CN102094987A

CN102094987A - 一种超高压平板闸阀

Info

Publication number: CN102094987A
Application number: CN 201010597616
Authority: CN
Inventors: 张建权; 修贤芝
Original assignee: Shanghai SK Petroleum Chemical Equipment Corp Ltd; Shanghai SK Petroleum Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai SK Petroleum Chemical Equipment Corp Ltd; Shanghai SK Petroleum Equipment Co Ltd
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-06-15

Abstract

一种超高压平板闸阀，是暗杆闸阀，手轮转动带动阀杆套和止推轴承转动再通过安全销带动阀杆转动，而使阀板上下运动，以达到开关阀门的目的，阀座和阀体之间采用金属密封和弹簧式唇形密封的双密封设计，提供最大程度的保护颗粒污染物入侵阀腔，可以防止阀体、阀座和阀板之间的金属密封免受沙粒侵蚀，也可以防止钻井泥浆对阀体的侵蚀，阀体和阀盖采用优质合金结构钢或优质不锈钢锻造而成，并采用特殊热处理工艺技术，具有良好的力学性能，提高了可靠性和安全性。本发明结构紧凑，阀门刚性好，通道流畅，流阻数小，密封面采用不锈钢和硬质合金，具有防腐、耐磨、耐冲蚀等优点，使用寿命长，适用范围广。

Description

一种超高压平板闸阀

技术领域

本发明涉及一种超高压平板闸阀。

背景技术

多年来，市场上生产的平板闸阀多限于压力级别为：35MPa、70MPa、105MPa，但随着油气田的开采环境越来越苛刻、复杂，提供适应“超高压、高腐蚀”工况的平板闸阀已经迫在眉睫。

