CN105889541B - 一种防砂闸阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防砂闸阀，包括阀体、阀座、闸板、阀杆和阀盖，阀座包括内阀座和外阀座，内阀座密封配合在外阀座内；阀盖上设有填料压盖和轴承座，阀杆的下端与所述闸板螺纹连接，阀杆的上部穿过填料压盖并通过轴承支架和轴承转动设置在轴承座内，轴承支架通过螺纹连接在阀杆上并且轴承支架和阀杆通过连接件固定，阀杆的上端通过销轴连接有阀杆转换接头；轴承座内还设有套在阀杆转换接头的外周上的销轴套。由于阀杆转换接头和轴承支架分别设置，轴承支架与阀杆螺纹连接，阀杆上端与阀杆转换接头通过销轴连接，操作阀门时，阀杆的轴向力作用在螺纹上，销轴只承受阀杆的扭转力，因此销轴不易断裂，防砂闸阀使用更加安全可靠。

Description

一种防砂闸阀

技术领域

本发明涉及一种平板闸阀，尤其是一种应用于油井设备的压裂井口和含沙量较大的管汇中的防砂闸阀。

背景技术

现有的平板闸阀均为阀后密封，或者只能部分实现阀前密封。而且目前的平板闸阀能够实现的阀前密封并不稳定，容易发生密封失效，使砂砾进入到阀体中腔，增大了阀门维护频率，影响阀门的使用寿命。

为了解决实现有效的阀前密封，组织砂砾进入阀体中腔，使得平板闸阀能够在工况恶劣，要求严苛的井内环境中使用，本申请人设计了一种防沙阀（中国发明专利CN104563960A），通过在阀体中嵌设两个外阀座和两个内阀座，在内阀座的下部设置防沙板，内阀座的内侧密封面与防沙板的内侧表面之间形成台阶，当介质压力从进口端进入外阀座和内阀座之间后，将外阀座和内阀座撑开，使外阀座趋向于压紧阀体，内阀座趋向于压紧闸板；且进入外阀座和内阀座之间的介质压力使阀前密封比压大于必须比压，使介质不能进入中腔，从而有效的地实现阀前密封。

但是，该防沙阀还存在以下的问题：（1）阀杆上端的阀杆转换接头作为轴承支架通过销轴直接与阀杆连接，在操作阀门过程中，阀杆轴向力和扭转力全部作用在销轴上，容易使销轴断裂失效；（2）通过手轮直接带动阀杆转换接头操作阀门，十分费力；（3）不能实时显示阀门开度情况，无法判断阀门是否开启和关闭；（4）阀前密封不稳定，当介质压力较大时，将内阀座和外阀座撑开后，介质中的砂砾可能会进入内阀座和外阀座之间的间隙，损坏阀座密封面，造成阀门密封失效，从而影响阀门的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明首先解决的技术问题是提供一种防砂闸阀，它能够有效降低阀杆转换接头受到阀杆轴向力过大而断裂的风险，提升防砂闸阀的操作可靠性。

为了达到上述目的，本发明提供一种防砂闸阀，包括阀体、阀座、闸板、阀杆和阀盖，所述阀座包括内阀座和外阀座，所述内阀座密封配合在所述外阀座内；所述阀盖上设有填料压盖和轴承座，所述阀杆可绕自身轴向转动地设置在所述阀盖中，所述阀杆的下端与所述闸板螺纹连接；其特征在于：所述阀杆的上部穿过所述填料压盖并通过轴承支架和轴承转动设置在所述轴承座内，所述轴承支架通过螺纹连接在所述阀杆上并且所述轴承支架和所述阀杆通过连接件固定，所述阀杆的上端通过销轴连接有阀杆转换接头；所述轴承座内还设有套在所述阀杆转换接头的外周上的销轴套。

