. Таким образом, тело шара крана удерживается в неподвижном положении на манипуляторе за счет введения манипулятора с индексатором через сквозное отверстие в теле шара. Затем тело шара удерживают в неподвижном положении без вращения на манипуляторе с помощью индексатора, зацепляющегося с отверстием для индексатора в шаре изнутри корпуса шара.As mentioned above, the ball is held in a stationary position without rotation inside the central part of the valve body using a welding tool. The welding tool includes holding means for holding the ball in position within the central portion of the valve body. The holding means may be, for example, a manipulator with an indexer. Thus, the valve ball body is held in a stationary position on the manipulator by introducing the manipulator with the indexer through a through hole in the ball body. The ball body is then held in a stationary, non-rotating position on the manipulator by an indexer that engages the indexer hole in the ball from inside the ball body.
В качестве альтернативы удерживающее средство сварочного инструмента для удерживания шара в положении внутри центральной части корпуса крана содержит разжимную оправку, которая может прочно удерживать шаровой элемент на оправке, когда оправку вставляют в сквозное отверстие, а затем разжаться.Alternatively, the welding tool holding means for holding the ball in position within the central portion of the valve body includes an expandable mandrel that can firmly hold the ball member on the mandrel when the mandrel is inserted into the through hole and then expand.
Удерживающее средство может быть дополнительно снабжено средством вращения для вращения шара вокруг оси вращения относительно частей корпуса. Таким образом, могут быть использованы другие удерживающие средства для удерживания частей корпуса в неподвижном положении без вращения относительно шара.The holding means may further be provided with rotation means for rotating the ball about an axis of rotation relative to the housing parts. Thus, other holding means may be used to hold the housing parts in a stationary position without rotating relative to the ball.
Индексатор удерживают в неподвижном положении ниже места, где происходит сварка. Это позволяет индексатору собирать любые излишки материала, возникающие в процессе сварки. Таким образом, любой расплавленный металл в процессе сварки попадает в индексатор и не может прикрепиться к шару или седлам крана, уплотнениям и т.д. Индексатор и его способность собирать расплавы в процессе сварки более подробно описаны ниже.The indexer is held in a stationary position below the welding site. This allows the indexer to collect any excess material that occurs during the welding process. This way, any molten metal during the welding process ends up in the indexer and cannot attach to the ball or valve seats, seals, etc. The indexer and its ability to collect melts during the welding process are described in more detail below.
Это обеспечивает простой и эффективный контроль фиксированного положения шара и обеспечивает эффективную защиту шара от попадания на него излишков расплава со свариваемой поверхности.This provides simple and effective control of the fixed position of the ball and provides effective protection of the ball from excess melt from the surface being welded.
Предпочтительно камера, расположенная на манипуляторе сварочного инструмента, контролирует сварной шов на внутренней стороне центральной части корпуса крана. Это дает возможность видеоконтроля и возможность обеспечить проверку качества сварного шва в процессе его изготовления.Preferably, a camera located on the welding tool arm monitors the weld on the inside of the central portion of the valve body. This makes it possible for video monitoring and the ability to check the quality of the weld during its manufacturing process.
Цели настоящего изобретения также удовлетворяются шаровым краном для регулирования текучей среды, при этом шаровой кран содержит корпус крана с центральной частью и двумя соединительными концами, причем соединительные концы отходят от центральной части, при этом внутри центральной части расположен шар, например, шар по меньшей мере с одним сквозным отверстием, причем шар расположен относительно одного или нескольких седел крана в центральной части корпуса крана, при этом корпус крана собран посредством единственного сварного шва, предусмотренного по центру в центральной части корпуса крана.The objects of the present invention are also served by a ball valve for regulating a fluid, the ball valve comprising a valve body with a central portion and two connecting ends, the connecting ends extending from the central portion, wherein a ball is located within the central portion, such as a ball with at least one through hole, wherein the ball is located relative to one or more valve seats in the central part of the valve body, and the valve body is assembled by means of a single weld provided centrally in the central part of the valve body.
Поскольку кран изготавливают способом, описанным выше, и с использованием сварочного инструмента, как указано ниже, кран как таковой также обладает вышеупомянутыми преимуществами и эффектами, как описано в отношении способа и сварочного инструмента.Since the faucet is manufactured by the method described above and using the welding tool as described below, the faucet itself also has the above-mentioned advantages and effects as described with respect to the method and the welding tool.
Шаровой кран представляет собой, в частности, шаровой кран с плавающей пробкой или шаровой кран со встроенной цапфой.A ball valve is, in particular, a floating plug ball valve or an integral trunnion ball valve.
Шар предпочтительно содержит отверстие для индексатора. Отверстие для индексатора может взаимодействовать с индексатором сварочного инструмента, как описано выше в отношении способа. Кроме того, ниже приводится более подробное описание сварочного инструмента и его индексатора.The ball preferably contains an opening for an indexer. The indexer hole may cooperate with the indexer of the welding tool as described above with respect to the method. Additionally, a more detailed description of the welding tool and its indexer is provided below.
Отверстие для индексатора может отсутствовать, если средства удерживания шара содержат разжимную оправку, как указано ниже. Тогда отверстие для шпинделя может действовать подобно отверстию для индексатора и следовать положению сварочной горелки/лазера. Кроме того, отверстие для шпинделя в шаре можно использовать для отсасывания любых излишков расплавленного материала, как обсуждалось выше и/или ниже. Отверстие для шпинделя также может быть использовано для подачи или отвода защитного газа/защищающего обратную сторону шва газа во внутреннее пространство центральной части.The indexer hole may not be present if the ball holding means contains an expandable mandrel as described below. The spindle hole can then act like the indexer hole and follow the position of the welding torch/laser. Additionally, the spindle hole in the ball can be used to suck out any excess molten material, as discussed above and/or below. The spindle hole can also be used to supply or discharge shielding gas/back-weld protection gas into the interior of the central part.
Отверстие для индексатора в шаре приспособлено по размеру, форме и/или положению для зацепления с индексатором вспомогательного сварочного инструмента.The indexer hole in the ball is adapted in size, shape and/or position to engage the indexer of the welding accessory tool.
Целям настоящего изобретения также отвечает сварочный инструмент для удерживания и манипулирования частями корпуса и шаром шарового крана во время сварки, при этом указанный сварочный инструмент содержит:Also consistent with the purposes of the present invention is a welding tool for holding and manipulating body parts and a ball of a ball valve during welding, said welding tool comprising:
- сварочный лазер или сварочную горелку, выполненные по меньшей мере с возможностью размещения относительно частей корпуса и с возможностью сварки частей корпуса друг с другом,- a welding laser or a welding torch, configured to at least be positioned relative to the housing parts and capable of welding the housing parts to each other,
- удерживающее средство, выполненное с возможностью удерживания шара в положении внутри центральной части корпуса шарового крана, и- holding means configured to hold the ball in position within the central portion of the ball valve body, and
- средство вращения, выполненное с возможностью выполнения относительного вращения вокруг оси осевого вращения между положением частей корпуса крана и положениями шара и сварочного лазера или сварочной горелки.- rotation means configured to perform relative rotation around an axis of axial rotation between the position of the valve body parts and the positions of the ball and the welding laser or welding torch.
Удерживающее средство предпочтительно содержит манипулятор с радиальным отверстием, в котором расположен индексатор, и при этом индексатор выполнен с возможностью скользящего перемещения для скользящего перемещения в радиальном направлении из радиального отверстия и/или в него с помощью привода индексатора, расположенного в манипуляторе, как уже упомянуто выше и как раскрыто далее ниже.The holding means preferably comprises an arm with a radial opening in which an indexer is located, and wherein the indexer is slidably movable to be slidably moved in a radial direction out of and/or into the radial opening by an indexer drive located in the arm, as mentioned above and as further disclosed below.
