專利名稱：高溫高壓電站鍛鋼閘閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種火力發(fā)電廠用閥門，具體的講是涉及一種適用于溫度在 570 0C，壓力為17Mpa條件下的緊湊型的高溫高壓電站鍛鋼閘閥。
背景技術(shù)：
在高溫高壓工況條件下使用的閥門，由于受到高溫高壓流動介質(zhì)的沖刷、腐蝕，其 損耗較快，工作壽命較短，需要經(jīng)常更換。雖然現(xiàn)有的高溫高壓電站閥門多采用閥體毛坯鍛 造形式，鍛造毛坯經(jīng)過鍛造后，材料組織纖維化，缺陷少，強度高，提高了使用壽命，但是此 類閥體制造設(shè)備較為昂貴，生產(chǎn)成本較高，不利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。以PW5717V DN350為例，其閥門毛坯為1600X520X800 (mm)立方體，這樣大的毛坯，光憑借鍛造廠鍛壓 機和摩擦壓力機是不能進行鍛造加工，只能采用萬噸水壓機鍛造。但是就目前來說，國內(nèi)只 有幾家擁有萬噸水壓機，且這樣的鍛造加工生產(chǎn)的閥門，其加工成本很高。
發(fā)明內(nèi)容鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是要提供一種緊湊型的閥門，它在 保證閥門功能的前提下，降低了高溫高壓電站閘閥的成本，克服巨大毛坯的鍛造困難的缺
點ο本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是優(yōu)化設(shè)計(1)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 經(jīng)過仔細的設(shè)計，計算將頂心座刪除，頂心直接頂在間板上，頂心由球形改成棗核形的，增 大接觸面積，減小比壓，選優(yōu)質(zhì)材質(zhì)經(jīng)合理的熱處理能承受較大壓力，閥體中腔直徑減小到 16%，優(yōu)化的閥體經(jīng)過有限元分析計算，殼體強度達到美國ASME標準要求。整個體積減小 12%。重量減小18%，材料鍛造加工成本可降低50% ； (2)毛坯制造優(yōu)化在閥體整體鍛造的 基礎(chǔ)上，根據(jù)閥體受力分析將閥體分成兩部分，然后焊接成整體。關(guān)鍵技術(shù)是焊接，焊接采 用鎢極氬弧氣體保護焊，焊接材料為F91，焊接電流小，熱變形小，焊接質(zhì)量高。焊接經(jīng)過 編制焊接工藝規(guī)程(WPS)和焊接工藝評定(PQR)，經(jīng)過無損檢驗，超聲波檢驗和液體滲透檢 驗。達到美國ASME標準。經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，高溫高壓電站鍛鋼閘閥，包括閥體、閥座、閘板、頂心球、心軸、保 持架、閥桿、填料箱、密封圈、墊圈、四開環(huán)、填料、填料壓板、支架、電動驅(qū)動裝置組成，其特 征在于電動驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動，螺母帶動閥桿作上下運動，閥桿帶動保持架，保持架推動閘板， 當兩閘板密封面與閥座密封面接觸，電動驅(qū)動裝置在閉合位置停止，閥門完成閉合功能，當 閥桿向上運動，閥桿帶動保持架，保持架帶動閘板，脫離閥座，到閥門全開位置停止，完成閥 門開啟功能。所述閘板為階梯狀結(jié)構(gòu)。所述頂心球為棗核形結(jié)構(gòu)。所述閥體的鍛造毛坯改為鍛焊結(jié)構(gòu)。將閥體整體鍛造毛坯分解為上下端兩部分。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，閥體強度達到美國ASME標準要求，改進了閥體結(jié)構(gòu)，改善了