优选地，所述轴承支架的上端部向上延伸进入所述销轴套之内，所述连接件连接在所述轴承支架进入所述销轴套内的部分上。

在具体实施例中，所述轴承座上开设有台阶孔，所述销轴套及所述阀杆转换接头安装在所述台阶孔中，所述阀杆转换接头的外圆周面和所述销轴套的内壁之间、所述销轴套的外壁和所述台阶孔的内壁之间分别设有密封件。密封件优选为O形圈。

其中，所述轴承座的下部套接在所述阀盖上，所述轴承座的内壁还设有压紧所述填料压盖的台阶；所述轴承支架的上端部的外周面上沿周向设有导向带，所述轴承座的内周壁上设有对应所述导向带的导向槽。

为了使操作更加轻松，所述轴承座上还固设有驱动所述阀杆转换接头转动的齿轮箱，所述齿轮箱上设有手轮。

为了能够直观地观察阀门开关情况，所述防砂闸阀上还设有与所述阀门转换接头连接的阀门开关指示器；所述阀门开关指示器包括底座、圆形壳体、与所述阀杆转换接头同轴连接的驱动连杆、可绕自身轴向转动并可沿自身轴向上下移动的驱动齿轮、与所述驱动齿轮啮合的传动齿轮组件、与所述传动齿轮组件啮合的指示齿轮、固定在所述指示齿轮上随所述指示齿轮转动的指针；所述圆形壳体罩在所述底座上，所述圆形壳体的顶面开设有顶部观察窗，所述圆形壳体的侧面开设有侧观察窗；所述指针具有对应所述顶部观察窗的所述水平部分和对应所述侧观察窗的折弯部分。

其中，所述顶部观察窗和所述侧观察窗上分别覆盖有透明的保护盖。保护盖优选为透明玻璃盖或透明塑料盖。

在一具体实施例中，所述圆形壳体的下端内侧设有内螺纹，所述底座上设有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述圆形壳体与所述底座螺纹连接，所述圆形壳体的外圆周面上还对称设置有一对锁紧所述圆形壳体与所述底座的锁紧螺钉。

为了避免砂砾从内阀座和外阀座之间进入，所述内阀座和所述外阀座之间的连接处设置有隔环。

本发明的防砂闸阀通过将阀杆转换接头和轴承支架分别设置，轴承支架与阀杆螺纹连接，阀杆上端与阀杆转换接头通过销轴连接，操作阀门时，阀杆的轴向力作用在轴承支架的螺纹上，销轴只承受阀杆的扭转力，避免了阀杆轴向力和扭转力全部作用在销轴上导致销轴断裂的风险。因此，相较于现有技术，本发明的防砂闸阀操作更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明防砂闸阀的结构示意图。

图2为图1的A-A向剖面图。

图3为图1中的B部放大图。

图4为图1中的C部放大图。

图5为实施例中的阀门开关指示器的剖面示意图。

附图中：1—阀体，2—挡圈，3—外阀座，4—挡圈，5—O形圈，6—O形圈，7—内阀座，8—O形圈，9—闸板，10—阀杆螺母，11—阀杆，12—密封环，13—阀盖，14—螺母，15—螺柱，16—密封环，17—填料压盖，18—螺钉，19—泄压油嘴，20—轴承，21—油杯，22—轴承支架，23—导向带，24—轴承座，25—O形圈，26—销轴套，27—销轴，28—螺栓，29—垫片，30—阀杆转换接头，31—阀杆螺母，32—齿轮箱，33—O形圈，34—O形圈，35—挡圈，36—隔环，37—润滑器，38—旋转吊环，39—铭牌，40—阀门开关指示器，41—底座，411—顶部观察窗，4110—顶部保护盖，412—侧观察窗，413—连接段，4120—侧保护盖，42—圆形壳体，43—驱动连杆，431—一字槽，432—连接螺纹，433—锁紧螺纹，434—锁紧螺母，44—驱动齿轮，441—一字连接部，45—指示齿轮，46—指针，461—水平指示部分，462—竖直指示部分，47—螺钉，48—大齿轮，49—小齿轮，50—锁紧螺钉。

