管道维抢修专用阀加强装置及阀门的制作方法

1.本发明涉及阀门加强技术领域，尤其是涉及一种管道维抢修专用阀的加强装置及阀门。


背景技术：

2.管道维抢修作业中最常用到的是三片式的阀门，这种三片式的阀门包括阀体，阀体包括上阀板、下阀板和设置于上阀板和下阀板之间的中阀板，在垂直于阀体的方向上设置有贯通的通路，中阀板上设置有可横向移动的开合件，开合件通过横向移动的方式截断或者连通通路。现有的上阀板、中阀板和下阀板之间采用螺栓连接。
3.该结构阀门的优点是阀门高度较低，便于缩短维抢修作业用的开孔机或封堵器的行程，降低作业风险。但随着管线管径的不断加大，运行压力和作业压力不断提升，设备承受的载荷也越来越大，因此，对阀门强度和刚度要求也越来越高，其结构尺寸要求越来越大。但是，随之而来的问题是，该结构形式的阀门将会产生较大的横向变形，又由于上阀板、中阀板和下阀板之间均是通过纵向插设的螺栓进行固定的，因此，会施加给螺栓较大的横向剪切力，不仅影响螺栓的使用寿命，而且会导致松动等问题。为解决该变形量的问题，只能通过增大阀门尺寸来降低变形问题，但该解决办法致使阀门整体尺寸加大很多，体积和重量都随之加大，也增大了维抢修施工作业行程，给施工作业和维护维修保养带来诸多不便，生产加工成本、施工作业成本、维护保养成本都随之加大。因此需要研究一种有效的解决方式，通过其他方式来降低变形量，同时保证强度和刚度需求，满足作业要求。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种管道维抢修专用阀的加强装置及阀门，以缓解现有三片式阀门在作业中会产生较大的横向和纵向变形，导致连接螺栓产生剪切变形，甚至松动等问题。
5.为了缓解上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：
6.一种管道维抢修专用阀的加强装置，专用阀包括阀体，阀体包括上阀板、下阀板和设置于上阀板和下阀板之间的中阀板，专用阀加强装置包括榫卯机构；
7.榫卯机构包括设置于上阀板和中阀板之一的凸起，以及设置于上阀板和中阀板另一的凹槽；
8.和/或；
9.榫卯机构包括设置于下阀板和中阀板之一的凸起，以及设置于下阀板和中阀板另一的凹槽。
10.更进一步地，还包括卡锁机构，卡锁机构包括上卡锁和下卡锁，上卡锁与下卡锁以对合的形式将专用阀包裹在内且通过连接件固定。
11.更进一步地，上卡锁与下卡锁均设置为u形结构，上卡锁与下卡锁的开口相对。
12.更进一步地，连接件设置为卡锁螺栓，卡锁螺栓以垂直于专用阀所在的平面的方向依次穿过上卡锁和下卡锁。
13.一种管道维抢修专用阀，包括上述的加强装置。
14.更进一步地，在垂直于阀体的方向上设置第一孔洞，中阀板上设置有可横向移动的开合件，开合件通过横向移动的方式截断或者连通第一孔洞所在的通路，阀体上设置有用于容纳收缩状态的开合件的第二孔洞。
15.更进一步地，第一孔洞的外周环形布置有螺栓，第二孔洞的外周u形布置有多个螺栓。
16.更进一步地，卡锁机构垂直于第二孔洞的直角边。
17.更进一步地，在第二孔洞的两个直角边上设置有第一榫卯区和第二榫卯区；第一榫卯区和第二榫卯区均设置有两个榫卯位，各个榫卯位在上阀板和中阀板之间，以及中阀板和下阀板之间均设置有榫卯机构。
18.更进一步地，至少一个贯通螺栓穿过榫卯机构。
19.本发明中管道维抢修专用阀的加强装置的有益效果分析如下：
20.榫卯机构包括设置于上阀板和中阀板之一的凸起，以及设置于上阀板和中阀板另一的凹槽；
21.和/或；
22.榫卯机构包括设置于下阀板和中阀板之一的凸起，以及设置于下阀板和中阀板另一的凹槽。
23.本实施例提供的榫卯机构，可以在上阀板、中阀板和下阀板之一发生相对的横向运动时，将横向剪切力分散至阀体上，避免将横向剪切力传递至连接螺栓。
24.榫卯机构的凸起和凹槽相互咬合，使受力主体由连接螺栓转移到阀体本身，大部分的剪切应力由阀体承受，避免了连接螺栓的剪切变形，同时，这种方式增强了整体结构的稳固性和密封性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1本发明实施方式提供的管道维抢修专用阀的结构示意图；
27.图2为安装加强装置的管道维抢修专用阀的横截面示意图；
28.图3为图2中a-a的截面示意图；
29.图4为图3中i部分放大示意图；
30.图5为卡锁的结构示意图。
