CN105240577A - 一种远程测控分流阀及分流控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种远程测控分流阀及分流控制器，远程测控分流阀包括阀座、遥控单向阀组件和预紧单向阀，阀座内具有阀座腔，阀座上开设有与流入腔连接的流入口和与流出腔连接的流出口，流入腔和流出腔分别与阀座腔连通；遥控单向阀组件包括活塞杆，活塞杆的一端设置有遥控单向阀，预紧单向阀开启后的介质流动方向为从阀座腔流入流出腔，阀座腔还设置有腔内液压调节组件。分流控制器，具有所述的远程测控分流阀，各远程测控分流阀通过连通管与流入腔和/或流出腔连接。本发明由于能够实现阀座腔内流体液压力的能动控制，可以实时了解腔内压力的变化，掌握分流控制器的工况状态，灵活可靠，自动化程度高。另外，流出腔的安装形式也可以根据需要进行灵活的调整。
Description
技术领域
本发明涉及用于液体流动分流控制系统的一种远程测控分流阀及分流控制器。
背景技术
目前，液体流动管路中油、水流动的控制都是依靠各种阀门来实现的。为了满足日常需要，所形成的阀门控制系统结构复杂、操作繁琐，针对特定的阀门组件往往需要一定的专业操作技能。例如，石油钻井中的泥浆循环系统，井控控制系统等。虽然现在的石油钻机设备都比较先进，但泥浆循环系统中的地面管汇阀门组还需要用人力去扳动大阀门进行泥浆泵与井口之间、泥浆泵与泥浆枪之间、泵与泵之间的倒换作业。对地面管汇阀门组进行开关倒换，操作人员有时需要从高高的钻台跑到地面来操作，并且由于阀门组的开关顺序与开关时间长短对井下安全是有一定影响的，因此管汇阀门组开关操作必须由专业人员进行。另外，日常的管汇阀门组开关倒换很频繁，管汇阀门组操作起来非常麻烦。
为了解决上述问题，中国发明专利申请CN103397860A《泥浆分配远程控制器》公开了一种泥浆分配远程控制器，在一个三通阀体内的左右阀座之间装有一个用气缸来驱动活塞左右运动，三通阀体左右两个出口处分别连接有单向阀，其中一个单向阀出口处与另一个单向阀出口处之间连接一个用气缸活塞来带动的阀门。但是这种控制器的组成零件较多，制作复杂且成本较高；其两个单向阀都是靠阀的重力关闭的，没有开启压力，安全系数低；通过一个活塞双作用，如果该活塞失灵，整个控制器就失效，控制器的可靠性程度较低；另外，在工作时，三通阀体在密封良好的条件下理论上是无法将活塞打开的，因此该控制器实际上是无法实现阀的开启与关闭的。另外，这种控制器的模块化程度低，无法真正确定阀的工作状态，不能满足现代控制技术的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有泥浆分配远程控制器的不足，本发明提供一种远程测控分流阀及分流控制器。分流控制器以这种远程测控分流阀为基本单元，通过单元之间的组合来形成对管路液流流动进行远程测量、控制与功能的调节。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种远程测控分流阀，包括阀座、遥控单向阀组件和预紧单向阀，所述阀座内具有阀座腔，所述阀座腔上开设有流入口和流出口，所述流入口和流出口分别连接有流入腔和流出腔，所述流入腔和流出腔分别通过遥控单向阀组件和预紧单向阀与阀座腔连通；所述遥控单向阀组件包括活塞杆，所述活塞杆的一端设置有遥控单向阀，遥控单向阀的大小和位置与流入口的大小和位置相匹配；所述预紧单向阀的大小和位置与流出口的大小和位置相匹配，所述预紧单向阀在一定的阀座腔内液体压力作用下开启，介质由阀座腔流入流出腔，进而流入流体的流出通路，所述阀座腔内还设置有可调节腔内流体液压力大小的腔内液压调节组件；所述遥控单向阀组件由气动装置或电磁阀驱动。通过该远程测控分流阀可以实现阀座腔内流体压力的能动控制，实时了解压力变化；同时，流出口位置及流出腔的安装形式可以根据实际需求进行灵活调整，以满足实际作业的需要。