发明内容

本发明提供的一种超高压平板闸阀，具有良好的力学性能和密封性能，广泛适应于各种压力、温度和腐蚀工况，尤其适合超高压、高腐蚀的工况。

为了达到上述目的，本发明提供一种超高压平板闸阀，包含：

阀体；

导板，其设置在阀体的内腔中，导板的凹槽与阀体的通孔方向保持一致；

阀座，其设置在阀体的内腔中，两个阀座分别位于导板上方两侧，阀座上设置密封槽，密封槽内分别设置内密封圈和外密封圈；

阀板，其设置在阀体内腔，位于两个阀座和导板组成的空间内；

阀盖，其设置在阀体上端，阀盖上设置密封槽，密封槽内设置金属阀盖密封圈；

阀杆，其设置在阀板内，穿过阀盖，并与阀板螺纹连接，该阀杆具有密封台阶；

阀杆密封，其设置在阀盖内腔中，套设在阀杆上；

手轮，其设置在阀杆套上。

所述的内密封圈和外密封圈为弹簧式唇形密封。

所述的阀板内侧设置有阀杆螺母。

所述的阀盖通过单螺母双头螺栓和阀盖螺母与阀体固定连接。

所述的阀杆密封采用金属弹簧加强的唇形密封。

所述的超高压平板闸阀还包含：

上座，其设置在阀盖内腔中，套设在阀杆上，位于阀杆密封上方；

盘根压帽，其设置在阀盖内腔中，套设在阀杆上，位于上座上方，该盘根压帽具有外螺纹，与阀盖螺纹连接；

阀杆套，其套设在阀杆上，位于盘根压帽上方，该阀杆套上设置密封槽，密封槽内设置第二O型圈；

安全销，其贯穿阀杆套和阀杆；

轴承压帽，其设置在阀盖上，该轴承压帽具有内螺纹，与阀盖螺纹连接；

单流阀，其设置在阀盖上，位于阀杆密封的下部，且单流阀的润滑孔和密封孔均不直接接通阀腔；

单螺母双头螺栓，其设置在阀体上，该单螺母双头螺栓具有外螺纹，与阀体螺纹连接；

O型圈，其套设在轴承压帽的外圆的圆弧沟槽内；

止推轴承，其套设置在阀杆套上，位于座圈的上方轴圈的下方；

座圈，其套设置在阀杆套上，位于止推轴承的下方；

轴圈，其套设置在阀杆套上，位于止推轴承的上方；

黄油嘴，其设置在轴承压帽上，确保止推轴承易于打开和关闭；

定位销，其设置在阀体上，对阀盖起周向定位作用。

所述的超高压平板闸阀还包含：

锁销环，其套设置在阀杆套上，位于开关指示牌的上方，起定位开关指示牌的作用。

开关指示牌，其套设置在阀杆套上，位于锁销环的下方。

所述的阀体和阀盖采用优质合金结构钢或者优质不锈钢锻造而成。

所述的阀座、阀板表面喷焊耐腐蚀合金粉末，阀体的内腔堆焊耐腐蚀合金衬里，阀体、阀座和阀板之间形成金属密封。

所述的阀板和阀杆之间的螺纹连接采用梯形螺纹，确保阀板的顺利移动。

本发明具有以下优点：

1、结构紧凑，阀门刚性好，通道流畅，流阻数小，密封面采用不锈钢和硬质合金，具有防腐、耐磨、耐冲蚀等优点，使用寿命长。

2、密封面受介质的冲刷和侵蚀小，密封可靠，操作轻便灵活。

3、无论是开或关，阀板运动方向均与介质流动方向相垂直，开关较省力。

4、介质流向不受限制 , 不扰流、不降低压力。

5、形体简单，结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。

6、尤其适用于工作压力20,000PSI，工作温度≤120℃的水、油、泥浆、天然气管线作控制介质流动的启闭装置。

附图说明

图1是本发明提供的一种超高压平板闸阀的剖面图。

图2是图1中A区域的放大示意图。

图3是图1中B区域的放大示意图。

图4是图1中C区域的放大示意图。

图5是本发明提供的一种超高压平板闸阀的阀杆和阀座装配示意图。

具体实施方式

以下根据图1～图5，具体说明本发明的较佳实施例。

如图1所示，是本发明提供的一种超高压平板闸阀的剖面图，该超高压平板闸阀包含：

阀体1；

导板2，其设置在阀体1的内腔中，导板2的凹槽与阀体1的通孔方向保持一致；

阀座3，其设置在阀体1的内腔中，两个阀座3分别位于导板2上方两侧，阀座3上设置密封槽，密封槽内分别设置内密封圈5和外密封圈4（如图4所示），内密封圈5和外密封圈4为弹簧式唇形密封；

