CN110823651A - 一种天然气取样取露点阀 - Google Patents

一种天然气取样取露点阀 Download PDF

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赵久亮
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张城
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Abstract

本发明公开了一种天然气取样取露点阀,包括阀体、取露点阀和取样阀;所述阀体上设有露点连接孔,所述取露点阀与露点连接孔连接;阀体上沿轴向设有主通道,露点连接孔的底部设有与主通道连通的露点连接通道;所述取露点阀包括转换接头、密封球头、内锥面密封圈、前置压缩弹簧和顶压机构,转换接头的一端与露点连接孔连接,转换接头靠露点连接孔底部的端面设有与转换接头同中心轴的环形柱,环形柱与露点连接孔底部相抵;所述取样阀安装在阀体上,用于采集转换接头、露点连接孔和环形柱三者围成空间内的天然气。本发明可靠度高,可长久保持高精度的恒定压力,极大地提高了露点测试仪检测的天然气露点值的参考性。

Description

一种天然气取样取露点阀
技术领域
本发明涉及取样阀技术领域,具体涉及一种天然气取样取露点阀。
背景技术
取样阀是用于获取管路或设备中介质样品的阀门,在很多需要经常对介质样品进行化学分析的场合,多会使用专门的取样阀。
目前,天然气在运输过程中,通常采用取样阀对天然气进行采集,从而对天然气的露点参数进行检测,以防止天然气在运输过程中出现结露的现象。露点是指在温度一定的情况下,开始从气相中分离出第一批液滴的压力,或在压力一定的情况下,开始从气相中分离出第一批液滴的温度,该温度即为露点。
然而,现有取样阀在对天然气采集过程中很难保持高精度的恒定压力,这就导致露点测试仪检测的天然气的露点值可参考性比较低。
发明内容
针对上述问题,本发明提出一种天然气取样取露点阀,可长久保持高精度的恒定压力,极大地提高了露点测试仪检测的天然气露点值的参考性。
本发明提供了一种天然气取样取露点阀,包括阀体、取露点阀和取样阀;所述阀体上设有露点连接孔,所述取露点阀与露点连接孔连接;阀体上沿轴向设有主通道,露点连接孔的底部设有与主通道连通的露点连接通道;所述取露点阀包括转换接头、密封球头、内锥面密封圈、前置压缩弹簧和顶压机构,转换接头的一端与露点连接孔连接,转换接头靠露点连接孔底部的端面设有与转换接头同中心轴的环形柱,环形柱与露点连接孔底部相抵;转换接头沿轴向依次设有相连通的前置孔、过渡孔和后置孔,内锥面密封圈设在前置孔靠过渡孔的端面,密封球头和前置压缩弹簧布置在前置孔内,密封球头上设有定杆,前置压缩弹簧的一端与露点连接孔底部相抵,前置压缩弹簧的另一端套设在定杆上;顶压机构安装在后置孔内,用于顶压密封球头;自然状态下,密封球头与内锥面密封圈相抵;转换接头的后置孔的底部设有贯穿的通气孔,通气孔在转换接头靠露点连接孔底部的端面的投影位于环形柱的外侧;所述取样阀安装在阀体上,用于采集转换接头、露点连接孔和环形柱三者围成空间内的天然气。