В качестве альтернативы удерживающее средство сварочного инструмента содержит разжимную оправку, выполненную с возможностью вставки в сквозное отверстие шара, при этом оправка дополнительно выполнена с возможностью разжимания при вставке в сквозное отверстие, чтобы шар прочно удерживался на оправке.Alternatively, the welding tool holding means includes an expandable mandrel configured to be inserted into the through hole of the ball, wherein the mandrel is further configured to expand when inserted into the through hole so that the ball is firmly held on the mandrel.
Это позволяет удерживать шар неподвижно, в то время как части корпуса могут вращаться во время процесса сварки, или наоборот. Кроме того, автоматизированное манипулирование частями корпуса крана во время сварки дополнительно позволяет автоматизировать процедуру сварки простым, недорогим и эффективным способом. Автоматизация процедуры сварки может, например, включать использование роботов для выполнения прикрепления частей крана в сварочном инструменте и/или для выполнения этапа сварки.This allows the ball to be kept stationary while the body parts can rotate during the welding process, or vice versa. In addition, the automated manipulation of valve body parts during welding further allows automation of the welding procedure in a simple, inexpensive and efficient manner. Automation of the welding procedure may, for example, involve the use of robots to perform the attachment of the faucet parts in the welding tool and/or to perform the welding step.
Ось вращения частей корпуса крана и продольная ось/осевое направление манипулятора в принципе совпадают. Центральная ось шара может дополнительно совпадать с указанной выше осью вращения.The rotation axis of the crane body parts and the longitudinal axis/axial direction of the manipulator are in principle the same. The central axis of the ball may additionally coincide with the above axis of rotation.
Манипулятор сварочного инструмента содержит радиальное отверстие, в котором установлен индексатор. Форма отверстия соответствует форме индексатора и может быть, например, круглой, овальной или многоугольной, например, треугольной, квадратной, прямоугольной или иметь несколько сторон. Форма отверстия и индексатор не важны, поскольку индексатор в некоторых вариантах осуществления (рассматриваемых далее ниже) не может вращаться внутри отверстия.The welding tool manipulator contains a radial hole in which the indexer is installed. The shape of the hole corresponds to the shape of the indexer and can be, for example, round, oval or polygonal, for example triangular, square, rectangular or have several sides. The shape of the hole and the indexer are not important because the indexer in some embodiments (discussed further below) cannot rotate within the hole.
Индексатор выполнен с возможностью радиального скользящего перемещения из радиального отверстия и/или в него с помощью привода индексатора, расположенного в манипуляторе. Таким образом, привод индексатора выталкивает индексатор в радиальном направлении из радиального отверстия. Таким образом, индексатор входит в зацепление с отверстием для индексатора в шаре и обеспечивает удерживание шара в неподвижном положении на манипуляторе, как уже описано выше. Индексатор также может быть расположен под углом по отношению к радиальному положению, например, если сварной шов расположен в несимметричном положении на центральной части корпуса крана. Это может иметь значение, например, когда форма центральной части корпуса крана цилиндрическая (или не сферическая).The indexer is configured to be radially slidable from and/or into the radial hole using an indexer drive located in the manipulator. Thus, the indexer drive pushes the indexer radially out of the radial hole. Thus, the indexer engages the indexer hole in the ball and maintains the ball in a stationary position on the manipulator, as already described above. The indexer may also be positioned at an angle relative to the radial position, for example if the weld is located in an asymmetrical position on the center portion of the valve body. This may be important, for example, when the shape of the central part of the valve body is cylindrical (or not spherical).
Индексатор удерживают в неподвижном положении ниже сварной точки, где происходит сварка. Таким образом, индексатор может собирать любой расплавленный материал на этапе сварки в отверстии, проходящем радиально внутрь в корпусе индексатора (т.е. радиально внутрь по отношению к оси вращения). Таким образом, индексатор также удерживает шар в неподвижном положении без вращения во время процедуры сварки, если части корпуса крана вращаются. Даже если индексатор и шар вращаются, а части корпуса крана зафиксированы в положении без вращения, индексатор все равно удерживают в неподвижном положении ниже сварной точки. Таким образом, сварочный лазер/горелка и индексатор выровнены в радиальном направлении для обеспечения постоянного сбора расплавленного материала. Отверстие в корпусе индексатора предпочтительно имеет цилиндрическую или коническую форму и, таким образом, образует воронкообразный элемент для сбора избыточного расплавленного вещества.The indexer is held in a stationary position below the weld point where welding occurs. Thus, the indexer can collect any molten material during the welding step in an opening extending radially inward in the indexer body (ie, radially inward with respect to the axis of rotation). In this way, the indexer also holds the ball in a stationary position without rotating during the welding procedure if parts of the valve body rotate. Even if the indexer and ball rotate and the valve body parts are fixed in a non-rotating position, the indexer is still held in a stationary position below the weld point. Thus, the welding laser/torch and indexer are aligned radially to ensure continuous collection of molten material. The opening in the indexer body is preferably cylindrical or conical in shape and thus forms a funnel-shaped element for collecting excess molten material.
Привод индексатора содержит стержне образный элемент, который выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении манипулятора. Внешний конец привода индексатора содержит клиновидную поверхность, контактирующую с соответствующей поверхностью скольжения на индексаторе. Таким образом, при выдвижении из манипулятора привод индексатора толкает индексатор в радиальном направлении наружу, когда индексатор совершает скользящее перемещение вверх по клиновидной поверхности. При втягивании привода индексатора индексатор совершает скользящее перемещение вниз по клиновидной поверхности на приводе индексатора и втягивается в манипулятор. Форма привода индексатора не важна, если привод индексатора способен вытолкнуть индексатор из отверстия для индексатора. В качестве альтернативы можно использовать пневматический, электрический или гидравлический привод индексатора, например, поршень или цилиндр.The indexer drive contains a rod-shaped element, which is configured to move in the axial direction of the manipulator. The outer end of the indexer drive includes a wedge-shaped surface in contact with a corresponding sliding surface on the indexer. Thus, when extended from the arm, the indexer drive pushes the indexer radially outward as the indexer slides upward along the wedge-shaped surface. When the indexer drive is retracted, the indexer slides down the wedge-shaped surface on the indexer drive and is retracted into the arm. The shape of the indexer drive is not important as long as the indexer drive is capable of pushing the indexer out of the indexer hole. Alternatively, a pneumatic, electric or hydraulic indexer drive such as a piston or cylinder can be used.
Сварочный инструмент дополнительно содержит средства вращения для вращения частей корпуса крана вокруг оси осевого вращения и вокруг манипулятора сварочного инструмента. Это позволяет вращать части корпуса во время процедуры сварки, в то время как шар удерживают в неподвижном положении без вращения на манипуляторе.The welding tool further comprises rotation means for rotating the valve body parts around the axis of axial rotation and around the welding tool manipulator. This allows the body parts to be rotated during the welding procedure while the ball is held stationary without rotation on the manipulator.