进一步，所述气动装置包括设置在所述活塞杆上远离遥控单向阀的一端的活塞和气缸，所述活塞置于所述气缸内，所述气缸的侧壁上设有连通气缸内外的第四气孔和第五气孔，所述第四气孔和第五气孔分别位于活塞的两侧。所述气动装置还包括远程气控装置，所述第四气孔和第五气孔分别与所述远程气控装置气路连接。，气缸内活塞两侧的体积可以通过与第四气孔、第五气孔气路连接的远程气控装置的气压变化进行调节，并驱动活塞杆做直线往复运动，来实现阀座腔与流入口通道的隔离与连通，连通时流体的流动方向为从流入腔流入阀座腔。
进一步，为了实现阀座腔内压力调节，所述腔内液压调节组件的一种技术方案为：包括弹性气囊和通气孔，所述通气孔开设在阀座腔上，且通气孔穿透阀座腔后与弹性气囊连通；所述弹性气囊包括内置有一定体积的大刚度筛孔腔体和可胀缩气囊，所述筛孔腔体置于所述气囊内部，弹性气囊在其自身内部气压和阀座腔内流体液压的共同作用下膨胀或收缩。
具体的，所述弹性气囊内部的气体通道与遥控单向阀组件第四气孔对应的气体通道联动。第四气孔对应的气体通道内气压上升时，弹性气囊的气压也上升，弹性气囊膨胀，而第五气孔对应的气体通道的气压泄压下降，活塞驱动活塞杆向右运动，流入口开启。而当第四气孔对应的气体通道内的气压下降，第五气孔对应的气体通道气压上升时，弹性气囊内部气压下降，弹性气囊收缩，活塞杆在活塞的推动下向左运动，直至流入口关闭。腔体内的密封压力可以通过弹性气囊内部的气压实现灵活、安全的调节，并能够实现阀座腔内液压力的动态测量。
进一步，为了实现阀座腔内压力调节，所述腔内液压调节组件的第二种技术方案为：包括气孔、上活塞板、下活塞板、推杆和隔板，所述气孔包括三个，三个气孔均开设在阀座腔上且连通阀座腔内外，三个气孔由上至下依次分别为第一气孔、第二气孔和第三气孔，所述隔板固定在阀座腔内壁上且与阀座腔密封连接，隔板设置在第一气孔和第二气孔之间的位置上，三个气孔均位于流入口的下方；推杆的两端穿过隔板分别与上活塞板和下活塞板连接，上活塞板和下活塞板均与阀座腔滑动密封连接。
具体的，所述第一气孔和第三气孔的气路与遥控单向阀组件的第四气孔对应的气体通道连接，所述第二气孔的气路与遥控单向阀组件的第五气孔对应的的气体通道连接，以实现压力调节的联动。当第四气孔对应的气体通道内气压上升时，与第一气孔和第三气孔连通的阀座腔内空间的压力上升，而第五气孔对应的第二气孔连通的阀座腔内空间的气压泄压下降，活塞驱动活塞杆向右运动，流入口开启；而当第四气孔对应的气体通道内气压下降时，与第一气孔和第三气孔连通的阀座腔内空间的压力下降，而第五气孔对应的第二气孔连通的阀座腔内空间的气压压缩上升，活塞驱动活塞杆向左运动，流入口关闭。阀座腔内的密封压力可以实现灵活、安全的调节，并能够实现阀座腔内液压力的动态测量。
进一步，为了实现阀座腔内压力调节，所述腔内液压调节组件的第三种技术方案为：包括波纹管、油道和储油箱，所述油道与储油箱连通，油道内设有单向球阀，单向球阀开启后的介质流动方向为从储油箱到波纹管的方向，波纹管的一端顶部设有护盖，所述护盖与波纹管、油道和储油箱组成一个储油密封系统，波纹管的另一端抵靠一台阶，所述台阶为波纹管护盖向右运动的右止点；所述储油箱内盛装有液压油，且储油箱顶部与大气连通。
进一步，所述腔内液压调节组件安装在阀座的侧壁上，与腔内液压调节组件相对的阀座侧壁上开设有一通孔，所述通孔处安装有一堵头。通过打开堵头，以便于实现腔内液压调节组件的安装、维护与调整。
具体的，所述预紧单向阀为弹簧式单向阀。
一种具有所述的远程测控分流阀的分流控制器，各远程测控分流阀通过连通管与流入腔和/或流出腔连接。所述的远程测控分流阀作为一个基本的控件单元，可以将两个或两个以上控件单元按照一定的方式组合在一起，通过灵活的组配，可以形成能够满足各种功能需要的复杂管路分流控制器。
本发明的有益效果是，本发明的远程测控分流阀及分流控制器，由于能够实现阀座腔内流体压力的能动控制，并可以实时了解阀座腔压力的变化，掌握分流控制器的工况状态，灵活可靠，自动化程度高。另外，流出腔的位置也可以根据需要进行灵活的调整。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是本发明的实施例2的结构示意图；
图3是本发明的实施例3的结构示意图；
图4是本发明的实施例4的结构示意图；
