一种水下固定式球阀的制作方法

1.本发明涉及阀门制造领域，尤其涉及一种水下固定式球阀。


背景技术：

2.水下球阀主要应用于海底集输管汇或终端连接，90
°
回转实现阀门的快速启闭以截断和输送混合油气、水、二氧化碳等介质，满足海底油气开采、集输、回注、清管等工艺操作需求。相较陆地和平台管汇等设施上的阀门，水下球阀因长期暴露海底环境和含硫化氢等酸性环境，需确保可靠性和可操作性，水下球阀依然需要手动控制球阀的导通与截止切换，在水环境中进行作业，在水压的作用下，操作者在进行控制时，球阀的压力直接作用在中间球体和阀体上，使得球阀内部磨损严重，并且现有的球阀为确保密封性能，采用一体化加工，设计制造较为苛刻，难度系数较大。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种水下固定式球阀。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种水下固定式球阀，包括：
5.端盖，
6.所述端盖与阀体相连接，所述阀体的内侧设有止流机构，所述止流机构的一侧安装有阀杆，所述阀杆贯穿所述阀体延伸到外侧，与操作杆相连接，通过转动所述操作杆使所述止流机构进行转动截止所述阀体的输送；
7.所述端盖的一侧焊接有短接管。
8.作为上述技术方案的进一步描述：所述阀体的一侧安装有阀盖，所述阀盖的上方设置有盖板，所述盖板的上方设置有定位螺钉，对所述操作杆的转动范围进行限制。
9.作为上述技术方案的进一步描述：所述阀盖的一侧设有位置指示器，所述位置指示器的端面处开设有向内凹陷的标识。
10.作为上述技术方案的进一步描述：所述阀盖与所述阀杆之间设置有支撑环，所述支撑环的两侧设置有密封圈，所述支撑环的下方设置有压盖，所述压盖与所述阀盖内侧相配合形成容积腔，内部放置填料组件。
11.作为上述技术方案的进一步描述：所述止流机构的两侧分别与第一阀座圈和第二阀座圈相配合，为金属接触并密封，采用镍基合金材料并喷涂碳化钨。
12.作为上述技术方案的进一步描述：所述第一阀座圈外侧为阶梯状孔轴，外侧轴肩处设置有密封圈，所述密封圈外侧设置有垫片，所述第一阀座圈的外侧还设置有弹性组件，与所述端盖的内侧相配合；
13.所述第二阀座圈外侧为阶梯状孔轴，外侧轴肩处设置有相对放置的两个密封圈，在另一轴肩处设有所述弹性组件。
14.作为上述技术方案的进一步描述：所述止流机构的下方设置有枢轴，所述阀杆、所
述枢轴与所述止流机构之间通过四方孔连接，所述止流机构与所述枢轴之间设置有垫片，所述枢轴和所述阀杆的外侧环套设置有滑动轴承，使所述枢轴和所述阀杆进行转动。
15.作为上述技术方案的进一步描述：所述枢轴下方连接底盖，所述底盖与所述阀体之间通过螺栓连接。
16.作为上述技术方案的进一步描述：所述端盖和所述阀体之间、所述底盖和所述阀体之间、所述阀体和所述阀盖之间均设有双密封，内侧密封为金属钢垫圈，外侧为橡胶密封圈。
17.作为上述技术方案的进一步描述：所述阀体的外侧设有吊耳和堵头，所述堵头与所述阀体的内侧相联通。
18.上述技术方案具有如下优点或有益效果：
19.1、阀座圈和球体之间为金属接触并密封，采用镍基合金材料并喷涂碳化钨，阀座圈和阀体之间设有唇形弹簧蓄能密封圈，可密封高压的同时具备低压密封。
20.2、设有单独扇形的位置指示器，指示器上刻有开、关标识，便于在海底能见度较低的情况下，具有较高的操作状态和工作状态识别性。
21.3、止流机构和阀体之间的密封上游为单活塞型，下游为双活塞型，安装两个背靠背的唇形弹簧蓄能密封圈，可实现阀门关闭时内腔压力直接排放至上游而不至下游，提高了管线操作安全性。
附图说明
22.图1为本发明提出的球阀的立体图一；
23.图2为本发明提出的球阀的立体图二；
24.图3为本发明提出的球阀的剖视图；
25.图4为图3中a处的局部放大图；
26.图5为图3中b处的局部放大图；
27.图6为图3中c处的局部放大图。
28.图例说明：
29.1、端盖；2、阀体；3、止流机构；4、阀杆；5、操作杆；6、短接管；7、阀盖；8、盖板；9、定位螺钉；10、位置指示器；11、支撑环；12、压盖；13、第一阀座圈；14、第二阀座圈；15、弹性组件；16、枢轴；17、滑动轴承；18、底盖；19、吊耳；20、堵头；21、填料组件。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