Средство вращения для вращения частей корпуса крана вокруг оси осевого вращения предпочтительно содержит револьверную головку и подшипник. Подшипник выполнен с возможностью окружения манипулятора и поддержания опорной втулки для удерживания соединительного конца первой части корпуса крана. Револьверная головка предназначена для зацепления с противоположным соединительным концом второго корпуса крана. Возможен и обратный порядок, т.е. револьверная головка располагается вокруг манипулятора, а подшипник с опорной втулкой располагается на противоположном конце корпуса крана при установке в сварочном инструменте.The rotation means for rotating the valve body parts around the axial rotation axis preferably comprises a turret and a bearing. The bearing is configured to surround the manipulator and support the support sleeve for holding the connecting end of the first part of the valve body. The turret is designed to engage the opposite connecting end of the second valve body. The reverse order is also possible, i.e. the turret is located around the manipulator, and the bearing with support sleeve is located at the opposite end of the valve body when installed in the welding tool.
Револьверная головка обеспечивает вращение частей корпуса крана во время сварки за счет вращения первой части корпуса, а подшипник поддерживает совместное вращение второй части корпуса, поскольку две части корпуса зажаты между подшипником с опорной втулкой и револьверной головкой.The turret allows the valve body parts to rotate during welding by rotating the first body part, and the bearing supports the co-rotation of the second body part as the two body parts are sandwiched between the bushing bearing and the turret.
Сварочный лазер или сварочную горелку удерживают в неподвижном положении, а корпус крана вращают во время сварки сварного шва, окружающего центральную часть корпуса крана.The welding laser or welding torch is held stationary and the valve body is rotated while welding a weld bead surrounding the center portion of the valve body.
Возможна и обратная ситуация, так как сварочный лазер или сварочная горелка могут вращаться вокруг неподвижного корпуса крана во время процедуры сварки, удерживая индексатор все время под зоной сварки. В этой ситуации шар также вращается вместе со сварочной горелкой или сварочным лазером. В этой ситуации защитный газ предпочтительно также циркулирует внутри корпуса крана за счет отвода защитного газа через отверстия в индексаторе и манипуляторе, например, путем всасывания, как также описано ниже. Это позволяет индексатору собирать любые расплавленные излишки материала, когда расплавленный материал всасывается в отверстие индексатора. Таким образом, индексатор также может собирать расплавленный материал на этапе сварки, даже если отверстие индексатора наклонено вниз (во время его вращения).The opposite situation is also possible, since the welding laser or welding torch can rotate around the stationary valve body during the welding procedure, keeping the indexer under the welding zone at all times. In this situation, the ball also rotates with the welding torch or welding laser. In this situation, the shielding gas is preferably also circulated within the valve body by venting the shielding gas through openings in the indexer and manipulator, for example by suction, as also described below. This allows the indexer to collect any molten excess material as the molten material is sucked into the indexer opening. Thus, the indexer can also collect molten material during the welding phase even if the indexer opening is tilted downward (while it is rotating).
Когда сварка закончена, корпус крана будет выровнен с шаром так, чтобы совместить отверстие в корпусе крана для прикрепления муфты шпинделя и шпинделя с монтажным отверстием шпинделя в шаре для прикрепления шпинделя.When welding is completed, the valve body will be aligned with the ball so as to align the hole in the valve body for attaching the spindle and spindle coupling with the spindle mounting hole in the ball for attaching the spindle.
Затем в отверстии в корпусе крана может быть размещена муфта шпинделя с расположенным в ней шпинделем. После прикрепления шпинделя и муфты шпинделя муфта шпинделя может быть приварена к корпусу лазерной сваркой. Это можно сделать, удерживая горелку для лазерной сварки в неподвижном положении и вращая инструмент для лазерной сварки вокруг оси муфты шпинделя, чтобы обеспечить лазерный сварной шов на переходе между корпусом крана и муфтой шпинделя.The spindle coupling with the spindle located in it can then be placed in the hole in the valve body. After attaching the spindle and spindle coupling, the spindle coupling can be laser welded to the body. This can be done by holding the laser welding torch stationary and rotating the laser welding tool around the axis of the spindle coupling to create a laser weld at the transition between the valve body and the spindle coupling.
Когда индексатор деактивирован (т.е. втянут в радиальное отверстие в манипуляторе сварочного инструмента), видно, что шар будет вращаться вместе с корпусом, поскольку седла крана удерживают шар в положении относительно корпуса крана.When the indexer is deactivated (i.e., retracted into the radial hole in the welding tool arm), it is seen that the ball will rotate with the body as the valve seats hold the ball in position relative to the valve body.
Как уже упоминалось выше, сварочный инструмент содержит один или несколько газовых каналов для введения и/или отведения защитного газа во внутреннее пространство корпуса крана.As mentioned above, the welding tool contains one or more gas channels for introducing and/or venting shielding gas into the interior of the valve body.
Защитный газ может подаваться во внутреннее пространство центральной части корпуса крана несколькими возможными способами, например, через одно или несколько отверстий/трубных соединений посредством манипулятора и/или через отверстие соединительного конца.Shielding gas can be supplied to the interior of the central part of the valve body in several possible ways, for example, through one or more openings/pipe connections by means of a manipulator and/or through a connecting end opening.
В предпочтительном варианте защитный газ подается через индексатор, поскольку это обеспечивает подачу защитного газа очень близко к зоне сварки. В качестве альтернативы защитный газ можно отводить через отверстия в индексаторе и манипуляторе, например, посредством всасывания. Это возможно, если индексатор дополнительно содержит соединительное отверстие для соединения по меньшей мере одного газового канала в манипуляторе с радиальным отверстием индексатора, по меньшей мере когда индексатор находится в выдвинутом положении.In the preferred embodiment, the shielding gas is supplied through the indexer, since this provides the shielding gas very close to the welding area. Alternatively, the shielding gas can be removed through openings in the indexer and manipulator, for example by means of suction. This is possible if the indexer further includes a connecting hole for connecting at least one gas channel in the manipulator to a radial hole of the indexer, at least when the indexer is in an extended position.
Сварочный инструмент может быть снабжен камерой, установленной на манипуляторе. Камера предпочтительно направлена в направлении, противоположном индексатору. Камера, например, направлена радиально наружу и направлена к отверстию в шаре для шпинделя крана (который должен быть закреплен после сварки частей корпуса крана). Таким образом, камера может быть подключена к компьютеру с соответствующим программным обеспечением и может контролировать сварной шов на внутренней стороне корпуса крана во время процедуры сварки. Это повышает качество кранов, так как процедура сварки может быть адаптирована в случае обнаружения дефектов или отклонений сварного шва при проверке камерой. Результатом станет меньшее количество «некондиционных» кранов и, таким образом, дальнейшее снижение общих производственных затрат.The welding tool can be equipped with a camera mounted on a manipulator. The camera is preferably facing in the opposite direction to the indexer. The camera, for example, faces radially outward and faces the hole in the ball for the faucet spindle (which must be secured after welding the faucet body parts). Thus, the camera can be connected to a computer with appropriate software and can monitor the weld on the inside of the valve body during the welding procedure. This improves the quality of the valves as the welding procedure can be adapted if defects or deviations in the weld are detected during camera inspection. The result will be fewer “substandard” cranes and thus a further reduction in overall production costs.
Как описано ранее, средства вращения сварочного инструмента предпочтительно выполнены с возможностью вращения первой и второй частей корпуса относительно положений шара и сварочного лазера или сварочной горелки и/или вращения шара и сварочного лазера или сварочной горелки относительно положения первой и второй частей корпуса.As described previously, the welding tool rotation means are preferably configured to rotate the first and second housing portions relative to the positions of the ball and the welding laser or welding torch, and/or to rotate the ball and the welding laser or welding torch relative to the positions of the first and second housing portions.