图5是本发明的实施例5的结构示意图；
图6是本发明的实施例6的结构示意图；
图7是本发明的实施例7的结构示意图。
图中100、远程测控分流阀，1、阀座，1-1、阀座腔，1-2、流入口，1-3、流出口，1-4、通孔，2、流入腔，3、流出腔，4、遥控单向阀组件，4-1、活塞，4-2、活塞杆，4-3、遥控单向阀，4-4、气缸，5、预紧单向阀，6、上活塞板，7、下活塞板，8、推杆，9、隔板，10、第一气孔，11、第二气孔，12、第三气孔，13、第四气孔，14、第五气孔，15、波纹管，16、油道，17、储油箱，18、单向球阀，19、护盖，20、台阶，21、堵头，22、电磁阀，23、螺栓，24、密封圈，25、连通管，26、弹性气囊，27、通气孔。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示，本发明的一种远程测控分流阀100，包括阀座1、遥控单向阀组件4和预紧单向阀5，所述阀座1内具有阀座腔1-1，所述阀座1上开设有流入口1-2和流出口1-3，所述流入口1-2和流出口1-3分别连接有流入腔2和流出腔3，所述流入腔2和流出腔3分别通过遥控单向阀组件4和预紧单向阀5与阀座1的空心腔体阀座腔1-1连通。
所述遥控单向阀组件4包括活塞杆4-2，所述活塞杆4-2的一端设置有遥控单向阀4-3，遥控单向阀组件4由气动装置驱动，气动装置包括设置在所述活塞杆4-2远离遥控单向阀4-3的一端的活塞4-1和气缸4-4，所述活塞4-1置于所述气缸4-4内，所述气缸4-4的侧壁上设有连通气缸4-4内外的第四气孔13和第五气孔14，第四气孔13和第五气孔14分别设置在活塞4-1的两侧，将气缸4-4分隔成两半。遥控单向阀4-3的大小和位置与流入口1-2的大小和位置相匹配，第四气孔13和第五气孔14与远程气控装置气路连接，以便实现相应的控制。
预紧单向阀5的大小和位置与流出口1-3的大小和位置相匹配，预紧单向阀5为弹簧式单向阀。预紧单向阀5在一定的阀座腔1-1液压力作用下开启，介质由阀座腔1-1流入流出腔3。阀座1外形为棱柱体，预紧单向阀5可根据需要安装在棱柱体的某一侧面、底面或顶面上。流出腔3与阀座1通过螺栓23固定。
阀座1的阀座腔1-1还设置有用于调节阀座腔内流体液压力大小的腔内液压调节组件。所述腔内液压调节组件包括内置有一定体积大刚度筛孔腔体的弹性气囊26和通气孔27，所述通气孔27开设在阀座腔1-1上，且通气孔27穿透阀座腔1-1后与弹性气囊26连通，弹性气囊26在其自身内部气压和阀座腔1-1内流体液压的共同作用下膨胀或收缩。所述弹性气囊26内部的气体通道与遥控单向阀组件第四气孔13对应的气体通道联动。第四气孔13对应的气体通道内气压上升时，弹性气囊26的气压上升，弹性气囊26膨胀，而第五气孔14对应的气体通道的气压泄压下降，活塞4-1驱动活塞杆4-2向右运动，流入口1-2开启。而当第四气孔13对应的气体通道内的气压下降，第五气孔14对应的气体通道气压上升时，弹性气囊26内部气压下降，弹性气囊26收缩，活塞杆4-2在活塞4-1的推动下向左运动，直至流入口1-2关闭。腔体1-1内的密封压力可以通过弹性气囊26内部的气压实现灵活、安全、可靠的调节，弹性气囊26包括内置有一定体积的大刚度筛孔腔体和可胀缩气囊，所述筛孔腔体置于所述气囊内部。
本实施例的控制原理如下：
通气孔27与第四气孔13的充放气是联动的，通气孔27和弹性气囊26用于助推活塞24开启。气压升高时，活塞4向右移动的同时，弹性气囊26膨胀助力遥控单向阀4-3打开。
实施例2
如图2所示，本实施例大致与实施例1相同，不同之处在于所采用的腔内液压调节组件不同。本实施例的腔内液压调节组件包括气孔、上活塞板6、下活塞板7、推杆8和隔板9。气孔包括三个，三个气孔均开设在阀座腔1-1上且连通阀座腔1-1内外。三个气孔由上至下依次分别为第一气孔10、第二气孔11和第三气孔12。隔板9固定在阀座腔1-1内壁上且与阀座腔1-1密封连接，隔板9设置在第一气孔10和第二气孔11之间的位置上，三个气孔均位于流入口1-2的下方。推杆8的两端穿过隔板9分别与上活塞板6和下活塞板7连接，上活塞板6和下活塞板7均与阀座腔1-1滑动密封连接。
