CN102384277A - 一种耐高压硬密封平板阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高压硬密封平板阀，尤其涉及一种耐高压的闸板，属于高压流体阀门制造技术领域。它包括阀体、阀腔、闸板、阀杆、手轮等构成，在不改变现有阀腔结构的情况下，将闸板的外侧面设计成外凸或闸板两侧面和底面同时设计为外凸。作为优选：将闸板的两侧面设计为外凸，且截面形状为圆弧形或为多边形。本发明具有工艺简洁、制作成本低、闸板抗拉强度高、承受的压力大、能够满足阀门在全开状态下的高压力测试要求。

Description

一种耐高压硬密封平板阀

技术领域

本发明涉及一种耐高压硬密封平板阀，尤其涉及一种耐高压的闸板，属于高压流体阀门制造技术领域。

背景技术

目前广泛运用于油田井口采油树或输油管道中的硬密封手动平板阀，其工作原理是：通过变换闸板与阀座之间的相对位置来实现阀门的开和闭。所述闸板外形为长方体，长方体上设有相互平行的两密封面、上端设有连接阀杆的T形槽、下部设有垂直于两密封面的通孔。阀座为两只且分别密贴在闸板的两密封面上。当闸板上部的实体部分完全封闭阀座上的孔时为阀门的闭合；当闸板下部的孔与阀座上的孔重合时为阀门的全开。为防止闸板的两密封面易损，在两密封表面上还真空喷涂了一层镍基合金。在标准代号为：GB/T22513-2008的《石油天然气工业、钻井和采油设备、井口装置和采油树》国家标准和标准代号为：API spec 6A-2004第19版《井口装置和采油树设备规范》国际通用标准中，都规定了阀座全密封和半开状态下的压力试验标准，而大多数阀门制造厂家生产的阀门，其试验数据都能达到上述两标准要求。目前的问题是相当部分使用阀门单位，根据实际使用需求提出增加阀座在全开状态下的额定压力试验，而全开状态下的额定压力试验在上述两标准中并没有作出规定，且现有的硬密封手动平板阀均不能通过这种状态下的试验要求。由于承受力部位的闸板形状设计的不合理，表现出的问题是：闸板下部的孔周出现表面涂层的放射状裂纹，更为严重者则在闸板下部的孔最小截面处出现撕裂现象。众上所述，设计出一种既达到标准规定又满足用户需求的硬密封手动平板阀，实乃当务之急。

发明内容

针对目前现有硬密封手动平板阀在全开状态下达不到试压所需压力，本发明提供一种耐高压硬密封平板阀，提高了闸板耐压和抗裂的能力。

本发明采取以下技术方案实施：它包括阀体、阀腔、闸板、阀杆、手轮等构成，在不改变现有阀腔结构的情况下，将闸板的外侧面设计成外凸或闸板两侧面和底面同时设计为外凸。作为优选：将闸板的两侧面设计为外凸，且截面形状为圆弧形或为多边形。本发明将原来闸板中连接两密封面的侧平面设计为外凸形状的目的，是增大闸板孔最小截面处的截面积。由应力计算公式：б＝N/A(式中б为正应力、N为截面上所受到的力、A为受力截面积)可知，当N为定值时，A值越大、б越小。因此，在不改变阀体体积和形状、不改变闸板宽度和厚度的情况下，充分利用阀腔内的可利用空间来增加闸板孔最小截面处的截面积，以增强闸板的抗拉强度。

本发明具有工艺简洁、制作成本低、闸板抗拉强度高、承受的压力大、能够满足阀门在全开状态下的高压力测试要求。

附图说明

附图1为本发明的主剖视结构示意图；

附图2为附图1中闸板的主视结构示意图；

附图3为附图1中闸板的左视结构示意图；

附图4为附图1中闸板的俯视结构示意图。

在附图12、3、4中：1、闸板、2、密封面、3通孔、4圆弧面。

具体实施方式

如附图1、2、3、4所示，闸板1置于阀腔之中，通过阀杆带动闸板1在阀腔中上下运动，当闸板1上设有的通孔3与阀腔中孔正对或重合时，阀门处于全开状态。由于在全开状态下，管道中的液体压力直接着用于通孔3四周内侧面，当通孔3内侧面受到足够大压力时，通孔3两侧面或者两侧面及底面会出现变形，严重的出现撕裂，导致闸板1表面耐摩涂层起邹撕裂而不耐摩，闸板1变形而不耐压。本发明中将连接两密封面2的侧面制成圆弧面4，通孔3的孔壁到闸板1的侧面最小截面面积，由原闸板的最小截面面积：A＝板厚×(板宽-通孔直径)，增加到：A′＝板厚×(板宽-通孔直径)+弧面积。以闸板1在阀门全开状态下必须满足额定压力侧试的抗拉强度条件：бmax＝N/A≤〔б〕(式中N为额定压力、A为危险截面面积)作为依据推论：原闸板的бmax＝N/A、本发明中闸板1的б′max＝N/A′：因为A′＞A，所以б′max＜бmax。因此，将原连接两密封面2的侧平面设计为侧圆弧面4，无疑对提高闸板1的强度是有好处的。在实际侧试中，由于本实用新型增加了闸板1的最小截面面积，因此当额定压力作用在闸板1上的通孔3圆周内壁时，不但最小截面处的强度满足了测试要求，且抗弹性变形的能力也得到了加强。这项指标同样重要，因为在背景技术中曾表述现有硬密封手动平板阀，在闸板1全开状态下通过测试所出现的问题包括：闸板1下部通孔3的孔周出现放射状裂纹。这是由于闸板1最小截面处在额定压力的作用下所出现的弹性变形引起的。因为在闸板1的两密封面2上为防止密封面的表面易损，而喷涂了一层镍基合金，这层镍基合金的抗拉能力是十分脆弱的。当闸板1的板体受力出现弹性变形时，这层镍基合金所表现出来的形式只能是撕裂，且当闸板1的板体受力进入塑性变形时，其撕裂层度更为明显。因此，增加闸板1的最小截面面积，同样增强了闸板1抗形变能力，起到了防止镍基合金面出现撕裂的作用效果。本实用新型中在压力较大的情况下只需将闸板1的两侧面设计成圆弧面4，在压力极大的情况下闸板1的两侧面和底面都设计成圆弧面4。本发明中其外凸部分也可以设计成截面为多边形或椭园形一部分，具体根据环境要求各压力要求来决定。

Claims (2)

1.一种耐高压硬密封平板阀，它包括阀体、阀腔、闸板、阀杆、手轮等构成，，其特征在于闸板的外侧面设计成外凸或闸板两侧面和底面同时设计为外凸。

2.一种耐高压硬密封平板阀，其特征在于作为优选方案：闸板的两侧面设计为外凸，且截面形状为圆弧形或为多边形。

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