CN114893570A - 高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，设计了新的阀门结构和材质的选择，装配时阀芯组合件，阀座组合件，节流阀套组合件受轴向力的是不锈钢材质，受冲刷的是碳化钨WC,这样既节约成本，同时又考虑更换WC零件的方便。此节流截止阀的截止功能很好，阀芯组合件向下移动到节流阀套的节流锥形孔下边缘时，主要流动介质被截断，还有少量介质会从WC阀芯保护套和阀芯套筒形成的配合间隙流动，因WC阀芯保护套和阀芯套筒形成的配合间隙远远小于后面的流动面积，介质会把密封副空间的杂质颗粒等杂物带走，在阀芯组合件移动到关闭位置时，软密封副和硬密封副可以起到很好的密封效果，可以到达零泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及节流阀相关的技术领域，具体来讲涉及的是一种高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀。
背景技术
在天然气井口出来的天然气都需要经过采油树和节流阀节流降压后进入集气站的，从井出来的天然气压力高（一般PN260以上），并且还可能带有细颗粒的杂质，这样的工况对节流阀的冲刷很厉害。对既能节流又能截止的节流截止阀来说要求很高，一般阀门的结构设计和材质都不能满足这种工况的要求。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，同时提供方便更换的组合阀芯、组合阀套、组合阀座的设计制造方式。本发明开发设计了新的阀门结构和材质的选择，装配时阀芯组合件，阀座组合件，节流阀套组合件受轴向力的是不锈钢材质，受冲刷的是碳化钨WC,这样既节约成本，同时又考虑更换WC零件的方便。
本发明是这样实现的，构造一种高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；该阀门的结构主要有阀体、阀座组合件、阀芯组合件、节流阀套组合件；密封为软密封副和堆焊合金的硬密封副形成双质密封；WC材质是硬而碎，耐冲刷，阀门在关闭或开启时受轴向力的均为不锈钢材质，WC不受轴向力，只起保护作用；
所述阀座组合件具有内六角螺钉、WC阀座保护套、阀座、阀座堆焊密封面，其中WC阀座保护套材质是不锈钢，主要承受轴向力,阀座是受冲刷的，材质为碳化钨WC，在装配过程中不是轴向力；阀芯组合件具有内六角螺钉、O型圈B、阀芯、WC阀芯保护套、阀芯柱、锁紧螺钉、三角形密封圈，其中阀芯材质是不锈钢，受轴向力传递，WC阀芯保护套受冲刷起保护作用，阀芯柱是不锈钢材质，受轴向力传递，三角形密封圈是三角形密封圈（软密封副），阀芯堆焊密封面是在阀芯上堆焊的硬质合金；节流阀套组合件有WC阀芯套筒保护套、锁紧螺钉、阀芯套筒，WC阀芯套筒保护套材质是WC，受冲刷，起保护和起节流降压作用，阀芯套筒是不锈钢材质。
根据本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；节流截止阀的介质流向是从侧法兰进，下法兰出，介质的流向是背离阀盖和阀芯组合件的；这样的结构设计可以保证密封副不受介质流动的冲刷，材质WC的WC阀座保护套、WC阀芯保护套、WC阀芯套筒保护套13起保护作用，受介质流动的冲刷；且拆卸更换方便。
根据本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；阀芯组合件中连接螺钉，起连接作用，螺钉中间钻有一平衡孔；材质为不锈钢的阀芯与不锈钢材质的阀芯柱是通过内六角螺钉连接的；在件内六角螺钉、阀芯、阀芯柱装配好后，装O型圈B和三角形密封圈，材质为WC的WC阀芯保护套与阀芯柱是螺纹连接，由锁紧螺钉锁紧，这样阀芯与WC阀芯保护套装配后形成的软密封副和硬密封副是隐藏在阀芯组合件对应的WC阀芯保护套下面的，密封副不受介质的冲刷。
根据本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；如果WC阀芯保护套需要更换时，也很方便；节流截止阀在节流工作时是通过阀芯组件上下移动来改变WC阀芯保护套与节流套筒的孔来实现的。
根据本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；WC阀座保护套是在不锈钢材质阀座上堆焊的硬质合金，是硬密封副，且密封副面低于材质为WC的WC阀座保护套的冲刷面，WC阀座保护套和阀座由内六角螺钉连接的；WC阀座保护套受装配和关闭时的轴向力，阀座只起保护作用，拆卸更换方便。