По сравнению с документом CN 107243704 А шар и манипулятор непрерывно вращаются вокруг продольной оси вращения, в то время как части корпуса крана удерживаются в положении без вращения или наоборот во время сварки. Кроме того, части корпуса крана сваривают друг с другом в непрерывном процессе, тогда как процесс сварки в документе CN 107243704 А выполняется в два этапа. Это обеспечивает более быстрый и простой процесс сборки, который преимущественно может выполняться с помощью роботизированных устройств.Compared to document CN 107243704 A, the ball and manipulator rotate continuously around the longitudinal axis of rotation, while the valve body parts are held in a non-rotating position or vice versa during welding. In addition, the valve body parts are welded together in a continuous process, whereas the welding process in CN 107243704 A is carried out in two stages. This allows for a faster and simpler assembly process, which can predominantly be carried out using robotic devices.
Сварочный лазер/горелка могут быть выровнены относительно свариваемых концов частей корпуса крана с внешней стороны корпуса крана. Сварочный лазер/горелка может быть подключен к внешнему источнику питания/энергии, чтобы он проецировал сварочный луч, например лазерный луч, непосредственно на область сварной точки для формирования сварного шва. В качестве альтернативы или дополнительно сварочный лазер/горелка могут быть выровнены относительно соединительного конца одной из частей корпуса крана. В этом случае внутри корпуса крана, в частности во внутреннем пространстве центральной части, могут быть расположены одно или несколько зеркал для отражения сварочного луча. Зеркало (зеркала) может быть выровнено со свариваемыми концами частей корпуса крана и, кроме того, со сварочным лазером/горелкой, чтобы сварочный луч отражался на область сварной точки.The welding laser/torch can be aligned with the ends of the faucet body parts to be welded on the outside of the faucet body. The welding laser/torch can be connected to an external power/energy source to project a welding beam, such as a laser beam, directly onto the weld spot area to form a weld. Alternatively or additionally, the welding laser/torch may be aligned with the connecting end of one of the valve body parts. In this case, one or more mirrors can be located inside the crane body, in particular in the internal space of the central part, to reflect the welding beam. The mirror(s) can be aligned with the ends of the faucet body parts to be welded and additionally with the welding laser/torch so that the welding beam is reflected onto the weld spot area.
Индексатор может удерживаться в неподвижном положении на внешней стороне корпуса крана ниже места, где происходит сварка. В качестве альтернативы или дополнительно индексатор может удерживаться в неподвижном положении во внутреннем пространстве корпуса крана ниже сварной точки. Это позволяет индексатору собирать любые излишки материала, образовавшиеся в результате процедуры сварки, чтобы он не мог прикрепиться к шару или седлам крана, уплотнениям и т.д.The indexer may be held in a stationary position on the outside of the valve body below where welding occurs. Alternatively or additionally, the indexer may be held in a stationary position in the interior of the valve body below the weld point. This allows the indexer to collect any excess material created by the welding procedure so that it cannot attach to the ball or valve seats, seals, etc.
Если сварку выполняют изнутри, шар может удерживаться в неподвижном положении без вращения во внутреннем пространстве корпуса крана. Манипулятор может входить в соединение одной из частей корпуса крана, предпочтительно на противоположном соединительном конце сварочного лазера/горелки. Манипулятор может иметь свободный конец такой формы, чтобы при вставке в соединительный конец он был обращен к отверстию индексатора шара, при этом свободный конец манипулятора может быть заподлицо с наружной поверхностью шара или слегка выступать в пространство между шаром и центральной частью корпуса крана.If the welding is done from the inside, the ball can be held stationary without rotation in the interior of the valve body. The manipulator can fit into the connection of one of the parts of the valve body, preferably at the opposite connecting end of the welding laser/torch. The manipulator may have a free end shaped such that when inserted into the connecting end it faces the ball indexer hole, and the free end of the manipulator may be flush with the outer surface of the ball or protrude slightly into the space between the ball and the central portion of the valve body.
Хотя настоящее изобретение в основном описано ниже применительно к шаровым кранам, ясно, что настоящее изобретение также может быть применимо к другим типам кранов, в которых шар расположен внутри корпуса крана, в частности, в секции корпуса крана с увеличенным размером поперечного сечения по отношению к соединительным концам.Although the present invention is primarily described below in relation to ball valves, it is clear that the present invention may also be applicable to other types of valves in which the ball is located within the valve body, in particular, in a section of the valve body with an increased cross-sectional dimension relative to the connecting parts. ends.
Описание графических материаловDescription of graphic materials
Далее изобретение поясняется со ссылкой на графические материалы, на которых:The invention is further explained with reference to graphic materials in which:
на фиг. 1 показан вид в поперечном разрезе крана известного уровня техники, собранного с помощью двух сварных швов,in fig. 1 is a cross-sectional view of a prior art crane assembled using two welds,
на фиг. 2 показан кран с корпусом крана согласно настоящему изобретению,in fig. 2 shows a tap with a tap body according to the present invention,
на фиг. 3 показан кран, изображенный на фиг.1, в поперечном разрезе,in fig. Figure 3 shows the crane shown in figure 1 in cross section,
на фиг. 4 показан шар шарового крана согласно настоящему изобретению,in fig. 4 shows the ball of a ball valve according to the present invention,
на фиг. 5 показана предварительно сформованная и предварительно собранная часть корпуса крана для изготовления крана согласно настоящему изобретению,in fig. 5 shows a pre-formed and pre-assembled faucet body part for manufacturing a faucet according to the present invention,
на фиг. 6а-с показаны этапы процесса сварки частей корпуса крана, показанных на фиг. 5, иin fig. 6a-c show the stages of the welding process of the valve body parts shown in FIG. 5, and
на фиг. 7 показан альтернативный вариант осуществления сборки частей корпуса крана согласно настоящему изобретению.in fig. 7 shows an alternative embodiment for assembling faucet body parts according to the present invention.
При пояснении фигур идентичные или соответствующие элементы будут снабжены одинаковыми обозначениями на разных фигурах. Поэтому не будет даваться пояснение всех частей в связи с каждой отдельной фигурой. Подробное описание изобретенияWhen explaining the figures, identical or corresponding elements will be provided with the same symbols in different figures. Therefore, an explanation of all parts in connection with each individual figure will not be given. Detailed Description of the Invention
На фиг. 1 показан вид в разрезе традиционного шарового крана. На представленной фиг. 1 шаровой кран представляет собой шаровой кран с плавающей пробкой. Кран имеет корпус 2 крана с соединительными концами 4, прикрепленными к центральной части 3, при этом соединительные концы 4 обращены в противоположных продольных направлениях корпуса 2 крана. Традиционные корпусы кранов сваривают между собой сварным швом в переходной зоне 2 с между центральной частью 3 и каждым из соединительных концов 4а, 4b соответственно.In fig. Figure 1 shows a cross-sectional view of a traditional ball valve. In the presented FIG. 1 ball valve is a floating plug ball valve. The faucet has a faucet body 2 with connecting ends 4 attached to the central part 3, with the connecting ends 4 facing in opposite longitudinal directions of the faucet body 2. Conventional valve bodies are welded together by a weld in the transition zone 2 c between the central part 3 and each of the connecting ends 4a, 4b, respectively.
На фиг. 2 показан кран 1 согласно настоящему изобретению. Кран также имеет корпус 2 крана с соединительными концами 4, прикрепленными к центральной части 3.In fig. 2 shows a tap 1 according to the present invention. The faucet also has a faucet body 2 with connecting ends 4 attached to a central part 3.