优选地,所述顶压机构包括压紧螺杆、定位套、露点顶杆、后置压缩弹簧和驱动阀杆,后置孔设有同中心轴的环形阶梯槽,压紧螺杆与环形阶梯槽的内壁螺纹连接;压紧螺杆沿轴向设有相连通的安装孔和滑动孔,定位套配设在安装孔内,定位套沿周向设有环形凸沿,环形凸沿位于环形阶梯槽的阶梯面和压紧螺杆靠过渡孔的端面之间;定位套设有同中心轴的定位孔,露点顶杆与定位孔活动适配,露点顶杆的两端设有第一限位板和第二限位板,第一限位板上设有同中心轴的顶压杆,顶压杆与过渡孔活动适配,第二限位板位于安装孔内且设有同中心轴的第一定位柱;驱动阀杆的一端设有外螺纹,驱动阀杆的螺纹端与滑动孔螺纹连接,驱动阀杆靠安装孔的一端设有驱动限位板,驱动限位板设有同中心轴的第二定位柱;后置压缩弹簧位于安装孔内,且后置压缩弹簧的一端套设在第一定位柱上与第二限位板相抵,后置压缩弹簧的另一端套设在第二定位柱上与驱动限位板相抵
优选地,所述压紧螺杆上配设有锁紧螺母,驱动阀杆凸出滑动孔的一端设有旋杆,驱动阀杆位于滑动孔和旋杆之间的部分设有限位环。
优选地,所述露点顶杆设有同中心轴的环形密封槽,环形密封槽与定位套的定位孔的内壁之间通过环形密封圈密封。
优选地,所述主通道包括进气通道和出气通道,阀体上设有截止连接孔,进气通道和出气通道分别通过第一通道和第二通道与截止连接孔连通,露点连接通道与出气通道连通;截止连接孔内连接有主截止阀,主截止阀用于控制第一通道的开闭。
优选地,所述阀体上设有取样连接孔,取样阀与取样连接孔连接,露点连接孔的底部设有露点延伸通道,取样连接孔设有与露点延伸通道连通的取样延伸通道;露点延伸通道在露点连接孔底部的端面的位置位于环形柱的外侧。
优选地,所述取样阀包括接头体、密封锥头、取样压缩弹簧和锁紧接头,接头体的一端与取样连接孔连接,接头体沿轴向设有相连通的接头进气孔、接头沉孔和接头安装孔,密封锥头沿平面端面的边缘设有同中心轴的连接环,连接环的外轮廓与接头安装孔的内壁活动密封适配,密封锥头的平面端面设有凹槽,密封锥头的锥面周向上设有至少一个出气孔,出气孔与凹槽连通;取样压缩弹簧的一端置于接头沉孔内,取样压缩弹簧的另一端置于连接环内且与密封锥头相抵;锁紧接头沿轴向依次设有相连通的锥面孔和锁紧出气孔,锁紧接头与接头安装孔的内壁螺纹连接,密封锥头与锁紧接头的锥面孔适配;自然状态时,密封锥头与锥面孔的内壁相抵。
优选地,所述密封锥头与锥面孔的接触部分设有锥头环形槽,锥头环形槽内配设有O型密封圈。
优选地,所述锁紧出气孔的内壁设有同中心轴的环形槽,环形槽内配设有密封圈。
优选地,所述阀体上设有排空孔和排气孔,排空孔的底部设有排空延伸通道,排空延伸通道与露点延伸通道连通;排空孔内安装有排空阀,排空阀用于控制排空延伸通道的开闭;排气孔通过连接通道与排空孔连通,排气孔内连接有排气管。
本发明具有如下的有益效果:
1、通过顶压机构顶压密封球头,即可使密封球头和内锥面密封圈分离,从而使主通道内的天然气依次通过露点连接通道、前置孔和过渡孔进入后置孔,再通过通气孔送至转换接头、露点连接孔和环形柱三者围成空间内,取样阀通过采集转换接头、露点连接孔和环形柱三者围成空间内的天然气,即可完成取样阀外接的露点测试仪对天然气露点的检测;整个过程通过顶压机构顶压密封球头,在前置压缩弹簧的作用下,密封球头与顶压机构保持时时接触状态,可有效调节密封球头和内锥面密封圈的间隔,加上转换接头、前置孔和环形柱三者围成空间以及后置孔和通气孔对天然气的缓冲作用,可使进入取样阀的天然气长久保持高精度的恒定压力,极大地提高了露点测试仪检测的天然气露点值的参考性。
2、通过转动驱动阀杆,驱动阀杆的驱动限位板挤压后置压缩弹簧,使露点顶杆在定位套内向密封球头侧移动,促使露点顶杆的顶压杆与密封球头接触并顶压密封球头,使密封球头和内锥面密封圈分离;整过过程操作方便,便于调节密封球头和内锥面密封圈的间隔,而且控制精度高;同时,露点顶杆通过第一限位板和第二限位板设计了露点顶杆在定位套内移动的极限位,避免了露点顶杆出现过度顶压密封球头的现象,提高了实用性。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图;
