CN103807449A - 一种油气用节流阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油气用节流阀，包括阀体、阀盖、阀杆、阀芯、和阀座，所述阀体上设有介质流入通道和介质流出通道，所述介质流入通道与介质流出通道呈垂直设置，所述阀座嵌设在介质流出通道内，所述阀杆的一端穿过阀盖并延伸至阀盖外与驱动柄连接，阀杆的另一端连接阀芯，所述阀芯与阀座在阀杆的驱动下配合控制介质流量，其特征在于：所述阀芯为圆锥状，圆锥状的阀芯倒置与阀座配合，所述倒置的阀芯上部向外凸出形成凸缘，所述的凸缘下表面设有密封圈，所述阀座的上部下凹成台阶，拧紧阀杆时，阀芯的凸缘与台阶配合密封，该新型油气用节流阀提高了使用寿命，同时极大的增强了节流阀的密封性能。

Description

一种油气用节流阀
技术领域
本发明属于阀门技术领域，尤其涉及一种油气用节流阀。
背景技术
节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门，将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀，节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀，在定量泵液压系统中，节流阀和溢流阀配合，可组成三种节流调速系统，即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。
井口节流阀主要用于生产节流，用于控制流量，优化生产，可降低井口压力到可应用压力范围。也可用于注井节流和钻井节流。井口节流阀主要执行标准是API Spec 6A或GB22513-2008，节流阀通常工作环境非常恶劣，长期在高侵蚀、高压(最高压力可达20000psi)、高温、CO2和H2S腐蚀的环境中工作，因此，节流阀使用寿命较短，一般按其环境的不同，使用寿命最短的仅两周，使用寿命最长的也仅能达到半年左右的时间。从节流阀的工作原理及使用环境分析，目前采用两种方式可以为增加节流阀的使用寿命，一是改变节流阀结构，调整介质流向，控制介质对控压件的冲蚀方向来减小介质对零件的冲蚀来达到增加使用寿命的目的，现在国内外很多厂家均采用此方式来改善节流阀的寿命，从1925年前的针形节流阀发展到现在的笼套型节流阀，在此期间还出现了膜片型节流阀和柱塞型节流阀，近期，也有些厂家研发出了迷宫式节流阀，通过这些改进，节流阀的寿命也得到了一定的提升，但这样改进使得节流阀结构复杂，不利于现场维修。二是改善控压件的材质，提高材料的硬度直接增强零件在耐冲蚀性，最初采用表面堆焊钴基或镍基合金的方式来提高零件表面硬度，可将零件表面硬度提高到45～60HRC，但实际效果不理想，然后又采用整体硬质合金制作控压件，其寿命有了显著提高，但受制于节流阀成本，实际销售效果也不是太理想。另外节流阀的阀芯与阀座之间用于控制流量大小的配合面较小，容易磨损，从而降低了其稳定和密封性能。
另有中国专利号为：201310375420.3公开了一种节流阀，特别涉及一种偏心节流阀。具体下技术方案为：一种偏心节流阀，包括有阀体、阀盖、阀芯、阀杆及驱动机构，阀体上设有介质进入通道、介质流出通道及连接腔，连接腔内设有节流阀的阀芯，介质进入通道与介质流出通道呈垂直设置，连接腔与介质流出通道之间设有阀座，该阀座嵌设于介质流出通道内，且阀座上设有促使连接腔与介质流出通道导通的连接孔，阀芯为密封盘，密封盘上设有偏心导流孔，偏心导流孔随密封盘的旋转与阀座的连接孔重合导通或分离闭合，阀芯与阀杆之间设有促使阀芯转动的转盘叉，转盘叉与阀芯的轴心连接，转盘叉与阀杆之间设有稳流组件。上述技术方案中阀芯与阀座之间的结构较为复杂，尤其密封性能也较差。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种油气用节流阀，该油气用节流阀提高了使用寿命，同时极大的增强了节流阀的密封性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种油气用节流阀，包括阀体、阀盖、阀杆、阀芯、和阀座，所述阀体上设有介质流入通道和介质流出通道，所述介质流入通道与介质流出通道呈垂直设置，所述阀座嵌设在介质流出通道内，所述阀杆的一端穿过阀盖并延伸至阀盖外与驱动柄连接，阀杆的另一端连接阀芯，所述阀芯与阀座在阀杆的驱动下配合控制介质流量，其特征在于：所述阀芯为圆锥状，圆锥状的阀芯倒置与阀座配合，所述倒置的阀芯上部向外凸出形成凸缘，所述的凸缘下表面设有密封圈，所述阀座的上部下凹成台阶，拧紧阀杆时，阀芯的凸缘与台阶配合密封。
所述阀座内的下部为中空圆柱状；其上部为与圆锥状的阀芯相配合的密封面，所述密封面呈喇叭状，所述密封面上嵌设有耐磨层。
所述阀芯为陶瓷材料制成。
所述耐磨层由橡胶层上复合PTFE聚四氟乙烯而成。
本发明具有以下优点：
