CN105042099B - 高温高压闸阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高温高压闸阀，包括阀体、阀座、闸板、阀盖和阀杆，所述阀杆转动设置在所述阀盖上且所述阀杆的下部与所述闸板螺纹连接，所述阀盖的下方开口内设有与所述阀杆密封连接的第一密封组件，所述阀盖的上方开口内设有与所述阀杆密封连接的第二密封组件，所述阀杆通过设置在所述第二密封组件上方的轴承转动支撑在所述阀盖中。本发明的高温高压闸阀采用双密封组件的结构，通过第一密封组件的缓冲，大大降低了工作介质对第二密封组件的冲击，从而通过第二密封组件能够有效地起到密封的作用，而且延长了第二密封组件的使用寿命，提升了阀门的工作压力值。

Description

高温高压闸阀
技术领域
本发明涉及一种高压闸阀，尤其是一种适用于石油、天然气开采中所使用的高温高压闸阀。
背景技术
在石油、天然气等热采行业中的高温高压闸阀，必须能够实现现场生产介质温度-60℃-345℃，压力≤10000psi（69MPa）工况的长期使用。而传统的高温闸阀，虽然能够用于-60℃-345℃的温度范围，但是工作压力须≤42MPa，因此不能满足现场高压工况（压力≤69MPa）的要求。
传统的高温闸阀的阀盖中都只采用单个耐高温密封组件来密封阀杆，阀门开关过程中由于管线中的介质进入中腔对耐高温密封组件产生巨大冲击，容易造成耐高温密封填料组件的损坏，缩短了耐高温密封组件的使用寿命。常用的耐高温密封组件一般采用石墨密封环或者不锈钢丝增强石墨密封环，这种密封环虽然能够很好地适用于-60℃-345℃的温度范围，但是石墨材质在高压下的抗压性能不佳且耐磨性不好，因此限制了发明额定工作压力的进一步提高。
另一方面，传统的高温闸阀阀座与阀体的座圈孔为过盈配合，通过压入方式装配，造成阀座安装、拆卸均非常困难，不方便现场操作。
发明内容
有鉴于现有高温闸阀无法满足现场高压工况的缺陷，本发明的目的是提供一种高温高压闸阀，它能满足现场生产介质温度-60℃-345℃，压力≤69MPa工况的长期使用，延长耐高温密封组件的使用寿命。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高温高压闸阀，包括阀体、阀座、闸板、阀盖和阀杆，所述阀杆转动设置在所述阀盖上且所述阀杆的下部与所述闸板螺纹连接，其特征在于：所述阀盖的下方开口内设有与所述阀杆密封连接的第一密封组件，所述阀盖的上方开口内设有与所述阀杆密封连接的第二密封组件，所述阀杆通过设置在所述第二密封组件上方的轴承转动支撑在所述阀盖中。
优选地，所述第一密封组件包括石墨密封填料组和下填料压盖；所述第二密封组件包括耐高温密封填料组和上填料压盖。
进一步优选地，所述石墨密封填料组为不锈钢丝增强石墨密封环和黄铜镶嵌石墨防挤出环的组合；所述耐高温密封填料组为不锈钢支撑垫、耐腐蚀合金弹簧、石墨填充PTFE密封环和黄铜镶嵌石墨防挤出环的组合。
其中，所述第一密封组件和第二密封组件之间的上下间距为100-200mm。采用这样的间距，使得阀盖结构高度加高，有助于降低上方的第二密封组件处工作介质的温度，延长第二密封组件的使用寿命。在一具体实施例中，上下间距优选为150mm。
在一具体实施例中，所述闸板包括闸板主块和闸板副块，所述闸板主块通过斜面与所述闸板副块配合且所述闸板主块与所述闸板副块之间连接有弹性件，所述阀杆的下部与所述闸板主块螺纹连接。
所述阀盖上还安装有驱动所述阀杆旋转的齿轮箱17，所述齿轮箱17上设有手轮。
优选地，所述阀座安装在所述阀体的座圈孔中，所述阀座与所述阀体之间、所述阀座与所述闸板之间均为金属密封连接。
为了便于阀座的安装和拆卸，所述阀座与所述座圈孔采用间隙配合，使现场操作更加容易。
其中，为了方便安装轴承和对轴承进行固定，所述阀盖的上方开口上还设有固定所述轴承的压紧螺母和并紧螺母。
由于采用上述技术方案，本发明的高温高压闸阀具有以下优点：
（1）第一密封组件和第二密封组件具有一定间距，使得阀盖的高度增加，有助于降低上方的第二密封组件处工作介质的温度，延长第二密封组件的使用寿命；
（2）双密封组件设计，有助于保证密封效果。下方的第一密封组件主要功能是起到预紧作用，减少阀门开关过程中由于管线介质进入中腔第二密封组件的直接冲击作用，降低到达第二密封组件处工作介质的温度，增强第二密封组件的使用寿命。
在本发明的进一步改进中，阀座与阀体的座圈孔采用间隙配合，方便了现场安装并延长了阀体、阀座使用寿命。
附图说明
图1为本发明高温高压闸阀的纵向剖面示意图。
图2为本发明高温高压闸阀的侧视图。
图3为本发明高温高压闸阀中的闸板结构示意图
1—导向板，2—阀座，3—阀体，4—闸板，5—金属密封环，6—阀盖，7—下填料压盖，8—螺柱，9—螺母，10—第一密封组件，11—阀杆，12—第二密封组件，13—轴承，14—螺栓，15—压紧螺母，16—并紧螺母，17—齿轮箱，18—轴承套，19—上填料压盖，20—闸板主块，21—油杯，22—润滑器，23—销，24—弹簧，25—闸板副块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