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至图5，本实施例的一种防砂闸阀，包括阀体1、阀座、闸板9、阀杆11、阀盖13、轴承支架22、轴承座24、阀杆转换接头30、齿轮箱32和阀门开关指示器40。本防砂闸阀为齿轮箱驱动、双阀座双向密封的暗杠平板闸阀。闸板9与阀杆11通过阀杆螺母10连接，阀杆11穿过阀盖13，与轴承支架22螺纹连接，再用销轴27与阀杆转换接头30固定。阀杆转换接头30的下端与阀杆11连接，上端与齿轮箱32连接，通过齿轮箱上的手轮操作来开关阀门。

其中，如图2和3所示，阀座包括内阀座7和外阀座3，两个内阀座7分别密封配合在两个外阀座3内。内阀座7的下端还设有防沙板。闸板9夹在两个内阀座7之间，闸板9的上端设有阀杆螺母10，在阀杆11的螺纹作用下，闸板9上下运动可开启或关闭闸阀。内阀座7和外阀座3之间设有两组密封件实现圆周密封，每一组密封件都包括一个挡圈35和一个O形圈8。外阀座3和阀体1之间通过O形圈进行端面密封，具体地，在靠近阀体中间的位置设有挡圈4和O形圈5，在靠近介质流通的通道的位置设有O形圈6。挡圈35和挡圈4的作用是使阀门在半开半闭状态时，介质压力进入中腔后可推动挡圈挤压O形圈，实现径向密封。阀座上的密封件O形圈都采用过盈配合，O形圈的过盈量可以实现闸板9与阀座件硬密封在低压时的必需比压。随着压力升高，内阀座与外阀座之间的介质推动内外阀座分别向两侧移动，闸板与阀座紧密贴合实现金属密封。所以，该闸阀在低压至高压变化中均能实现有效双向密封。

本实施例中，内阀座7和所述外阀座3之间的连接处设置有隔环36，用于隔离介质中的砂砾。内阀座7和闸板9的密封面均喷涂碳化钨。

如图2和4所示，阀盖13通过螺母14和螺柱15固定在阀体1上，阀盖13与阀体之间设有密封环12。阀盖13上设有填料压盖17和轴承座24，阀杆11可绕自身轴向转动地设置在阀盖13中，阀杆11的下端与闸板9上的阀杆螺母10螺纹连接。阀杆11的上部穿过填料压盖17并通过轴承支架22和轴承20转动设置在轴承座24内。轴承支架22通过螺纹连接在阀杆11上并且轴承支架22和阀杆11通过连接件固定，本实施例中该连接件为固定销。阀杆11的上端通过销轴27连接有阀杆转换接头30。轴承座24内还设有套在阀杆转换接头30的外周上的销轴套26。并且，本实施例中，轴承支架22的上端部向上延伸进入销轴套26之内，所述连接件连接在轴承支架22进入销轴套26内的部分上。轴承支架22的上下两端都设有轴承20，并且轴承座24的上分别设有用于对两个轴承20加注润滑油的油杯21。

为了放置销轴套26，轴承座24上开设有台阶孔，销轴套26及阀杆转换接头30安装在所述台阶孔中，阀杆转换接头30的外圆周面和销轴套26的内壁之间设有密封件，此处密封件采用O型圈33。销轴套26的外壁和所述台阶孔的内壁之间设有密封件，此处的密封件采用O形圈25。

其中，轴承座24的下部套接在阀盖13上，阀盖13的上端部具有外螺纹，轴承座24的下端部具有内螺纹，轴承座24通过螺纹连接在阀盖13上后再通过螺钉18固定在一起。轴承座24的内壁还设有压紧填料压盖17的台阶，轴承座24通过螺纹旋紧固定在阀盖13上后将紧紧地把填料压盖17固定在阀盖13上。本实施例中，用于密封阀盖13与阀杆11的密封环16为Lipseal唇形密封填料，能够实现低压密封和高压密封。轴承座24上对应填料压盖17的位置设有与轴承座24内部相通的泄压油嘴19。

