CN208138525U - 一种安全防反冲阀 - Google Patents

Abstract

一种安全防反冲阀，本实用新型属于石油开采领域，为提供一套高精度、高灵敏度、高稳定性、可无级调节的安全防反冲阀，本实用新型采用下述技术方案：一种安全防反冲阀，所述的防反冲阀包括有阀本体，阀本体上设有伺服电机，伺服电机通过联轴器连接有丝杠，丝杠上设有沿所述的丝杠轴向移动的连接座，连接座连接有传动杆，传动杆通过连杆连接有阀芯，阀芯上设有凹槽；阀本体的侧面设有阀体液流通孔。本实用新型的有益效果如下：1.滚珠丝杠系统具有微量和高速进给的性能特点，实现高精度、高灵敏度、无级流量调节；2.由于伺服电机具有刹车功能，可实现滚珠丝杠自锁，使得整个传动系统及阀芯在伺服电机停止转动后会一直保持在原位置，实现高稳定性流量调节。

Description

一种安全防反冲阀

技术领域

本实用新型属于石油开采领域，具体地，涉及一种兼具截止功能的新型安全防反冲阀。

背景技术

随着陆上石油资源的日渐枯竭，海洋石油开发事业迅速发展，现代海洋石油勘探开发的范围已经从近海、浅海逐渐向远海、深海区域进军。随着作业水深的日益增加，面临的环境也越来越复杂，大大增加了海洋石油钻采开发的难度。在中、深海海域，海洋钻井平台在海浪的作用下，除了前后发生摇摆外，还产生升沉运动，这种随波浪周期性上下升沉的运动对于水下设备采油树、防喷器的下放和安装过程影响很大。因此，需要在钻井平台上安装导向绳张紧器系统，导向绳张紧器是水下设备采油树、防喷器下放与安转过程中最重要的安全屏障，一旦其发生故障，将会带来巨大损失。导向绳张紧器系统主要包括：控制撬装、压力容器、蓄能器、张紧器主体、导向滑轮、惰轮和钢丝绳组成。压力容器与蓄能器共同组成气液弹簧，补偿由于波浪升沉运动引起的平台升沉位移。导向绳在下放和安装水下设备的同时，由于复杂海洋环境载荷作用在采油树、防喷器上，导致钢丝绳承受的载荷不稳定，长时间的下放和安装过程中，导向绳张紧器的钢丝绳会突然断裂，由于钢丝绳在断裂前处于张紧状态，钢丝绳内蓄积大量的势能，钢丝绳突然断裂后，储存在钢丝绳内的势能会迅速转化为钢丝绳的动能，导致钢丝绳加速向上反冲，反冲的钢丝绳会影响钻井平台上设备的正常运行，威胁平台上工作人员的生命安全。因此为了防止钢丝绳反冲，会在张紧器主体与蓄能器之间连接安全防反冲阀，它的本质就是一个兼具截止功能的电动节流阀，当检测到钢丝绳突然断裂后，控制系统传送信号给安全防反冲阀，安全防反冲阀迅速动作，迅速减小流体通流面积直至完全关闭液流通路，减弱钢丝绳的反冲。

目前，公知的安全防反冲阀构造是由驱动系统、垂直方向进出液阀体、套筒阀芯、密封件组成。驱动系统通过输出装置带动旋转套筒阀芯的内筒旋转，由于内外套筒上均有相同直径的通流孔，在内筒旋转过程中，会改变内外套筒上孔的相对通流面积，从而实现节流功能。当出现钢丝绳突然断裂的情况时，控制系统会传递信号到安全防反冲阀，安全防反冲阀迅速动作，驱动系统旋转带动内套筒旋转，使得内外套筒的相对通流截面逐渐减小，通过阀体的流量逐渐减小，直至内外套筒上的开孔完全错开，关断流体通路，实现截止功能。但是，现有的安全防反冲阀在流体压力大、流速高的情形下，流体对内套筒的冲击力大，使得内外套筒的摩擦阻力变大，内套筒旋转困难，流量调节精度低，流量不稳定，不能实现无级调节，对于要求异常严格地导向绳张紧器来说，这显然不能满足设备的正常运行，容易发生安全事故。因此，开发一套高精度、高灵敏度、高稳定性、可无级调节的安全防反冲阀显得尤为重要。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种兼具截止功能的新型安全防反冲阀。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种安全防反冲阀，所述的防反冲阀包括有阀本体，所述的阀本体上设有伺服电机，所述的伺服电机通过联轴器连接有丝杠，所述的丝杠上设有沿所述的丝杠轴向移动的连接座，所述的连接座连接有在所述的连接座的带动下轴向运行的传动杆，所述的传动杆通过连杆连接有穿过阀本体并和所述的传动杆平行的阀芯，所述的阀芯上设有供阀体液流过的凹槽；所述的阀本体的侧面设有穿过所述阀本体并和所述阀芯垂直的阀体液流通孔，所述的凹槽通过轴向运行以改变和所述的阀体液流通孔的相对位置来控制通过所述的阀体液流孔内的阀体液流量。