图2为本发明一实施例中阀体的横向截面图;
图3为本发明一实施例局部剖面图;
图4为本发明一实施例中取露点阀的局部放大图。
附图标记:
1-阀体,11-露点连接孔,111-露点连接通道,112-露点延伸通道,12-主通道,121-进气通道,122-出气通道,13-截止连接孔,14-第一通道,15-第二通道,16-取样连接孔,161-取样延伸通道,17-排空孔,171-排空延伸通道,18-排气孔,2-取露点阀,21-转换接头,211-环形柱,212-前置孔,213-过渡孔,214-后置孔,2141-环形阶梯槽,22-密封球头,221-定杆,23-内锥面密封圈,24-前置压缩弹簧,25-顶压机构,251-压紧螺杆,2511-安装孔,2512-滑动孔,2513-锁紧螺母,252-定位套,2521-环形凸沿,2522-定位孔,253-露点顶杆,2531-第一限位板,2532-第二限位板,2533-顶压杆,2534-第一定位柱,2535-环形密封槽,2536-环形密封圈,254-后置压缩弹簧,255-驱动阀杆,2551-驱动限位板,2552-第二定位柱,2553-旋杆,2554-限位环,3-取样阀,31-接头体,311-接头进气孔,312-接头沉孔,313-接头安装孔,32-密封锥头,321-连接环,322-凹槽,323-出气孔,324-锥头环形槽,325-O型密封圈,33-取样压缩弹簧,34-锁紧接头,341-锥面孔,342-锁紧出气孔,343-环形槽,345-密封圈,346-防尘盖,4-主截止阀,5-排空阀,6-排气管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至图4所示,本实施例提供的一种天然气取样取露点阀,包括阀体1、取露点阀2和取样阀3;阀体1上设有露点连接孔11,取露点阀2与露点连接孔11连接;阀体1上沿轴向设有主通道12,露点连接孔11的底部设有与主通道12连通的露点连接通道111。
取露点阀2包括转换接头21、密封球头22、内锥面密封圈23、前置压缩弹簧24和顶压机构25,转换接头21的一端与露点连接孔11连接,转换接头21靠露点连接孔底部的端面设有与转换接头21同中心轴的环形柱211,环形柱211与露点连接孔11底部相抵。转换接头21沿轴向依次设有相连通的前置孔212、过渡孔213和后置孔214,内锥面密封圈23设在前置孔212靠过渡孔213的端面,密封球头22和前置压缩弹簧24布置在前置孔212内,密封球头22上设有定杆221,前置压缩弹簧24的一端与露点连接孔11底部相抵,前置压缩弹簧24的另一端套设在定杆221上。顶压机构25安装在后置孔214内,用于顶压密封球头22;自然状态下,密封球头22与内锥面密封圈23相抵;转换接头21的后置孔214的底部设有贯穿的通气孔,通气孔在转换接头21靠露点连接孔11底部的端面的投影位于环形柱211的外侧。取样阀3安装在阀体1上,用于采集转换接头21、露点连接孔11和环形柱211三者围成空间内的天然气。
本技术方案通过顶压机构25顶压密封球头,即可使密封球头22和内锥面密封圈23分离,从而使主通道12内的天然气依次通过露点连接通道111、前置孔212和过渡孔213进入后置孔214,再通过通气孔送至转换接头21、露点连接孔11和环形柱211三者围成空间内,取样阀3通过采集转换接头21、露点连接孔11和环形柱211三者围成空间内的天然气,即可完成取样阀外接的露点测试仪对天然气露点的检测;整个过程通过顶压机构25顶压密封球头22,在前置压缩弹簧24的作用下,密封球头22与顶压机构25保持时时接触状态,可有效调节密封球头22和内锥面密封圈23的间隔,加上转换接头21、前置孔212和环形柱211三者围成空间以及后置孔214和通气孔对天然气的缓冲作用,可使进入取样阀3的天然气长久保持高精度的恒定压力,极大地提高了露点测试仪检测的天然气露点值的参考性。