3閘板受力，增強了閘板密封性能，減小了閥桿軸向力，閥桿直徑也減小。本實用新型一緊湊型的高溫高壓電站鍛鋼閘閥有以下優(yōu)點1、笨重的閥門變成緊湊型的閥門。以17V，口徑DN300為例2、閥門體積減小12%，材料成本降低15%。3、閥桿軸向力減小導致了閥桿直徑減小，不僅節(jié)省了材料，還節(jié)省了加工成本。4、閥桿軸向力減小，閥門驅(qū)動裝置電動頭輸出力矩減小，閥門驅(qū)動裝置可減小一 個規(guī)格，降低了成本。5、閥體的整體鍛造毛坯改為鍛焊結(jié)構(gòu)，閥體兩塊較小毛坯不用昂貴的水壓機，只 需使用鍛壓機加工，加工成本降低20倍。6、采用鍛焊結(jié)構(gòu)，閥體兩部件先粗加工再焊接，較整體鍛整體造加工，機加工成本 降低30%.7、閘板新結(jié)構(gòu)便于閥門在線維修。8、簡化了鍛造工藝、無損檢驗工藝、熱處理工藝、機加工工藝。

[0019]圖1本實用新型裝配圖；[0020]圖2改進前的雍腫型電站鍛鋼閘閥裝配圖[0021]圖3改進前的閘板組合件；[0022]圖4改進后的閘板組合件；[0023]圖5改進前的閘板；[0024]圖6改進后的閘板主視圖；[0025]圖7改進后的閘板左視圖；[0026]圖8改進前的保持架主視圖；[0027]圖9改進前的保持架左視圖；[0028]圖10改進后的保持架主視圖；[0029]圖11改進后的保持架左視圖；[0030]圖12改進前的頂心球；[0031]圖13改進后的棗型頂心球；[0032]圖14改進前的頂心球座；[0033]圖15改進前閥體鍛件毛坯主視圖；[0034]圖16改進后閥體下端鍛件毛坯圖；[0035]圖17改進后閥體上端鍛件毛坯圖；[0036]圖18改進后閥體下端粗加工主視圖；[0037]圖19改進后閥體下端粗加工左視圖；[0038]圖20改進后閥體上端端粗加工圖；[0039]圖21改進后閥體焊接組合件。
具體實施方式附圖標記如下閥體1、閥座2、閘板3、頂心球4、心軸5、保持架6、閥桿7、填料箱8、密封圈9、墊圈10、四開環(huán)11、填料12、填料壓板13、支架14、電動驅(qū)動裝置15。
以下結(jié)合附圖具體說明本實用新型的結(jié)構(gòu)以及實施方式圖1為本實用新型裝配圖，圖1為改進前的雍腫電站閘閥裝配圖，圖1較圖2閥 體中腔尺寸縮小了 12%，整個外形尺寸也縮小了 12%以上。圖3為改進前的閘板組合件，圖 4為改進后的間板組合件經(jīng)過精確設(shè)計計算，通過有限元分析，改進間板組合件的強度滿足 美國ASME鍋爐及壓力容器標準要求。閘板組合件主要是閘板3、保持架6、頂心球4、頂心座，本實用新型的閘板結(jié)構(gòu)改 成階梯狀，因圓盤閘板受力中心大，接近邊緣小，所以階梯狀閘板受力較合理，參考圖5為 改進前的閘板。圖6為改進后的閘板主視圖，圖7為改進后的閘板左視圖。改進前的兩閘 板之間用鋼球作頂心球4，頂心球4推動頂心座使兩間板3推開，壓在閥座2密封面上，保證 閥門密封。為了減小閘板組合件軸向尺寸，改進后的新結(jié)構(gòu)取消了頂心座，使頂心球4直接 推兩閘板3，頂心球4設(shè)計成棗核型，增加了接觸面積，減小了工作應(yīng)力。改進后的新結(jié)構(gòu)小 頭直徑Φ150，改進前小頭直徑Φ 110，改進后的新結(jié)構(gòu)強度要大于改進前13%。圖12為改進前的頂心球，圖13為改進后的棗型頂心球，圖14為改進前的頂心球 座。