CN108612858B - 一种暗杆式全金属密封阀门及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种暗杆式全金属密封阀门及其实现方法，暗杆式全金属密封阀门包括：阀体、阀座组件、阀板、阀盖、金属密封连接件、阀杆和阀杆螺母，所述阀座组件安装于阀体内，所述阀板活动且密封连接所述阀座组件，阀板连接阀杆，所述阀杆螺母螺纹连接所述阀杆，所述阀杆穿设于所述阀盖及金属密封连接件中；所述金属密封连接件一端密封连接所述阀盖，另一端密封连接所述阀杆。本发明结构合理巧妙，密封可靠，使用寿命延长，可操控性提高，便于推广应用。

Description

一种暗杆式全金属密封阀门及其实现方法

技术领域

本发明涉及油气田开采领域中的阀门技术领域，具体为一种暗杆式全金属密封阀门及其实现方法。

背景技术

目前在油气田领域开采中，油田现场应用的各类阀门以平板阀和楔形闸阀为主，其阀杆与阀盖之间的密封几乎全部为非金属填料密封，依靠填料压盖来压紧橡胶、聚四氟、石墨等软性材料制成的填料，使填料产生强制变形来实现阀杆的密封。这种密封形式虽然应用很久，技术成熟，一直是现场应用的主要方式。但由于填料密封的主要密封元件为非金属材料，其耐高温、高压、腐蚀等方面存在着先天不足，在外泄漏要求比较严格的场合，如有毒介质、强腐蚀介质以及热油等场合中，常规填料密封阀门难以保证在使用过程中的密封可靠性；而且由于填料易老化，使用寿命短，现场应用过程中需定期频繁更换，严重制约生产。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种全金属密封阀门，以期解决阀门长期在高温、高压、腐蚀性环境下实现可靠密封的要求。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种暗杆式全金属密封阀门及其实现方法，结构精妙，布局合理，采用全金属的密封设置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种暗杆式全金属密封阀门，包括：阀体、阀座组件、阀板、阀盖、金属密封连接件、阀杆和阀杆螺母，所述阀座组件安装于阀体内，所述阀板活动且密封连接所述阀座组件，阀板连接阀杆，所述阀杆螺母螺纹连接所述阀杆，所述阀杆穿设于所述阀盖及金属密封连接件中；所述金属密封连接件一端密封连接所述阀盖，另一端密封连接所述阀杆。

通过采用上述技术方案，金属密封连接件和阀座组件均采用金属材质，即对阀门采用全金属的密封方式，一方面适应了严苛的环境，另一方面可保证阀门的可靠密封。且结构设置合理，阀座组件为第一道密封防线，金属密封连接件为第二道密封防线，整体密封性能提高，安全可靠，使用寿命也极大延长，可采用暗杆式的方式进行密封，即采用阀杆螺母转动，阀杆移动的方式，进一步保证整体结构的合理性及耐用性。

作为本发明一种优选的技术方案，所述阀座组件包括阀座、金属波纹管和连接头，所述阀座的密封面抵靠连接所述阀板，所述金属波纹管一端连接所述阀座，另一端连接所述连接头，所述连接头密封连接于所述阀体内。通过采用上述技术方案，阀座组件的具体结构设置可保证可靠密封的同时，提高阀板开启及关闭的稳定性，延长其使用寿命。

作为本发明一种优选的技术方案，所述阀座组件还包括有一用于对阀座施加一作用力以使阀座紧密接触所述阀板的弹簧。通过采用上述技术方案，弹簧的设置，有利于使阀座紧紧抵靠住阀板，一定程序上提高了阀板与阀座之间的密封性能。

作为本发明一种优选的技术方案，还包括有调压组件，所述调压组件包括第一楔形块、第二楔形块、第三楔形块、第四楔形块和挡板，所述第一楔形块固定安装于所述阀板上，第一楔形块的楔形端抵靠第二楔形块的一楔形端，第二楔形块的另一楔形端抵靠第三楔形块的一楔形端，第三楔形块的另一楔形端抵靠第四楔形块的一楔形端，第四楔形块的另一楔形端抵靠挡板的楔形端，阀杆的上下移动可调节挡板插入阀体的介质通道内的深度以调节压力。通过采用上述技术方案，调压组件的设置可使得介质的流通压力受阀杆即可控制，而不用采用其他额外的调节组件等，整体结构巧妙合理，紧凑实用。

