CN103939641A - 多路阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多路阀，包括上阀体、下阀体、旋转阀芯，所述上阀体内开设有用于装设所述旋转阀芯的上装配孔，所述下阀体内开设有用于装设所述旋转阀芯的下装配孔，所述旋转阀芯穿设于所述上装配孔和所述下装配孔，位于所述上装配孔处的所述旋转阀芯上设置有用于与所述上阀体装配的上滚动轴承，位于所述下装配孔处的所述旋转阀芯上设置有用于与所述下阀体装配的下滚动轴承，所述旋转阀芯的下部位于所述下装配孔内，所述旋转阀芯的上端伸出所述上装配孔。本发明的多路阀的旋转阀芯采用上、下滚动轴承来固定，使本发明的多路阀能适应高压力级别的工作环境，并使旋转阀芯平稳运行。

Description

多路阀
技术领域
本发明涉及一种多路阀，尤其涉及一种用于对油井单井产量轮番计量，以获得动态油井生产数据的具有调隙双密封结构的多路阀，属于石油、化工等油气集输系统领域。 
背景技术
目前应用于石油工业现场的多路阀主要采用平面密封副(参见申请号为200420006528.1，授权公告号为CN2709740Y的中国专利)和柱面密封副实现密封。采用柱面密封副的多路阀的阀座密封为软材质，在工作过程中磨损补偿是由弹性元件提供的，当一个密封磨损量周期结束时，需要停井维护，这时需要打开柱面密封副旋转多路阀一条来液管道入口的法兰，用专用调节工具调节使弹性元件受压，并作用于阀座环，以在提供密封比压后恢复生产。 
采用平面密封副的旋转多路阀的结构特点是在平面圆周上均布若干个圆截面流道进油口，阀座密封环密封副为硬质合金材料，平面磨削加工方便，平面密封副密封可靠，工作寿命长，当圆截面流道进油口尺寸较大时（如3"、4"或5"），则采用扇形流道密封副多路阀（可参见申请号为200620167076.4，授权公告号为CN201034178Y的中国实用新型专利），保持了与采用柱面密封副的多路阀阀体尺寸的基本一致性，但当压力级别较高时，存在压力波动和各腔压力不一样形成的压差，造成旋转阀芯受力变化，阀芯运转过程不平稳，会出现扭矩偏重现象，甚至会出现阀芯卡死现象。同时，多路阀各个配合密封面会出现渗漏现象。 
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种阀芯运行平稳的多路阀。 
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种多路阀，包括上阀体、下阀体、旋转阀芯，所述上阀体内开设有用于装设所述旋转阀芯的上装配孔，所述下阀体内开设有用于装设所述旋转阀芯的下装配孔，所述旋转阀芯穿设于所述上装配孔和所述下装配孔，位于所述上装配孔处的所述旋转阀芯上设置有用于与所述上阀体装配的上滚动轴承，位于所述下装配孔处的所述旋转阀芯上设置有用于与所述下阀体装配的下滚动轴承，所述旋转阀芯的下部位于所述下装配孔内，所述旋转阀芯的上端伸出所述上装配孔。 
作为优选，位于所述上装配孔内的所述旋转阀芯为靠近所述旋转阀芯的上端的外径小，远离所述旋转阀芯的上端的外径大的变径圆柱状，而形成环形的第一凸台，所述上滚动轴承的内圈抵接在所述第一凸台上； 
位于所述下装配孔内的所述旋转阀芯为靠近所述旋转阀芯的下端的外径小，远离所述旋转阀芯的下端的外径大的变径圆柱状，而形成环形的第二凸台，所述下滚动轴承的内圈抵接在所述第二凸台上； 
所述旋转阀芯上套设有位于所述上滚动轴承上方的用于调节所述上滚动轴承和下滚动轴承轴向游隙的调节螺母。 
作为优选，所述上滚动轴承和下滚动轴承均为圆锥滚子轴承。 
作为优选，所述调节螺母具有多个轴向的配合孔，所述配合孔穿设有用于调节所述调节螺母的位置并将所述调节螺母固定在所述上阀体上的定位螺钉。 
作为优选，所述调节螺母上方的所述旋转阀芯与所述上阀体之间设置有密封组件；所述上滚动轴承下方的所述旋转阀芯与所述上阀体之间设置有相间隔的两道密封圈；所述下滚动轴承上方和下方的所述旋转阀芯与所述下阀体之间均设置有相间隔的两道密封圈。 