具体地,顶压机构25包括压紧螺杆251、定位套252、露点顶杆253、后置压缩弹簧254和驱动阀杆255,后置孔214设有同中心轴的环形阶梯槽2141,压紧螺杆251与环形阶梯槽2141的内壁螺纹连接;压紧螺杆251沿轴向设有相连通的安装孔2511和滑动孔2512,定位套252配设在安装孔2511内,定位套252沿周向设有环形凸沿2521,环形凸沿2521位于环形阶梯槽2141的阶梯面和压紧螺杆251靠过渡孔213的端面之间。
定位套252设有同中心轴的定位孔2522,露点顶杆253与定位孔2522活动适配,露点顶杆253的两端设有第一限位板2531和第二限位板2532,第一限位板2531上设有同中心轴的顶压杆2533,顶压杆2533与过渡孔213活动适配,第二限位板2532位于安装孔2511内且设有同中心轴的第一定位柱2534。驱动阀杆255的一端设有外螺纹,驱动阀杆255的螺纹端与滑动孔2512螺纹连接,驱动阀杆255靠安装孔的一端设有驱动限位板2551,驱动限位板2551设有同中心轴的第二定位柱2552;后置压缩弹簧254位于安装孔2511内,且后置压缩弹簧254的一端套设在第一定位柱2534上与第二限位板2532相抵,后置压缩弹簧254的另一端套设在第二定位柱2552上与驱动限位板2551相抵。
通过转动驱动阀杆255,驱动阀杆255的驱动限位板2551挤压后置压缩弹簧24,使露点顶杆253在定位套252内向密封球头22侧移动,促使露点顶杆253的顶压杆2533与密封球头22接触并顶压密封球头22,使密封球头22和内锥面密封圈23分离;整过过程操作方便,便于调节密封球头22和内锥面密封圈23的间隔,而且控制精度高;同时,露点顶杆253通过第一限位板2531和第二限位板2532设计了露点顶杆253在定位套252内移动的极限位,避免了露点顶杆253出现过度顶压密封球头的现象,提高了实用性。
压紧螺杆251上配设有锁紧螺母2513,便于锁紧压紧螺杆251在后置孔214内的位置,避免压紧螺杆251在后置孔214内转动;驱动阀杆255凸出滑动孔2512的一端设有旋杆2553,旋杆2553的设计便于驱使驱动阀杆255转动;驱动阀杆255位于滑动孔2512和旋杆2553之间的部分设有限位环2554,限位环2554和驱动限位板2551限制了旋杆2553在滑动孔2512内沿轴向移动的极限位置,避免了第一定位柱2534和第二定位柱2552出现相抵的现象。
为了避免天然气在露点顶杆253沿定位套252移动过程中出现渗漏,露点顶杆253设有同中心轴的环形密封槽2535,环形密封槽2535与定位套252的定位孔2522的内壁之间通过环形密封圈2536密封。
此外,主通道12包括进气通道121和出气通道122,阀体1上设有截止连接孔13,进气通道121和出气通道122分别通过第一通道14和第二通道15与截止连接孔13连通,露点连接通道111与出气通道122连通;截止连接孔13内连接有主截止阀4,主截止阀4用于控制第一通道14的开闭。此外,进气通道121连接有进气管。
阀体1上设有取样连接孔16,取样阀3与取样连接孔16连接,露点连接孔11的底部设有露点延伸通道112,取样连接孔16设有与露点延伸通道112连通的取样延伸通道161;露点延伸通道112在露点连接孔11底部的端面的位置位于环形柱211的外侧。
