CN109882605B - 一种高压旋塞式截止阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高压旋塞式截止阀，属于阀门技术领域。它解决了现有的旋塞式截止阀结构复杂、成本高的问题。它包括阀体以及柱状阀芯，柱状阀芯的侧部贯穿设置有导流孔，柱状阀芯外侧与阀体之间设有密封件一与密封件二，密封件一与密封件二分别位于导流孔的上下侧，柱状阀芯的上端伸出阀体外，柱状阀芯的上端外侧设有环形凸部，环形凸部的下端面与阀体的上端面相抵靠，环形凸部的下端面设有环形的密封槽，密封槽内设有密封圈一，密封圈一的下表面与阀体的上端面相抵靠，阀体的上端面设有限位头，环形凸部的外周面上设有弧形的限位缺口，限位头位于限位缺口内。它具有外部密封性能好、防磨防锈、结构简单等优点。

Description

一种高压旋塞式截止阀

技术领域

本发明属于阀门技术领域，涉及一种高压旋塞式截止阀。

背景技术

随着我国工业的不断发展，尤其是石油开采专业性的增强，对专用阀门的要求越来越高。在石油开采过程中，通常需要面对极端的工作环境，旋塞式截止阀作为开采过程中的必要工具，其扮演着极其重要的作用。目前，常见的旋塞式截止阀一般包括阀体以及设置在阀体内且能够转动的柱状阀芯，阀体左右两端为进油端和出油端，柱状阀芯侧部贯穿设置有导流孔，工作人员通过转动柱状阀芯改变导流孔的位置以实现进油端与出油端的连通或隔断。

在现有的旋塞式截止阀中，一般会在柱状阀芯的外周面与阀体的内壁之间设置两个密封件，这两个密封件分别位于导流孔的上下侧以防止油液自内向外泄露。另外，柱状阀芯都是采用金属材料制成的，在生产时会先对整个柱状阀芯的外表面进行电镀以起到防水作用，然后对位于阀体内的柱状阀芯外表面进行精磨处理以去掉电镀层，这么做是因为柱状阀芯转动时其外部的电镀层与阀体之间会存在磨损，长时间的磨损会导致电镀层剥落进而造成柱状阀芯的转动受阻，因此常规上来说会将该部分柱状阀芯外表面的电镀层直接精磨掉而使柱状阀芯与阀体内孔之间形成间隙配合。然而，旋塞式截止阀的使用环境一般都比较恶劣，经常会有粉尘或雨水存在，粉尘或雨水会直接顺着柱状阀芯与阀体内孔之间的间隙进入，由于位于阀体内的柱状阀芯外表面的电镀层已经被精磨掉了，那么雨水进入后会造成柱状阀芯生锈或者是粉尘进入后造成柱状阀芯磨损，从而影响到旋塞式截止阀的使用寿命。

针对这种情况，本领域技术人员的常规技术手段是在阀体上连接压盖，通过在压盖与阀杆之间设置填料的方式来起到外部的密封，以防止雨水或粉尘等进入柱状阀芯与阀体之间，例如申请号为201520329791.2所公开的一种旋塞阀、申请号为201810801579.X所公开的一种旋塞阀的二重密封结构以及申请号为201820854460.4所公开的一种旋塞阀等。另外，本领域技术人员还会在阀体外另外设置一个限位机构，以限制柱状阀芯的转动角度。但是，这种采用填料方式再加上限位机构会导致整个旋塞式截止阀的结构复杂、成本比较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种高压旋塞式截止阀，所要解决的技术问题是如何在提高外部密封性能的同时简化结构。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高压旋塞式截止阀，包括阀体以及轴向限位于阀体内且能够转动的柱状阀芯，阀体的左右两端分别为进油端和出油端，柱状阀芯的侧部贯穿设置有能够将进油端与出油端导通的导流孔，柱状阀芯外侧与阀体之间沿轴向设有密封件一与密封件二，密封件一与密封件二分别位于导流孔的上下侧，柱状阀芯的上端伸出阀体外，其特征在于，所述柱状阀芯的上端外侧设有环形凸部，环形凸部的下端面与阀体的上端面相抵靠，所述环形凸部的下端面设有环形的密封槽，密封槽内设有密封圈一，密封圈一的下表面与阀体的上端面相抵靠，阀体的上端面设有限位头，环形凸部的外周面上设有弧形的限位缺口，限位头位于限位缺口内且当柱状阀芯转动时限位头沿着限位缺口移动。