轴承支架22的上端部的外周面上沿周向设有导向带23，轴承座24的内周壁上设有对应导向带23的导向槽。

在操作阀门开启或关闭的过程中，由于轴承支架22与阀杆11通过螺纹连接，阀杆11的轴向力作用在螺纹上，阀杆11上端与阀杆转换接头30之间的销轴27只承受阀杆11的扭转力，有效避免了传统阀门设计中销轴同时承受阀杆的轴向力和扭转力而容易造成销轴断裂或阀杆损坏的风险。

齿轮箱32通过螺栓28固定在轴承座24的上端。齿轮箱32的侧面上述合页手轮，通过转动手轮，利用齿轮组的传动作用，带动阀杆转换接头30转动，进而带动阀杆11转动，实现阀门的开启和关闭。相比于传统防砂闸阀直接采用手轮带动阀杆转换接头30来驱动阀杆11的方式，本防砂闸阀通过齿轮箱32的作用能够使操作更加省力。

为了能够直观地观察阀门开关情况，本实施例防砂闸阀上还设有与阀门转换接头连接30的阀门开关指示器40。

如图2和5所示，阀门开关指示器40包括底座41、圆形壳体42、与阀杆转换接头30同轴连接的驱动连杆43、可绕自身轴向转动并可沿自身轴向上下移动的驱动齿轮44、与驱动齿轮44啮合的传动齿轮组件、与所述传动齿轮组件啮合的指示齿轮45、固定在指示齿轮45上随指示齿轮45转动的指针46。

底座41下端具有下凸的连接段413，连接段上具有外螺纹，齿轮箱32上设有安装阀门开关指示器40的凹槽，凹槽中设有与底座41配合的内螺纹。齿轮箱32的凹槽中心具有穿孔，驱动连杆43穿设在该穿孔中并与阀杆转换接头30连接随着阀杆转换接头30转动。

驱动连杆43的上端部设有开口朝上的一字槽431，驱动齿轮44具有向下延伸的一字连接部441与该一字槽431配合，一字连接部441与一字槽431在驱动连杆43的轴向上具有一定的间隙。驱动连杆43的下端部从下至上依次设置有连接螺纹432和锁紧螺纹433，所述锁紧螺纹433上连接有锁紧螺母434。

圆形壳体42罩在底座41上，圆形壳体41的顶面开设有顶部观察窗411，圆形壳体42的侧面开设有侧观察窗412。指针46沿指示齿轮45的径向延伸，并且具有对应顶部观察窗411的水平指示部分461和对应侧观察窗412的竖直指示部分462。顶部观察窗411和侧观察窗412上分别覆盖有透明的顶部保护盖4110、侧保护盖4120。顶部保护盖4110、侧保护盖4120可采用透明玻璃盖或透明塑料盖。顶部观察窗411和侧观察窗412的边缘还可分别设置刻度。

为了便于安装，圆形壳体42的下端内侧设有内螺纹，底座41上设有与所述内螺纹相配合的外螺纹。安装时先将底座42安装在齿轮箱32上，安装时注意将驱动齿轮44与驱动连杆43配合对准。本实施例中，指示齿轮45与驱动齿轮44位于同一轴心线上，指示齿轮45通过螺钉47安装在圆形壳体42上，指针46的一端固定在指示齿轮45，当指示齿轮45转动时指针46随之转动。传动齿轮组件包括转动连接在底座41上并与驱动齿轮44啮合的大齿轮48，大齿轮48上同轴连接一根传动轴，传动轴从大齿轮48的上端向上延伸，传动轴的顶端固定有一个小齿轮49。大齿轮48的齿数大于驱动齿轮44，也大于小齿轮49的齿数。小齿轮49的齿数小于指示齿轮45的齿数。