Кран на фиг. 2 изготовлен с одним сварным швом 9, опоясывающим центральную часть 3. На фиг. 2 шпиндель крана расположен в муфте 8 шпинделя. Таким образом, корпус крана, показанный на фиг. 1, состоит из двух предварительно сформованных частей 2а, 2b корпуса, как показано на фиг. 5. Половинные части 2а, 2b корпуса предварительно сформованы, как описано выше. Каждая часть корпуса имеет седло 7 крана, установленное перед сборкой корпуса крана путем сварки половинных частей 2а, 2b корпуса на свариваемом конце 3 с (см. также фиг. 5).The crane in Fig. 2 is made with one weld 9 surrounding the central part 3. In FIG. The 2nd spindle of the crane is located in the 8th spindle coupling. Thus, the valve body shown in FIG. 1 consists of two preformed body parts 2a, 2b, as shown in FIG. 5. The body halves 2a, 2b are pre-formed as described above. Each body part has a valve seat 7, installed before assembling the valve body by welding the half body parts 2a, 2b onto the welded end 3c (see also Fig. 5).
На фиг. 3 показано поперечное сечение крана, изображенного на фиг. 2 (шпиндель крана и муфта 8 шпинделя, изображенные на фиг. 2, не показаны). Шар 5, показанный на фиг. 3, представляет собой шар 5 по меньшей мере со сквозным проходом 6, который обеспечивает протекание текучей среды через тело 5 с шара. Шар также показан на фиг. 4. Тело 5с шара содержит сквозное отверстие 6 и отверстие 5а для крепления шпинделя. Отверстие 5b для индексатора также расположено в шаре 5. Функция отверстия 5b для индексатора дополнительно описана ниже. На фиг. 4 отверстие 5b для индексатора показано овальным, хотя возможны и другие формы, как обсуждалось выше, при условии, что отверстие 5b для индексатора позволяет индексатору 12 проходить в отверстие 5b для индексатора и прочно фиксировать тело 5с шара в положении без вращения, как также обсуждается далее ниже.In fig. 3 shows a cross section of the valve shown in FIG. 2 (the crane spindle and the spindle coupling 8, shown in Fig. 2, are not shown). Ball 5 shown in FIG. 3 is a ball 5 with at least a through passage 6, which ensures the flow of fluid through the body 5 of the ball. The ball is also shown in Fig. 4. The ball body 5c contains a through hole 6 and a hole 5a for attaching the spindle. The indexer hole 5b is also located in the ball 5. The function of the indexer hole 5b is further described below. In fig. 4, the indexer hole 5b is shown to be oval, although other shapes are possible, as discussed above, as long as the indexer hole 5b allows the indexer 12 to fit into the indexer hole 5b and firmly lock the ball body 5c in a non-rotating position, as also discussed below. below.
Как показано на фиг. 3, тело 5с шара располагают внутри центральной части 3 корпуса 2 крана и удерживают в положении между седлами 7 крана. Сварной шов 9 располагают по центру центральной части 3 корпуса крана.As shown in FIG. 3, the ball body 5c is placed inside the central part 3 of the valve body 2 and is held in position between the valve seats 7. The weld seam 9 is located in the center of the central part 3 of the valve body.
Далее описывается сварочный инструмент и способ изготовления крана со ссылкой на фиг. 6а-6с.Next, a welding tool and a method for manufacturing a faucet will be described with reference to FIG. 6a-6c.
Сварочный инструмент 10 выполнен с возможностью удерживания и манипулирования частями 2а, 2b корпуса крана и шаром 5 во время сварки. Сварочный инструмент содержит манипулятор или вал 11 с радиальным отверстием 11а, в котором расположен индексатор 12. Индексатор 12 расположен с возможностью скользящего перемещения внутри манипулятора 11 и выполнен с возможностью радиального скользящего перемещения из радиального отверстия 11а и/или в него посредством привода 13 индексатора, расположенного в манипуляторе 11, как показано стрелкой 12d на фиг. 6b.The welding tool 10 is configured to hold and manipulate the valve body parts 2a, 2b and the ball 5 during welding. The welding tool contains a manipulator or shaft 11 with a radial hole 11a, in which an indexer 12 is located. The indexer 12 is located with the possibility of sliding movement inside the manipulator 11 and is made with the possibility of radial sliding movement from the radial hole 11a and/or into it by means of an indexer drive 13 located in the manipulator 11, as shown by arrow 12d in FIG. 6b.
Сварочный инструмент дополнительно содержит средства 15, 17 вращения для вращения частей корпуса вокруг оси вращения 18, совпадающей с осевой осью манипулятора 11, см. стрелку 18а на фиг. 6с.The welding tool additionally contains rotation means 15, 17 for rotating the body parts around a rotation axis 18 coinciding with the axial axis of the manipulator 11, see arrow 18a in FIG. 6s.
Таким образом, шар 5 может удерживаться неподвижно, в то время как части 2а, 2b корпуса могут вращаться во время процедуры сварки. Это дополнительно позволяет обеспечить равномерность сварного шва и его высокое качество. Кроме того, автоматизированное манипулирование частями корпуса крана во время сварки дополнительно позволяет автоматизировать процедуру сварки простым, недорогим и эффективным способом. Автоматизация процедуры сварки может, например, включать использование роботов для выполнения прикрепления частей крана в сварочном инструменте и/или для выполнения этапа сварки.In this way, the ball 5 can be held stationary while the body parts 2a, 2b can be rotated during the welding procedure. This additionally ensures the uniformity of the weld and its high quality. In addition, the automated manipulation of valve body parts during welding further allows automation of the welding procedure in a simple, inexpensive and efficient manner. Automation of the welding procedure may, for example, involve the use of robots to perform the attachment of the faucet parts in the welding tool and/or to perform the welding step.
Ось вращения частей корпуса крана и продольная ось/осевое направление манипулятора 11 в принципе совпадают и показаны на фиг.6а и 6 с как линия 18.The axis of rotation of the parts of the crane body and the longitudinal axis/axial direction of the manipulator 11 are in principle the same and are shown in Figs. 6a and 6c as line 18.
В качестве альтернативы средства 15, 17 вращения могут быть расположены так, что манипулятор 11 и, таким образом, шар 5 вращаются вокруг оси 18 вращения вместо частей 21, 2b корпуса. Таким образом, части 2а, 2b корпуса могут удерживаться неподвижно, в то время как шар 5 может вращаться во время процедуры сварки. Это также позволяет обеспечить равномерность сварного шва и его высокое качество.Alternatively, the rotation means 15, 17 can be arranged such that the manipulator 11 and thus the ball 5 rotates around a rotation axis 18 instead of the housing parts 21, 2b. In this way, the body parts 2a, 2b can be held stationary while the ball 5 can be rotated during the welding procedure. This also ensures the uniformity of the weld and its high quality.
Индексатор 12 выполнен с возможностью радиального скользящего перемещения из радиального отверстия Па и/или в него с помощью привода 13 индексатора, расположенного в манипуляторе 11. Как обсуждалось выше, форма привода индексатора не важна и может, например, альтернативно включать пневматический, электрически или гидравлический привод индексатора, например, может использоваться поршень или цилиндр. Таким образом, привод индексатора, показанный на фиг. 6а-с является просто примером возможной конструкции привода индексатора.The indexer 12 is configured to be radially slidable out of and/or into the radial hole Pa by an indexer drive 13 located in the manipulator 11. As discussed above, the shape of the indexer drive is not important and may, for example, alternatively include a pneumatic, electrical or hydraulic drive The indexer, for example, may use a piston or cylinder. Thus, the indexer drive shown in FIG. 6a-c is simply an example of a possible indexer drive design.