阀板6，其设置在阀体1内腔，位于两个阀座3和导板2组成的空间内，该阀板6内侧设置有阀杆螺母61（如图3所示）；

阀盖27，其设置在阀体1上端，通过阀盖螺母9与阀体1固定连接，阀盖27上设置密封槽，密封槽内设置金属阀盖密封圈8；

阀杆7，其设置在阀板6内，穿过阀盖27，并与阀板6螺纹连接，该阀杆7具有密封台阶71；

阀杆密封11（如图2所示），其设置在阀盖27内腔中，套设在阀杆7上，该阀杆密封11采用金属弹簧加强的唇形密封；

上座12，其设置在阀盖27内腔中，套设在阀杆7上，位于阀杆密封11上方；

盘根压帽13，其设置在阀盖27内腔中，套设在阀杆7上，位于上座12上方，该盘根压帽13具有外螺纹，与阀盖27螺纹连接；

阀杆套21，其套设在阀杆7上，位于盘根压帽13上方，该阀杆套21上设置密封槽，密封槽内设置第二O型圈22；

安全销24，其贯穿阀杆套21和阀杆7；

轴承压帽25，其设置在阀盖27上，该轴承压帽25具有内螺纹，与阀盖27螺纹连接；

手轮18，其设置在阀杆套21上；

单流阀26，其设置在阀盖27上，位于阀杆密封11的下部，且单流阀26的润滑孔261和密封孔262均不直接接通阀腔101；

单螺母双头螺栓10，其设置在阀体上，该单螺母双头螺栓具有外螺纹，与阀体螺纹连接；

O型圈14，其套设在轴承压帽25的外圆的圆弧沟槽内；

止推轴承15，其套设置在阀杆套21上，位于座圈16的上方轴圈17的下方；

座圈16，其套设置在阀杆套21上，位于止推轴承15的下方；

轴圈17，其套设置在阀杆套21上，位于止推轴承15的上方；

锁销环19，其套设置在阀杆套21上，位于开关指示牌的上方，起定位开关指示牌的作用。

开关指示牌20，其套设置在阀杆套21上，位于锁销环的下方；

黄油嘴23，其设置在轴承压帽25上，确保止推轴承15易于打开和关闭；

定位销28，其设置在阀体1上，对阀盖27起周向定位作用；

阀体1和阀盖27采用优质合金结构钢或优质不锈钢锻造而成，并采用特殊热处理工艺技术，具有良好的力学性能，提高了可靠性和安全性；

阀座3、阀板6表面喷焊耐腐蚀合金粉末，具备良好的耐磨性和抗腐蚀能力，阀体1的内腔堆焊耐腐蚀合金衬里，用来保护阀门内部接触流体的部位，阀体1、阀座3和阀板6之间形成金属密封；

阀体1与阀盖27之间的金属阀盖密封圈8利用压力产生过盈密封；

阀座3、阀板6及导板2可以保证可靠的密封并简化现场维修，更换阀板和阀座不用专用的工具，采用整体式阀板结构，可防止管线中的沉淀物进入阀体内腔；

内密封圈5和外密封圈4是弹簧式唇形密封，这种密封可保护金属密封表面的阀座3与阀板6之间不受损害，提高了在非常低的压力下阀门的密封性能；

如图4所示，阀座6和阀体1之间采用金属密封和弹簧式唇形密封的双密封设计，提供最大程度的保护颗粒污染物入侵阀腔101，可以防止阀体1、阀座3和阀板6之间的金属密封免受沙粒侵蚀，也可以防止钻井泥浆对阀体的侵蚀；

两个阀座6可以互换安装位置，以延长使用寿命；

阀杆7的密封台阶71可以设置为背向阀盖27进行密封，以隔离阀腔101，以便在野外作业时，闸阀在压力状态下更换阀杆密封11；

该超高压平板闸阀是暗杆闸阀，手轮18转动带动阀杆套21和止推轴承15转动再通过安全销24带动阀杆7转动，而使阀板6上下运动，以达到开关阀门的目的，阀门操作不改变阀腔101内压力，不移动阀腔101内填充的润滑脂；

单流阀26设置在阀杆密封11的下部，保证了安全性，通过单流阀26向阀腔101内注入润滑脂，润滑阀杆7、阀座3和阀板6；

高承载能力的两个止推轴承15用来吸收阀板开启和关闭时的载荷，从而将手轮18的旋转力减至最小；

阀板6和阀杆7之间的螺纹连接采用梯形螺纹，确保阀板6的顺利移动；

阀杆密封11采用Busak+Shamban公司最早专门为Cameron公司设计金属弹簧加强的填充PTFE Lip seal（聚四氟乙烯唇形密封）——Varipark。此类密封最高压力可达20,000psi，温度可达-450～600℉，不同的材料可适用于各种恶劣的腐蚀环境，产品原产地为美国或者奥地利；

内密封圈5和外密封圈4的唇形密封的密封材料用的是填充聚醚醚酮树脂PEEK，PEEK最高适应温度在480℉，填充适当物质可以提高其温度性能，磨阻系数低，稳定性好，特别适合做面密封一类的静密封；