作为本发明一种优选的技术方案，阀板上的用于介质流通的通孔直径大于连接头上的用于介质流通的通孔直径。通过采用上述技术方案，阀板的通孔直径稍大于连接头的通孔直径，可使不改变流经阀板上介质截面面积的情况下，改变介质压力，一方面可减小对阀板的冲击，延长其使用寿命，另一方面，可有效提高阀门的使用效率。

作为本发明一种优选的技术方案，还包括有顶紧装置，所述顶紧装置包括支撑杆、第五楔形块、顶块和推环板，所述第三楔形块的两侧固定支撑杆，支撑杆的外端垂直固定第五楔形块，第五楔形块的楔形端抵靠连接顶块的楔形端，所述顶块固定在推环板的两侧，推环板套设在连接头上。通过采用上述技术方案，顶紧装置的设置有利于对连接头及阀座组件进行顶紧，使阀座紧紧抵靠住阀板，保证密封性能。

作为本发明一种优选的技术方案，第二楔形块、第三楔形块、第四楔形块和挡板均连接有用于复位的复位弹簧。通过采用上述技术方案，各复位弹簧可连接一限位块，在阀体上开设供复位弹簧及限位块安装的滑槽，可保证各楔形块的可靠复位，提高整体结构的可操控性。

作为本发明一种优选的技术方案，所述金属密封连接件为金属波纹管密封筒。通过采用上述技术方案，金属波纹管密封筒可套在阀杆外，对阀门起到很好地密封作用，且其使用寿命较长，能随恶劣的自然环境，适应范围广。

作为本发明一种优选的技术方案，还包括有支架和手轮，所述手轮连接所述阀杆螺母，所述阀杆螺母可转动不可上下移动地安装在支架上。通过采用上述技术方案，支架和手轮的设置，有利于对阀杆螺母的安装和操控，提高便利性。

一种暗杆式全金属密封阀门的密封及调压实现方法，采用如权利要求-任一项所述的一种暗杆式全金属密封阀门，密封实现方法为：

调节阀杆螺母转动，带动阀杆向上或向下移动，即带动阀板向上或向下移动，以对阀体内的介质通道进行连通或阻断，阀座组件连接于阀板与阀体以进行第一道密封，金属密封连接件连接阀盖与阀杆以进行第二道密封；

调压实现方法为：

阀杆向上或向下移动，带动调压组件中第一楔形块向上或向下移动，进而带动第二楔形块横向移动，使第三楔形块纵向移动，从而使第四楔形块横向移动，从而调节挡板插入阀体的介质通道内的深度以调节压力。通过采用上述技术方案，密封方法采用全金属密封阀门，安全可靠，调压方法则在进行开关阀板时进行关联调节，安全耐用，可操性强。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用全金属密封，保证了密封效果，延长了使用寿命，整体结构合理巧妙，耐用程度提高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明另一状态的结构示意图。

图3是本发明图1中A处的放大图；

图4是本发明图3中B-B方向的顶紧装置结构连接示意图；

图5是本发明图4的侧视图；

图中：1阀体、2阀座组件、3阀板、4阀盖、5金属波纹管密封筒、6阀杆、7支架、8阀杆螺母、9手轮、10第一楔形块、11第二楔形块、12第三楔形块、13第四楔形块、14挡板、15支撑杆、16第五楔形块、17顶块、18推环板、201阀座、202弹簧、203金属波纹管、204连接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种暗杆式全金属密封阀门，请参阅图1至图5，包括：阀体1、阀座组件2、阀板3、阀盖4、金属密封连接件、阀杆6支架7、阀杆螺母8和手轮9，阀座组件2安装于阀体1内，阀板3活动且密封连接阀座组件2，阀板3连接阀杆6，阀杆螺母8螺纹连接阀杆6，阀杆6穿设于阀盖4及金属密封连接件中；金属密封连接件一端密封连接阀盖4，另一端密封连接阀杆6。阀座组件2包括阀座201、金属波纹管203和连接头204，阀座201的密封面抵靠连接阀板3，金属波纹管203一端连接阀座201，另一端连接连接头204，连接头204密封连接于阀体1内。阀座组件2还包括有一用于对阀座201施加一作用力以使阀座201紧密接触阀板3的弹簧202。金属密封连接件为金属波纹管密封筒5。手轮9连接阀杆螺母8，阀杆螺母8可转动不可上下移动地安装在支架7上。

