CN104265963A - 一种特高压流量控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特高压流量控制器，包括流量计、阀体、阀芯、电动执行机构、数字调节器，阀盖，阀体两个阀体内腔之间设置有纵截面呈“V”形的流体通道，每个阀芯上端一体设置有一根阀杆，阀盖上端设置有齿轮箱，齿轮箱内设有主动齿轮，主动齿轮左右两端设置有从动齿轮，从动齿轮均与主动齿轮啮合，且每个从动齿轮中心线与下方的阀杆中心线重合，所述阀杆上端与正上方的从动齿轮连接并构成联动；齿轮箱上端可拆卸设置有支架，支架上端连接电动执行机构，电动执行机构与主动齿轮之间设置有连接轴，连接轴下端与主动齿轮固定连接，连接轴上端与电动执行机构连接，且电动执行机构驱动连接轴转动。结构设计合理、性能好、寿命长、安全性高。

Description

一种特高压流量控制器

技术领域

本发明涉及流量控制器技术领域，具体涉及一种特高压流量控制器。

背景技术

流量控制器作为一种仪表产品广泛用于化工、石油、冶金、电力等行业的的流量自动控制系统中。流量控制器一般由流量计、数字式调节器、电动执行机构、调节阀组成。

目前在我国西部油田如新疆油田、吐哈油田和海上平台在应用注水采油工艺时，当井口注水压力小于35MPa条件下，注不进水或完不成地质配注水量，造成采油速度低、自然递减幅度大。而传统的流量控制器一般工作在25MPa以下，而且流量控制器前后的压差不高，大部分在3MPa以下，应用于特高压工况时暴露出耐压差低、性能差、寿命短、安全性不高、小流量调节特性差等缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构设计合理、性能好、寿命长、安全性高的特高压流量控制器。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种特高压流量控制器，包括流量计、阀体、阀芯、电动执行机构、数字调节器，所述阀体的上端可拆卸设有阀盖，所述阀体左右两端分别设置有流体进口和流体出口，所述阀体中部竖向设置有两个阀体内腔，所述两个阀体内腔之间设置有纵截面呈“V”形的流体通道，每个阀体内腔内安装一个套筒，每个套筒内插接有阀芯，每个阀芯上端一体设置有一根阀杆，所述阀盖上端可拆卸设置有齿轮箱，所述齿轮箱内设置有主动齿轮，所述主动齿轮左右两端均设置有一个从动齿轮，两个从动齿轮均与主动齿轮啮合，且每个从动齿轮中心线与下方的阀杆中心线重合，所述阀杆上端与正上方的从动齿轮连接并构成联动；所述齿轮箱上端可拆卸设置有支架，所述支架上端连接电动执行机构，所述电动执行机构与主动齿轮之间设置有连接轴，所述连接轴下端与主动齿轮固定连接，连接轴上端与电动执行机构连接，且电动执行机构驱动连接轴转动；所述套筒下端对准流体进口或流体出口位置至少设置有一个套筒下通孔，套筒上端对准流体通道的进口或流体通道的出口位置至少设置有一个套筒上通孔，每个阀芯中部设置有阀芯内腔，所述阀芯内腔下端对准套筒下通孔位置开设有阀芯下通孔，且阀芯下通孔的中心线与套筒下通孔的中心线重合，所述阀芯内腔上端对准套筒上通孔位置开设有阀芯上通孔，且阀芯上通孔的中心线与套筒上通孔的中心线重合。

通过采用上述技术方案，阀体、阀芯和套筒结构设置合理，并通过电动执行机构同步驱动连接轴转动，连接轴与主动齿轮联动，主动齿轮带动两个从动齿轮转动，每个从动齿轮通过阀杆带动阀芯运动，满足特高压工况使用、耐高压差、运行力矩小、加工方便、小流量调节特性好，保证了产品的使用性能和工艺性能。

本发明进一步设置为：两个所述阀体内腔与流体通道连通并形成“M”形流道，且所述阀体左端的阀体内腔与流体进口连通，所述阀体右端的阀体内腔与流体出口连通。通过本设置，“M”形流道设置合理，高压差多级降压节流效果好。