31.参照图1-图6，本发明提供的一种实施例：一种水下固定式球阀，包括：端盖1，端盖1与阀体2相连接，阀体2的内侧设有止流机构3，止流机构3的一侧安装有阀杆4，阀杆4贯穿阀体2延伸到外侧，与操作杆5相连接，通过转动操作杆5使止流机构3进行转动截止阀体2的输送；端盖1的一侧焊接有短接管6。
32.端盖1和阀体2之间、底盖18和阀体2之间、阀体2和阀盖7之间均设有双密封，内侧密封为金属钢垫圈，外侧为橡胶密封圈，形成金属密封。
33.在本实施例中，短接管6与端盖1对接焊完成后，通过螺柱、螺母拧紧在阀体2上，压紧金属钢垫圈和橡胶密封圈形成侧面端部密封，橡胶密封圈为o型圈，止流机构3为球体，中间开设有联通腔体，端盖1上设有阀座孔，安装第一阀座圈13，与密封圈、垫片、弹性组件15与止流机构3形成上游密封副，阀体2上设有阀座孔，安装第二阀座圈14，与密封圈和弹性组件15形成下游密封副，密封圈为唇形蓄能密封圈，金属密封保证了耐高压气、耐腐蚀，橡胶密封提供了应急保护和海水隔离的作用。
34.短接管6和端盖1焊接为一体，降低了制造成本，方便现场对接预制，减少焊接制备和过程对对管线以及阀门本体材料及密封部位的影响。
35.阀体2的一侧安装有阀盖7，阀盖7的上方设置有盖板8，盖板8的上方设置有定位螺钉9，对操作杆5的转动范围进行限制，阀盖7的一侧设有位置指示器10，位置指示器10的端面处开设有向内凹陷的标识。
36.在本实施例中，盖板8上设有止动板8和定位螺钉9，固定操作角度限制在90
°
范围内；操作杆5通过平垫片和六角头螺钉进行固定，操作杆5加长减少操作扭力，方便潜水员操作阀门，连接简单拆卸容易便于保护。
37.阀体2和阀盖7之间穿有位置指示器10，指示器上刻有开(o)、关(s)标识，便于潜水员在海底能见度较低的情况下，快速识别，具有较高的操作状态和工作状态识别性。
38.阀盖7与阀杆4之间设置有支撑环11，支撑环11的两侧设置有密封圈，支撑环11的下方设置有压盖12，压盖12与阀盖7内侧相配合形成容积腔，内部放置填料组件21。
39.压盖12压紧填料组件21，其上再设有支撑环11、内唇形蓄能密封圈、外唇形蓄能密封圈，通过盖板8及一组内六角螺钉固定，实现多重旋转密封保护，防止操作过程中的外漏，同时设有橡胶密封圈分别进行二次密封，可以防止海沙等杂质进入密封区域。
40.止流机构3的两侧分别与第一阀座圈13和第二阀座圈14相配合，为金属接触并密封，采用镍基合金材料并喷涂碳化钨。
41.第一阀座圈13、第二阀座圈14和阀体2之间设有唇形弹簧蓄能密封圈，可密封高压的同时具备低压密封的性能。
42.具体的，第一阀座圈13外侧为阶梯状孔轴，外侧轴肩处设置有密封圈，密封圈外侧设置有垫片，第一阀座圈13的外侧还设置有弹性组件15，与端盖1的内侧相配合；
43.第二阀座圈14外侧为阶梯状孔轴，外侧轴肩处设置有相对放置的两个密封圈，在另一轴肩处设有弹性组件15。
44.在本实施例中，止流机构3和阀体2之间的密封上游为单活塞型，下游为双活塞型，安装两个背靠背的唇形弹簧蓄能密封圈，可实现阀门关闭时内腔压力直接排放至上游而不至下游，提高了管线操作安全性，弹性组件15为弹簧，具有一定的缓冲性能。
45.止流机构3的下方设置有枢轴16，阀杆4、枢轴16与止流机构3之间通过四方孔连接，止流机构3与枢轴16之间设置有垫片，枢轴16和阀杆4的外侧环套设置有滑动轴承17，使枢轴16和阀杆4进行转动。
46.止流机构3上下分别穿有阀杆4和枢轴16，止流机构3与阀杆4通过四方孔连接，阀盖7穿过阀杆4通过内六角螺钉拧紧在阀体2上，压紧钢垫圈和橡胶密封圈形成顶部端部密
封，阀盖7和阀杆4轴向方向通过垫片实现旋转和接触，下部通过滑动轴承17进行径向定位和摩擦旋转。
47.具体的，枢轴16下方连接底盖18，底盖18与阀体2之间通过螺栓连接。
48.止流机构3与枢轴16之间设有通过垫片实现旋转和限位，通过滑动轴承17进行径向定位和旋转，与阀体2之间设有橡胶密封圈和挡圈形成初始密封。枢轴16底部接触底盖18，底盖18通过内六角螺钉拧紧在阀体2上，压紧钢垫圈和橡胶密封圈形成底部端部密封。
49.阀体2的外侧设有吊耳19和堵头20，堵头20与阀体2的内侧相联通。阀体2上设有吊耳19便于运输、安装起吊，设有堵头20便于阀门试压后的排水和干燥处理以及应急情况下的排污。