本高压旋塞式截止阀在柱状阀芯的上端外侧设置环形凸部，可以由环形凸部的下端面与阀体的上端面相抵靠来形成硬密封，同时柱状阀芯上端由于伸出阀体上端面外因此无需进行精磨处理，即柱状阀芯上端的表面仍然是电镀的，那么环形凸部下端面与阀体上端面之间不会出现受水而锈死的情况，同时在环形凸部的下端面设置环形的密封槽并在密封槽内设置密封圈一，由密封圈一的下表面与阀体的上端面相抵靠来形成软密封，通过硬密封和软密封相结合来代替现有技术中填料的使用，使得柱状阀芯与阀体之间具备了很好的外部密封性能，杜绝了在恶劣工况下粉尘和雨水进入柱状阀芯外周面与阀体内壁之间间隙的可能，起到了良好的防磨防锈作用。另外，本高压旋塞式截止阀还直接在环形凸部的外周面上设置弧形的限位缺口及在阀体上端面设置限位头，利用限位缺口与限位头相配合实现了柱状阀芯转动角度的控制，相当于环形凸部即作为密封部件使用又作为限位部件使用，由此在保证良好密封性能的同时很好地简化了结构、降低了成本。

在上述的高压旋塞式截止阀中，所述阀体上沿竖直方向设有阀孔，阀孔由上至下包括配合段以及安装段，柱状阀芯穿设在配合段内并形成间隙配合，安装段的内径大于配合段的内径，密封件一与密封件二位于配合段处，柱状阀芯下端设有外径小于柱状阀芯的安装头，安装头位于安装段内，安装头外侧设有轴用弹性挡圈，安装头上套设有密封平垫，密封平垫的下端面抵靠在轴用弹性挡圈上端面，密封平垫的部分上端面与安装段的顶壁相抵靠。

柱状阀芯下端设置外径小于柱状阀芯的安装头，在安装头外侧设置轴用弹性挡圈，安装头上套设密封平垫，密封平垫的下端面抵靠在轴用弹性挡圈上端面，密封平垫的部分上端面与安装段的顶壁相抵靠，同时再结合上环形凸部的下端面抵靠在阀体上端面，使得柱状阀芯与阀体之间形成了轴向固定，同时这种轴向固定的方式使得工作人员能够方便地对柱状阀芯进行拆装以更换密封圈一。

一般来说，阀孔的下端口是会设置成为封闭的，这是因为阀孔贯穿设置的话便多了一处可使雨水及粉尘进入到柱状阀芯外周面与阀体内壁之间间隙的位置，即柱状阀芯下端处。为此，通过在柱状阀芯的下端设置安装头，安装头外径小于柱状阀芯，且安装段的内径大于配合段的内径，意味着安装头的外周面是不与配合段的内壁形成配合的，因此安装头的外表面也可保留电镀而不做精磨处理，这样安装头本身便具备防磨防锈特性，同时通过密封平垫的上端面与安装段的顶壁相抵靠使得本高压旋塞式截止阀自安装段处也对柱状阀芯形成了良好的外部密封性能，从而使得本高压旋塞式截止阀依然具备相较于现有技术更优的防磨防锈性能。

在上述的高压旋塞式截止阀中，所述阀孔还包括位于配合段与安装段之间的密封段，密封段的内径介于配合段与安装段之间，安装头上部位于密封段内，安装头上部外侧壁与密封段的内壁之间设有密封圈二，密封圈二的下表面与密封平垫的部分上端面相抵靠。

密封平垫与安装段的顶壁之间形成密封，同时密封圈二与密封平垫之间形成密封，而安装头与密封段之间又通过密封圈二形成密封，这样使得整个安装头与阀体之间无任何可供外部雨水或粉尘进入柱状阀芯与配合段之间的泄露点，进一步提高了本高压旋塞式截止阀的外部密封性能。

在上述的高压旋塞式截止阀中，所述安装头外壁与柱状阀芯外壁之间连接有外凸弧面，密封圈二的部分上表面与外凸弧面下部相抵靠。

常规来说，密封圈都是会设置在环形槽内的，但是若设置环形槽，那么势必要使安装段外壁与密封段内壁形成间隙配合，这样安装头也需要进行精磨处理，那就会导致安装段易生锈，使得本高压旋塞式截止阀无法采用设置环形槽的方式来安装密封圈。