作为优选，所述密封组件包括套设在所述旋转阀芯上并抵压在所述调节螺母上的密封挡圈、位于所述密封挡圈上的密封填料、套设在 所述旋转阀芯上并抵压在所述密封填料上的压环以及作用于所述压环上用于预紧所述压环的紧固件。 
作为优选，所述上阀体和下阀体接触面采用凹凸槽密封垫圈实现密封，所述上阀体和下阀体的轴向配合面采用密封圈密封。 
作为优选，所述旋转阀芯的中部开设有贯通的第一通道，所述上阀体内开设有与所述第一通道相对的贯通的第二通道，所述第一通道与所述第二通道相对端设置有阀座环，所述第一通道的内壁上形成环形的第三凸台，所述阀座环与所述第三凸台之间的所述第一通道内设置位于所述第三凸台上的内六方螺母，所述内六方螺母上设置在所述内六方螺母的作用下变形产生轴向力的碟形弹簧，所述碟形弹簧的上方设置在所述碟形弹簧的作用下向上顶推的推力环，所述推力环与所述阀座环之间设置用于密封所述旋转阀芯与所述阀座环的密封环。 
与现有技术相比，本发明的多路阀的有益效果在于： 
1、本发明的多路阀的旋转阀芯采用上、下滚动轴承来固定，使本发明的多路阀能适应高压力级别的工作环境，并使旋转阀芯平稳运行。 
2、本发明的多路阀的上、下滚动轴承的轴向游隙可以根据实际要求通过调节螺母进行调节，因此本发明的多路阀具有定位精度高、旋转阀芯运转更加平稳的优点，克服了压力级别过高会使旋转阀芯出现的偏重的现象。 
3、本发明的多路阀的旋转阀芯与上、下阀体之间，上阀体与下阀体的配合面之间，以及旋转阀芯的第一通道与上阀体的第二通道之间均为双密封结构，使密封更可靠，使用寿命更长。 
附图说明
图1为本发明的实施例的多路阀的剖视图； 
图2为图1中A部分的放大图； 
图3为图1中B部分的放大图； 
图4为本发明的实施例的多路阀中的调节螺母的结构示意图。 
附图标记说明 
1-上阀体                   2-下阀体 
3-旋转阀芯                 4-上滚动轴承 
5-下滚动轴承               6-第一凸台 
7-第二凸台                 8-调节螺母 
9-定位螺钉                 10-配合孔 
11-第一密封圈              12-第二密封圈 
13-密封挡圈                14-密封填料 
15-压环                    16-紧固件 
17-双头螺柱                18-凹凸槽密封垫圈 
19-第三密封圈              20-第一通道 
21-第二通道                22-阀座环 
23-第三凸台                24-内六方螺母 
25-碟形弹簧                26-推力环 
27-密封环                  28-丝堵 
29-第四密封圈 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。 
如图1至图4所示，本发明的实施例公开的一种多路阀，包括上阀体1、下阀体2和旋转阀芯3，上阀体1内开设有贯通的用于装设旋转阀芯3的上装配孔（图中未标示出），旋转阀芯3穿过所述上装配孔，使上阀体1在旋转阀芯3两侧呈对称设置，旋转阀芯3的上端伸出所述上装配孔外形成便于操纵旋转阀芯3旋转的操作端。下阀体2上开设有用于装设旋转阀芯3的下装配孔（图中未示出），旋转阀芯3的下部位于所述下装配孔内，为了便于旋转阀芯3的装配、轴向定位以及承受轴向和径向的载荷，位于所述上装配孔处的旋转阀芯3上设置有用于与上阀体1装配的上滚动轴承4，位于所述下装配孔处的旋转阀芯3上设置有用于与下阀体2装配的下滚动轴承5。 
