专利名称：高温高压电站锻钢闸阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种火力发电厂用阀门，具体的讲是涉及一种适用于温度在 570 0C，压力为17Mpa条件下的紧凑型的高温高压电站锻钢闸阀。
背景技术：
在高温高压工况条件下使用的阀门，由于受到高温高压流动介质的冲刷、腐蚀，其 损耗较快，工作寿命较短，需要经常更换。虽然现有的高温高压电站阀门多采用阀体毛坯锻 造形式，锻造毛坯经过锻造后，材料组织纤维化，缺陷少，强度高，提高了使用寿命，但是此 类阀体制造设备较为昂贵，生产成本较高，不利于降低生产成本，提高生产效率。以PW5717V DN350为例，其阀门毛坯为1600X520X800 (mm)立方体，这样大的毛坯，光凭借锻造厂锻压 机和摩擦压力机是不能进行锻造加工，只能采用万吨水压机锻造。但是就目前来说，国内只 有几家拥有万吨水压机，且这样的锻造加工生产的阀门，其加工成本很高。
发明内容鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种紧凑型的阀门，它在 保证阀门功能的前提下，降低了高温高压电站闸阀的成本，克服巨大毛坯的锻造困难的缺
点ο本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是优化设计(1)结构优化设计 经过仔细的设计，计算将顶心座删除，顶心直接顶在间板上，顶心由球形改成枣核形的，增 大接触面积，减小比压，选优质材质经合理的热处理能承受较大压力，阀体中腔直径减小到 16%，优化的阀体经过有限元分析计算，壳体强度达到美国ASME标准要求。整个体积减小 12%。重量减小18%，材料锻造加工成本可降低50% ； (2)毛坯制造优化在阀体整体锻造的 基础上，根据阀体受力分析将阀体分成两部分，然后焊接成整体。关键技术是焊接，焊接采 用钨极氩弧气体保护焊，焊接材料为F91，焊接电流小，热变形小，焊接质量高。焊接经过 编制焊接工艺规程(WPS)和焊接工艺评定(PQR)，经过无损检验，超声波检验和液体渗透检 验。达到美国ASME标准。经过结构优化后，高温高压电站锻钢闸阀，包括阀体、阀座、闸板、顶心球、心轴、保 持架、阀杆、填料箱、密封圈、垫圈、四开环、填料、填料压板、支架、电动驱动装置组成，其特 征在于电动驱动装置转动，螺母带动阀杆作上下运动，阀杆带动保持架，保持架推动闸板， 当两闸板密封面与阀座密封面接触，电动驱动装置在闭合位置停止，阀门完成闭合功能，当 阀杆向上运动，阀杆带动保持架，保持架带动闸板，脱离阀座，到阀门全开位置停止，完成阀 门开启功能。所述闸板为阶梯状结构。所述顶心球为枣核形结构。所述阀体的锻造毛坯改为锻焊结构。将阀体整体锻造毛坯分解为上下端两部分。通过结构优化设计，阀体强度达到美国ASME标准要求，改进了阀体结构，改善了
3闸板受力，增强了闸板密封性能，减小了阀杆轴向力，阀杆直径也减小。本实用新型一紧凑型的高温高压电站锻钢闸阀有以下优点1、笨重的阀门变成紧凑型的阀门。以17V，口径DN300为例2、阀门体积减小12%，材料成本降低15%。3、阀杆轴向力减小导致了阀杆直径减小，不仅节省了材料，还节省了加工成本。4、阀杆轴向力减小，阀门驱动装置电动头输出力矩减小，阀门驱动装置可减小一 个规格，降低了成本。5、阀体的整体锻造毛坯改为锻焊结构，阀体两块较小毛坯不用昂贵的水压机，只 需使用锻压机加工，加工成本降低20倍。6、采用锻焊结构，阀体两部件先粗加工再焊接，较整体锻整体造加工，机加工成本 降低30%.7、闸板新结构便于阀门在线维修。8、简化了锻造工艺、无损检验工艺、热处理工艺、机加工工艺。
[0019]图1本实用新型装配图；[0020]图2改进前的雍肿型电站锻钢闸阀装配图[0021]图3改进前的闸板组合件；[0022]图4改进后的闸板组合件；[0023]图5改进前的闸板；[0024]图6改进后的闸板主视图；[0025]图7改进后的闸板左视图；[0026]图8改进前的保持架主视图；[0027]图9改进前的保持架左视图；[0028]图10改进后的保持架主视图；[0029]图11改进后的保持架左视图；[0030]图12改进前的顶心球；[0031]图13改进后的枣型顶心球；[0032]图14改进前的顶心球座；[0033]图15改进前阀体锻件毛坯主视图；[0034]图16改进后阀体下端锻件毛坯图；[0035]图17改进后阀体上端锻件毛坯图；[0036]图18改进后阀体下端粗加工主视图；[0037]图19改进后阀体下端粗加工左视图；[0038]图20改进后阀体上端端粗加工图；[0039]图21改进后阀体焊接组合件。