聚四氟乙烯PTFE和聚醚醚酮树脂PEEK都是可以直接暴露在NACE 酸性环境中的非金属材料。

该超高压平板闸阀的装配顺序如下：

1、把导板2置入阀体1的内腔，导板2的凹槽与阀体1的通孔方向基本保持一致。

2、在阀座3的密封槽内抹上密封脂，将内密封圈5和外密封圈4置入阀座3的密封槽内，再在整个阀座密封面上抹上密封脂，然后把阀座3置入阀体1的内腔。

3、往阀腔101内放入密封脂，密封脂的高度到达阀座3的中部即可。

4、在阀板6的两侧面涂抹密封脂，将阀板6放入两阀座3的中间，放正，即，如图5所示，尽量使阀板面与阀体上法兰面102垂直（即与两阀座面保持平行），然后用工装将阀板压入两阀座中间。注意在阀板6刚开始进入阀座3中间位置的过程中，应密切注意阀板6是否靠中，如有问题，应及时进行调整，防置拉伤密封面。当阀板6的上部台肩面低于阀体1的上部法兰面时，可停止压入。

5、安装定位销28和阀杆7。

6、安装单螺母双头螺栓10于阀体的对应螺孔和阀盖的对应孔内，用手上紧。目测螺栓的露出高度是否基本一致（最大不能超过1.5mm），如发现相差较大，检查原因并更正。

7、往阀腔101内充填密封脂，充填的高度与阀体的上法兰面位置平齐。

8、目测阀体1的上端面（包括阀盖27的封圈槽）是否清洁，如有污物，应清洗干净，然后在阀盖27的封圈槽内均匀涂抹密封脂，置入阀盖密封圈8。

9、再阀盖密封圈8的表面均匀涂抹上一层密封脂，检查阀盖27的法兰是否清洁，如有污物，清洗干净，然后安装到阀体1上。

10、安装阀盖螺母9，上紧。

11、在阀杆7的外表面、阀盖27内腔的杆密封处、阀杆密封11和上座12的内外表面上均匀涂抹密封脂，然后把阀杆密封11和上座12依次套入阀杆7。用专用套筒把阀杆密封11和上座12压入阀盖27的内腔。在压入过程中，适当转动套筒，便于均匀下移。

12、盘根压帽13的外螺纹和内表面均匀涂抹润滑脂，然后安装到阀盖27上。

13、用黄油分别把座圈16、轴圈17、止推轴承15按图1所示位置安装到阀杆套21上。

14、将阀杆套21和安全销24安装到阀杆7上。

15、安装阀杆套21上的第二O型圈22。装配前，第二O型圈22与阀杆套21的密封槽的表面要涂抹密封脂。

16、在轴承压帽25的内螺纹和上端内腔表面涂抹润滑脂，并将轴承压帽25安装到阀盖27上面，用手上紧即可。

17、安装单流阀26、手轮18。上紧单流阀。

18、试运转。手轮18运转应灵活无卡阻。

19、试验。

20、喷漆。

21、安装黄油嘴23、闸阀铭牌29、铆钉30、开关指示牌20、锁销环19和手轮18。

该超高压平板闸阀在操作时：

1、阀板应总是处于全开或全闭的位置，阀板部分开启或用来进行节流会导致阀板损坏；

2、打开闸阀时，逆时针向左旋转手轮直到停止，再往回旋转手轮1/4圈以降低阀杆的应力，这时阀门才能完全安全的关闭和密封；

3、关闭闸阀时，顺时针向右旋转手轮直到停止，然而往回旋转1/2到3/4圈。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种超高压平板闸阀，其特征在于，该超高压平板闸阀包含：