圆形壳体42与底座41螺纹连接后，小齿轮49与指示齿轮45啮合。圆形壳体42的外圆周面上还对称设置有一对锁紧圆形壳体42与底座41的锁紧螺钉50。

当阀门开启或关闭时，阀杆转换接头30转动，带动驱动连杆43转动，驱动连杆43又带动驱动齿轮44转动，驱动齿轮44通过传动齿轮组件带动指示齿轮45转动，从而使指针46转动，显示阀门开度。

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 (9)

1.一种防砂闸阀，包括阀体、阀座、闸板、阀杆和阀盖，所述阀座包括内阀座和外阀座，所述内阀座密封配合在所述外阀座内；所述阀盖上设有填料压盖和轴承座，所述阀杆可绕自身轴向转动地设置在所述阀盖中，所述阀杆的下端与所述闸板螺纹连接；其特征在于：所述阀杆的上部穿过所述填料压盖并通过轴承支架和轴承转动设置在所述轴承座内，所述轴承支架通过螺纹连接在所述阀杆上并且所述轴承支架和所述阀杆通过连接件固定，所述阀杆的上端通过销轴连接有阀杆转换接头；所述轴承座内还设有套在所述阀杆转换接头的外周上的销轴套；所述防砂闸阀上还设有与所述阀杆转换接头连接的阀门开关指示器；所述阀门开关指示器包括底座、圆形壳体、与所述阀杆转换接头同轴连接的驱动连杆、可绕自身轴向转动并可沿自身轴向上下移动的驱动齿轮、与所述驱动齿轮啮合的传动齿轮组件、与所述传动齿轮组件啮合的指示齿轮、固定在所述指示齿轮上随所述指示齿轮转动的指针；所述圆形壳体罩在所述底座上，所述圆形壳体的顶面开设有顶部观察窗，所述圆形壳体的侧面开设有侧观察窗；所述指针具有对应所述顶部观察窗的水平部分和对应所述侧观察窗的折弯部分。

2.根据权利要求1所述的防砂闸阀，其特征在于：所述轴承支架的上端部向上延伸进入所述销轴套之内，所述连接件连接在所述轴承支架进入所述销轴套内的部分上。

3.根据权利要求1所述的防砂闸阀，其特征在于：所述轴承座上开设有台阶孔，所述销轴套及所述阀杆转换接头安装在所述台阶孔中，所述阀杆转换接头的外圆周面和所述销轴套的内壁之间、所述销轴套的外壁和所述台阶孔的内壁之间分别设有密封件。

4.根据权利要求1所述的防砂闸阀，其特征在于：所述轴承座的下部套接在所述阀盖上，所述轴承座的内壁还设有压紧所述填料压盖的台阶；所述轴承支架的上端部的外周面上沿周向设有导向带，所述轴承座的内周壁上设有对应所述导向带的导向槽。

5.根据权利要求1所述的防砂闸阀，其特征在于：所述轴承座上还固设有驱动所述阀杆转换接头转动的齿轮箱，所述齿轮箱上设有手轮。

6.根据权利要求1所述的一种防砂闸阀，其特征在于：所述顶部观察窗和所述侧观察窗上分别覆盖有透明的保护盖。

7.根据权利要求1所述的一种防砂闸阀，其特征在于：所述圆形壳体的下端内侧设有内螺纹，所述底座上设有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述圆形壳体与所述底座螺纹连接，所述圆形壳体的外圆周面上还对称设置有一对锁紧所述圆形壳体与所述底座的锁紧螺钉。

8.根据权利要求1所述的一种防砂闸阀，其特征在于：所述驱动连杆的下端部从下至上依次设置有连接螺纹和锁紧螺纹，所述锁紧螺纹上连接有锁紧螺母。

9.根据权利要求1所述的一种防砂闸阀，其特征在于：所述内阀座和所述外阀座之间的连接处设置有隔环。