具体实施方式附图标记如下阀体1、阀座2、闸板3、顶心球4、心轴5、保持架6、阀杆7、填料箱8、密封圈9、垫圈10、四开环11、填料12、填料压板13、支架14、电动驱动装置15。
以下结合附图具体说明本实用新型的结构以及实施方式图1为本实用新型装配图，图1为改进前的雍肿电站闸阀装配图，图1较图2阀 体中腔尺寸缩小了 12%，整个外形尺寸也缩小了 12%以上。图3为改进前的闸板组合件，图 4为改进后的间板组合件经过精确设计计算，通过有限元分析，改进间板组合件的强度满足 美国ASME锅炉及压力容器标准要求。闸板组合件主要是闸板3、保持架6、顶心球4、顶心座，本实用新型的闸板结构改 成阶梯状，因圆盘闸板受力中心大，接近边缘小，所以阶梯状闸板受力较合理，参考图5为 改进前的闸板。图6为改进后的闸板主视图，图7为改进后的闸板左视图。改进前的两闸 板之间用钢球作顶心球4，顶心球4推动顶心座使两间板3推开，压在阀座2密封面上，保证 阀门密封。为了减小闸板组合件轴向尺寸，改进后的新结构取消了顶心座，使顶心球4直接 推两闸板3，顶心球4设计成枣核型，增加了接触面积，减小了工作应力。改进后的新结构小 头直径Φ150，改进前小头直径Φ 110，改进后的新结构强度要大于改进前13%。图12为改进前的顶心球，图13为改进后的枣型顶心球，图14为改进前的顶心球 座。保持架6结构重新设计，保持架6的功能是推动顶心球4向下运动，顶心球4推动闸板 3向两侧运动，关闭闸板3，保持架6推动顶心球4向上运动，带动闸板3向上运动，同时闸 板3向内运动，开启阀门，阀门的密封和保持架6的强度有很大关系，所以保持架6要求强 度高，且有足够的刚度，即在阀杆7轴向力作用下不变形。图为8改进前的保持架主视图， 图9为改进前的保持架左视图，图10为改进后的保持架主视图，图11为改进后的保持架左 视图。新结构保持架6外形为较大的刚性整体，减少了阀杆7轴向力的损失。图15为改进前阀体锻件毛坯主视图，图16为改进后阀体下端锻件毛坯图，图 17为改进后阀体上端锻件毛坯图，鉴于阀体锻件毛坯为一大整体，锻造困难，本实用新型将 阀体锻件毛坯分成上下端两部分，便于锻造。图18为改进后阀体下端粗加工主视图，图19为改进后阀体下端粗加 工左视图，图20改进后阀体上端端粗加工图，由于整个阀体分成两部分，机械粗加工非常 容易，提高了生产效率。图21为改进后阀体焊接组合件，焊接采用氩弧气体保护焊，焊接质 量好，经超声波检验达到了美国ASME标准。锻焊结构阀体综合质量达到了整体锻造阀体的质量。
权利要求1.高温高压电站锻钢闸阀，包括阀体(1)、阀座(2)、闸板(3 )、顶心球(4 )、心轴(5 )、 保持架(6)、阀杆(7)、填料箱(8)、密封圈(9)、垫圈(10)、四开环(11)、填料(12)、填料压板 (13)、支架(14)、电动驱动装置(15)组成，其特征在于电动驱动装置(15)转动，螺母带动 阀杆(7)作上下运动，阀杆(7)带动保持架(6)，保持架(6)推动闸板(3)，当两闸板(3)密封 面与阀座(2)密封面接触，电动驱动装置(15)在闭合位置停止；当阀杆(7)向上运动，阀杆 (7)带动保持架(6)，保持架(6)带动闸板(3)，脱离阀座(2)，到阀门全开位置停止；阀体整 体锻造毛坯分解为上下端两部分，阀体的锻造毛坯为锻焊结构。
2.根据权利要求1所述的高温高压电站锻钢闸阀，其特征在于所述所述闸板(3)为阶 梯状结构。
3.根据权利要求1所述的高温高压电站锻钢闸阀，其特征在于所述顶心球(4)为枣核 形结构。
专利摘要高温高压电站锻钢闸阀，包括阀体、阀座、闸板、顶心球、心轴、保持架、阀杆、填料箱、密封圈、垫圈、四开环、填料、填料压板、支架、电动驱动装置组成，其特征在于电动驱动装置转动，螺母带动阀杆作上下运动，阀杆带动保持架，保持架推动闸板，当两闸板密封面与阀座密封面接触，电动驱动装置在闭合位置停止，阀门完成闭合功能，当阀杆向上运动，阀杆带动保持架，保持架带动闸板，脱离阀座，到阀门全开位置停止，完成阀门开启功能；整个体积减小12%，重量减小18%，材料锻造加工成本可降低50%。启闭灵活，关闭力矩小，解决了常规电站锻钢闸阀在技术的问题，如体积大，重量重，关闭力矩大，电动驱动装置庞大等缺点。
文档编号F16K3/30GK201925506SQ20102068823
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者肖箭, 苏殿顺 申请人:大连大高阀门有限公司