CN109869510A - 阀球式单流阀 - Google Patents

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范彦峰
王中阳
郭澜涛
王洋洋
崔翔宇
张洋
周鹏
黄浩
吝秋博
周亮
王新全
王峰
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Abstract

本发明涉及阀球式单流阀。阀球式单流阀，包括阀体，阀体上设有用于与相邻管路连接的进口和出口，阀体内设有阀座和球套，球套内设有与阀座适配的阀球，所述阀球活动设置在球套内，球套上设有与出口相通的过流口，所述阀座和球套的轴线相对于阀体的进口方向和/或出口方向倾斜设置。上述阀球式单流阀无论采用竖直安装、水平安装还是以合适的角度倾斜安装，均能够使球套保持倾斜状态，使得阀球能够依靠自重向阀座运动，保证阀口的可靠关闭，与现有技术相比能够适应不同安装角度，通用性好，应用场合多，能够充分发挥阀球式单流阀结构简单、成本低、性能可靠、便于维护的特性。

Description

阀球式单流阀
技术领域
本发明涉及阀球式单流阀。
背景技术
单流阀是一种单向阀，在许多场合都有应用，例如阀球式单流阀，其结构简单、成本低、性能可靠、便于维护，在一些特殊场合应用广泛，例如在油气开采领域，油气输送管线或者油/气井井口的采油树处往往会用到阀球式单流阀。
现有的单流阀由于是靠阀球自重回位来实现阀口的关闭，因此都需要竖直安装，即以轴线沿竖直方向延伸的方式安装。但是，由于管路的布置需求，采油树和油气输送管路上的单流阀有时需要水平安装，即以轴线沿水平方向延伸的方式安装，或者需要倾斜安装，即以轴线与水平方向和竖直方向均成一定夹角的方式安装，这时，阀球将无法依靠自重实现回位，因此无法满足多种安装方向的要求。
授权公告号为CN 204804764 U的中国专利中公开的一种安装在采油树横向管路上的防倒流装置中公开的单流阀，包括设有进油口104和出油口105的阀体101，阀体101内设有阀门座102（即阀座），阀门座102上设有座封阀门103（即阀口），阀门座102靠近进油口104的一侧与密封套106连接并通过密封套106连接在阀体101上，阀门座102的靠近出油口105的一侧设有供阀球107活动装入的球套108，球套108内活动设有用于与阀口配合以实现单流阀的开闭的阀球107，球套108上还设有用于在阀口打开时连通单流阀的进口和出口的过流孔109。当油液由井口向地面输送时，阀球107在进口的油压作用下被推离阀门座102，这时油液可通过阀门座流向出油口105并注入汇管：当抽油杆下行无油液输出时，阀球在汇管反流压力作用下封住阀门座，防止油液倒流，从而起到了防倒流的作用。采用上述结构的单流阀能够避免由于管路上位于单流阀上下游的阀门出现密封失效、油管有漏点等原因导致油液倒灌。
但是，上述单流阀中阀球的复位需要依靠较大的反流压力实现，对于轻微泄露有时不足以产生推动阀球复位的作用力，因此无法保证水平安装时的工作可靠性，难以适应水平安装的工作状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种阀球式单流阀，以解决现有的阀球式单流阀难以适应非竖直安装的工作状态的问题。
为实现上述目的，本发明中阀球式单流阀采用的技术方案是：
方案1. 阀球式单流阀，包括阀体，阀体上设有用于与相邻管路连接的进口和出口，阀体内设有阀座和球套，球套内设有与阀座适配的阀球，所述阀球活动设置在球套内，球套上设有与出口相通的过流口，所述阀座和球套的轴线相对于阀体的进口方向和/或出口方向倾斜设置。
有益效果：本发明采用上述技术方案，阀球式单流阀设有球套，阀球能够在球套内活动，保证阀球与阀座的配合，同时，阀座和球套的轴线相对于阀体的进口方向和/或出口方向倾斜设置，单流阀通过进口和出口与相邻管路连接后，进口方向和/或出口方向即决定了单流阀中阀球的运动方向，因此无论采用竖直安装、水平安装还是以合适的角度倾斜安装，均能够使球套保持倾斜状态，使得阀球能够依靠自重向阀座运动，保证阀口的可靠关闭，与现有技术相比能够适应不同的安装角度，通用性好，应用场合多，不需要设置弹簧，能够充分发挥阀球式单流阀结构简单、成本低、性能可靠、便于维护的特性。