作为本实施例的一种优选方案，如图1和图2所示，位于所述上装配孔内的旋转阀芯3为变径圆柱状，靠近旋转阀芯3的上端的外径小于远离旋转阀芯3的上端的外径，从而使旋转阀芯3在所述上装配孔内形成环形的第一凸台6，上滚动轴承4的内圈抵接在第一凸台6上。位于所述下装配孔内的旋转阀芯3也为变径圆柱状，靠近旋转阀芯3的下端的外径小于远离旋转阀芯3的下端的外径，从而使旋转阀芯3在所述下装配孔内形成环形的第二凸台7，下滚动轴承5的内圈抵接在第二凸台7上。为了调节上滚动轴承4和下滚动轴承5的轴向游隙，以防止在使用过程中旋转阀芯3出现卡死现象，在旋转阀芯3上套设有位于上滚动轴承4上方的调节螺母8。 
本发明的多路阀的旋转阀芯3通过上滚动轴承4和下滚动轴承5与上阀体1和下阀体2装配在一起的这种轴承支撑结构具有定位精度高的优点，并能保证旋转阀芯3运转更加平稳，克服了压力级别过高时旋转阀芯3出现的偏重的现象。 
作为本实施例的进一步优选方案，上滚动轴承4和下滚动轴承5均为圆锥滚子轴承，以有效地承受径向载荷和轴向载荷。 
作为本实施例的另一种进一步的优选方案，调节好位置后的调节螺母8需要通过定位螺钉9固定在上阀体1上。由于上阀体1上仅设置了两个对称的定位孔（图中未示出）。为了使旋转螺母8旋转至任何位置均具有与上阀体1上的所述定位孔对应的配合孔。如图4所示，本发明的多路阀的调节螺母8需设置多个轴向的配合孔10，也就是调节螺母8为多孔的调节螺母。定位螺钉9穿设在配合孔10及与其相对应的所述定位孔内以用于将调节螺母8固定在上阀体1上。 
在装配时，应先装入上滚动轴承4，并保证其旋转平稳、灵活，然后装入调节螺母8，用调节螺母8调节上滚动轴承4的轴向间隙（轴向游隙）。顺时针旋转调节螺母8至顶死在上滚动轴承4上，然后逆时针旋转25°～40°，最好使调节螺母8与上滚动轴承4的轴向间隙保持在0.15mm～0.20mm之间，以使上滚动轴承4转动灵活。最后用定位螺钉9插入配合孔10及与其最适当的固定孔，用一字型起子拧紧定位螺钉 9。 
作为本实施例的另一种优选方案，如图2所示，为了保证旋转阀芯3与上阀体1之间的密封，调节螺母8上方的旋转阀芯3与上阀体1之间设置有密封组件；上滚动轴承4下方的旋转阀芯3与上阀体1之间设置有相间隔的两道第一密封圈11；下滚动轴承5上方和下方的旋转阀芯3与下阀体2之间均设置有相间隔的两道第二密封圈12。上述密封组件及各密封圈的设置能达到良好的密封效果，使各个配合密封面不会出现渗漏现象。 
作为本实施例的进一步优选方案，所述密封组件包括密封挡圈13、密封填料14、压环15和紧固件16，密封挡圈13套设在旋转阀芯3上并抵压在调节螺母8上，密封挡圈13的设置起到第一层密封的作用，密封填料14设置于密封挡圈3上，压环15套设在旋转阀芯3上并位于密封填料14的上方，压环15上设置有紧固件16，通过预紧压环15上的紧固件16，使压环15压紧在密封填料14上，密封填料14便形成第二层密封。本实施例中的紧固件16为螺栓和套设在螺栓上的螺母，通过预紧所述螺母便可将压环15压紧在密封填料14上。 
作为本实施例的又一种优选方案，如图1所示，本发明的多路阀的上阀体1位于下阀体2的上方，上阀体1的下表面与下阀体2的上表面相贴合，形成接触面，通过多个均布在上阀体1上的双头螺柱17便将上阀体1和下阀体2紧固在一起。上阀体1和下阀体2的接触面采用凹凸槽密封垫圈18实现密封。继续结合图1，上阀体1的下端嵌入下阀体2内，因此，在该嵌入处的上阀体1和下阀体2的轴向配合面设置第三密封圈19进行密封。因此上阀体1和下阀体2的轴向密封的配合面和接触面组成了双密封，具有耐高压，长久使用安全、可靠的优点。 
作为本实施例的再一种优选方案，如图1和图3所示，旋转阀芯3的中部开设有贯通的第一通道20，上阀体1内开设有与第一通道20相对的贯通的第二通道21，阀座环22设置于第一通道20与第二通道21相对的端内，为了实现旋转阀芯3与阀座环22之间的密封，采用了如 下的密封结构：第一通道20的内壁上形成有第三凸台23，阀座环22与第三凸台23之间的第一通道20内设置位于第三凸台23上的内六方螺母24，内六方螺母24包括外径不等的圆柱状的两部分，外径较大的一端位于第三凸台23上，外径较小的一端朝向阀座环22，外径较小的圆柱状部分外套设有碟形弹簧25，碟形弹簧25上设置有推力环26，推力环26与第一通道20的内壁之间设置密封环27。 