根据本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；轴向设计有均布的数个近似锥形节流孔，所有孔的面积根据阀门流量来设计，锥形孔的长度可以分十等分，每一等分的节流面积对应的当量直径比前一直径大0.4-0.8mm，满足等百分比流量特性设计；WC阀芯套筒保护套与阀芯套筒是螺纹连接，由锁紧螺钉锁紧，装配后根据WC阀芯套筒保护套的节流孔来配加工阀芯套筒上的节流孔，WC阀芯套筒保护套承受节流冲刷。
根据本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；此节流截止阀的截止功能很好，阀芯组合件向下移动到节流阀套的节流锥形孔下边缘时，主要流动介质被截断，还有少量介质会从WC阀芯保护套和阀芯套筒形成的配合间隙流动，因WC阀芯保护套和阀芯套筒形成的配合间隙远远小于后面的流动面积，介质会把密封副空间的杂质颗粒等杂物带走，在阀芯组合件移动到关闭位置时，软密封副和硬密封副可以起到很好的密封效果，可以到达零泄漏。
本发明具有如下优点：本发明在此提供一种高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，同时提供方便更换的组合阀芯、组合阀套、组合阀座的设计制造方式。本发明开发设计了新的阀门结构和材质的选择，装配时阀芯组合件，阀座组合件，节流阀套组合件受轴向力的是不锈钢材质，受冲刷的是碳化钨WC,这样既节约成本，同时又考虑更换WC零件的方便。此节流截止阀的截止功能很好，阀芯组合件向下移动到节流阀套的节流锥形孔下边缘时，主要流动介质被截断，还有少量介质会从WC阀芯保护套和阀芯套筒形成的配合间隙流动，因WC阀芯保护套和阀芯套筒形成的配合间隙远远小于后面的流动面积，介质会把密封副空间的杂质颗粒等杂物带走，在阀芯组合件移动到关闭位置时，软密封副和硬密封副可以起到很好的密封效果，可以到达零泄漏。
附图说明
图1是本发明所述节流阀的总装图；
图2是本发明图1中V处放大示意图；
图3-图5是节流阀套组合件示意图；
图6截止关闭时的轴向力图；
图7截止时密封结构图；
图8-图12是阀芯组合件示意图；
图13-图15是阀座组合件示意图；
图16阀门节流开度下气流示意图；
图17节流阀关闭前气流示意图。
其中：1、阀体，2、内六角螺钉，3、WC阀座保护套，4、O型圈A，5、阀座，6、内六角螺钉，7、O型圈B，8、阀芯（不锈钢堆焊STL），9、WC阀芯保护套，10、阀芯柱，11、锁紧螺钉，12阀芯柱平衡孔，13、WC阀芯套筒保护套，14锁紧螺钉，15、阀芯套筒，16、阀盖，17、螺母，18、螺柱，19、填料，20、填料压盖，21、平键，22、十字螺钉，23、支架，24、轴套，25、钢垫，26、推力轴承，27、阀杆螺母，28、压紧螺母，29、手轮，30、锁紧螺母，31、护罩，32、标尺，33、阀位开度指针，34、十字螺钉，35、锁紧螺钉，36、O型圈C，37、钢球，38、O型圈D，39、三角形密封圈，40、阀芯套筒节流孔，41、WC阀芯套筒保护套上节流孔，42、阀芯堆焊STL密封面，43阀座堆焊STL密封面，44、阀杆，45、WC阀座保护套冲刷面，46、WC阀芯保护套冲刷面，47、WC阀芯套筒保护套冲刷节流孔。
具体实施方式
下面将结合附图1-图17对本发明进行详细说明，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。
本发明通过改进在此提供一种高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀及方便更换的组合阀芯、组合阀套、组合阀座的设计制造方法。
在天然气井口出来的天然气都需要经过采油树和节流阀节流降压后进入集气站的，从井出来的天然气压力高（一般PN260以上），并且还可能带有细颗粒的杂质，这样的工况对节流阀的冲刷很厉害。对既能节流又能截止的节流截止阀来说要求很高，一般阀门的结构设计和材质都不能满足这种工况的要求，这样的原因才开发设计了新的阀门结构和材质的选择，装配时阀芯组合件，阀座组合件，节流阀套组合件受轴向力的是不锈钢材质，受冲刷的是碳化钨WC,这样既节约成本，同时又考虑更换WC零件的方便。