На фиг. 6а-6с привод индексатора выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении 18, как показано стрелкой 13b на фиг. 6b. Таким образом, клиновидная поверхность 13а на приводе 13 индексатора выталкивает индексатор в радиальном направлении из радиального отверстия Па в манипуляторе 11 посредством его контакта с соответствующей поверхностью 12b скольжения на внутреннем конце индексатора 12. Таким образом, при выдвижении из манипулятора 11 привод 13 индексатора толкает индексатор 12 в радиальном направлении наружу (см. стрелку 12d на фиг. 6b), когда индексатор 12 совершает скользящее перемещение вверх по клиновидной поверхности 13а на индексаторе 13. При втягивании привода 13 индексатора индексатор 12 совершает скользящее перемещение обратно вниз по клиновидной поверхности 13 на приводе 13 индексатора и втягивается в радиальное отверстие Па в манипуляторе 11.In fig. 6a-6c, the indexer drive is movable in an axial direction 18, as shown by arrow 13b in FIG. 6b. Thus, the wedge-shaped surface 13a on the indexer actuator 13 pushes the indexer radially out of the radial hole Pa in the manipulator 11 by contacting it with a corresponding sliding surface 12b at the inner end of the indexer 12. Thus, when extended from the manipulator 11, the indexer actuator 13 pushes the indexer 12 in a radial outward direction (see arrow 12d in FIG. 6b) as the indexer 12 slides up the wedge-shaped surface 13a on the indexer 13. When the indexer drive 13 is retracted, the indexer 12 slides back down the wedge-shaped surface 13 on the indexer drive 13 and is pulled into the radial hole Pa in the manipulator 11.
Индексатор 12 удерживают в неподвижном положении ниже точки 9а, где происходит сварка. Таким образом, индексатор 12 способен собирать любой расплавленный материал на этапе сварки в отверстии 12а, проходящем радиально внутрь в корпусе индексатора 12 (т.е. радиально внутрь относительно оси вращения). Таким образом, индексатор 12 также удерживает шар 5 в неподвижном положении без вращения во время процедуры сварки. Отверстие 12а в корпусе индексатора предпочтительно имеет цилиндрическую или коническую форму, как показано на фиг. 6а-6с, и, таким образом, образует воронкообразный элемент для сбора избыточного расплавленного вещества. Следует отметить, что индексатор 12 можно вынуть из радиального отверстия 11а и заменить новым индексатором (или очищенным индексатором), например, если отверстие 12а индексатора заблокировано расплавленным веществом. Следует отметить, что воронкообразная/коническая форма отверстия 12а предпочтительнее, поскольку отверстие 12а легче очищается от любого расплавленного металла, попавшего в него.The indexer 12 is held in a stationary position below the welding point 9a. Thus, the indexer 12 is capable of collecting any molten material during the welding step in an opening 12a extending radially inwardly in the body of the indexer 12 (ie, radially inward about the axis of rotation). Thus, the indexer 12 also holds the ball 5 in a stationary position without rotation during the welding procedure. The hole 12a in the indexer body is preferably cylindrical or conical in shape, as shown in FIG. 6a-6c, and thus forms a funnel-shaped element for collecting excess molten material. It should be noted that the indexer 12 can be removed from the radial hole 11a and replaced with a new indexer (or a cleaned indexer), for example, if the indexer hole 12a is blocked by molten material. It should be noted that a funnel/conical shape of the hole 12a is preferred because the hole 12a is more easily cleaned of any molten metal trapped therein.
Сварочный инструмент 10 дополнительно содержит средства 15, 17 вращения для вращения частей 2а, 2b корпуса крана вокруг оси 18 осевого вращения и вокруг манипулятора сварочного инструмента. Это позволяет вращать части 2а, 2b корпуса во время процедуры сварки, в то время как шар 5 удерживается в неподвижном положении без вращения на манипуляторе.The welding tool 10 further includes rotation means 15, 17 for rotating the valve body parts 2a, 2b about the axial rotation axis 18 and around the welding tool manipulator. This allows the housing parts 2a, 2b to be rotated during the welding procedure, while the ball 5 is held in a stationary position without rotation on the manipulator.
Средство вращения для вращения частей корпуса крана вокруг оси осевого вращения предпочтительно содержит револьверную головку 15 и подшипник 17, показанные на фиг. 6а-6с, причем подшипник 17 расположен так, чтобы окружать манипулятор 11 и поддерживать опорную втулку 16 для удерживания соединительного конца 4а первой части 2а корпуса крана. Револьверная головка 15 предназначена для зацепления с противоположным соединительным концом 4b второй части 2b корпуса крана. Возможен и обратный порядок, т.е. револьверная головка 15 располагается вокруг манипулятора 11, а подшипник 17 с опорной втулкой 16 располагается на противоположном конце корпуса 1 крана при расположении в сварочном инструменте 10.The rotation means for rotating the valve body parts about the axial rotation axis preferably comprises a turret 15 and a bearing 17 shown in FIG. 6a-6c, wherein the bearing 17 is arranged to surround the manipulator 11 and support the support sleeve 16 for holding the connecting end 4a of the first faucet body part 2a. The turret 15 is designed to engage with the opposite connecting end 4b of the second valve body part 2b. The reverse order is also possible, i.e. the turret 15 is located around the manipulator 11, and the bearing 17 with the support sleeve 16 is located at the opposite end of the valve body 1 when located in the welding tool 10.
Револьверная головка 15 обеспечивает вращение частей 2а, 2b корпуса крана в направлении 18а вращения во время сварки за счет вращения первой части 2а корпуса, а подшипник 16 поддерживает совместное вращение второй части 2b корпуса, поскольку две части корпуса зажаты между подшипником 17 с опорной втулкой 16 и револьверной головкой.The turret 15 ensures rotation of the valve body parts 2a, 2b in the rotation direction 18a during welding due to the rotation of the first body part 2a, and the bearing 16 supports the joint rotation of the second body part 2b, since the two body parts are clamped between the bearing 17 with the support sleeve 16 and turret head.
Сварочный лазер или сварочную горелку 10а удерживают в неподвижном положении, при этом корпус 2 крана вращают во время сварки сварного шва 9, окружающего центральную часть 3 корпуса 2 крана. Возможно и обратное, так как сварочный лазер или сварочная горелка могут вращаться вокруг неподвижного корпуса 2 крана в процессе сварки, удерживая индексатор 12 под областью сварной точки 9а (соответствующей сварочному шву 9) все время. В этой ситуации защитный газ предпочтительно циркулирует внутри корпуса 2b крана путем отвода защитного газа через отверстия 12а, 12с в индексаторе 12 и по меньшей мере одно отверстие в манипуляторе, например, посредством всасывания, как также показано ниже. Это позволяет индексатору 12 собирать любые расплавленные излишки материала, когда расплавленный материал всасывается в отверстие 12а индексатора. Таким образом, индексатор также может собирать расплавленный материал во время сварки, даже несмотря на то, что отверстие 12а индексатора наклонено вниз (во время его вращения).The welding laser or welding torch 10a is held in a stationary position while the valve body 2 is rotated while welding the weld seam 9 surrounding the central part 3 of the valve body 2. The opposite is also possible, since the welding laser or welding torch can rotate around the stationary valve body 2 during the welding process, keeping the indexer 12 under the area of the weld point 9a (corresponding to the weld 9) at all times. In this situation, the shielding gas preferably circulates within the valve body 2b by removing the shielding gas through the openings 12a, 12c in the indexer 12 and at least one opening in the manipulator, for example, by suction, as also shown below. This allows the indexer 12 to collect any molten excess material as the molten material is drawn into the indexer opening 12a. Thus, the indexer can also collect molten material during welding even though the indexer hole 12a is inclined downward (while it is rotating).