如图1和图3所示，在需要调节内六方螺母24时，先卸下丝堵28，将专用的调节工具（图中未示出）伸入到第二通道21内，然后作用于内六方螺母24的内腔体，带动内六方螺母24向上移动，在内六方螺母24向上移动的过程中碟形弹簧25被压缩变形，并产生轴向力而推动推力环26，推力环26挤压密封环27，使密封环27径向膨胀，从而起到密封的作用，从而达到增加本发明的多路阀的密封结合力的目的。调整完后，卸下并取出调节工具，装上丝堵28。为了实现双密封的效果，另外在阀座环22与旋转阀芯3的内壁之间还设置了一道第四密封圈29。 
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。 

Claims (8)

1.一种多路阀，包括上阀体、下阀体、旋转阀芯，其特征在于，所述上阀体内开设有用于装设所述旋转阀芯的上装配孔，所述下阀体内开设有用于装设所述旋转阀芯的下装配孔，所述旋转阀芯穿设于所述上装配孔和所述下装配孔，位于所述上装配孔处的所述旋转阀芯上设置有用于与所述上阀体装配的上滚动轴承，位于所述下装配孔处的所述旋转阀芯上设置有用于与所述下阀体装配的下滚动轴承，所述旋转阀芯的下部位于所述下装配孔内，所述旋转阀芯的上端伸出所述上装配孔。
2.根据权利要求1所述的多路阀，其特征在于，位于所述上装配孔内的所述旋转阀芯为靠近所述旋转阀芯的上端的外径小，远离所述旋转阀芯的上端的外径大的变径圆柱状，而形成环形的第一凸台，所述上滚动轴承的内圈抵接在所述第一凸台上；
位于所述下装配孔内的所述旋转阀芯为靠近所述旋转阀芯的下端的外径小，远离所述旋转阀芯的下端的外径大的变径圆柱状，而形成环形的第二凸台，所述下滚动轴承的内圈抵接在所述第二凸台上；
所述旋转阀芯上套设有位于所述上滚动轴承上方的用于调节所述上滚动轴承和下滚动轴承轴向游隙的调节螺母。
3.根据权利要求1或2所述的多路阀，其特征在于，所述上滚动轴承和下滚动轴承均为圆锥滚子轴承。
4.根据权利要求2所述的多路阀，其特征在于，所述调节螺母具有多个轴向的配合孔，所述配合孔穿设有用于调节所述调节螺母的位置并将所述调节螺母固定在所述上阀体上的定位螺钉。
5.根据权利要求2或4所述的多路阀，其特征在于，所述调节螺母上方的所述旋转阀芯与所述上阀体之间设置有密封组件；所述上滚动轴承下方的所述旋转阀芯与所述上阀体之间设置有相间隔的两道密封圈；所述下滚动轴承上方和下方的所述旋转阀芯与所述下阀体之间均设置有相间隔的两道密封圈。
6.根据权利要求5所述的多路阀，其特征在于，所述密封组件包括套设在所述旋转阀芯上并抵压在所述调节螺母上的密封挡圈、位于所述密封挡圈上的密封填料、套设在所述旋转阀芯上并抵压在所述密封填料上的压环以及作用于所述压环上用于预紧所述压环的紧固件。
7.根据权利要求1所述的多路阀，其特征在于，所述上阀体和下阀体接触面采用凹凸槽密封垫圈实现密封，所述上阀体和下阀体的轴向配合面采用密封圈密封。
8.根据权利要求1所述的多路阀，其特征在于，所述旋转阀芯的中部开设有贯通的第一通道，所述上阀体内开设有与所述第一通道相对的贯通的第二通道，所述第一通道与所述第二通道相对端设置有阀座环，所述第一通道的内壁上形成环形的第三凸台，所述阀座环与所述第三凸台之间的所述第一通道内设置位于所述第三凸台上的内六方螺母，所述内六方螺母上设置在所述内六方螺母的作用下变形产生轴向力的碟形弹簧，所述碟形弹簧的上方设置在所述碟形弹簧的作用下向上顶推的推力环，所述推力环与所述阀座环之间设置用于密封所述旋转阀芯与所述阀座环的密封环。
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