31.图标：
32.100-卡锁机构；200-连接件；300-榫卯机构；400-阀体；500-贯通螺栓；
33.001-第一孔洞；002-第二孔洞；
34.110-上卡锁；120-下卡锁；410-上阀板；420-中阀板；430-下阀板；440-开合件；
35.1-第一榫卯区；2-第二榫卯区；10-榫卯位。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.管道维抢修作业中最常用到的是三片式的阀门，这种三片式的阀门包括阀体400，阀体400包括上阀板410、下阀板430和设置于上阀板410和下阀板430之间的中阀板420，在垂直于阀体400的方向上设置有贯通的通路，中阀板420上设置有可横向移动的开合件440，开合件440通过横向移动的方式截断或者连通通路。现有的上阀板410、中阀板420和下阀板430之间采用螺栓连接。
40.随着管线管径的不断加大，运行压力和作业压力不断提升，设备承受的载荷也越来越大，因此，对阀门强度和刚度要求也越来越高，其结构尺寸要求越来越大，随之而来的问题是，该结构形式的阀门将会产生较大的横向变形，又由于上阀板410、中阀板420和下阀板430均是通过纵向插设的螺栓进行固定的，因此，会施加给螺栓较大的横向剪切力，不仅影响螺栓的使用寿命，而且会导致松动等问题。为解决该变形量的问题，只能通过增大阀门尺寸来降低变形问题，但该解决办法致使阀门整体尺寸加大很多，体积和重量都随之加大，也增大了维抢修施工作业行程，给施工作业和维护维修保养带来诸多不便，生产加工成本、施工作业成本、维护保养成本都随之加大。
41.有鉴于此，本实施例提供了一种管道维抢修专用阀的加强装置。该装置包括榫卯机构300，请参见图3，榫卯机构300包括设置于上阀板410和中阀板420之一的凸起，以及设置于上阀板410和中阀板420另一的凹槽；
42.和/或；
43.榫卯机构300包括设置于下阀板430和中阀板420之一的凸起，以及设置于下阀板430和中阀板420另一的凹槽。
44.关于榫卯机构300的设置方式，存在多种情形，例如：
45.方式一、在上阀板410上设置凸起结构，在中阀板420上设置凹槽结构；
46.方式二、在上阀板410上设置凹槽结构，在中阀板420上设置凸起结构；
47.方式三、在中阀板420上设置凸起结构，在下阀板430上设置凹槽结构；
48.方式四、在中阀板420上设置凹槽结构，在下阀板430上设置凸起结构；
49.需要交代的是，上述的多种方式，可以相互组合，均在本发明所要求的保护范围之内。
50.本实施例提供的榫卯机构300，可以在上阀板410、中阀板420和下阀板430之一发生相对的横向运动时，使横向剪切力分散在阀体400上，避免将横向剪切力传递至连接螺栓。
51.榫卯机构300的凸起和凹槽相互咬合，使受力主体由连接螺栓转移到阀体400本身，大部分的剪切应力由阀体400承受，避免了连接螺栓的剪切变形，同时，这种方式增强了整体结构的稳固性。
52.另外，随着管线管径的不断加大，运行压力和作业压力不断提升，设备承受的载荷也越来越大，因此，对阀门强度和刚度要求也越来越高，其结构尺寸要求越来越大。但是，随之而来的问题是，该结构形式的阀门将会产生较大的纵向变形。
53.有鉴于此，本实施例的可选方案中，管道维抢修专用阀加强装置还包括卡锁机构100，关于卡锁机构100的形状和结构，请参见图5：
54.卡锁机构100包括上卡锁110和下卡锁120，上卡锁110和下卡锁120均设置为u形结构，且上卡锁110和下卡锁120的开口相对，形成一全包式或半包式的包覆结构，可将专用阀包裹在内，并通过连接件200固定上卡锁110和下卡锁120。其中，需要说明的是，全包式包覆，意思为上卡锁110的开口端和下卡锁120的开口端连接，将专用阀完全包裹在封闭的腔体内；半包式包覆意思为上卡锁110的开口端和下卡锁120的开口端不连接，仅部分包裹专用阀。较为优选的，本实施例中设置为全包式的包覆结构，因此可以实现限制上阀板410、中阀板420和下阀板430的纵向及横向变形，且外加的卡锁机构100便于拆卸安装，操作便捷，有效的结构设计降低了阀体400本身的结构尺寸及重量，使大口径高压力阀门的施工作业变得容易，成本降低。