调压组件包括第一楔形块10、第二楔形块11、第三楔形块12、第四楔形块13和挡板14，第一楔形块10固定安装于阀板3上，第一楔形块10的楔形端抵靠第二楔形块11的一楔形端，第二楔形块11的另一楔形端抵靠第三楔形块12的一楔形端，第三楔形块12的另一楔形端抵靠第四楔形块13的一楔形端，第四楔形块13的另一楔形端抵靠挡板14的楔形端，阀杆6的上下移动可调节挡板14插入阀体1的介质通道内的深度以调节压力。阀板3上的用于介质流通的通孔直径大于连接头204上的用于介质流通的通孔直径。

顶紧装置包括支撑杆15、第五楔形块16、顶块17和推环板18，第三楔形块12的两侧固定支撑杆15，支撑杆15的外端垂直固定第五楔形块16，第五楔形块16的楔形端抵靠连接顶块17的楔形端，顶块17固定在推环板18的两侧，推环板18套设在连接头204上。

第二楔形块11、第三楔形块12、第四楔形块13和挡板14均连接有用于复位的复位弹簧及限位块，阀体1在相应位置开设有供限位块及复位弹簧安装的滑槽。

工作原理：该阀门的基本工作原理与普通阀门基本相同，既可采用单面自动密封方式，也可采用双面强制密封方式。工作时，通过旋转手轮9使阀杆螺母8与阀杆6相对转动；由于阀杆6不能转动，阀杆螺母8安装在支架7上只能旋转不能上下移动，从而使阀杆6上下移动，而阀杆6又与阀板3连接在一起，所以当阀杆6上下移动时即带动阀板3上下移动，来实现阀门的开启与关闭。该阀门阀杆6和阀盖4之间的密封方式与现有阀门完全不同，其密封方式采用金属对金属的密封，而不采用填料密封；密封结构采用具有伸缩可变长度、耐高温、耐高压及耐腐蚀性能的金属波纹管；波纹管密封筒5两端分别与阀杆6和阀盖4焊接，通过波纹管密封筒5将介质隔离在阀盖4与阀体1中，介质不会泄露到4阀盖以上空间而导致密封失效。工作中，依靠安装在阀体1内阀座组件2上的弹簧202来给阀座201施加一个初始密封比压，将阀座201推向阀板3方向，使阀座201上的堆焊密封面与阀板3相应密封面始终紧密接触，达到密封的目的；阀座组件2与阀体1之间采用具有密封管螺纹的连接头204连接，连接头204设置有安装孔便于与阀体连接，确保了介质不会沿阀座组件2与阀体1之间的连接部位泄露而导致阀板3两侧连通；阀座201与连接头204之间焊接有金属波纹管203，确保了阀座201与连接头204之间不会有介质泄露，进而实现了阀门的全金属密封。

使阀板3的通孔直径大于连接头204的通孔直径，阀板3被带动上移刚好使阀体1导通时，阀板3上端的第一楔形块10刚好抵在第二楔形块11的侧面上，当需要增大介质通过阀体1的压力时，使阀板3继续被带动上移，此时因为阀板3的通孔直径较大，此时介质通过阀板3的横截面不会变化，阀板3上端的第一楔形块10能够将第二楔形块11往外顶，第二楔形块11将第三楔形块12往下压；

第三楔形块12能够将第四楔形块13往外顶，第四楔形块13能够将挡板14往下顶出挡住连接头204的通孔，使介质通过的横截面减小，从而提高介质通过阀体1的压力，

第三楔形块12的两侧水平固定有支撑杆15，支撑杆15的外端垂直固定有第五楔形块16，第五楔形块16下压时能够顶动顶块17，顶块17固定在推环板18的两侧，推环板18套设在连接头204的内侧，推环板18被顶动时能够通过弹簧202顶紧阀座201，使阀座201的堆焊密封面更加贴紧阀板3。在提高流体介质通过阀体的压力下，使阀座201的堆焊密封面与阀板3之间的密封更加效果更好。