所述遥控单向阀4-3和预紧单向阀5均通过密封圈24分别与流入口1-2和流出口1-3密封。
本实施例的控制原理如下：
第一气孔10、第三气孔12和第四气孔13的充放气是联动的，第一气孔10和第三气孔12充气，上活塞板6和下活塞板7向上，同时，第四气孔13也充气，遥控单向阀4-3后退从而打开流入口1-2，使流入腔2与阀座1的阀座腔1-1连通。
第二气孔11和第五气孔14联动，第二气孔11充气，上活塞板6和下活塞板7向下，同时，第五气孔14也充气，遥控单向阀4-3向前推动从而关闭流入口1-2。此时，通过上活塞板6和下活塞板7的移动幅度，还可以测量阀座1的阀座腔1-1内的密封性。
实施例3
如图3所示，本实施例大致与实施例1相同，不同之处在于所采用的腔内液压调节组件不同。本实施例的腔内液压调节组件包括波纹管15、油道16和储油箱17，油道16与储油箱17连通，油道16内设有单向球阀18，单向球阀18开启后的介质流动方向为从储油箱17到波纹管15的方向。波纹管15的一端顶部设有护盖19，护盖19与波纹管15、油道16和储油箱17组成一个储油密封系统，波纹管15的另一端抵靠一台阶20，台阶20为波纹管护盖19向右运动的右止点。储油箱17内盛装有液压油，且储油箱17顶部与大气连通。
为了方便拆卸波纹管15，腔内液压调节组件安装在阀座1的侧壁上，与腔内液压调节组件相对的阀座1侧壁上开设有一通孔1-4，通孔1-4处安装有一堵头21。当需要拆卸波纹管15时，只需卸下通孔1-4内的堵头21，即可很方便地取出波纹管15。
另外，本实施例中，遥控单向阀组件4由电磁阀22驱动。
本实施例的控制原理如下：
电磁阀22驱动遥控单向阀组件4，使遥控单向阀4-3前后移动，从而控制流入口1-2的开闭。同时，腔内液压调节组件采用储油箱内液压油的压力与阀座腔1-1内的介质所产生的压力进行平衡，使得波纹管15前后移动。单向球阀18可以使得阀座腔1-1内在流体流动时产生的液压力驱动护盖压缩波纹管15，油回流进入油箱，与此同时带动单向球阀远离波纹管15，单向球阀关闭后可形成阀座腔1-1内部液流的稳定流动状态。
实施例4
如图4所示，本发明的一种分流控制器，由两个实施例2中所述的远程测控分流阀100组合而成，两个远程测控分流阀100的流入腔2通过三通管接头连接，三通管接头的其中两个接头分别连接两个远程测控分流阀100的流入腔2。
实施例5
如图5所示，一种分流控制器，由三个远程测控分流阀100组合而成，其远程测控分流阀100与实施例2的远程测控分流阀100大致相同，不同之处在于，预紧单向阀5安装在棱柱体阀座1的一侧面上。进一步地，三个远程测控分流阀100中，其中两个远程测控分流阀100的流入腔2通过三通管接头连接，另外一个远程测控分流阀100的流入腔2和流出腔3分别与另两个远程测控分流阀100的流出腔3连接。
实施例6
如图6所示，本发明的一种分流控制器，由两个实施例3中所述的远程测控分流阀100组合而成，两个远程测控分流阀100的流入腔2通过三通管接头连接，三通管接头的其中两个接头分别连接两个远程测控分流阀100的流入腔2。
实施例7
如图7所示，一种分流控制器，由三个远程测控分流阀100组合而成，其远程测控分流阀100与实施例3的远程测控分流阀100大致相同，不同之处在于，预紧单向阀5安装在棱柱体阀座1的一侧面上。进一步地，三个远程测控分流阀100中，其中两个远程测控分流阀100的流入腔2通过三通管接头连接，另外一个远程测控分流阀100的流入腔2和流出腔3分别与另两个远程测控分流阀100的流出腔3连接。