方案2. 根据方案1所述的阀球式单流阀，阀体内设有隔离在所述进口和出口之间的倾斜隔离壁，所述阀座和球套设置在所述倾斜隔离壁的远离进口的一侧，倾斜隔离壁上设有与阀座上的阀口相通的通流孔。
有益效果：设置倾斜隔离壁便于阀座和球套的安装，便于阀体的制造。
方案3. 根据方案2所述的阀球式单流阀，所述倾斜隔离壁为平面壁。
有益效果：倾斜隔离壁设置为平面壁能够便于阀体的加工。
方案4. 根据方案2或3所述的阀球式单流阀，所述倾斜隔离壁靠近出口的一侧设有凹槽，凹槽内设有用于形成阀座的环形座体，所述球套的一端顶压在环形座体上以将环形座体压紧在凹槽内。
方案5. 根据方案2或3所述的阀球式单流阀，所述倾斜隔离壁在与所述进口连通的进口流体通道内形成倾斜的斜通道壁，所述进口流体通道的除所述斜通道壁之外的通道壁为弧形通道壁，所述进口流体通道是由所述斜通道壁和弧形通道壁围成的楔形结构。
有益效果：进口流体通道设置成楔形结构便于阀体的制造。
方案6.根据方案2或3所述的阀球式单流阀，所述弧形通道壁为倾斜壁，其远离进口的一端向远离弧形通道壁的一侧倾斜。
有益效果：采用该方案便于阀体的脱模，并能够增大流通面积，满足流量要求。
方案7. 根据方案1或2或3所述的阀球式单流阀，所述进口的轴线与出口的轴线共线布置。
方案8. 根据方案1或2或3所述的阀球式单流阀，所述阀体的侧壁上设有用于安装所述球套的安装口，安装口处设有密封盖。
有益效果：采用该方案阀座和球套的安装。
方案9.根据方案1或2或3所述的阀球式单流阀，所述球套上的过流口由球套上的倾斜过流孔形成，所述倾斜过流孔的外端开口比内端开口接近球套的顶端。
有益效果：采用该方案能够对流体进行导流，提高流体流速，提高通流性能。
方案10.根据方案1或2或3所述的阀球式单流阀，所述球套的顶端设有封盖，封盖上设有沿圆周均布的端面过流孔，端面过流孔在圆周方向上均布布置。
附图说明
图1是授权公告号为CN 204804764 U的中国专利中公开的单流阀的结构示意图；
图2是本发明中阀球式单流阀的实施例一的结构示意图；
图3是图2中球套的剖视图（简化画法）；
图4是图2中球套的顶端的正投影视图；
图5是本发明中阀球式单流阀的实施例二的结构示意图。
图中各附图标记所对应的组成部分的名称为：1-阀体，2-进口，3-出口，4-法兰，5-阀座，6-阀球，7-球套，8-安装口，9-盖体法兰，10-密封盖，11-倾斜隔离壁，12-通流孔，13-凹槽，14-内螺纹，15-倾斜过流孔，16-端面过流孔，17-进口流体通道，18-斜通道壁，19-弧形通道壁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明阀球式单流阀的实施例一如图2~图4所示，包括阀体1，阀体1的整体形状为上下倒置的T形，其上设有进口2和出口3，进口2的轴线与出口3的轴线共线布置，并且进口2和出口3上均设有用于与相邻管路连接的法兰4。阀体1内设有阀座5、阀球6和球套7，阀体1的径向一侧设有用于安装阀座5、阀球6和球套7的安装口8，安装口8的口沿处设有盖体法兰9，相应的密封盖10通过8颗均布的螺钉20密封固定在安装口8上。
阀体1内于进口2和出口3之间设置有倾斜隔离壁11，该倾斜隔离壁11为平面壁，倾斜隔离壁11将阀体1内部分成与进口2连通的进口腔和与出口3连通的出口腔，倾斜隔离壁11上设有与阀座5上的阀口相通的通流孔12。倾斜隔离壁11靠近出口3的一侧设有凹槽13，凹槽13内设有用于形成阀座5的环形座体，球套7的一端顶压在环形座体上以将环形座体压紧在凹槽13内，凹槽13为扩口形式的阶梯槽，阶梯槽的靠近槽口的内壁上设有内螺纹14，阀座5设置在阶梯槽远离槽口的一侧，球套7的底部设有外螺纹并通过螺纹连接固定在阶梯槽靠近槽口的一侧。上述阀座5和球套7的轴线相对于进口2的方向和出口3的方向倾斜设置。