1、本发明中阀芯为圆锥状，圆锥状的阀芯倒置与阀座配合，所述倒置的阀芯上部向外凸出形成凸缘，所述的凸缘下表面设有密封圈，所述阀座的上部下凹成台阶，拧紧阀杆时，阀芯的凸缘与台阶配合密封，倒置的阀芯上部向外凸出形成凸缘像帽檐一样，阀座的上部下凹成台阶，拧紧阀杆时，阀芯的凸缘下表面的密封圈与台阶配合密封，增强了该油气节流阀在关闭时的密封性。
2、本发明中阀座内的下部为中空圆柱状；其上部为与圆锥状的阀芯相配合的密封面，所述密封面呈喇叭状，所述密封面上嵌设有耐磨层，阀芯与阀座成锥形面配合，其密封面增大，阀芯在阀杆的推动下，与阀座的喇叭状密封面配合更紧密，进一步提高了节流阀的密封效果。
3、本发明中阀芯为陶瓷材料制成，采用陶瓷材料替代金属材料制作节流阀控压件，陶瓷的硬度大于或等于87HRA，通过加入钇稳定剂，在不降低其硬度的情况下，增强了机械性能，使其能满足节流阀的工作环境，由于陶瓷材料比重较轻，同样大小的零件重量仅为硬质合金的1/5，通过对材料成本的计算，陶瓷零件的成本仅为硬质合金的1/2，在相同甚至更高效果的情况下，成本仅为原来零件的一半，在增加节流阀使用寿命的基础上大幅降低了节流阀的成本。
4、本发明中在密封面上嵌设有耐磨层，所述耐磨层由橡胶层上复合PTFE聚四氟乙烯而成。避免了采用单种材质制作填料的缺点，其原理是在橡胶表面，包裹一层PTFE，这个结构既具有橡胶的弹性，又具有PTFE的低摩擦性和高抗腐蚀性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A部分局部放大图；
图中标记 ：1、阀体，2、阀盖，3、驱动柄，4、介质流入通道，5、介质流出通道，6、阀杆，7、阀芯，8、阀座，9、密封面，10、耐磨层，11、凸缘，12、台阶，13、密封圈。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2所示，一种油气用节流阀，包括阀体1、阀盖2、阀杆6、阀芯7、和阀座8，所述阀体1上设有介质流入通道4和介质流出通道5，所述介质流入通道4与介质流出通道5呈垂直设置，所述的阀座8嵌设在介质流出通道5内，所述阀杆6的一端穿过阀盖2并延伸至阀盖2外，与驱动柄3连接，阀杆6的另一端连接阀芯，旋转驱动柄3带动阀杆6转动，所述阀芯7与阀座8在阀杆6的驱动下配合控制介质流量，上述的阀芯7为圆锥状，圆锥状的阀芯7倒置与阀座8配合，所述倒置的阀芯7上部向外凸出形成凸缘11，该凸缘11像帽檐一样凸出于阀芯7，同时在凸缘11下表面设有密封圈13，所述阀座的上部表面下凹形成台阶12，拧紧阀杆6时，阀芯7的凸缘11下表面的密封圈13与台阶12配合密封。从而增强了该油气节流阀在关闭时的密封性。
进一步的，所述阀座8内的下部为中空圆柱状；阀座8的上部为与圆锥状的阀芯7相配合的密封面9，所述密封面9呈喇叭状。阀芯7与阀座8成锥形面配合，其密封面9的面积增大，阀芯7在阀杆6的推动下，阀芯7与阀座8的喇叭状密封面9配合更紧密，进一步的提高了油气节流阀的密封效果。
进一步的，上述阀芯7为陶瓷材料制成，采用陶瓷材料替代金属材料制作节流阀控压件，陶瓷的硬度大于或等于87HRA，通过加入钇稳定剂，在不降低其硬度的情况下，增强了机械性能，使其能满足节流阀的工作环境，由于陶瓷材料比重较轻，同样大小的零件重量仅为硬质合金的1/5，通过对材料成本的计算，陶瓷零件的成本仅为硬质合金的1/2，在相同甚至更高效果的情况下，成本仅为原来零件的一半，在增加节流阀使用寿命的基础上大幅降低了节流阀的成本。
更进一步的，上述密封面9上嵌设有耐磨层10，且耐磨层10由橡胶层上复合PTFE聚四氟乙烯而成。避免了采用单种材质制作填料的缺点，其原理是在橡胶表面，包裹一层PTFE，这个结构既具有橡胶的弹性，又具有PTFE的低摩擦性和高抗腐蚀性。

Claims (4)

1.一种油气用节流阀，包括阀体、阀盖、阀杆、阀芯、和阀座，所述阀体上设有介质流入通道和介质流出通道，所述介质流入通道与介质流出通道呈垂直设置，所述阀座嵌设在介质流出通道内，所述阀杆的一端穿过阀盖并延伸至阀盖外与驱动柄连接，阀杆的另一端连接阀芯，所述阀芯与阀座在阀杆的驱动下配合控制介质流量，其特征在于：所述阀芯为圆锥状，圆锥状的阀芯倒置与阀座配合，所述倒置的阀芯上部向外凸出形成凸缘，所述的凸缘下表面设有密封圈，所述阀座的上部下凹成台阶，拧紧阀杆时，阀芯的凸缘与台阶配合密封。
2.根据权利要求1所述的一种油气用节流阀，其特征在于：所述阀座内的下部为中空圆柱状；其上部为与圆锥状的阀芯相配合的密封面，所述密封面呈喇叭状，所述密封面上嵌设有耐磨层。
3.根据权利要求1或2所述的一种油气用节流阀，其特征在于：所述阀芯为陶瓷材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种油气用节流阀，其特征在于：所述耐磨层由橡胶层上复合PTFE聚四氟乙烯而成。
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