图1-图7中箭头所示的方向为本发明的分流阀所控制的介质的流动方向，所述介质可以是液体，也可以是气体。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种远程测控分流阀(100)，其特征在于：包括阀座(1)、遥控单向阀组件(4)和预紧单向阀(5)，所述阀座(1)内具有阀座腔(1-1)，所述阀座(1)上开设有流入口(1-2)和流出口(1-3)，所述流入口(1-2)和流出口(1-3)分别连接有流入腔(2)和流出腔(3)，所述流入腔(2)和流出腔(3)分别通过遥控单向阀组件(4)和预紧单向阀(5)与阀座腔(1-1)连通；所述遥控单向阀组件(4)包括活塞杆(4-2)，所述活塞杆(4-2)的一端设置有遥控单向阀(4-3)，遥控单向阀(4-3)的大小和位置与流入口(1-2)的大小和位置相匹配；所述预紧单向阀(5)的大小和位置与流出口(1-3)的大小和位置相匹配，所述预紧单向阀(5)在一定的阀座腔(1-1)内液压力作用下开启后的介质流动方向为从阀座腔(1-1)流入流出腔(3)，所述阀座腔(1-1)内还设置有可调节腔内流体液压力大小的腔内液压调节组件；所述遥控单向阀组件(4)由气动装置或电磁阀(22)驱动。
2.如权利要求1所述的远程测控分流阀(100)，其特征在于：所述气动装置包括设置在所述活塞杆(4-2)远离遥控单向阀(4-3)的一端的活塞(4-1)和气缸(4-4)，所述活塞(4-1)置于所述气缸(4-4)内，所述气缸(4-4)的侧壁上设有连通气缸(4-4)内外的第四气孔(13)和第五气孔(14)，所述第四气孔(13)和第五气孔(14)分别设置在活塞(4-1)两侧。
3.如权利要求2所述的远程测控分流阀(100)，其特征在于：所述气动装置还包括远程气控装置，所述第四气孔(13)和第五气孔(14)分别与所述远程气控装置气路连接。
4.如权利要求1所述的远程测控分流阀(100)，其特征在于：所述腔内液压调节组件包括弹性气囊(26)和通气孔(27)，所述通气孔(27)开设在阀座腔(1-1)上，且通气孔(27)穿透阀座腔(1-1)后与弹性气囊(26)连通，弹性气囊(26)在其自身内部气压和阀座腔(1-1)内流体液压的共同作用下膨胀或收缩。
5.如权利要求3所述的远程测控分流阀(100)，其特征在于：所述弹性气囊包括内置有一定体积的大刚度筛孔腔体和可胀缩气囊，所述筛孔腔体置于所述气囊内部。
6.如权利要求1所述的远程测控分流阀(100)，其特征在于：所述腔内液压调节组件包括气孔、上活塞板(6)、下活塞板(7)、推杆(8)和隔板(9)，所述气孔包括三个，三个气孔均开设在阀座腔(1-1)上且连通阀座腔(1-1)内外，三个气孔由上至下依次分别为第一气孔(10)、第二气孔(11)和第三气孔(12)，所述隔板(9)固定在阀座腔(1-1)内壁上且与阀座腔(1-1)密封连接，隔板(9)设置在第一气孔(10)和第二气孔(11)之间的位置上，三个气孔均位于流入口(1-2)的下方；推杆(8)的两端穿过隔板(9)分别与上活塞板(6)和下活塞板(7)连接，上活塞板(6)和下活塞板(7)均与阀座腔(1-1)滑动密封连接。
7.如权利要求1所述的远程测控分流阀(100)，其特征在于：所述腔内液压调节组件包括波纹管(15)、油道(16)和储油箱(17)，所述油道(16)与储油箱(17)连通，油道(16)内设有单向球阀(18)，单向球阀(18)开启后的介质流动方向为从储油箱(17)到波纹管(15)的方向，波纹管(15)的一端顶部设有护盖(19)，所述护盖(19)与波纹管(15)、油道(16)和储油箱(17)组成一个储油密封系统，波纹管(15)的另一端抵靠一台阶(20)，所述台阶(20)为波纹管(15)护盖(19)向右运动的右止点；所述储油箱(17)内盛装有液压油，且储油箱(17)顶部与外界连通。
8.如权利要求7所述的远程测控分流阀(100)，其特征在于：所述腔内液压调节组件安装在阀座(1)的侧壁上，与腔内液压调节组件相对的阀座(1)侧壁上开设有一通孔(1-4)，所述通孔(1-4)处安装有一堵头(21)。
9.如权利要求1所述的远程测控分流阀(100)，其特征在于：所述预紧单向阀(5)为弹簧式单向阀。
10.一种具有如权利要求1-9中任一项所述的远程测控分流阀(100)的分流控制器，其特征在于：各远程测控分流阀(100)通过连通管(25)与流入腔(2)和/或流出腔(3)连接。
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