55.本实施例的可选方案中，连接件200配置为卡锁螺栓，卡锁螺栓用于固定上卡锁110和下卡锁120，较为优选的，卡锁螺栓以垂直于专用阀所在的平面方向依次穿过上卡锁110和下卡锁120，通过卡锁螺栓的预紧力来锁固上卡锁110和下卡锁120，从而限制阀体400的纵向变形，且卡锁螺栓的预紧力可根据实际需求进行预设，以达到受力需求，限制受力变形。
56.以下对专用阀的形状进行详细说明,请参加图1：
57.专用阀包括上阀板410、下阀板430和设置于上阀板410和下阀板430之间的中阀板420，在垂直于阀体400的方向上设置有用于介质流动的第一孔洞001，中阀板420上设置有可横向移动的开合件440，开合件440通过横向移动可截断或连通第一孔洞001所在的通路，阀体400上设置有用于容纳收缩状态的开合件440的第二孔洞002。
58.本实施例的可选方案中，请参见图2，第一孔洞001的外周环形布置有多个螺栓，第二孔洞002的外周u形布置有多个螺栓，u形开口朝向第一孔洞001。
59.本实施例的可选方案中，卡锁机构100垂直于第二孔洞002的直角边，为了避让第一孔洞001的外周壁，较为优选的，卡锁机构100靠近第一孔洞001的一侧设置有弧形凹槽。将卡锁机构100以垂直于第二孔洞002的直角边的方式布置的原因在于：开合件440在横向
移动过程中，首先受到纵向压力的是第二孔洞002的直角边所在的阀体400，因此，垂直直角边安装的卡锁机构100可限制阀体400纵向压力较大部位的弹性变形。
60.本实施例的可选方案中，专用阀设置有第一榫卯区1和第二榫卯区2，第一榫卯区1和第二榫卯区2分别设置在第二孔洞002的两个直角边上，且二者相对于第二孔洞002的中轴线对称设置，从而使阀体400受到的横向变形力对称地转移至第一榫卯区1和第二榫卯区2的榫卯机构300。
61.本实施例的可选方案中，第一榫卯区1和第二榫卯区2均设置有至少两个榫卯位10，较为优选的，两个榫卯位10以卡锁机构100为中轴线对称设置；各个榫卯位10在上阀板410和中阀板420之间，以及中阀板420和下阀板430之间均设置有榫卯机构300。
62.本实施例的可选方案中，至少一个贯通螺栓500穿过榫卯机构300。榫卯机构300中设置的贯通螺栓500同时穿过上阀板410、中阀板420和下阀板430，增强了阀体400的稳定性，且进一步增强榫卯机构300的稳定性。
63.实施例二
64.本实施例提供了一种管道维抢修专用阀，包括上述的加强装置。
65.专用阀包括阀体400，阀体400包括上阀板410、下阀板430和设置于上阀板410和下阀板430之间的中阀板420，在垂直于阀体400的方向上设置有用于介质流动的第一孔洞001，中阀板420上设置有可横向移动的开合件440，开合件440通过横向移动可截断或连通第一孔洞001所在的通路，阀体400上设置有用于容纳收缩状态的开合件440的第二孔洞002。第一孔洞001的外周环形布置有多个螺栓，第二孔洞002的外周u形布置有多个螺栓。
66.加强装置包括设置在专用阀上的卡锁机构100和榫卯机构300；
67.本实施例的可选方案中，卡锁机构100垂直于第二孔洞002的直角边，为了避让第一孔洞001的外周壁，较为优选的，卡锁机构100靠近第一孔洞001的一侧设置有弧形凹槽。上卡锁110和下卡锁120分别置于上阀板410和下阀板430外侧，将阀体400包裹在内，卡锁螺栓以垂直于专用阀所在的平面方向依次穿过上卡锁110和下卡锁120，通过卡锁螺栓的预紧力限制阀体400纵向压力最大的部位的纵向变形。
68.专用阀设置有第一榫卯区1和第二榫卯区2，第一榫卯区1和第二榫卯区2分别设置在第二孔洞002的两个直角边上，且二者相对于第二孔洞002的中轴线对称设置，从而使阀体400受到的横向变形力对称地转移至第一榫卯区1和第二榫卯区2的榫卯机构300。
69.本实施例的可选方案中，第一榫卯区1和第二榫卯区2均设置有至少两个榫卯位10，较为优选的，两个榫卯位10以卡锁机构100为中轴线对称设置；各个榫卯位10在上阀板410和中阀板420之间，以及中阀板420和下阀板430之间均设置有榫卯机构300。
70.本实施例的可选方案中，至少一个贯通螺栓500穿过榫卯机构300。贯通螺栓500同时穿过上阀板410、中阀板420和下阀板430，增强了阀体400的稳定性，且进一步增强榫卯机构300的稳定性。
71.最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。