取样阀3包括接头体31、密封锥头32、取样压缩弹簧33和锁紧接头34,接头体31的一端与取样连接孔16连接,接头体31沿轴向设有相连通的接头进气孔311、接头沉孔312和接头安装孔313,密封锥头32沿平面端面的边缘设有同中心轴的连接环321,连接环321的外轮廓与接头安装孔313的内壁活动密封适配,密封锥头32的平面端面设有凹槽322,密封锥头32的锥面周向上设有至少一个出气孔323,出气孔323与凹槽322连通。取样压缩弹簧33的一端置于接头沉孔312内,取样压缩弹簧33的另一端置于连接环321内且与密封锥头32相抵。锁紧接头34沿轴向依次设有相连通的锥面孔341和锁紧出气孔342,锁紧接头34与接头安装孔313的内壁螺纹连接,密封锥头32与锁紧接头34的锥面孔341适配;自然状态时,密封锥头32与锥面孔341的内壁相抵。此外,取样阀3为使用时,锁紧接头34设有可拆卸连接的防尘盖346。
经取露点阀控制好天然气的压力后,经露点延伸通道112和取样延伸通道161流经取样连接孔16、接头进气孔311、接头沉孔312和接头安装孔313,再经密封锥头32的凹槽322和出气孔323流至连接环321、密封锥头32、锁紧接头34和接头安装孔313围成的区域;锁紧接头34外接的露点测试仪穿过锁紧出气孔342顶压密封锥头32,即可使密封锥头32与锁紧接头34的锥面孔341产生间隙,从而使稳压后的天然气经密封锥头32与锥面孔341的间隙通过锁紧出气孔342进入外接的露点测试仪。拆卸锁紧接头34后,密封锥头32在取样压缩弹簧33的作用下自动与锥面孔341贴合,从而阻断天然气的外漏或者继续向锁紧出气孔342输送,操作简单便捷。
密封锥头32与锥面孔341的接触部分设有锥头环形槽324,锥头环形槽324内配设有O型密封圈325,进一步提高了密封锥头32与锥面孔341之间的密封性。为了提高外接的露点测试仪穿过锁紧出气孔342时的密封效果,锁紧出气孔342的内壁设有同中心轴的环形槽343,环形槽343内配设有密封圈345。
此外,阀体1上设有排空孔17和排气孔18,排空孔17的底部设有排空延伸通道171,排空延伸通道171与露点延伸通道112连通;排空孔17内安装有排空阀5,排空阀5用于控制排空延伸通道171的开闭;排气孔18通过连接通道与排空孔17连通,排气孔17内连接有排气管6。当对主通道12内的天然气进行露点监测后,关闭取露点阀2和取样阀3,再打开排空阀5,即通过排气管6排出露点延伸通道112和取样延伸通道161的天然气,避免了露点延伸通道112和取样延伸通道161和取露点阀2以及取样阀3时刻保持高压状态。
需要说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种天然气取样取露点阀,其特征在于:包括阀体、取露点阀和取样阀;
所述阀体上设有露点连接孔,所述取露点阀与露点连接孔连接;阀体上沿轴向设有主通道,露点连接孔的底部设有与主通道连通的露点连接通道;
所述取露点阀包括转换接头、密封球头、内锥面密封圈、前置压缩弹簧和顶压机构,转换接头的一端与露点连接孔连接,转换接头靠露点连接孔底部的端面设有与转换接头同中心轴的环形柱,环形柱与露点连接孔底部相抵;转换接头沿轴向依次设有相连通的前置孔、过渡孔和后置孔,内锥面密封圈设在前置孔靠过渡孔的端面,密封球头和前置压缩弹簧布置在前置孔内,密封球头上设有定杆,前置压缩弹簧的一端与露点连接孔底部相抵,前置压缩弹簧的另一端套设在定杆上;顶压机构安装在后置孔内,用于顶压密封球头;自然状态下,密封球头与内锥面密封圈相抵;转换接头的后置孔的底部设有贯穿的通气孔,通气孔在转换接头靠露点连接孔底部的端面的投影位于环形柱的外侧;