阀体（1）；

导板（2），其设置在阀体（1）的内腔中，导板（2）的凹槽与阀体（1）的通孔方向保持一致；

阀座（3），其设置在阀体（1）的内腔中，两个阀座（3）分别位于导板（2）上方两侧，阀座（3）上设置密封槽，密封槽内分别设置内密封圈（5）和外密封圈（4）；

阀板（6），其设置在阀体（1）内腔，位于两个阀座（3）和导板（2）组成的空间内；

阀盖（27），其设置在阀体（1）上端，阀盖（27）上设置密封槽，密封槽内设置金属阀盖密封圈（8）；

阀杆（7），其设置在阀板（6）内，穿过阀盖（27），并与阀板（6）螺纹连接，该阀杆（7）具有密封台阶（71）；

阀杆密封（11），其设置在阀盖（27）内腔中，套设在阀杆（7）上；

手轮（18），其设置在阀杆套（21）上。

2.如权利要求1所述的超高压平板闸阀，其特征在于，所述的内密封圈（5）和外密封圈（4）为弹簧式唇形密封。

3.如权利要求1所述的超高压平板闸阀，其特征在于，所述的阀板（6）内侧设置有阀杆螺母（61）。

4.如权利要求1所述的超高压平板闸阀，其特征在于，所述的阀盖（27）通过单螺母双头螺栓（10）和阀盖螺母（9）与阀体（1）固定连接。

5.如权利要求1所述的超高压平板闸阀，其特征在于，所述的阀杆密封（11）采用金属弹簧加强的唇形密封。

6.如权利要求1所述的超高压平板闸阀，其特征在于，所述的超高压平板闸阀还包含：

上座（12），其设置在阀盖（27）内腔中，套设在阀杆（7）上，位于阀杆密封（11）上方；

盘根压帽（13），其设置在阀盖（27）内腔中，套设在阀杆（7）上，位于上座（12）上方，该盘根压帽（13）具有外螺纹，与阀盖（27）螺纹连接；

阀杆套（21），其套设在阀杆（7）上，位于盘根压帽（13）上方，该阀杆套（21）上设置密封槽，密封槽内设置第二O型圈（22）；

安全销（24），其贯穿阀杆套（21）和阀杆（7）；

轴承压帽（25），其设置在阀盖（27）上，该轴承压帽（25）具有内螺纹，与阀盖（27）螺纹连接；

单流阀（26），其设置在阀盖（27）上，位于阀杆密封（11）的下部，且单流阀（26）的润滑孔（261）和密封孔（262）均不直接接通阀腔（101）；

单螺母双头螺栓（10），其设置在阀体上，该单螺母双头螺栓具有外螺纹，与阀体螺纹连接；

O型圈（14），其套设在轴承压帽（25）的外圆的圆弧沟槽内；

止推轴承（15），其套设置在阀杆套（21）上，位于座圈（16）的上方轴圈（17）的下方；

座圈（16），其套设置在阀杆套（21）上，位于止推轴承（15）的下方；

轴圈（17），其套设置在阀杆套（21）上，位于止推轴承（15）的上方；

黄油嘴（23），其设置在轴承压帽（25）上，确保止推轴承（15）易于打开和关闭；

定位销（28），其设置在阀体（1）上，对阀盖（27）起周向定位作用。

7.如权利要求6所述的超高压平板闸阀，其特征在于，所述的超高压平板闸阀还包含：

锁销环（19），其套设置在阀杆套（21）上，位于开关指示牌的上方，起定位开关指示牌的作用；开关指示牌（20），其套设置在阀杆套（21）上，位于锁销环的下方。

8.如权利要求1所述的超高压平板闸阀，其特征在于，所述的阀体（1）和阀盖（27）采用优质合金结构钢或者优质不锈钢锻造而成。

9.如权利要求1所述的超高压平板闸阀，其特征在于，所述的阀座（3）、阀板（6）表面喷焊耐腐蚀合金粉末，阀体（1）的内腔堆焊耐腐蚀合金衬里，阀体（1）、阀座（3）和阀板（6）之间形成金属密封。

10.如权利要求1所述的超高压平板闸阀，其特征在于，所述的阀板（6）和阀杆（7）之间的螺纹连接采用梯形螺纹，确保阀板（6）的顺利移动。