为此，在安装段外壁与柱状阀芯外壁之间设置外凸弧面，在组装时，由外凸弧面下部与密封平垫上端面相配合形成类似环形槽的结构来对密封圈二的位置进行定位，从而确保安装段处能够形成良好的外部密封性能以实现防磨防锈。

在上述的高压旋塞式截止阀中，所述密封槽包括位于柱状阀芯上端外侧的凹陷部一以及位于环形凸部下端面的凹陷部二，凹陷部一与凹陷部二相连通，密封圈一位于凹陷部二处。

由于本高压旋塞式截止阀直接在环形凸部外侧设置弧形的限位缺口来与限位头配合以限制柱状阀芯的转动角度，造成限位缺口处的环形凸部径向长度较小，刀具无法进行加工，从而使得本高压旋塞式截止阀无法直接将密封槽设置为常规的单一圆环形。

为此，本高压旋塞式截止阀将密封槽设计为包括位于环形凸部下端面的凹陷部二以及位于柱状阀芯上端外侧的凹陷部一，也就是在加工时先从柱状阀芯上端外侧向上加工出凹陷部一至环形凸部的下端面处，然后再从凹陷部一所在的环形凸部处拉槽形成凹陷部二，这样便可形成环形的密封槽以安装密封圈一来形成良好的外部密封性能。

在上述的高压旋塞式截止阀中，所述柱状阀芯上端设有操作头，操作头呈六角型，操作头侧部贯穿设置有直孔，操作头的上端面设有直槽，直槽两端的延伸方向与直孔两端的延伸方向相同。

操作头呈六角型，基本上依赖于扳手等常用工具的使用，但通过在操作头侧部贯穿设置直孔，使得工作人员在身边无常用工具的情况下仅使用细小的铁棒穿过直孔便可快速对柱状阀芯进行操作。直槽的设置则可以起到柱状阀芯转动后的位置标识作用。

与现有技术相比，本高压旋塞式截止阀具有以下优点：

1、环形凸部与阀体上端面相抵靠形成硬密封，密封圈一与阀体上端面相抵靠形成软密封，硬密封与软密封相结合使得柱状阀芯与阀体之间具备了良好的外部密封性能，起到了良好的防磨防锈作用；

2、直接在环形凸部的外周面上设置限位缺口与限位头配合实现柱状阀芯转动角度的控制，使得环形凸部即作为密封部件使用又作为限位部件使用，达到了一物两用的目的，在保证良好外部密封性能的同时简化了结构、降低了成本；

3、通过阀孔的贯穿设置及轴用弹性挡圈的使用实现了柱状阀芯的快速拆装及密封圈一的便利更换，同时利用安装头、密封平垫与密封圈二的配合保证了柱状阀芯下端处的外部密封性能。

附图说明

图1是本高压旋塞式截止阀的局部剖视图。

图2是本高压旋塞式截止阀的示意图。

图3是图1中A处的放大图。

图4是本高压旋塞式截止阀中柱状阀芯的示意图。

图5是图1中B处的放大图。

图6是本高压旋塞式截止阀中阀体的局部剖视图。

图中，1、阀体；1a、阀孔；1a1、配合段；1a2、安装段；1a3、密封段；1b、安装孔；2、柱状阀芯；2a、导流孔；2b、环形凸部；2b1、限位缺口；2b2、凹陷部二；2c、密封槽；2d、安装头；2e、外凸弧面；2f、操作头；2f1、直孔；2f2、直槽；2g、凹陷部一；3、密封件一；4、密封件二；5、密封圈一；6、限位头；7、轴用弹性挡圈；8、密封平垫；9、密封圈二。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图2所示，一种高压旋塞式截止阀，包括呈长方块状的阀体1，阀体1的左右两端分别为进油端与出油端，进油端与出油端内均设置有内螺纹以用于外部管道的连接。阀体1上沿竖直方向贯穿设置有两安装孔1b，通过两安装孔1b能够将阀体1固定在相应的平台上，以减少高压油液输送时因震动而带来的内部零件磨损。

如图1和图6所示，阀体1内轴向限位有能够转动的柱状阀芯2，柱状阀芯2侧部贯穿设置有能够将进油端与出油端导通的导流孔2a，柱状阀芯2外侧与阀体1之间沿轴向设有密封件一3与密封件二4，密封件一3与密封件二4分别位于导流孔2a的上下侧。具体来说，阀体1上沿竖直方向贯穿设置有阀孔1a，阀孔1a包括配合段1a1，柱状阀芯2穿设在配合段1a1内且柱状阀芯2与配合段1a1形成间隙配合，密封件一3与密封件二4均位于配合段1a1处。柱状阀芯2外壁设有环形槽一，密封件一3包括均设于环形槽一内的O型圈一以及垫圈一，O型圈一的外周面与垫圈一的外周面均与配合段1a1的内壁相抵靠，配合段1a1的内壁设有环形槽二，密封件二4包括均设于环形槽二内的O型圈二与垫圈二，O型圈二的内周面与垫圈二的内周面均与柱状阀芯2的外周面相抵靠。