优选的，所述的凹槽为位于阀芯中部的环形凹槽。

优选的，所述的阀芯为圆形阀芯。

优选的，所述的伺服电机为带刹车功能的伺服电机。

优选的，所述的阀芯穿过阀本体的中轴线。

优选的，所述的丝杠为滚珠丝杠，滚珠丝杠的丝杠螺母和所述的连接座相连。

优选的，所述的传动杆的两端与阀芯的两端分别通过两个双轴传动杆连接。

优选的，所述的阀本体包括有阀体和设于阀体两端的端盖，所述的阀芯穿过两端端盖；所述的阀芯和两个端盖之间通过动密封件密封，所述的端盖与阀体之间通过静密封件密封。

优选的，所述的动密封件由Y型密封圈及挡圈组成。

优选的，所述的静密封件为O型密封圈。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果如下：1. 伺服电机运行，进而通过联轴器带动丝杠转动，丝杠的转动带动位于丝杠上的连接轴轴向运动，进而通过连接座带动传动杆轴向运行，再通过连接带动阀芯轴向运行，从而调节凹槽和在阀本体内的位置，当凹槽和阀体液流通孔完全对准时，通过阀体液流通孔的阀体液流通最大，当两者完全错开时，流量为零，通过该方式调整阀体液的流量；2.滚珠丝杠系统具有微量和高速进给的性能特点，在伺服电机驱动器给出相应信号后，伺服电机驱动滚珠丝杠推动阀芯精确、快速动作，实现高精度、高灵敏度、无级流量调节；3.由于伺服电机具有刹车功能，可实现滚珠丝杠自锁，使得整个传动系统及阀芯在伺服电机停止转动后会一直保持在原位置，不会因为压力过大推动阀芯反向运动，实现高稳定性流量调节。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的带阀本体外壳的示意图；

图3为本实用新型的移除阀本体外壳的示意图。

具体实施例

下面结合附图，对本实用新型做进一步的解释和说明。

请参照图1至图3，一种安全防反冲阀，所述的防反冲阀包括有阀本体（1），所述的阀本体（1）上设有伺服电机（2），所述的伺服电机（2）通过联轴器（3）连接有丝杠（4），所述的丝杠（4）上设有沿所述的丝杠（4）轴向移动的连接座（5），所述的连接座（5）连接有在所述的连接座（5）的带动下轴向运行的传动杆（6），所述的传动杆（6）通过连杆（61）连接有穿过阀本体并和所述的传动杆（6）平行的阀芯（7），所述的阀芯（7）上设有供阀体液流过的凹槽（71）；所述的阀本体的侧面设有穿过所述阀本体并和所述阀芯（7）垂直的阀体液流通孔（8），所述的凹槽（71）通过轴向运行以改变和所述的阀体液流通孔（8）的相对位置来控制通过所述的阀体液流孔内的阀体液流量。

伺服电机（2）通过四个伺服电机连接螺栓（21）连接有伺服电机传动座（22），伺服电机传动座（22）固定在阀本体（1）的表面，伺服电机（2）和伺服电机传动座（22）的中轴线和阀本体的中轴线平行。

丝杠（4）和伺服电机传动座（22）通过锁紧螺母相连接，

优选的，所述的凹槽（71）为位于阀芯中部的环形凹槽。

优选的，所述的阀芯（7）为圆形阀芯。

优选的，所述的伺服电机（2）为带刹车功能的伺服电机。

优选的，所述的阀芯（7）穿过阀本体的中轴线。

优选的，所述的丝杠（4）为滚珠丝杠，滚珠丝杠的丝杠螺母（41）和所述的连接座相连，丝杠螺母（41）位于丝杠（4）上，它们之间通过丝杠螺母（41）里的滚珠传动，连接座（5）与丝杠螺母（41）通过六个螺栓连接，连接座（5）上设有凸起部分（51），凸起部分（51）中间开螺纹孔，与传动杆（6）通过该螺纹孔连接，传动杆（6）的两端与阀芯（7）的两端分别通过两个双轴传动杆（61）连接.