阀球6沿球套7的轴线活动设置在球套7内，球套7上设有与出口3相通的过流口，该过流口包括设置在球套7上的倾斜过流孔15，倾斜过流孔15的外端开口比内端开口接近球套7的顶端。球套7的顶端设有封盖，过流口还包括设置在封盖上的端面过流孔16，端面过流孔16设有四处，各端面过流孔16在圆周方向上均布布置。
倾斜隔离壁11在与进口2连通的进口流体通道17内形成倾斜的斜通道壁18，进口流体通道17的除斜通道壁18之外的通道壁为弧形通道壁19，进口流体通道17是由斜通道壁18和弧形通道壁19围成的楔形结构。其中弧形通道壁19为倾斜壁，其远离进口2的一端向远离弧形通道壁19的一侧倾斜。
使用时，无论阀球6式单流阀以竖直放置安装还是以水平方式安装，或者是使球套7的轴线竖直的方式安装，阀球6均能够依靠自重向阀座5运动实现单流阀的关闭，适应性好，安装方便。
本发明的实施例二如图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例中的阀座5由倾斜隔离壁11上设置的通流孔12的孔口形成，使用时仅需要安装球套7即可。
本发明的实施例三，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例中的球套7的侧壁上设有沿周向间隔布置的通槽，整体为笼式结构，通槽形成过流口。
在本发明的其他实施例中，阀体11也可以替换为其他形状，单流阀的进口2和出口3也可以采用其他分布形式，例如进口2和出口3采用垂直布置的形式，此时上述阀座5和球套7的轴线可以相对于进口2的方向或出口3的方向倾斜设置。另外，在其他实施例中，球套7也可以通过其他方式固定在阀体11上，例如一体制造在阀体11上，或者焊接固定在阀体11上。另外，在其他实施例中，进口2和出口3也可以采用螺纹结构与相邻管路连接。再者，在其他实施例中，阀球与球套的顶盖之间也可以设置辅助性质的弹簧。
最后需要说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.阀球式单流阀，包括阀体，阀体上设有用于与相邻管路连接的进口和出口，阀体内设有阀座和球套，球套内设有与阀座适配的阀球，所述阀球活动设置在球套内，球套上设有与出口相通的过流口，其特征在于：所述阀座和球套的轴线相对于阀体的进口方向和/或出口方向倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的阀球式单流阀，其特征在于：阀体内设有隔离在所述进口和出口之间的倾斜隔离壁，所述阀座和球套设置在所述倾斜隔离壁的远离进口的一侧，倾斜隔离壁上设有与阀座上的阀口相通的通流孔。
3.根据权利要求2所述的阀球式单流阀，其特征在于：所述倾斜隔离壁为平面壁。
4.根据权利要求2或3所述的阀球式单流阀，其特征在于：所述倾斜隔离壁靠近出口的一侧设有凹槽，凹槽内设有用于形成阀座的环形座体，所述球套的一端顶压在环形座体上以将环形座体压紧在凹槽内。
5.根据权利要求2或3所述的阀球式单流阀，其特征在于：所述倾斜隔离壁在与所述进口连通的进口流体通道内形成倾斜的斜通道壁，所述进口流体通道的除所述斜通道壁之外的通道壁为弧形通道壁，所述进口流体通道是由所述斜通道壁和弧形通道壁围成的楔形结构。
6.根据权利要求2或3所述的阀球式单流阀，其特征在于：所述弧形通道壁为倾斜壁，其远离进口的一端向远离弧形通道壁的一侧倾斜。
7.根据权利要求1或2或3所述的阀球式单流阀，其特征在于：所述进口的轴线与出口的轴线共线布置。
8.根据权利要求1或2或3所述的阀球式单流阀，其特征在于：所述阀体的侧壁上设有用于安装所述球套的安装口，安装口处设有密封盖。
9.根据权利要求1或2或3所述的阀球式单流阀，其特征在于：所述球套上的过流口由球套上的倾斜过流孔形成，所述倾斜过流孔的外端开口比内端开口接近球套的顶端。
10.根据权利要求1或2或3所述的阀球式单流阀，其特征在于：所述球套的顶端设有封盖，封盖上设有端面过流孔，端面过流孔在圆周方向上均布布置。
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