如图1、图2和图4所示，柱状阀芯2的上端伸出阀体1外，柱状阀芯2的上端设有操作头2f，操作头2f呈六角型，操作头2f侧部贯穿设置有直孔2f1，操作头2f的上端面开设有直槽2f2，直槽2f2两端的延伸方向与直孔2f1两端的延伸方向相同，通过直孔2f1的设置使得工作人员能够在无常用工具的情况下利用细小铁棒便可转动柱状阀芯2进行快速操作，同时直槽2f2的设置则可以起到柱状阀芯2转动后的位置标识作用。柱状阀芯2的上端外侧设有环形凸部2b，环形凸部2b的下端面与阀体1的上端面相抵靠。阀体1的上端固定有限位头6，环形凸部2b的外周面上设有弧形的限位缺口2b1，限位头6位于限位缺口2b1内，当柱状阀芯2转动时限位头6能够沿着限位缺口2b1移动。

如图5所示，环形凸部2b的下端面设有环形的密封槽2c，密封槽2c内设有密封圈一5，密封圈一5的下表面与阀体1的上端面相抵靠。在本实施例中，密封槽2c包括位于柱状阀芯2上端外侧的凹陷部一2g以及位于环形凸部2b下端面的凹陷部二2b2，凹陷部一2g与凹陷部二2b2相连通，密封圈一5位于凹陷部二2b2处。

环形凸部2b的下端面与阀体1的上端面相抵靠来形成硬密封，同时柱状阀芯2上端由于伸出阀体1上端面外因此无需进行精磨处理，即柱状阀芯2上端的表面仍然是电镀的，那么环形凸部2b下端面与阀体1上端面之间不会出现受水而锈死的情况，同时在环形凸部2b的下端面设置环形的密封槽2c并在密封槽2c内设置密封圈一5，由密封圈一5的下端面与阀体1的上端面相抵靠来形成软密封，通过硬密封和软密封相结合使得柱状阀芯2与阀体1之间具备了很好的外部密封性能，杜绝了在恶劣工况下粉尘和雨水进入柱状阀芯2外周面与阀体1内壁之间间隙的可能，起到了良好的防磨防锈作用，相比于现有技术中采用增加填料方式进行防磨防锈而言，本高压旋塞式截止阀的防磨防锈效果更好。

如图1、图3和图6所示，阀孔1a还包括密封段1a3以及安装段1a2，配合段1a1、密封段1a3及安装段1a2由上至下分布，且配合段1a1的内径、密封段1a3的内径及安装段1a2的内径由上至下逐渐增大。柱状阀芯2的下端设有安装头2d，安装头2d的外径小于柱状阀芯2的外径，安装头2d的上部位于密封段1a3内，安装头2d的下部位于安装段1a2内，安装头2d的下部外侧设置有环形卡槽，环形卡槽内设有轴用弹性挡圈7，安装头2d上套设有密封平垫8，密封平垫8的下端面与轴用弹性挡圈7的上端面相抵靠，密封平垫8的部分上端面与安装段1a2的顶壁相抵靠。

如图3所示，安装头2d上部外侧套设有密封圈二9，密封圈二9的下表面与密封平垫8的部分上端面相抵靠，密封圈二9的外周面与密封段1a3的内壁相抵靠。安装头2d的外壁与柱状阀芯2的外壁之间连接有外凸弧面2e，密封圈二9的部分上表面与外凸弧面2e下部相抵靠。安装头2d、柱状阀芯2及操作头2f为一体式结构，在加工完成后对柱状阀芯2连带着安装头2d及操作头2f的整个外部进行电镀，然后仅对需要与配合段1a1形成间隙配合的柱状阀芯2外周面作精磨处理。