本发明所述阀门的结构主要部件有阀体1、阀杆44、阀盖16、推力轴承26、阀杆螺母27、轴套24、护罩31、标尺32、阀位开度指针33等。所述阀座组合件具有内六角螺钉2、WC阀座保护套3、阀座5、阀座堆焊密封面43，其中WC阀座保护套3材质是不锈钢，主要承受轴向力,阀座5是受冲刷的，材质为碳化钨WC，在装配过程中不是轴向力；阀芯组合件具有内六角螺钉6、O型圈B 7、阀芯8、WC阀芯保护套9、阀芯柱10、锁紧螺钉11、三角形密封圈39，其中阀芯8材质是不锈钢，受轴向力传递，WC阀芯保护套9受冲刷起保护作用，阀芯柱10是不锈钢材质，受轴向力传递，三角形密封圈39是三角形密封圈（软密封副），阀芯堆焊密封面42是在阀芯8上堆焊的硬质合金；节流阀套组合件有WC阀芯套筒保护套13、锁紧螺钉14、阀芯套筒15， WC阀芯套筒保护套13材质是WC，受冲刷，起保护和起节流降压作用，阀芯套筒15是不锈钢材质。
2、根据权利要求1所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；节流截止阀的介质流向是从侧法兰进，下法兰出，介质的流向是背离阀盖16和阀芯组合件的；这样的结构设计可以保证密封副不受介质流动的冲刷，材质WC的WC阀座保护套3、WC阀芯保护套9、WC阀芯套筒保护套13起保护作用，受介质流动的冲刷。且拆卸更换方便。
本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀实施时；阀芯组合件图7中件6连接螺钉，起连接作用，螺钉中间钻有一平衡孔；材质为不锈钢的阀芯8与不锈钢材质的阀芯柱10是通过内六角螺钉6连接的；在件内六角螺钉6、阀芯8、阀芯柱10装配好后，装O型圈B 7和三角形密封圈39，材质为WC的WC阀芯保护套9与阀芯柱10是螺纹连接，由锁紧螺钉11锁紧，这样阀芯8与WC阀芯保护套9装配后形成的软密封副39和硬密封副42是隐藏在阀芯组合件对应的WC阀芯保护套9下面的，密封副不受介质的冲刷。
本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀实施时；如果WC阀芯保护套9需要更换时，也很方便；节流截止阀在节流工作时是通过阀芯组件上下移动来改变WC阀芯保护套9与节流套筒的孔41来实现的。
本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀实施时；WC阀座保护套43是在不锈钢材质阀座5上堆焊的硬质合金，是硬密封副，且密封副面低于材质为WC的WC阀座保护套3的冲刷面45，WC阀座保护套3和阀座5由内六角螺钉2连接的；WC阀座保护套3受装配和关闭时的轴向力，阀座5只起保护作用，拆卸更换方便。
对于节流阀套组合件来讲，轴向设计有均布的数个近似锥形节流孔41，所有孔的面积根据阀门流量来设计，锥形孔的长度可以分十等分，每一等分的节流面积对应的当量直径比前一直径大0.4-0.8mm，满足等百分比流量特性设计；WC阀芯套筒保护套13与阀芯套筒15是螺纹连接，由件14锁紧，装配后根据WC阀芯套筒保护套13的节流孔来配加工阀芯套筒15上的节流孔40，WC阀芯套筒保护套13承受节流冲刷。
本发明所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀实施时；此节流截止阀的截止功能很好，阀芯组合件向下移动到节流阀套的节流锥形孔下边缘时，主要流动介质被截断，还有少量介质会从WC阀芯保护套9和阀芯套筒15形成的配合间隙流动，因WC阀芯保护套9和阀芯套筒15形成的配合间隙远远小于后面的流动面积，介质会把密封副空间的杂质颗粒等杂物带走，在阀芯组合件移动到关闭位置时，软密封副和硬密封副可以起到很好的密封效果，可以到达零泄漏。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；该阀门的结构主要有阀体（1）、阀座组合件、阀芯组合件、节流阀套组合件；密封为软密封副和堆焊合金的硬密封副形成双质密封；WC材质是硬而碎，耐冲刷，阀门在关闭或开启时受轴向力的均为不锈钢材质，WC不受轴向力，只起保护作用；
所述阀座组合件具有内六角螺钉（2）、WC阀座保护套（3）、阀座（5）、阀座堆焊密封面（43），其中WC阀座保护套（3）材质是不锈钢，主要承受轴向力,阀座（5）是受冲刷的，材质为碳化钨WC，在装配过程中不是轴向力；阀芯组合件具有内六角螺钉（6）、O型圈B（7）、阀芯（8）、WC阀芯保护套（9）、阀芯柱（10）、锁紧螺钉（11）、三角形密封圈（39），其中阀芯（8）材质是不锈钢，受轴向力传递，WC阀芯保护套（9）受冲刷起保护作用，阀芯柱（10）是不锈钢材质，受轴向力传递，三角形密封圈（39是三角形密封圈（软密封副），阀芯堆焊密封面（42）是在阀芯（8）上堆焊的硬质合金；节流阀套组合件有WC阀芯套筒保护套（13）、锁紧螺钉（14）、阀芯套筒（15），WC阀芯套筒保护套（13）材质是WC，受冲刷，起保护和起节流降压作用，阀芯套筒（15）是不锈钢材质。