本发明还进一步设置为：每根阀杆位于套筒上方位置套接有密封衬套，所述密封衬套与阀盖之间设置有上防转销，密封衬套通过上防转销与阀盖连接固定；所述密封衬套与套筒上端面之间设置有下防转销，密封衬套通过下防转销与套筒上端面连接固定。通过本设置，密封衬套连接可靠，密封性能好。

本发明还进一步设置为：每个所述阀芯下端设置有下环形槽，该下环形槽内安装有下平衡圈；阀芯上端设置有上环形槽，该上环形槽内安装有上平衡圈。通过本设置，阀芯工作稳定，密封性好。

本发明还进一步设置为：所述齿轮箱与阀盖之间设有下防护圈；齿轮箱与支架之间设置有上防护圈。通过本设置，齿轮箱与阀盖连接可靠，工作稳定。

本发明还进一步设置为：每个套筒底部设置有套筒底孔，每个阀体内腔底部设置有阀体底孔，所述阀体底孔中心线与正上方的套筒底孔的中心线重合，且阀体底孔直径大于套筒底孔直径，且阀体底孔内嵌入式安装有多功能塞。通过本设置，在装配调试阶段，在多功能塞还没有装配到阀体时，憋在下平衡圈和套筒内腔底部的空气可以通过套筒底孔和阀体底孔排出；在现场维护或需要重新装拆阀芯阀套时，可以依次利用工具穿过套筒底孔与阀体底孔将阀芯和套筒从阀体内部顶出。

本发明还进一步设置为：所述电动执行机构与支架上端通过设于其之间的第一螺栓连接固定。通过本设置，电动执行机构与支架连接方便，固定可靠，装拆简单。

本发明还进一步设置为：所述支架下端与齿轮箱上端之间通过设于其之间的第一螺钉连接固定。通过本设置，支架与齿轮箱连接方便，固定可靠，装拆简单。

本发明还进一步设置为：所述齿轮箱下端与阀盖上端通过设于其之间的第二螺钉连接固定。通过本设置，齿轮箱与阀杆连接方便，固定可靠，装拆简单。

本发明还进一步设置为：所述阀盖下端与阀体上端通过设于其之间的第二螺栓连接固定。通过本设置，阀盖与阀体连接方便，固定可靠，装拆简单。

本发明的优点是：与现有技术相比，本发明结构设置合理，阀体、阀芯和套筒结构设置合理，并通过电动执行机构同步驱动连接轴转动，连接轴与主动齿轮联动，主动齿轮带动两个从动齿轮转动，每个从动齿轮通过阀杆带动阀芯运动，阀芯设有下平衡圈和上平衡圈，满足特高压工况使用、耐高压差、运行力矩小、加工方便、小流量调节特性好，保证了产品的使用性能和工艺性能。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图：

图2为本发明实施例阀体的结构示意图；

图3为图1中I部的放大示意图。

具体实施方式

参见图1、图2和图3，本发明公开的一种特高压流量控制器，包括流量计1、阀体2、阀芯3、电动执行机构4、数字调节器5，所述阀体2的上端可拆卸设有阀盖6，所述阀体2左右两端分别设置有流体进口21和流体出口22，所述阀体2中部竖向设置有两个阀体内腔23，所述两个阀体内腔23之间设置有纵截面呈“V”形的流体通道24，每个阀体内腔23内安装一个套筒7，每个套筒7内插接有阀芯3，即每个阀芯3上套接一个套筒7，每个阀芯3上端一体设置有一根阀杆8，所述阀盖6上端可拆卸设置有齿轮箱9，所述齿轮箱9内设置有主动齿轮10，所述主动齿轮10左右两端均设置有一个从动齿轮11，两个从动齿轮11均与主动齿轮10啮合，且每个从动齿轮11中心线与下方的阀杆8中心线重合，所述阀杆8上端与正上方的从动齿轮11连接并构成联动；所述齿轮箱9上端可拆卸设置有支架12，所述支架12上端连接电动执行机构4，所述电动执行机构4与主动齿轮10之间设置有连接轴13，所述连接轴13下端与主动齿轮10固定连接，连接轴13上端与电动执行机构4连接，且电动执行机构4驱动连接轴13转动；所述套筒7下端对准流体进口21或流体出口22位置至少设置有一个套筒下通孔71，套筒7上端对准流体通道24的进口或流体通道24的出口位置至少设置有一个套筒上通孔72，每个阀芯3中部设置有阀芯内腔31，所述阀芯内腔31下端对准套筒下通孔71位置开设有阀芯下通孔32，且阀芯下通孔32的中心线与套筒下通孔71的中心线重合，所述阀芯内腔31上端对准套筒上通孔72位置开设有阀芯上通孔33，且阀芯上通孔33的中心线与套筒上通孔72的中心线重合。且阀芯下通孔32和阀芯上通孔33均与阀芯内腔31连通。