轴用弹性挡圈7与环形凸部2b使柱状阀芯2与阀体1之间形成了轴向固定，同时轴用弹性挡圈7及阀孔1a的贯穿设置则使得工作人员能够方便地对柱状阀芯2进行拆装以实现密封圈一5的更换。由于阀孔1a的贯穿设置，使得柱状阀芯2的下端处也存在可能进入粉尘和雨水的泄露点。为此，本高压旋塞式截止阀将安装头2d的外径设置为小于柱状阀芯2的外径，同时安装段1a2的内径又是大于配合段1a1的内径，这样安装头2d的外周面不需要与阀体1的内壁形成间隙配合，因此安装头2d的外表面也可保留电镀而不做精磨处理，这样安装头2d本身便具备防磨防锈特性，同时通过密封平垫8与安装段1a2的顶壁之间形成密封，同时密封圈二9与密封平垫8之间形成密封，而安装头2d与密封段1a3之间又通过密封圈二9形成密封，这样使得整个安装头2d与阀体1之间无任何可供外部雨水或粉尘进入柱状阀芯2与配合段1a1之间的泄露点，进一步提高了本高压旋塞式截止阀的外部密封性能。

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 (6)

1.一种高压旋塞式截止阀，包括阀体(1)以及轴向限位于阀体(1)内且能够转动的柱状阀芯(2)，阀体(1)的左右两端分别为进油端和出油端，柱状阀芯(2)的侧部贯穿设置有能够将进油端与出油端导通导流孔(2a)，柱状阀芯(2)外侧与阀体(1)之间沿轴向设有密封件一(3)与密封件二(4)，密封件一(3)与密封件二(4)分别位于导流孔(2a)的上下侧，柱状阀芯(2)的上端伸出阀体(1)外，其特征在于，所述柱状阀芯(2)的上端外侧设有环形凸部(2b)，环形凸部(2b)的下端面与阀体(1)的上端面相抵靠，所述环形凸部(2b)的下端面设有环形的密封槽(2c)，密封槽(2c)内设有密封圈一(5)，密封圈一(5)的下表面与阀体(1)的上端面相抵靠，阀体(1)的上端面设有限位头(6)，环形凸部(2b)的外周面上设有弧形的限位缺口(2b1)，限位头(6)位于限位缺口(2b1)内且当柱状阀芯(2)转动时限位头(6)沿着限位缺口(2b1)移动。

2.根据权利要求1所述的高压旋塞式截止阀，其特征在于，所述阀体(1)上沿竖直方向设有阀孔(1a)，阀孔(1a)由上至下包括配合段(1a1)以及安装段(1a2)，柱状阀芯(2)穿设在配合段(1a1)内并形成间隙配合，安装段(1a2)的内径大于配合段(1a1)的内径，密封件一(3)与密封件二(4)位于配合段(1a1)处，柱状阀芯(2)下端设有外径小于柱状阀芯(2)的安装头(2d)，安装头(2d)位于安装段(1a2)内，安装头(2d)外侧设有轴用弹性挡圈(7)，安装头(2d)上套设有密封平垫(8)，密封平垫(8)的下端面抵靠在轴用弹性挡圈(7)上端面，密封平垫(8)的部分上端面与安装段(1a2)的顶壁相抵靠。

3.根据权利要求2所述的高压旋塞式截止阀，其特征在于，所述阀孔还包括位于配合段(1a1)与安装段(1a2)之间的密封段(1a3)，密封段(1a3)的内径介于配合段(1a1)与安装段(1a2)之间，安装头(2d)上部位于密封段(1a3)内，安装头(2d)上部外侧壁与密封段(1a3)的内壁之间设有密封圈二(9)，密封圈二(9)的下表面与密封平垫(8)的部分上端面相抵靠。

4.根据权利要求3所述的高压旋塞式截止阀，其特征在于，所述的安装头(2d)外壁与柱状阀芯(2)外壁之间连接有外凸弧面(2e)，密封圈二(9)的部分上表面与外凸弧面(2e)下部相抵靠。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的高压旋塞式截止阀，其特征在于，所述密封槽(2c)包括位于柱状阀芯(2)上端外侧的凹陷部一(2g)以及位于环形凸部(2b)下端面的凹陷部二(2b2)，凹陷部一(2g)与凹陷部二(2b2)相连通，密封圈一(5)位于凹陷部二(2b2)处。

6.根据权利要求1所述的高压旋塞式截止阀，其特征在于，所述柱状阀芯(2)上端设有操作头(2f)，操作头(2f)呈六角型，操作头(2f)侧部贯穿设置有直孔(2f1)，操作头(2f)的上端面设有直槽(2f2)，直槽(2f2)两端的延伸方向与直孔(2f1)两端的延伸方向相同。