2.根据权利要求1所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；节流截止阀的介质流向是从侧法兰进，下法兰出，介质的流向是背离阀盖（16）和阀芯组合件的；这样的结构设计可以保证密封副不受介质流动的冲刷，材质WC的WC阀座保护套（3）、WC阀芯保护套（9）、WC阀芯套筒保护套（13）起保护作用，受介质流动的冲刷；且拆卸更换方便。
3.根据权利要求1所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；阀芯组合件中连接螺钉（6）起连接作用，螺钉中间钻有一平衡孔；材质为不锈钢的阀芯（8与不锈钢材质的阀芯柱（10）是通过内六角螺钉（6）连接的；在件内六角螺钉（6）、阀芯（8）、阀芯柱（10）装配好后，装O型圈B（7）和三角形密封圈（39，材质为WC的WC阀芯保护套（9）与阀芯柱（10）是螺纹连接，由锁紧螺钉（11锁紧，这样阀芯（8）与WC阀芯保护套（9）装配后形成的软密封副（39）和硬密封副（42）是隐藏在阀芯组合件对应的WC阀芯保护套（9）下面的，密封副不受介质的冲刷。
4.根据权利要求1所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；如果WC阀芯保护套（9）需要更换时，也很方便；节流截止阀在节流工作时是通过阀芯组件上下移动来改变WC阀芯保护套（9）与节流套筒的孔（41）来实现的。
5.根据权利要求1所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；WC阀座保护套（43）是在不锈钢材质阀座（5）上堆焊的硬质合金，是硬密封副，且密封副面低于材质为WC的WC阀座保护套（3）的冲刷面（45），WC阀座保护套（3）和阀座（5）由内六角螺钉（2）连接的；WC阀座保护套（3）受装配和关闭时的轴向力，阀座（5）只起保护作用，拆卸更换方便。
6.根据权利要求1所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；轴向设计有均布的数个近似锥形节流孔（41），所有孔的面积根据阀门流量来设计，锥形孔的长度可以分十等分，每一等分的节流面积对应的当量直径比前一直径大0.4-0.8mm，满足等百分比流量特性设计；WC阀芯套筒保护套（13）与阀芯套筒（15）是螺纹连接，由锁紧螺钉（14）锁紧，装配后根据WC阀芯套筒保护套（13）的节流孔来配加工阀芯套筒（15）上的节流孔（40），WC阀芯套筒保护套（13）承受节流冲刷。
7.根据权利要求1所述高压耐冲刷等百分比节流特性节流阀，其特征在于；此节流截止阀的截止功能很好，阀芯组合件向下移动到节流阀套的节流锥形孔下边缘时，主要流动介质被截断，还有少量介质会从WC阀芯保护套（9）和阀芯套筒（15）形成的配合间隙流动，因WC阀芯保护套（9）和阀芯套筒（15）形成的配合间隙远远小于后面的流动面积，介质会把密封副空间的杂质颗粒等杂物带走，在阀芯组合件移动到关闭位置时，软密封副和硬密封副可以起到很好的密封效果，可以到达零泄漏。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU224209U1 (ru) * | 2023-11-30 | 2024-03-19 | Акционерное общество "Инжиниринговая компания "АЭМ-технологии" (АО "АЭМ-технологии") | Клапан осесимметричный |
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| CN1093450A (zh) * | 1993-12-23 | 1994-10-12 | 航空航天工业部第一研究院第十五研究所 | 全卸荷高压手动截止阀 |
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| CN204611064U (zh) * | 2015-04-13 | 2015-09-02 | 凯瑞特阀业有限公司 | 超高压平衡截止阀的斜齿传动结构 |
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2022
- 2022-04-26 CN CN202210442562.6A patent/CN114893570A/zh active Pending
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