保持架6結(jié)構(gòu)重新設(shè)計，保持架6的功能是推動頂心球4向下運動，頂心球4推動閘板 3向兩側(cè)運動，關(guān)閉閘板3，保持架6推動頂心球4向上運動，帶動閘板3向上運動，同時閘 板3向內(nèi)運動，開啟閥門，閥門的密封和保持架6的強度有很大關(guān)系，所以保持架6要求強 度高，且有足夠的剛度，即在閥桿7軸向力作用下不變形。圖為8改進前的保持架主視圖， 圖9為改進前的保持架左視圖，圖10為改進后的保持架主視圖，圖11為改進后的保持架左 視圖。新結(jié)構(gòu)保持架6外形為較大的剛性整體，減少了閥桿7軸向力的損失。圖15為改進前閥體鍛件毛坯主視圖，圖16為改進后閥體下端鍛件毛坯圖，圖 17為改進后閥體上端鍛件毛坯圖，鑒于閥體鍛件毛坯為一大整體，鍛造困難，本實用新型將 閥體鍛件毛坯分成上下端兩部分，便于鍛造。圖18為改進后閥體下端粗加工主視圖，圖19為改進后閥體下端粗加 工左視圖，圖20改進后閥體上端端粗加工圖，由于整個閥體分成兩部分，機械粗加工非常 容易，提高了生產(chǎn)效率。圖21為改進后閥體焊接組合件，焊接采用氬弧氣體保護焊，焊接質(zhì) 量好，經(jīng)超聲波檢驗達到了美國ASME標準。鍛焊結(jié)構(gòu)閥體綜合質(zhì)量達到了整體鍛造閥體的質(zhì)量。
權(quán)利要求1.高溫高壓電站鍛鋼閘閥，包括閥體(1)、閥座(2)、閘板(3 )、頂心球(4 )、心軸(5 )、 保持架(6)、閥桿(7)、填料箱(8)、密封圈(9)、墊圈(10)、四開環(huán)(11)、填料(12)、填料壓板 (13)、支架(14)、電動驅(qū)動裝置(15)組成，其特征在于電動驅(qū)動裝置(15)轉(zhuǎn)動，螺母帶動 閥桿(7)作上下運動，閥桿(7)帶動保持架(6)，保持架(6)推動閘板(3)，當兩閘板(3)密封 面與閥座(2)密封面接觸，電動驅(qū)動裝置(15)在閉合位置停止；當閥桿(7)向上運動，閥桿 (7)帶動保持架(6)，保持架(6)帶動閘板(3)，脫離閥座(2)，到閥門全開位置停止；閥體整 體鍛造毛坯分解為上下端兩部分，閥體的鍛造毛坯為鍛焊結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓電站鍛鋼閘閥，其特征在于所述所述閘板(3)為階 梯狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓電站鍛鋼閘閥，其特征在于所述頂心球(4)為棗核 形結(jié)構(gòu)。
專利摘要高溫高壓電站鍛鋼閘閥，包括閥體、閥座、閘板、頂心球、心軸、保持架、閥桿、填料箱、密封圈、墊圈、四開環(huán)、填料、填料壓板、支架、電動驅(qū)動裝置組成，其特征在于電動驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動，螺母帶動閥桿作上下運動，閥桿帶動保持架，保持架推動閘板，當兩閘板密封面與閥座密封面接觸，電動驅(qū)動裝置在閉合位置停止，閥門完成閉合功能，當閥桿向上運動，閥桿帶動保持架，保持架帶動閘板，脫離閥座，到閥門全開位置停止，完成閥門開啟功能；整個體積減小12%，重量減小18%，材料鍛造加工成本可降低50%。啟閉靈活，關(guān)閉力矩小，解決了常規(guī)電站鍛鋼閘閥在技術(shù)的問題，如體積大，重量重，關(guān)閉力矩大，電動驅(qū)動裝置龐大等缺點。
文檔編號F16K3/30GK201925506SQ20102068823
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者肖箭, 蘇殿順 申請人:大連大高閥門有限公司