50.在一个具体的实施例中，阀门主体材料采用a694 f65低合金钢锻件，密封区域堆焊inconel 625合金3mm，钢垫圈采用inconel 625材质，球体和阀体均为inconel 718材质，密封副喷涂碳化钨，唇形蓄能密封圈材质为ptfe+peek+elgiloy组合，通过材料和结构的设计满足工况：-18℃-60
°
，海水压力1mpa，工作压力15.6mpa，设计压力14.2mpa，本结构的阀门通过以上结构和材料组合具备耐高压、耐气密封、耐腐蚀的特性，能够经受高压舱循环操作和试压以及200次操作循环和温压循环试验。
51.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种水下固定式球阀，其特征在于，包括：端盖(1)，所述端盖(1)与阀体(2)相连接，所述阀体(2)的内侧设有止流机构(3)，所述止流机构(3)的一侧安装有阀杆(4)，所述阀杆(4)贯穿所述阀体(2)延伸到外侧，与操作杆(5)相连接，通过转动所述操作杆(5)使所述止流机构(3)进行转动截止所述阀体(2)的输送；所述端盖(1)的一侧焊接有短接管(6)。2.根据权利要求1所述的一种水下固定式球阀，其特征在于：所述阀体(2)的一侧安装有阀盖(7)，所述阀盖(7)的上方设置有盖板(8)，所述盖板(8)的上方设置有定位螺钉(9)，对所述操作杆(5)的转动范围进行限制。3.根据权利要求2所述的一种水下固定式球阀，其特征在于：所述阀盖(7)的一侧设有位置指示器(10)，所述位置指示器(10)的端面处开设有向内凹陷的标识。4.根据权利要求2所述的一种水下固定式球阀，其特征在于：所述阀盖(7)与所述阀杆(4)之间设置有支撑环(11)，所述支撑环(11)的两侧设置有密封圈，所述支撑环(11)的下方设置有压盖(12)，所述压盖(12)与所述阀盖(7)内侧相配合形成容积腔，内部放置填料组件(21)。5.根据权利要求1所述的一种水下固定式球阀，其特征在于：所述止流机构(3)的两侧分别与第一阀座圈(13)和第二阀座圈(14)相配合，为金属接触并密封，采用镍基合金材料并喷涂碳化钨。6.根据权利要求5所述的一种水下固定式球阀，其特征在于：所述第一阀座圈(13)外侧为阶梯状孔轴，外侧轴肩处设置有密封圈，所述密封圈外侧设置有垫片，所述第一阀座圈(13)的外侧还设置有弹性组件(15)，与所述端盖(1)的内侧相配合；所述第二阀座圈(14)外侧为阶梯状孔轴，外侧轴肩处设置有相对放置的两个密封圈，在另一轴肩处设有所述弹性组件(15)。7.根据权利要求2所述的一种水下固定式球阀，其特征在于：所述止流机构(3)的下方设置有枢轴(16)，所述阀杆(4)、所述枢轴(16)与所述止流机构(3)之间通过四方孔连接，所述止流机构(3)与所述枢轴(16)之间设置有垫片，所述枢轴(16)和所述阀杆(4)的外侧环套设置有滑动轴承(17)，使所述枢轴(16)和所述阀杆(4)进行转动。8.根据权利要求7所述的一种水下固定式球阀，其特征在于：所述枢轴(16)下方连接底盖(18)，所述底盖(18)与所述阀体(2)之间通过螺栓连接。9.根据权利要求8所述的一种水下固定式球阀，其特征在于：所述端盖(1)和所述阀体(2)之间、所述底盖(18)和所述阀体(2)之间、所述阀体(2)和所述阀盖(7)之间均设有双密封，内侧密封为金属钢垫圈，外侧为橡胶密封圈。10.根据权利要求1所述的一种水下固定式球阀，其特征在于：所述阀体(2)的外侧设有吊耳(19)和堵头(20)，所述堵头(20)与所述阀体(2)的内侧相联通。

技术总结
本发明公开了一种水下固定式球阀，包括：端盖，所述端盖与阀体相连接，所述阀体的内侧设有止流机构，所述止流机构的一侧安装有阀杆，所述阀杆贯穿所述阀体延伸到外侧，与操作杆相连接，通过转动所述操作杆使所述止流机构进行转动截止所述阀体的输送；所述端盖的一侧焊接有短接管；该装置的阀座圈和止流机构之间为金属接触并密封，采用镍基合金材料并喷涂碳化钨，阀座圈和阀体之间设有唇形弹簧蓄能密封圈，可密封高压的同时具备低压密封。可密封高压的同时具备低压密封。可密封高压的同时具备低压密封。


技术研发人员：潘咏 胡仁达 张政 饶建红 伏永宏 路厚龙 章丽娟 陈佳敏
受保护的技术使用者：锐迈耐腐蚀科技（宣城）有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/10/15