CN105065741A - 一种自力式分段压力控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自力式分段压力控制阀，包括阀体，所述的阀体内设置有滑动腔，滑动腔的一端侧壁设置有流体出口，滑动腔的另一端侧壁设置有流体进口，滑动腔内设置有阀芯，阀芯中部设置有周向环形槽，滑动腔一端设置有压力腔，另一端设置有阀座件，阀芯一端通过弹簧与阀座件相抵，压力腔通过进液孔与流体进口连通。本发明结构简单，通过控制该阀门进口出的压力，能使该阀门在一定的压力范围内自动开启，低于或者高于该段范围的压力时，阀门都处于闭合状态。可以在不借助于外部驱动力的情况下，通过管路压力来控制阀门的开启和闭合，达到对管路的进一步控制。

Description

一种自力式分段压力控制阀

技术领域

本发明涉及阀门装置，更具体涉及一种自力式分段压力控制阀。适用于通过流体压力对管路系统自动化控制的场合，特别适用于无法使用第三方执行机构（如电磁阀、气动阀）的极端场合（如井下地层）。

背景技术

流体测试与控制过程中，往往需要根据压力对流体支路进行控制，现有成熟产品如自力式减压阀、电磁阀、先导式安全阀等。但均需要气动或电磁等信号的第三方执行机构，不能很好地适应深部钻井的恶劣环境及超远程控制。

靠介质的压力差驱动阀瓣或阀芯往返运动来实现系统流量和压力的控制的产品亦有所报道，如发明专利CN102313055A公布的“一种自力式调节阀”，其原理可行，但前后端均需要节流阀配合。此外，以该方案为代表的同类技术无法实现自力式分段压力的控制，即同时具备启动压力和闭合压力的自力式控制阀。

发明内容

本发明的目的就是为了克服以往钻孔成像技术存在的缺点和不足，提供一种自力式分段压力控制阀，该阀门能在某一区间压力内自动开启，当阀门进口压力达到一定值时，阀门开启，而如果进口压力持续增加，高于一定值时，阀门自动关闭。如果在同一管路系统中，安装不同开启压力段的该类型阀门，能通过控制管路压力来达到控制不同阀门自动启闭的功能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种自力式分段压力控制阀，包括阀体，所述的阀体内设置有滑动腔，滑动腔的一端侧壁设置有流体出口，滑动腔的另一端侧壁设置有流体进口，滑动腔内设置有阀芯，阀芯中部设置有周向环形槽，滑动腔一端设置有压力腔，另一端设置有阀座件，阀芯一端通过弹簧与阀座件相抵，压力腔通过进液孔与流体进口连通。

如上所述的阀座件包括设置在滑动腔端部的阀套，阀套内设置有弹簧座，弹簧座一端穿出阀套，另一端开设有用于卡设弹簧的底槽，阀芯与弹簧相抵的一端开设有用于卡设弹簧的底槽。

如上所述的阀套上设置有设置有卡环。

如上所述的压力腔的直径小于阀芯的直径。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

结构简单，通过控制该阀门进口出的压力，能使该阀门在一定的压力范围内自动开启，低于或者高于该段范围的压力时，阀门都处于闭合状态。可以在不借助于外部驱动力的情况下，通过管路压力来控制阀门的开启和闭合，达到对管路的进一步控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，阀体被弹簧推至滑动腔一端，阀体的上部侧壁密封流体出口；

图2为阀体处于滑动腔中部，流体进口通过周向环形槽与流体出口连通的状态图；

图3为阀体在压力腔内压力作用下推至滑动腔另一端，阀体的下部侧壁密封流体进口。

图中：P1-流体进口，P2-流体出口，A-周向环形槽，B-进液孔，C-压力腔，D-滑动腔，1-阀芯，2-阀体，3-弹簧，4-阀套，5-弹簧座，6-卡环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细描述：