作为优选的，所述阀体左端的阀体内腔内的套筒的套筒下通孔是对准流体进口设置的，套筒上通孔是对准流体通道的进口设置的；所述阀体右端的阀体内腔内的套筒的套筒下通孔是对准流体出口设置的，套筒上通孔是对准流体通道的出口设置的。

所述阀杆上端固定设置有平键，阀杆通过平键与对准的从动齿轮连接固定，所述连接轴上端也固定设置有平键，连接轴通过平键与电动执行机构连接。

为使本实施例结构更加合理，作为优选的，本实施例两个所述阀体内腔23与流体通道24连通并形成“M”形流道，且所述阀体2左端的阀体内腔23与流体进口21连通，所述阀体2右端的阀体内腔23与流体出口22连通。

所述流体通道24可以在阀体内腔23上部用钻头钻削加工，而阀体内腔23也可以用钻头钻削加工，这样就解决了在特高压工况下采用整体锻件的工艺性难题，同时采用整体锻件保证了特高压工况使用的安全性和可靠性。

每根阀杆8位于套筒7上方位置套接有密封衬套14，所述密封衬套14与阀盖6之间设置有上防转销15，密封衬套14通过上防转销15与阀盖6连接固定：所述密封衬套14与套筒7上端面之间设置有下防转销16，密封衬套14通过下防转销16与套筒7上端面连接固定。

每个所述阀芯3下端设置有下环形槽34，该下环形槽34内安装有下平衡圈17；阀芯3上端设置有上环形槽35，该上环形槽35内安装有上平衡圈18。

所述齿轮箱9与阀盖6之间设有下防护圈19；齿轮箱与支架之间设置有上防护圈。此技术方案使齿轮箱形成了一个防护性能良好的密闭空间，可以确保产品使用在油田野外环境和海上平台的盐雾工况。

每个套筒7底部设置有套筒底孔73，每个阀体内腔23底部设置有阀体底孔231，所述阀体底孔231中心线与正上方的套筒底孔73的中心线重合，且阀体底孔231直径大于套筒底孔73直径，且阀体底孔231内嵌入式安装有多功能塞20。

所述电动执行机构4与支架12上端通过设于其之间的第一螺栓25连接固定。所述支架12下端与齿轮箱9上端之间通过设于其之间的第一螺钉26连接固定。所述齿轮箱9下端与阀盖6上端通过设于其之间的第二螺钉27连接固定。所述阀盖6下端与阀体2上端通过设于其之间的第二螺栓28连接固定。

本实施例还可以在所述套筒开有上下两层若干个矩形窗口，所述阀芯上下两层若干个V形窗口，所述阀芯做旋转运动时，可动阀芯上的V形窗口与套筒上固定不动的矩形窗口构成不同的开度组合。

本发明结构设置合理，阀体、阀芯和套筒结构设置合理，并通过电动执行机构同步驱动连接轴转动，连接轴与主动齿轮联动，主动齿轮带动两个从动齿轮转动，每个从动齿轮通过阀杆带动阀芯运动，阀芯设有下平衡圈和上平衡圈，由于内部流体压强同时作用在阀芯内腔的顶部和底部，产生了向上的推力和向下的推，它们大小相等，方向相反，互相抵消，因而实现了无轴向力功能，相应降低了阀芯旋转的运行力矩，降低了能源消耗和功率，有利于野外采用小功率的太阳能电池供电和环境保护。满足特高压工况使用、耐高压差、运行力矩小、加工方便、小流量调节特性好，保证了产品的使用性能和工艺性能，寿命长、安全性高。