优选的，所述的传动杆（6）的两端与阀芯（7）的两端分别通过两个双轴传动杆连接。

优选的，所述的阀本体（1）包括有阀体（11）和设于阀体两端的端盖（12），所述的阀芯（7）穿过两端端盖（12）；所述的阀芯（7）和两个端盖（12）之间通过动密封件密封，所述的端盖（12）与阀体之间通过静密封件密封。所述的动密封件由Y型密封圈及挡圈组成，阀芯（7）与端盖（12）之间的动密封，防止液体泄漏；所述的静密封件为O型密封圈，防止液体通过阀体（11）与端盖（12）的缝隙泄露。

使用时，当控制器接收到钢丝绳突然断裂的信号后，迅速反应，传递信号给伺服电机驱动器驱动带刹车功能的伺服电机（2）正向转动，通过联轴器（3）、锁紧螺母将运动传递给丝杠（4），丝杠（4）正向运动，通过丝杠螺母（41）中滚珠传动，丝杠螺母（41）连同螺母座、连接座（5）一起沿着丝杠（4）正向运动，传动杆（6）在连接座（5）的带动下，沿着与丝杠（4）平行的方向正向运动，传动杆（6）带动连杆正向运动，进而带动阀芯（7）正向运动，使得阀体液流通孔（8）与阀芯（7）上的凹槽（71）的相对通流截面面积迅速减小，减少通过阀体的液体流量，直至阀体液流通孔（8）与凹槽（71）的相对通流截面面积为零，此时安全防反冲阀完全关断，实现截流功能，有效阻止导向绳张紧器钢丝绳的反冲影响。

当钢丝绳维修完毕开始正常工作时，控制器向伺服电机驱动器发出信号，伺服电机驱动器驱动带刹车功能的伺服电机（2）反向转动，通过联轴器（3）、锁紧螺母将运动传递给丝杠（4），丝杠（4）反向运动，通过丝杠螺母（41）中滚珠传动，丝杠螺母（41）连同螺母座、连接座（5）一起沿着丝杠（4）反向运动，传动杆（6）在连接座（5）的带动下，沿着与丝杠（4）平行的方向反向运动，传动杆（6）带动双轴传动杆（61）反向运动，进而带动阀芯（7）反向运动，使得阀体液流通孔（8）与凹槽（71）的相对通流截面面积迅速变大，增大通过阀体的液体流量，直至阀体液流通孔（8）与凹槽（71）的相对通流截面面积最大，此时安全防反冲阀完全打开，实现节流功能，保证导向绳张紧器系统的正常运行和应对钢丝绳反冲的突发状况。

Claims (10)

1.一种安全防反冲阀，所述的防反冲阀包括有阀本体，其特征在于，所述的阀本体上设有伺服电机，所述的伺服电机通过联轴器连接有丝杠，所述的丝杠上设有沿所述的丝杠轴向移动的连接座，所述的连接座连接有在所述的连接座的带动下轴向运行的传动杆，所述的传动杆通过连杆连接有穿过阀本体并和所述的传动杆平行的阀芯，所述的阀芯上设有供阀体液流过的凹槽；所述的阀本体的侧面设有穿过所述阀本体并和所述阀芯垂直的阀体液流通孔，所述的凹槽通过轴向运行以改变和所述的阀体液流通孔的相对位置来控制通过所述的阀体液流孔内的阀体液流量。

2.如权利要求1所述的一种安全防反冲阀，其特征在于，所述的凹槽为位于阀芯中部的环形凹槽。

3.如权利要求1所述的一种安全防反冲阀，其特征在于，所述的阀芯为圆形阀芯。

4.如权利要求1所述的一种安全防反冲阀，其特征在于，所述的伺服电机为带刹车功能的伺服电机。

5.如权利要求1所述的一种安全防反冲阀，其特征在于，所述的阀芯穿过阀本体的中轴线。

6.如权利要求1所述的一种安全防反冲阀，其特征在于，所述的丝杠为滚珠丝杠，滚珠丝杠的丝杠螺母和所述的连接座相连。

7.如权利要求1所述的一种安全防反冲阀，其特征在于，所述的传动杆的两端与阀芯的两端分别通过两个双轴传动杆连接。

8.如权利要求1所述的一种安全防反冲阀，其特征在于，所述的阀本体包括有阀体和设于阀体两端的端盖，所述的阀芯穿过两端端盖；所述的阀芯和两个端盖之间通过动密封件密封，所述的端盖与阀体之间通过静密封件密封。

9.如权利要求8所述的一种安全防反冲阀，其特征在于，所述的动密封件由Y型密封圈及挡圈组成。

10.如权利要求8所述的一种安全防反冲阀，其特征在于，所述的静密封件为O型密封圈。