По окончании сварки корпус 2 крана будет выровнен с шаром 5 так, чтобы совместить отверстие 8а в корпусе крана для прикрепления муфты шпинделя и шпинделя 8 в отверстии 5а для крепления шпинделя в шаре 5.Once welding is completed, the valve body 2 will be aligned with the ball 5 so as to align the hole 8a in the valve body for attaching the spindle coupling and the spindle 8 in the hole 5a for attaching the spindle in the ball 5.
В этом случае муфта шпинделя с расположенным в ней шпинделем может быть расположена в отверстии 8а в корпусе крана. После прикрепления муфты шпинделя и шпинделя 8 шпиндель может быть приварен к корпусу лазерной сваркой. Это можно сделать, удерживая горелку для лазерной сварки в неподвижном положении и вращая инструмент для лазерной сварки вокруг оси муфты шпинделя, чтобы обеспечить лазерный сварной шов на переходе между корпусом крана и муфтой шпинделя.In this case, the spindle coupling with the spindle located in it can be located in the hole 8a in the valve body. After attaching the spindle coupling and spindle 8, the spindle can be laser welded to the body. This can be done by holding the laser welding torch stationary and rotating the laser welding tool around the axis of the spindle coupling to create a laser weld at the transition between the valve body and the spindle coupling.
Когда индексатор 12 деактивирован (т.е. втянут в радиальное отверстие 11а в манипуляторе сварочного инструмента, см. фиг. 6а), видно, что шар 5 сможет вращаться вместе с корпусом 2 крана, так как седла 7 крана удерживают шар 5 в положении относительно корпуса 2 крана.When the indexer 12 is deactivated (i.e., retracted into the radial hole 11a in the welding tool manipulator, see Fig. 6a), it is clear that the ball 5 will be able to rotate with the valve body 2, since the valve seats 7 hold the ball 5 in position relative to 2 tap housings.
Защитный газ может подаваться во внутреннее пространство 3b центральной части 3 корпуса крана несколькими возможными способами, например, через одно или несколько отверстий/трубных соединений 14 через манипулятор и/или через отверстие соединительного конца. Таким образом, защитный газ также служит газом, защищающим обратную сторону шва, на этапе сварки.The shielding gas can be supplied to the interior space 3b of the valve body central part 3 in several possible ways, for example, through one or more openings/pipe connections 14 through the manipulator and/or through the connecting end opening. Thus, the shielding gas also serves as a gas to protect the back of the weld during the welding phase.
В предпочтительном варианте защитный газ подают через индексатор 12, поскольку это обеспечивает подачу защитного газа очень близко к зоне 9 сварки. В качестве альтернативы защитный газ можно отводить через отверстия в индексаторе 12а, 12b и манипуляторе 14. Это возможно, если индексатор 12 дополнительно содержит соединительное отверстие 12с для соединения по меньшей мере одного газового канала 14 в манипуляторе с радиальным отверстием 12а индексатора, по меньшей мере когда индексатор находится в выдвинутом положении, как показано на фиг. 6b-6с.In a preferred embodiment, the shielding gas is supplied through the indexer 12, since this provides the shielding gas very close to the welding zone 9. Alternatively, the shielding gas can be vented through openings in the indexer 12a, 12b and manipulator 14. This is possible if the indexer 12 further includes a connecting hole 12c for connecting at least one gas channel 14 in the manipulator to the radial indexer opening 12a, at least when the indexer is in the extended position as shown in FIG. 6b-6c.
Сварочный инструмент может быть снабжен камерой 19, которая предпочтительно установлена на манипуляторе. Камера 19 предпочтительно направлена в направлении, противоположном индексатору. Камера, например, направлена радиально наружу и направлена к отверстию 5а шпинделя в шаре 5 для крепления шпинделя 8 крана. Таким образом, камера может быть подключена к компьютеру с соответствующим программным обеспечением и может контролировать сварной шов на внутренней стороне корпуса крана во время процедуры сварки. Это повышает качество кранов, так как процедура сварки может быть адаптирована в случае обнаружения дефектов или отклонений сварного шва при проверке камерой. Результатом станет меньшее количество «некондиционных» кранов и, таким образом, дальнейшее снижение общих производственных затрат.The welding tool may be provided with a camera 19, which is preferably mounted on a manipulator. Camera 19 preferably faces in the opposite direction to the indexer. The camera, for example, is directed radially outward and is directed towards the spindle hole 5a in the ball 5 for attaching the valve spindle 8. Thus, the camera can be connected to a computer with appropriate software and can monitor the weld on the inside of the valve body during the welding procedure. This improves the quality of the valves as the welding procedure can be adapted if defects or deviations in the weld are detected during camera inspection. The result will be fewer “substandard” cranes and thus a further reduction in overall production costs.
На фиг. 7 показан альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором процесс сварки осуществляется из внутреннего пространства корпуса 2 крана. В данном случае сварочный лазер/горелка 10а расположены относительно соединительного конца 4b вторых частей 2b корпуса. Сварочный лазер/горелка 10а подключены к источнику питания/энергии (не показан), также расположенному снаружи корпуса 2 крана. Во внутреннем пространстве центральной части 3 размещено зеркало 10b. Зеркало 10b выровнено со свариваемыми концами 3с первой и второй частей 2а, 2b корпуса и, кроме того, со сварочным лазером/горелкой 10а. Сварочный луч, например лазерный луч, проецируется из сварочного лазера/горелки и отражается зеркалом 10b, образуя сварной шов 9.In fig. 7 shows an alternative embodiment of the present invention, in which the welding process is carried out from the interior of the valve body 2. Here, the welding laser/torch 10a is positioned relative to the connecting end 4b of the second housing parts 2b. The welding laser/torch 10a is connected to a power/energy source (not shown), also located outside the valve body 2. In the internal space of the central part 3 there is a mirror 10b. The mirror 10b is aligned with the welding ends 3c of the first and second body parts 2a, 2b and, in addition, with the welding laser/torch 10a. A welding beam, such as a laser beam, is projected from the welding laser/torch and reflected by the mirror 10b to form a weld seam 9.
Индексатор 12' удерживают в неподвижном положении на внешней стороне корпуса 2 крана ниже положения 9а, где происходит сварка. В качестве альтернативы или дополнительно индексатор может удерживаться в неподвижном положении во внутреннем пространстве корпуса 2 крана ниже сварной точки 9. Это позволяет индексатору собирать любые излишки материала, образовавшиеся в результате процедуры сварки, чтобы он не мог прикрепиться к шару или седлам крана, уплотнениям и т.д.The indexer 12' is held in a stationary position on the outside of the valve body 2 below the welding position 9a. Alternatively or additionally, the indexer may be held stationary in the interior of the valve body 2 below the weld point 9. This allows the indexer to collect any excess material resulting from the welding procedure so that it cannot attach to the ball or valve seats, seals, etc. .d.
Шар 5 удерживают в неподвижном положении без вращения во внутреннем пространстве корпуса 2 крана. Это достигается за счет манипулятора 11', проходящего в соединение 4а первой части 2а корпуса. Манипулятор 11' имеет свободный конец с такой формой, что он обращен к отверстию 5b для индексатора шара 5, когда он вставлен в соединительный конец. Торцевая поверхность свободного конца манипулятора может быть заподлицо с наружной поверхностью шара 5 или немного выступать в пространство между шаром 5 и центральной частью 3 корпуса крана.Ball 5 is held in a stationary position without rotation in the internal space of the valve body 2. This is achieved by means of a manipulator 11' extending into the connection 4a of the first housing part 2a. The manipulator 11' has a free end shaped such that it faces the hole 5b for the ball indexer 5 when inserted into the connecting end. The end surface of the free end of the manipulator can be flush with the outer surface of the ball 5 or protrude slightly into the space between the ball 5 and the central part 3 of the valve body.