本发明提供的全金属密封阀门，结构简单、操作方便，全部采用金属密封，在高温、高压及腐蚀性工况下密封效果更好，不易老化，使用寿命长，易损件少，使用安全可靠，不受现有阀门密封材料的限制，有效的扩大使用范围，使阀门的适应性更强，提高了阀门生产效率、密封及安全可靠性

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种暗杆式全金属密封阀门，其特征在于，包括：阀体(1)、阀座组件(2)、阀板(3)、阀盖(4)、金属密封连接件、阀杆(6)和阀杆螺母(8)，所述阀座组件(2)安装于阀体(1)内，所述阀板(3)活动且密封连接所述阀座组件(2)，阀板(3)连接阀杆(6)，所述阀杆螺母(8)螺纹连接所述阀杆(6)，所述阀杆(6)穿设于所述阀盖(4)及金属密封连接件中；所述金属密封连接件一端密封连接所述阀盖(4)，另一端密封连接所述阀杆(6)；

所述阀座组件(2)包括阀座(201)、金属波纹管(203)和连接头(204)，所述阀座(201)的密封面抵靠连接所述阀板(3)，所述金属波纹管(203)一端连接所述阀座(201)，另一端连接所述连接头(204)，所述连接头(204)密封连接于所述阀体(1)内；

还包括有调压组件，所述调压组件包括第一楔形块(10)、第二楔形块(11)、第三楔形块(12)、第四楔形块(13)和挡板(14)，所述第一楔形块(10)固定安装于所述阀板(3)上，第一楔形块(10)的楔形端抵靠第二楔形块(11)的一楔形端，第二楔形块(11)的另一楔形端抵靠第三楔形块(12)的一楔形端，第三楔形块(12)的另一楔形端抵靠第四楔形块(13)的一楔形端，第四楔形块(13)的另一楔形端抵靠挡板(14)的楔形端，阀杆(6)的上下移动可调节挡板(14)插入阀体(1)的介质通道内的深度以调节压力；

所述阀座组件(2)还包括有一用于对阀座(201)施加一作用力以使阀座(201)紧密接触所述阀板(3)的弹簧(202)。

2.根据权利要求1所述的一种暗杆式全金属密封阀门，其特征在于,阀板(3)上的用于介质流通的通孔直径大于连接头(204)上的用于介质流通的通孔直径。

3.根据权利要求1或2所述的一种暗杆式全金属密封阀门，其特征在于,还包括有顶紧装置，所述顶紧装置包括支撑杆(15)、第五楔形块(16)、顶块(17)和推环板(18)，所述第三楔形块(12)的两侧固定支撑杆(15)，支撑杆(15)的外端垂直固定第五楔形块(16)，第五楔形块(16)的楔形端抵靠连接顶块(17)的楔形端，所述顶块(17)固定在推环板(18)的两侧，推环板(18)套设在连接头(204)上。

4.根据权利要求2所述的一种暗杆式全金属密封阀门，其特征在于,第二楔形块(11)、第三楔形块(12)、第四楔形块(13)和挡板(14)均连接有用于复位的复位弹簧。

5.根据权利要求1或2所述的一种暗杆式全金属密封阀门，其特征在于,所述金属密封连接件为金属波纹管密封筒(5)。

6.根据权利要求1或2所述的一种暗杆式全金属密封阀门，其特征在于,还包括有支架(7)和手轮(9)，所述手轮(9)连接所述阀杆螺母(8)，所述阀杆螺母(8)可转动不可上下移动地安装在支架(7)上。

7.一种暗杆式全金属密封阀门的密封及调压实现方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的一种暗杆式全金属密封阀门，密封实现方法为：

调节阀杆螺母(8)转动，带动阀杆(6)向上或向下移动，即带动阀板(3)向上或向下移动，以对阀体(1)内的介质通道进行连通或阻断，阀座组件(2)连接于阀板(3)与阀体(1)以进行第一道密封，金属密封连接件连接阀盖(4)与阀杆(6)以进行第二道密封；

调压实现方法为：

阀杆(6)向上或向下移动，带动调压组件中第一楔形块(10)向上或向下移动，进而带动第二楔形块(11)横向移动，使第三楔形块(12)纵向移动，从而使第四楔形块(13)横向移动，从而调节挡板(14)插入阀体(1)的介质通道内的深度以调节压力。