所述取样阀安装在阀体上,用于采集转换接头、露点连接孔和环形柱三者围成空间内的天然气。
2.根据权利要求1所述的天然气取样取露点阀,其特征在于:
所述顶压机构包括压紧螺杆、定位套、露点顶杆、后置压缩弹簧和驱动阀杆,后置孔设有同中心轴的环形阶梯槽,压紧螺杆与环形阶梯槽的内壁螺纹连接;压紧螺杆沿轴向设有相连通的安装孔和滑动孔,定位套配设在安装孔内,定位套沿周向设有环形凸沿,环形凸沿位于环形阶梯槽的阶梯面和压紧螺杆靠过渡孔的端面之间;定位套设有同中心轴的定位孔,露点顶杆与定位孔活动适配,露点顶杆的两端设有第一限位板和第二限位板,第一限位板上设有同中心轴的顶压杆,顶压杆与过渡孔活动适配,第二限位板位于安装孔内且设有同中心轴的第一定位柱;驱动阀杆的一端设有外螺纹,驱动阀杆的螺纹端与滑动孔螺纹连接,驱动阀杆靠安装孔的一端设有驱动限位板,驱动限位板设有同中心轴的第二定位柱;后置压缩弹簧位于安装孔内,且后置压缩弹簧的一端套设在第一定位柱上与第二限位板相抵,后置压缩弹簧的另一端套设在第二定位柱上与驱动限位板相抵。
3.根据权利要求2所述的天然气取样取露点阀,其特征在于:
所述压紧螺杆上配设有锁紧螺母,驱动阀杆凸出滑动孔的一端设有旋杆,驱动阀杆位于滑动孔和旋杆之间的部分设有限位环。
4.根据权利要求2所述的天然气取样取露点阀,其特征在于:
所述露点顶杆设有同中心轴的环形密封槽,环形密封槽与定位套的定位孔的内壁之间通过环形密封圈密封。
5.根据权利要求1所述的天然气取样取露点阀,其特征在于:
所述主通道包括进气通道和出气通道,阀体上设有截止连接孔,进气通道和出气通道分别通过第一通道和第二通道与截止连接孔连通,露点连接通道与出气通道连通;截止连接孔内连接有主截止阀,主截止阀用于控制第一通道的开闭。
6.根据权利要求1所述的天然气取样取露点阀,其特征在于:
所述阀体上设有取样连接孔,取样阀与取样连接孔连接,露点连接孔的底部设有露点延伸通道,取样连接孔设有与露点延伸通道连通的取样延伸通道;露点延伸通道在露点连接孔底部的端面的位置位于环形柱的外侧。
7.根据权利要求6所述的天然气取样取露点阀,其特征在于:
所述取样阀包括接头体、密封锥头、取样压缩弹簧和锁紧接头,接头体的一端与取样连接孔连接,接头体沿轴向设有相连通的接头进气孔、接头沉孔和接头安装孔,密封锥头沿平面端面的边缘设有同中心轴的连接环,连接环的外轮廓与接头安装孔的内壁活动密封适配,密封锥头的平面端面设有凹槽,密封锥头的锥面周向上设有至少一个出气孔,出气孔与凹槽连通;取样压缩弹簧的一端置于接头沉孔内,取样压缩弹簧的另一端置于连接环内且与密封锥头相抵;锁紧接头沿轴向依次设有相连通的锥面孔和锁紧出气孔,锁紧接头与接头安装孔的内壁螺纹连接,密封锥头与锁紧接头的锥面孔适配;自然状态时,密封锥头与锥面孔的内壁相抵。
8.根据权利要求7所述的天然气取样取露点阀,其特征在于:
所述密封锥头与锥面孔的接触部分设有锥头环形槽,锥头环形槽内配设有O型密封圈。
9.根据权利要求7所述的天然气取样取露点阀,其特征在于:
所述锁紧出气孔的内壁设有同中心轴的环形槽,环形槽内配设有密封圈。
10.根据权利要求6所述的天然气取样取露点阀,其特征在于:
所述阀体上设有排空孔和排气孔,排空孔的底部设有排空延伸通道,排空延伸通道与露点延伸通道连通;排空孔内安装有排空阀,排空阀用于控制排空延伸通道的开闭;排气孔通过连接通道与排空孔连通,排气孔内连接有排气管。
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