CN103925397B - 一种超高压注脂接头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油管道阀门领域，具体为一种超高压注脂接头；它包括阀帽、阀体、设于阀体内的挡珠和复位弹簧；其特征是：阀体包括开设通孔的母体和设于母体通孔内可轴向活动的阀芯；母体与阀帽密封连接；阀芯内部设有阶梯通孔，挡珠和复位弹簧设于该阶梯通孔的大孔内以实现单向倒通；阀帽内部设有凸台，阀帽通过凸台与阀芯内部阶梯通孔的小孔密封接触。本发明采用上述结构设计，其相较传统超高压注脂接头而言摈弃了非金属密封件，从而保证了极端温度下的密封性能。同时，改变锁紧锥面密封的锁紧力，避免了接触面咬死的情况发生。

Description

一种超高压注脂接头
技术领域
本发明涉及管道阀门领域，尤其涉及石油管道阀门领域，具体为一种超高压注脂接头。
背景技术
在API6D和API6A（美国石油学会，American Petroleum Institute）的阀门领域中,注脂接头是一个不可缺少的重要部件,它不但要有抗硫化氢、二氧化碳腐蚀的能力,而且还要有承受高压（液体压力或气体压力）的能力,在材料的选用上还要付合API6A和NACE（美国防腐工程师协会） MR0175的要求。
注脂接头的主要功能有三个：
1.通过注脂接头泄放阀门内腔的压力；
2.通过注脂接头将外部介质注入进阀门内腔；
3.注脂接头本身在承受阀门内腔压力的状态下要绝对的单向密封（其实质是充当单向阀：在施加一定的压力下，介质从注脂接头的一端流入，从注脂接头的另一端可以顺利流出，反之则不能）。
目前注脂接头所承受的工作压力可分为二种：10000Psi以下注脂接头和15000Psi以上注脂接头，以适应不同要求的阀门使用。
对于用于10000Psi以下连接结构的注脂接头而言，如图1所示，其内部结构简单：由阀体2、阀帽1、钢珠3、弹簧座4、弹簧5共五个零件组成，该种接头与阀盖的连接一般采用LP1/2管线管螺纹，该注脂接头与阀盖的连接密封依靠LP1/2管线螺纹实现并辅以PTFE密封带以增强密封性。按照API6A的规定，LP1/2管线管螺纹的最大额定工作压力只能用于10000Psi以下，不能用于超高压场合。
对于15000Psi以上连接结构的注脂接头而言，如图2所示，其内部结构则较复杂：由阀体12、阀帽11、钢珠13、弹簧座14、弹簧15、挡圈16、密封件17、浮动头18共8个零件组成，由于其体积大，如采用718等材料制造，成本将十分高昂；该种接头与阀盖的连接一般采用11/8-12UNF美制统一细牙螺纹，并通过注脂接头端部的锥面实现与阀门阀盖的连接密封。按照API6A的规定，1 1/8-12UNF美制统一细牙螺纹的工作压力大于15000Psi以上；但是由于存在非金属密封件，该种注脂接头不能在-46℃以下的环境温度场合使用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种适用压力、环境温度广泛、结构简单、密封性好、使用方便的超高压注脂接头。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种超高压注脂接头，它包括阀帽、阀体、设于阀体内的挡珠和复位弹簧；阀体包括开设通孔的母体和设于母体通孔内可轴向活动的阀芯；母体的两端外表面设有两段螺纹，一端通过一段螺纹与阀帽密封连接；阀芯位于阀帽一侧设有卡环，阀芯的另一端设有圆锥形凸台，阀芯通过圆锥形凸台和卡环而被限制于母体的通孔内；阀芯内部设有阶梯通孔，该阶梯通孔位于阀帽一侧的孔径小于位于圆锥形凸台一侧的孔径，挡珠和复位弹簧设于该阶梯通孔的大孔内以实现单向倒通；阀帽内部设有凸台，阀帽通过凸台与阀芯内部阶梯通孔的小孔密封接触。
所述的超高压注脂接头，设于母体外表面的两段螺纹分别为7/8-14UNF-2A螺纹和1-14UNF-2A螺纹，母体通过1-14UNF-2A螺纹与阀帽密封连接。