如图1所示，阀芯1安装在阀体2内，与阀体2形成滑动配合。阀芯1的一端与阀体2之间留有一定的空间，形成压力腔C，阀芯1的另一端设有底槽。阀套4与阀体2相连接，形成内置弹簧的空腔。弹簧3的一端顶在阀芯1的底槽内，弹簧的另一端顶在弹簧座5的底槽内。弹簧座5的大端置于阀套4内，弹簧座5的小端被阀套4压紧，并穿出阀套4。弹簧3将阀芯1压紧在阀体2的压力腔C上。阀体2内设有流体进口P1和流体出口P2，并在流体进口P1处开有进液孔B，通过进液孔B将流体进口处的流体引入压力腔C。

当压力流体进入压力腔C后对阀芯1的端面形成向上的推力，当流体进口压力不断增大时，阀芯1下端面所受到的流体的压力也不断增加，当该推力增大到大于弹簧3的向下压力时，阀芯1在该推力的作用下向弹簧端运动。

如图1所示，当流体进口处压力不足以推动阀芯或者推动阀芯向弹簧端运动距离小于阀芯开启距离a时，阀芯1处的流体环形空间A不连通流体进口P1和流体出口P2，阀门处于闭合状态，阀体的上部侧壁密封流体出口。

如图2所示，当流体进口处压力推动阀芯向弹簧端运动距离大于阀芯开启距离a时，流体进口P1流体和流体出口P2通过阀芯1处的流体环形空间A连通，流体经过流体出口P2流出。这是阀门处于打开状态。

如图3所示，当流体进口P1处流体压力持续增加，进一步使得压力腔C处对阀芯1的推力增大，阀芯1被继续推向弹簧端，当阀芯1的上端面与阀套4端面接触时，阀芯1处的流体环形空间A重新归于不连通流体进口P1和流体出口P2的状态，阀芯1的下部圆柱面阻断了流体进口P1和流体出口P2，这时候，阀体的下部侧壁密封流体进口，流体进口P1和流体出口P2不连通，阀门处于闭合状态。

当流体进口压力P1不断降低的过程时，阀芯1在弹簧3是作用下向下运动，当流体进口处压力持续降低到推动阀芯向弹簧端运动距离小于阀芯开启距离a时，阀芯1处的流体环形空间A不连通流体进口P1和流体出口P2，阀门闭合。当流体进口处压力继续降低到不足推动阀芯1克服弹簧3向下压力时，阀芯1下端面与阀体2接触，该阀门的所有部件回到初始状态（即图1状态）。

注：推动阀芯上下运动的动力为流体压强在C腔接触面上形成的压力。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种自力式分段压力控制阀，包括阀体（2），其特征在于，所述的阀体（2）内设置有滑动腔（D），滑动腔（D）的一端侧壁设置有流体出口（P2），滑动腔（D）的另一端侧壁设置有流体进口（P1），滑动腔（D）内设置有阀芯（1），阀芯（1）中部设置有周向环形槽（A），滑动腔（D）一端设置有压力腔（C），另一端设置有阀座件，阀芯（1）一端通过弹簧（3）与阀座件相抵，压力腔（C）通过进液孔（B）与流体进口（P1）连通。

2.根据权利要求1所述的一种自力式分段压力控制阀，其特征在于，所述的阀座件包括设置在滑动腔（D）端部的阀套（4），阀套（4）内设置有弹簧座（5），弹簧座（5）一端穿出阀套（4），另一端开设有用于卡设弹簧（3）的底槽，阀芯（1）与弹簧（3）相抵的一端开设有用于卡设弹簧（3）的底槽。

3.根据权利要求2所述的一种自力式分段压力控制阀，其特征在于，所述的阀套（4）上设置有设置有卡环（6）。

4.根据权利要求3所述的一种自力式分段压力控制阀，其特征在于，所述的压力腔（C）的直径小于阀芯（1）的直径。