请参阅图1至3，一种高温高压阀，一种高温高压闸阀，包括阀体2、阀座3、闸板4、阀盖6、阀杆11和带有手轮的齿轮箱17。
阀体3的中腔上设有座圈孔，阀座2间隙配合地安装在所述座圈孔中，阀座2和阀体3之间通过金属密封。
导向板1固定在阀座2的下端并向下延伸。闸板4包括闸板主块20和闸板副块25，闸板主块20通过斜面与闸板副块25配合且闸板主块20与闸板副块25之间连接有弹性件，该弹性件为弹簧24，弹簧24通过销23固定在闸板主块20和闸板副块25之间。闸板4可上下运动地设置在阀座2上，阀座2与闸板4之间为金属密封连接。
阀盖6通过螺柱8和螺母9固定在阀体3上，阀盖6和阀体3之间通过金属密封环5密封连接。阀杆11转动设置在阀盖6上且阀杆11的下部与闸板4的闸板主块20螺纹连接。阀盖6的下方开口内设有与阀杆11密封连接的第一密封组件10，阀盖6的上方开口内设有与阀杆11密封连接的第二密封组件12，阀杆11通过设置在第二密封组件12上方的轴承13转动支撑在阀盖6中。轴承13通过轴承套18固定在阀盖6的上方开口内，并通过压紧螺母15和并紧螺母16固定。为了便于注入润滑剂，阀盖6的侧壁上开设有与安装轴承13的开口段相连通的通孔，通孔上安装有油杯21。
齿轮箱7通过螺栓固定在阀盖6的上端，阀杆11的上端与齿轮箱17传动连接，通过旋转齿轮箱17上的手轮，可以驱动阀杆11转动，从而带动闸板4开启或关闭。
为了减小工作介质对上方的第二密封组件12的冲击，第一密封组件10和第二密封组件12之间的上下间距为100-200mm。采用这样的间距，使得阀盖6结构高度加高，有助于降低上方的第二密封组件12处工作介质的温度，延长第二密封组件12的使用寿命。在本实施例中，阀盖6的中孔的下方开口内设有安装第一密封组件的下台阶，阀盖6的中孔的上方开口内设有安装第二密封组件的上台阶。所述下台阶和所述上台阶的高度差即是第一密封组件10和第二密封组件12的上下间距，该上下间距为150mm。
其中，第一密封组件10包括石墨密封填料组和下填料压盖7。本实施例中，所述石墨密封填料组为不锈钢丝增强石墨密封环和黄铜镶嵌石墨防挤出环的组合。所述第二密封组件包括耐高温密封填料组和上填料压盖19。本实施例中，所述耐高温密封填料组为不锈钢支撑垫、耐腐蚀合金弹簧、石墨填充PTFE密封环和黄铜镶嵌石墨防挤出环的组合。
本实施例的高温高压闸阀由于采用了双密封组件的结构，加高的阀盖设计，使高温高压的工作介质通过第一密封组件的缓冲，对第二密封组件的压力冲击大大降低，第二密封组件能够有效地起到密封的作用，而且延长了第二密封组件的使用寿命。本实施例的高温高压闸阀尤其适合在介质温度-60℃-345℃，压力≤69MPa工况下长期使用，特别适用于石油、天然气等热采行业的管线中。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高温高压闸阀，包括阀体、阀座、闸板、阀盖和阀杆，所述阀杆转动设置在所述阀盖上且所述阀杆的下部与所述闸板螺纹连接，其特征在于：所述阀盖的下方开口内设有与所述阀杆密封连接的第一密封组件，所述阀盖的上方开口内设有与所述阀杆密封连接的第二密封组件，所述阀杆通过设置在所述第二密封组件上方的轴承转动支撑在所述阀盖中，所述第一密封组件是石墨密封填料组和下填料压盖，所述石墨密封填料组为不锈钢丝增强石墨密封环和黄铜镶嵌石墨防挤出环的组合；所述第二密封组件是耐高温密封填料组和上填料压盖；所述耐高温密封填料组为不锈钢支撑垫、耐腐蚀合金弹簧、石墨填充PTFE密封环和黄铜镶嵌石墨防挤出环的组合。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压闸阀，其特征在于：所述第一密封组件和第二密封组件之间的上下间距为100-200mm。
3.根据权利要求1所述的一种高温高压闸阀，其特征在于：所述闸板包括闸板主块和闸板副块，所述闸板主块通过斜面与所述闸板副块配合且所述闸板主块与所述闸板副块之间连接有弹性件，所述阀杆的下部与所述闸板主块螺纹连接。
4.根据权利要求1或3所述的一种高温高压闸阀，其特征在于：所述阀盖上还安装有驱动所述阀杆旋转的齿轮箱17，所述齿轮箱17上设有手轮。
5.根据权利要求1或3所述的一种高温高压闸阀，其特征在于：所述阀座安装在所述阀体的座圈孔中，所述阀座与所述阀体之间、所述阀座与所述闸板之间均为金属密封连接。
6.根据权利要求5所述的一种高温高压闸阀，其特征在于：所述阀座与所述座圈孔采用间隙配合。
7.根据权利要求1所述的一种高温高压闸阀，其特征在于：所述阀盖的上方开口上还设有固定所述轴承的压紧螺母和并紧螺母。
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