本发明采用上述结构设计，其相较传统超高压注脂接头而言摈弃了非金属密封件，从而保证了极端温度下的密封性能。同时，改变锁紧锥面密封的锁紧力，避免了接触面咬死的情况发生。
附图说明
图1为LP1/2管线螺纹注脂接头的结构示意图。
图2为1 1/8-12UNF美制统一细牙螺纹注脂接头的结构示意图。
图3为本发明的结构示意图。
图4为本发明与目标设备连接、安装时的结构示意图。
图5为本发明泄压状态示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
如图3所示，一种超高压注脂接头，它包括阀帽21、阀体、设于阀体内的挡珠25和复位弹簧26；阀体包括开设通孔的母体23和设于母体23通孔内可轴向活动的阀芯24；母体23的两端外表面设有7/8-14UNF-2A和1-14UNF-2A两段螺纹28、27，阀帽21通过1-14UNF-2A螺纹27与母体23密封连接；如图4所示，母体23通过7/8-14UNF-2A螺纹28与目标设备的阀盖31密封连接。阀芯24位于阀帽21一侧设有钢质卡环22，阀芯24的另一端设有圆锥形凸台，阀芯24通过圆锥形凸台和钢质卡环22而被限制于母体23的通孔内；阀芯24内部设有阶梯通孔，该阶梯通孔位于阀帽21一侧的孔径小于位于圆锥形凸台一侧的孔径，挡珠25和复位弹簧26设于该阶梯通孔的大孔内以实现单向倒通；阀帽21内部设有凸台，阀帽21通过凸台与阀芯24内部阶梯通孔的小孔密封接触。
本超高压注脂接头的设计及动作原理如下：
如图4所示，母体23与阀芯24是分体的，当旋紧阀帽21与目标设备的阀盖31连接时，间接推动阀芯24移动，最终阀芯24的圆锥形凸台的锥面29与目标设备的阀盖31的密封锥面32之间靠挤压形成物理密封；由于锥面与锥面之间的运动是直线运动，而不是旋转运动，因此不仅提高了密封的可靠性，也避免了锥面与锥面之间在存有杂质的情况下，相对旋转运动而被咬死的可能，从而提高了注脂接头的使用寿命。
本超高压注脂接头相对传统注脂接头而言还存在下述优点：
一、如图5所示，在泄放阀体腔内压力时不需要专用工具配，当需要泄压时，只要逆时针旋转母体23使之稍微松动，阀体腔内压力就会顺着间隙排出，大大简化了操作程序。
二、与传统超高压注脂接头比较其内部结构更简单、体积小巧，更便于制造与装配且成本较底。
三、本注脂接头不使用非金属密封件，尤其是橡胶密封件，所以该注脂接头可被用于-46℃以下低温环境。
四、与目标设备的阀盖的连接采用7/8-14UNF-2A美制统一螺纹，连接速度更快捷，把停工时间降低到最低限度。
五、与设备阀盖之间的密封是靠阀芯端部的锥面实现金属间的密封连接，安装时不需要添加任何其它辅助的密封材料，工作更安全、更可靠，超高压注脂接头可被用于更严酷的腐蚀工况条件。
六、在压力降低或波动情况下不会影响密封的质量；尤其受压状态下密封性能更好。
七、本注脂接头可选用碳钢、低合金钢、不锈钢和抗腐蚀材料等多种材料制造，从而可被应用于更广范的领域。

Claims (2)

1.一种超高压注脂接头，它包括阀帽、阀体、设于阀体内的挡珠和复位弹簧；其特征是：阀体包括开设通孔的母体和设于母体通孔内可轴向活动的阀芯；母体的两端外表面设有两段螺纹，一端通过一段螺纹与阀帽密封连接；阀芯位于阀帽一侧设有卡环，阀芯的另一端设有圆锥形凸台，阀芯通过圆锥形凸台和卡环而被限制于母体的通孔内；阀芯内部设有阶梯通孔，该阶梯通孔位于阀帽一侧的孔径小于位于圆锥形凸台一侧的孔径，挡珠和复位弹簧设于该阶梯通孔的大孔内以实现单向导 通；阀帽内部设有凸台，阀帽通过凸台与阀芯内部阶梯通孔的小孔密封接触。
2.根据权利要求1所述的超高压注脂接头，其特征是：设于母体外表面的两段螺纹分别为7/8-14UNF-2A螺纹和1-14UNF-2A螺纹，母体通过1-14UNF-2A螺纹与阀帽密封连接。
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