В настоящей заявке используется термин «приблизительно», который включает в себя допуски, которые специалисты в данной области техники считают нормальными. Например, используемые в данном документе термины «приблизительно круглый» и «приблизительно» следует понимать так, что специалист в данной области техники визуально воспринимает форму как круглую или по существу круглую, помимо включения допусков, которые специалисты в данной области техники считают нормальными, путем возможного измерения и определения формы заготовки.In this application, the term “approximately” is used, which includes tolerances that are considered normal by those skilled in the art. For example, as used herein, the terms “approximately round” and “approximately” should be understood to mean that one skilled in the art visually perceives the shape as round or substantially round, in addition to including tolerances that those skilled in the art would consider normal, by possibly measuring and determining the shape of the workpiece.
Изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления и вариантами осуществления, показанными как графические материалы, так и изобретение, как указано и определено в формуле изобретения, при этом они могут быть дополнены и изменены любым способом, предложенным специалистом в данной области техники.The invention is not limited to the above-described embodiments and embodiments shown both in the drawings and the invention as indicated and defined in the claims, but they can be supplemented and modified in any manner suggested by one skilled in the art.
Перечень ссылочных позиций:List of reference items:
1. кран1. faucet
2. корпус крана2. valve body
a. первая (половинная) часть корпусаa. first (half) part of the body
b. вторая (половинная) часть корпусаb. second (half) part of the body
c. переходная зона между центральной частью и соединительным концомc. transition zone between the central part and the connecting end
3. центральная часть3. central part
a. (половинная) часть центрального корпусаa. (half) part of the central body
b. внутреннее пространство центральной части корпуса кранаb. internal space of the central part of the valve body
с.свариваемый конецc.welded end
4. соединительные концы4. connecting ends
a. первый соединительный конецa. first connecting end
b. второй соединительный конецb. second connecting end
5. шар5. ball
a. отверстие для крепления шпинделяa. spindle mounting hole
b. отверстие для индексатораb. indexer hole
c. тело шараc. ball body
6. сквозное отверстие в шаре6. through hole in the ball
7. седло крана7. tap seat
8. шпиндель крана8. Crane spindle
а. отверстие для шпинделя крана в корпусе кранаA. hole for the valve spindle in the valve body
9. сварной шов на корпусе крана а. сварная точка9. weld on the valve body a. weld point
10. сварочный инструмент10. welding tool
a. сварочный лазер/сварочная горелкаa. welding laser/welding torch
b. зеркалоb. mirror
11. манипулятор/вал сварочного инструмента а. радиальное отверстие для индексатора11. welding tool manipulator/shaft a. radial hole for indexer
12. индексатор12. indexer
a. отверстие (коническое)a. hole (conical)
b. поверхность скольженияb. sliding surface
c. соединительное отверстиеc. connection hole
d. стрелка, указывающая радиальное перемещение индексатора внутрь/наружуd. arrow indicating radial in/out movement of the indexer
13. привод индексатора13. indexer drive
a. поверхность скольжения, клиновидная поверхностьa. sliding surface, wedge-shaped surface
b. стрелка, указывающая осевое перемещение привода индексатора вперед/назадb. arrow indicating forward/backward axial movement of the indexer drive
14. канал или отверстие в манипуляторе/валу14. channel or hole in the manipulator/shaft
15. револьверная головка15. turret
16. втулка/держатель для части корпуса крана16. bushing/holder for part of the valve body
17. подшипник17. bearing
18. ось вращения/продольная ось а. направление вращения18. axis of rotation/longitudinal axis a. direction of rotation
19. положение камеры19. camera position
Claims (33)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19181475.5 | 2019-06-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022100881A RU2022100881A (en) | 2023-07-20 |
RU2815842C2 true RU2815842C2 (en) | 2024-03-22 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07174253A (en) * | 1993-12-21 | 1995-07-11 | Kitz Corp | Radiographing method for ball valve |
RU2153616C2 (en) * | 1994-08-17 | 2000-07-27 | Наваль ОЙ | Ball cock with full opening and method for making it |
RU2332603C1 (en) * | 2007-07-25 | 2008-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод трубопроводной арматуры" | Non-collapsible ball valve and method of its production |
RU2395024C1 (en) * | 2009-02-16 | 2010-07-20 | Открытое акционерное общество "Волгограднефтемаш" | Procedure for assembly of globe valve |
CN107243704A (en) * | 2017-08-07 | 2017-10-13 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | The welding manufacture process of large-scale all-welded structure ball valve of water turbine |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07174253A (en) * | 1993-12-21 | 1995-07-11 | Kitz Corp | Radiographing method for ball valve |
RU2153616C2 (en) * | 1994-08-17 | 2000-07-27 | Наваль ОЙ | Ball cock with full opening and method for making it |
RU2332603C1 (en) * | 2007-07-25 | 2008-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод трубопроводной арматуры" | Non-collapsible ball valve and method of its production |
RU2395024C1 (en) * | 2009-02-16 | 2010-07-20 | Открытое акционерное общество "Волгограднефтемаш" | Procedure for assembly of globe valve |
CN107243704A (en) * | 2017-08-07 | 2017-10-13 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | The welding manufacture process of large-scale all-welded structure ball valve of water turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114728379B (en) | Method for producing a ball valve for regulating a fluid, a ball valve and a welding tool for holding and actuating a valve element | |
US5435479A (en) | Cylinder rounding and clamping fixture for welded joints | |
US20060006157A1 (en) | Method and apparatus for repairing or building up surfaces on a workpiece while the workpiece is mounted on a machine tool | |
US8245375B2 (en) | Apparatus for repairing turbine rotor | |
JP2007105870A (en) | Method for repairing hole, and member therefor | |
KR100497604B1 (en) | Method of manufacturing ball valve | |
JPS6313795B2 (en) | ||
EP3069812B1 (en) | Apparatus for friction stir welding with a shoulder comprising first and second through holes | |
DE4345399C2 (en) | Frictionally welding cylindrical joint parts | |
US5624067A (en) | Method and apparatus for weld joining pipe sections | |
CN113039032B (en) | Internal clamping and welding device | |
US6295893B1 (en) | Hollow cam shaft | |
CN116652471B (en) | Welding set for municipal works | |
RU2815842C2 (en) | Method for manufacturing ball valve for fluid regulation, ball valve and welding tool for holding and manipulating valve parts | |
JPH11281790A (en) | Repair method and device for infurnace structure of reactor | |
US11684991B2 (en) | Methods and apparatus for repairing a tubular structure | |
CN115055908B (en) | Thin-wall rotary body type structure repairing method | |
CN108555520B (en) | Positioning device and welding method | |
GB2233923A (en) | Repairing defective metal workpiece | |
EP3044488B1 (en) | Valve housing with a spindle guide and method for production thereof | |
JPH11267745A (en) | Tube having branching part, its manufacture and its manufacturing device | |
JPH09192889A (en) | Internal clamp device provided with clearance filling means | |
US20050278922A1 (en) | Leak repair method | |
JP2021020256A (en) | Beveling machine and fixation method of beveling machine | |
CN220560765U (en) | Assembly positioning tool for special angle adapter flange |