上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种特高压流量控制器，包括流量计、阀体、阀芯、电动执行机构、数字调节器，所述阀体的上端可拆卸设有阀盖，所述阀体左右两端分别设置有流体进口和流体出口，其特征在于：所述阀体中部竖向设置有两个阀体内腔，所述两个阀体内腔之间设置有纵截面呈“V”形的流体通道，每个阀体内腔内安装一个套筒，每个套筒内插接有阀芯，每个阀芯上端一体设置有一根阀杆，所述阀盖上端可拆卸设置有齿轮箱，所述齿轮箱内设置有主动齿轮，所述主动齿轮左右两端均设置有一个从动齿轮，两个从动齿轮均与主动齿轮啮合，且每个从动齿轮中心线与下方的阀杆中心线重合，所述阀杆上端与正上方的从动齿轮连接并构成联动；所述齿轮箱上端可拆卸设置有支架，所述支架上端连接电动执行机构，所述电动执行机构与主动齿轮之间设置有连接轴，所述连接轴下端与主动齿轮固定连接，连接轴上端与电动执行机构连接，且电动执行机构驱动连接轴转动；所述套筒下端对准流体进口或流体出口位置至少设置有一个套筒下通孔，套筒上端对准流体通道的进口或流体通道的出口位置至少设置有一个套筒上通孔，每个阀芯中部设置有阀芯内腔，所述阀芯内腔下端对准套筒下通孔位置开设有阀芯下通孔，且阀芯下通孔的中心线与套筒下通孔的中心线重合，所述阀芯内腔上端对准套筒上通孔位置开设有阀芯上通孔，且阀芯上通孔的中心线与套筒上通孔的中心线重合。

2.根据权利要求1所述的一种特高压流量控制器，其特征在于：两个所述阀体内腔与流体通道连通并形成“M”形流道，且所述阀体左端的阀体内腔与流体进口连通，所述阀体右端的阀体内腔与流体出口连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种特高压流量控制器，其特征在于：每根阀杆位于套筒上方位置套接有密封衬套，所述密封衬套与阀盖之间设置有上防转销，密封衬套通过上防转销与阀盖连接固定；所述密封衬套与套筒上端面之间设置有下防转销，密封衬套通过下防转销与套筒上端面连接固定。

4.根据权利要求3所述的一种特高压流量控制器，其特征在于：每个所述阀芯下端设置有下环形槽，该下环形槽内安装有下平衡圈；阀芯上端设置有上环形槽，该上环形槽内安装有上平衡圈。

5.根据权利要求4所述的一种特高压流量控制器，其特征在于：所述齿轮箱与阀盖之间设有下防护圈；齿轮箱与支架之间设置有上防护圈。

6.根据权利要求5所述的一种特高压流量控制器，其特征在于，每个套筒底部设置有套筒底孔，每个阀体内腔底部设置有阀体底孔，所述阀体底孔中心线与正上方的套筒底孔的中心线重合，且阀体底孔直径大于套筒底孔直径，且阀体底孔内嵌入式安装有多功能塞。

7.根据权利要求6所述的一种特高压流量控制器，其特征在于：所述电动执行机构与支架上端通过设于其之间的第一螺栓连接固定。

8.根据权利要求7述的一种特高压流量控制器，其特征在于：所述支架下端与齿轮箱上端之间通过设于其之间的第一螺钉连接固定。

9.根据权利要求8述的一种特高压流量控制器，其特征在于：所述齿轮箱下端与阀盖上端通过设于其之间的第二螺钉连接固定。

10.根据权利要求9述的一种特高压流量控制器，其特征在于：所述阀盖下端与阀体上端通过设于其之间的第二螺栓连接固定。